¿Cómo recibir el Satélite Fossa Sat? manual paso a paso

IMPORTANTE: Actualización a 12/12/2019
A día de hoy el satélite está ok, y en órbita, pero hubo un problema y no se desplegaron los paneles solares de alimentación extra, ni la antena, con lo cual, el satélite solo se puede recibir con antenas de muchos elementos enfasadas, y rotores de Azimut y elevación, además de LNA.

El equipo de Fossa Sat espera lanzar mañana por la mañana, en el pase de las 6:53-7:03, un comando de emergencia al satélite para poder realizar el despliegue de antenas y paneles solares necesarios. Eso se realizará en colaboración con la Universidad de Tecnología de Brno

Para más información consulta este enlace.


Aquí estoy de nuevo con este interesante proyecto de colaboración.

El viernes 29 de octubre se iba a lanzar el mini satélite Fossa Sat, creado por fossa systems y encabezado por el radioaficionado de 16 años Julián Fernández EA4HCD. Por motivos técnicos, se postpone el lanzamiento, y la nueva fecha de lanzamiento es el 6 de diciembre a las 7:56 UTC. Puedes seguir las novedades del lanzamiento desde esta cuenta de Twitter

Es un proyecto novedoso que intenta llevar al espacio el Iot "El internet de las cosas" y en concreto usando el protocolo LoRaWAN
Este mini satélite de 5x5cmt orbitará alrededor de la tierra a unos 400km de altura, en una trayectoria norte sur, lo que se llama órbita polar.

Hay mucha información en internet sobre este interesante proyecto con solo poner fossasat en google.
Supongo que lo que más nos interesa como cacharreadores natos que somos, es eso, cacharrear!. Pues sin más preámbulos vamos al grano...

¿Que vamos a montar?, Pues una estación receptora del satélite, que recibirá de forma automática las tramas emitidas por el satélite Fossasat, y las subirá al servidor que este proyecto tiene preparado al efecto.

También, en siguientes versiones del software, podremos enviar tramas LoraWan al satélite, con mensajes, hacer ping, y diversas funciones más. Pero de momento, en esta fase inicial, solo recepción y subida a internet vía wiffi de las tramas recibidas por nuestra estación receptora.

Para ello necesitaremos solamente esta plaquita de 9€ :

- LILYGO®TTGO LORA SX1278 ESP32 0,96 OLED 32 Mbit, 433Mhz para Arduino

Que la puedes comprar en:
https://es.aliexpress.com/item/32824758955.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.611063c0QYVnAj

Una vez tengas la placa, el procedimiento es muy sencillo:

Primeramente descargarte la última versión de l IDE de Arduino (1.8.10 a día de hoy) en este enlace: https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Has de tener en cuenta el sistema operativo que tienes, y bajar la versión correspondiente. Si tienes dudas al respecto, puedes seguir las instrucciones de instalación del IDE de Arduino en este post anterior de este blog: http://ea1cdv.blogspot.com/2018/08/estacion-meteorologica-aprs-via-wifi.html

Como punto inicial de la configuración nada más abrir Arduino IDE, vamos a importar las librerías que nos hacen falta para los módulos ESP8266, para ello haz lo siguiente:

Pulsamos en "file" y luego "settings" y añadimos la siguiente url para importarnos las librerías:
http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
Y pulsamos OK.

Para que funcione nuestra plaquita TTGO con oled y el LoraWan necesitas cargar en Arduino las librerías:

Para SO linux has de cargar esto:
https://github.com/espressif/arduino-esp32/blob/master/docs/arduino-ide/debian_ubuntu.md

Para Windows:
https://github.com/espressif/arduino-esp32/blob/master/docs/arduino-ide/windows.md

RadioLib 1.2.2 (or higher) - https://github.com/jgromes/RadioLib
FOSSA-Comms 1.0.0 - https://github.com/Bambofy/FOSSA-Comms
ArduinoJson https://github.com/bblanchon/ArduinoJson
ESP8266_SSD1306 https://github.com/ThingPulse/esp8266-oled-ssd1306
AsyncTCP https://github.com/me-no-dev/AsyncTCP.git
ESPAsyncWebServer https://github.com/me-no-dev/ESPAsyncWebServer.git
ESPAsyncWiFiManager https://github.com/alanswx/ESPAsyncWiFiManager.git

Finalmente nos descargamos el fantástico y trabajado software de recepción del satélite creado por los maestros g4lile0  gmag12 dev_4m1g0
https://github.com/G4lile0/ESP32-OLED-Fossa-GroundStation

Una vez flasheado el software en la placa TTgo, si no hay errores en la compilación, en la pantallita nos aparecerá esta imagen:

Bingo! el software está correctamente cargado.
Con esta nueva versión de software (v1912042) la configuración se hace vía wiffi desde nuestro teléfono, tablet o PC con tarjeta inalábrica.

Solamente has de buscar entre todas las wiffis que recibes, aquella que se llama FossaGroundStation , y te conectas a ella como si de un acces point se tratara. Una vez conectado, has de entrar en la url 192.168.4.1 con cualquier navegador.
Aparecerá una web donde podrás configurar tus datos, y grabarlos.

SSID and PASSWORD: el ssid de tu wiffi y la pass

STATION NAME: Tu nombre o indicativo. Si te has registrado en la web Fossa Ground Station Database, el nombre debe ser el mismo.

LATITUDE and LONGITUDE: Las coordenadas geográficas de tu estación para fossa sat. El server te posicionará en un mapa como estación receptora:

Mapa de estaciones receptoras terrestres FossaSat

MQTT_SERVER and MQTT_PORT: esos parámetros no cambiarlos.

MQTT_USER and MQTT_PASS: Estas son las credenciales de conexión al servidor MQTT, preguntarme vía e-mail. O también te puedes unir al canal de telegram: https://t.me/joinchat/DmYSElZahiJGwHX6jCzB3Q  y solicitarlas allí.

En el momento que pulses "save", los datos se graban en la placa, y deja de ser un acces point, para cumplir su función. Si abres el puerto serie de arduino podrás ejecutar ciertos comandos que enviarán tramas al satélite:

------------- Controls -------------

p - send ping frame

i - request satellite info

l - request last packet info

r - send message to be retransmitted

------------------------------------

Estos controles son:

p mandar ping al Satélite

i solicitar información al satélite

l Solicitar el último paquete rcibido por el satélite

r enviar un mensaje al satélite, que será retransmitido

Para enviar mensajes al satélite, la secuencia es la siguiente:

Pulsamos r y luego enter

Nos sale lo siguiente:

Enter message to be sent:

(max 32 characters, end with LF or CR+LF)

Ponemos el mensaje, máximo 32 caracteres, por ejemplo "Hola mundo" y pulsamos enter. Nuestra placa transmitirá dicha trama. Si tienes un receptor SDR podrás visualizar esta trama en tu waterfall. Sino sitonizando con cualquier receptor en FM o SSB escucharás un zumbido.

Requesting retransmission ... sent successfully!

Para ir preparando los usuarios individuales y hacer recuento de las placas que se están utilizando se ha preparado un formulario para que os registréis. En unos días el usuario que habéis usado hasta ahora quedará desactivado y solo podrá conectarse quien tenga el suyo propio.
Para obtener tu usuario, date de alta aquí

Una vez grabado el software podremos ver en nuestra pantalla Oled esto:

Se ha conectado correctamente a nuestra wifi y al server MQTT (on):

Sale el mapa del mundo:

Sale nuestro indicativo o nombre que le hayamos configurado:

Información de telemetría del satélite:

Trama de telemetría de ejemplo:

Trama real recibida vía radio simulando el satélite:

Sería conveniente que nos diéramos de alta en la web de estaciones colaboradoras. En esta web https://groundstationdatabase.com/ podremos darnos de alta como estación terrestre colaboradora. No es necesario ser radioaficionado para colaborar en este proyecto.Pero si usar el mismo nombre o indicativo utilizado en la configuración de la placa.

Y como colofón, un colega llamado Oscar, del grupo de Fossa de telegram, se ha trabajado esta magnífica web https://fossa.apaluba.com/worldmap/ 

Este mapa creado con tecnología node-red nos permite ver en tiempo real las estaciones que están en activo recibiendo tramas del satélite en todo el mundo. La web está aún en constante evolución, al igual que el software que se han trabajado g4lile0 y Germán Martín . Unos auténticos cracks del maker electrónico y cacharreo. Mi más sincera enhorabuena por semejante trabajo!!! Un 10.

Como antena de recepción, el módulo ttgo trae una que no es muy buena, por no decir que es una basura. Si la queremos mejorar, solo necesitaríamos utilizar un trozo de alambre o cable de 16cm al vivo, y otro de 16cm a la malla, y ya tendríamos una fantástica antena de recepción para el satélite.

Si disponemos los brazos en esta forma, obtendremos un lóbulo de radiación hacia arriba, favorable a la recepción del satélite. Si esta antena la posamos encima de una chapa metálica o rejilla metálica tipo gallinero, obtendríamos unos pocos dB más de recepción que siempre son bienvenidos.

También existen otras opciones de antenas más sofisticadas y con bastante más ganancia. Sin duda la mejor sería esta la QFH, la Quadrifilar Helicoidal antena.

Podrías calcular sus medidas en esta web

Con todo esto ya estaríamos preparados para poner nuestro granito de arena en este fantástico proyecto. Si te gusta cacharrear, ánimo, es sencillo y barato.

Sistema comparador de antenas en tiempo real basado en WSPR

Últimamente tengo bastante abandonado el blog, debido a la falta de tiempo. Muchos proyectos interesantes sobre la mesa, y poco o nada de tiempo para llevarlos a cabo. Hoy voy a rescatar un artículo que escribí allá por noviembre de 2016 para la revista RADIOAFICIONADOS de la URE.
También se publicó y Hans tradujo al inglés en su web de QRP-Labs:
https://qrp-labs.com/ultimate3/u3info/antcomp.html
Espero sea de interés y de utilidad.

Introducción:

Todo radioaficionado que se precie, siempre pretende llegar lo más lejos posible o con la mejor señal, y de ello depende en mayor medida la instalación del sistema radiante.

Queremos siempre tener la mejor antena posible dentro de nuestras limitaciones; económicas, de espacio, de permisos etc… Y para ello nos valemos de nuestros conocimientos sobre antenas para realizar la mejor instalación o la que más se adapte a nuestro QTH y circunstancias.

Con las herramientas de diseño de antenas que existen hoy en día, como el Eznec, el Mna y demás, se pone a nuestro alcance un mundo de posibilidades. Mediante el diseño por software, podemos adaptar a nuestras condiciones, la antena más adecuada o que seguramente rendirá mejor en nuestra ubicación, simplificando así la tarea de elegir entre unas u otras. Ahorrando en costes y tiempo. Sin duda, un gran avance tecnológico al alcance de todos hoy en día.

Aun así, siempre se escucha en nuestras bandas: “…ahora estoy con la antena 1, ahora con la antena 2…¿Cuál te parece que va mejor?”. Todo un clásico en la radio afición. A pesar de haber diseñado y emulado dichas antenas, la duda siempre está ahí. ¿Cuál funcionará mejor?. Y es que cuando ponemos a la señora propagación de por medio, lo que antes era fantástico, ahora no lo es tanto. O quizá lo emulado en el ordenador, no se cumple al 100% en nuestra ubicación por, sabe dios, que motivos. De ahí las susodichas pruebas de batalla que siempre se hacen.

Lo que aquí propongo es un sistema de bajo coste, capaz de emitir en cualquier frecuencia de HF, de manera autónoma (sin ordenador), de forma automática, y usando las dos antenas que queramos comparar en cada transmisión. Estas transmisiones son recibidas al mismo tiempo por cientos de colegas repartidos por todo el mundo. Dichos reportes de señal son subidos automáticamente a una base de datos de internet, la cual podemos acceder, descargar, e interpretar cómodamente cuando queramos.

¿Y si tuviéramos miles de corresponsales por todo el mundo en QRV las 24h del día, dispuestos a pasarnos un reporte s/r con exactitud? Los tenemos!, por ejemplo, usando en nuestras transmisiones la modalidad digital llamada WSPR (whisper). Estos corresponsales suben a internet de manera automática y en tiempo real nuestros reportes a una web y su de datos.

¿Y si tuviéramos un aparato de bajo precio, que fuera capaz de emitir en cualquier frecuencia de HF?. Lo tenemos!! El Kit de QRP Labs U3 por la friolera de 20€:

http://www.qrp-labs.com/

Con estos dos temas técnicos solventados con creces para este proyecto, solo nos quedaría hacer una cosa, y es que nuestro equipo de HF low cost, transmita primeramente con una antena, y después con la otra en ciclos configurables por nosotros. Estos reportes de señal recibidos por nuestros corresponsales necesitaríamos que estuvieran almacenados en una base de datos que podamos consultar on-line, o descargar para su posterior tratamiento.

La sencilla modificación aquí presentada, logrará que el El Kit de QRP Labs U3 trasmita con la antena que queramos en el momento que queramos según lo configuremos. Así lograremos un transmisor qrp con dos posibles salidas de antena que puede transmitir en WSPR, JT9, Olivia, FSK, CW, QRSS…etc Dado que hoy en día hay muchos radioaficionados que cuando no usan sus equipos colaboran con la comunidad dejándolos en QRV en modos digitales, disponemos de una red enorme de posibles reportes de señal en tiempo real, desde cualquier parte del mundo.

Lo que propongo a continuación es la construcción de un sistema comparador de dos antenas en tiempo real, para transmisión, y que esos reportes los podamos ver al instante en internet, de tal manera que podamos sacar conclusiones sobre el comportamiento de ambas antenas en una misma ubicación. ¿Qué antena es mejor? ¿Qué comportamiento tiene una antena respecto a la otra?, pronto lo sabremos.

Funcionamiento:

Utilizaremos como base, el kit Ultimate3 diseñado por el amigo Hans y comercializado por QRP Labs. Este kit fue comentado hace tiempo en esta revista, y podéis ver una review de la primera versión beta en mi blog: http://ea1cdv.blogspot.com.es/2013/12/transmisor-autonomo-ultimate-3-para.html

Dado que los reportes de señal que queremos obtener han de ser lo más exactos posibles, y poder ser consultados en internet, configuraremos el U3 para su funcionamiento en el modo WSPR que es el que mejor cumple estos requisitos. Este modo (wspr, o también llamado whisper) se basa en una transmisión de una sola trama en modulación FSK, que ocupa un ancho de banda de solamente 1,46hz y que dura 2 minutos exactos. Esta transmisión está sincronizada exactamente con la hora mundial, con lo cual nuestro U3 ha de tener esa exactitud de reloj, o disponer de GPS (muy recomendable, aunque sincronizando el reloj interno podría funcionar también, pero es más engorroso).

Esas tramas que emitimos de 2 minutos de duración, contienen encapsulados los siguientes datos:

Nuestro Indicativo, nuestro QTH Locator y nuestra potencia de salida en tx.

Al emitir nosotros, las estaciones receptoras mandan los datos recibidos automáticamente a la base de datos oficial de WSPR http://wsprnet.org/drupal/wsprnet/spots donde filtrando por nuestro indicativo podremos saber quiénes nos han recibido y con qué intensidad de señal/ruido. Para hacernos una idea ,intensidades de señal de -30 son señales ínfimas, de -15 medias, de -10 aceptables, y de 0 hasta +10 muy potentes. Con la mínima propagación y potencia utilizada, en este caso los 150mW del U3, llegaremos al otro lado del mundo gracias al uso de esta modalidad. Joe Taylor K1JT, premio nobel de física, inventó el WSPR y también el famoso modo digital JT65.

Añadido al Kit U3, utilizaremos el siguiente sencillo circuito auxiliar:

 fig1 “Esquema del circuito de conmutación de antenas”

Este circuito, automáticamente, nos permitirá conmutar entre dos salidas de antena según lo hayamos configurado en el menú propio del Kit Ultimate U3. Este esquema sencillo de conmutación, también nos permite, aparte de sistema de comparador de antenas, utilizar nuestra baliza WSPR con varias antenas según la banda de transmisión utilizada. Por ejemplo si tenemos un dipolo para 40m y 80m, y una Cobweb para 6,10,12,15,17 y 20m, podremos configurar el U3 para que al transmitir en 10, 15 y 20m, por ejemplo, lo haga con la antena 1 (Cobweb en este caso) y con la antena 2, en 40m y 80m con el dipolo correspondiente. En resumen, podremos emitir en cualquier frecuencia o en varias de forma secuencial, haciendo QSY de una antena a otra de forma automática según nos convenga y hayamos configurado previamente por menú. El Ultimate U3 es capaz de emitir en cualquier frecuencia entre 100khz y 60 Mhz con una potencia de unos 150mW (incrementable añadiendo más mosfets y más voltaje). Lo cual es más que de sobra para que nuestra señal llegue a las antípodas en la modalidad WSPR.

Montaje del Circuito:

El circuito es muy sencillo de montar. Tiene pocos componentes y se puede realizar sobre una placa perforada de circuito impreso.

Consta de un micro relé DPDT (5Vdc 2A tipo NA-5W-K), es decir, un relé de doble disparo que por un lado nos conmutará de una antena a otra, y paralelamente nos encenderá un led u otro, para de este modo indicarnos cuál es la antena utilizada en cada transmisión.

  Fig6 “Detalle soladuras placa perforada” 

Fig5 “Detalle de la disposición de los componentes”

Lista de componentes:

Micro Relé 5Vdc 2A tipo NA-5W-K

2 diodos 1n4148 o similar

1 transistor BC548 o similar

1 led rojo

1 led verde

1 condensador de 10uF

1 resistencia de 150 ohm

1 resistencia de 10k ohm

1 trozo de 3cmx2cm de placa perforada

Trozos de cable fino, estaño, tijeras, soldador…etc

Montaremos primero el relé sobre un recorte de placa perforada, y posteriormente el resto de componentes anexos. Los leds irán fuera de la placa mediante cableado, para así poder mecanizarlos en la caja donde mejor nos convenga. La placa se alimentará a +5v, y masa como todo el kit U3. Como se puede observar en el esquema del circuito, la señal de conmutación del relé viene dada por el punto marcado en el esquema como PD4. Esta señal viene de la placa del U3, concretamente de una de las patillas que va al display del kit (consultar guía de montaje del U3 para más detalles del comportamiento del mismo). Esta señal PD4, es configurable desde el menú de configuración individual de cada transmisión del kit U3, pudiéndole forzar a que en una transmisión nos entregue en PD4 una señal de 0 (Antena1 activada), o una señal de 1 (Antena2 activada) según nuestros requerimientos. Estudiando detenidamente el comportamiento del U3 y las señales PDxx, podríamos sin mucha dificultad, activar series de múltiples relés, y ampliar aún más el sistema para otros usos más complejos. 

Fig0 “Montaje completo del sistema comparador de antenas”

Configuración y puesta en funcionamiento:

Una vez tengamos el circuito terminado, probado que conmuta, y conectado a la señal PD4, entraremos en el menú del U3 para configurar nuestras transmisiones en wspr. (Ver Fig2 y Fig3)

Para mejor entendimiento plantearé un ejemplo real que yo he utilizado. Este ejemplo sería válido para cualquier banda que cubra el U3. Antena1 conectada al conector de antena 1, y Antena2 conectada al conector de antena 2 en nuestro U3 ya modificado con dos salidas de antena.

Quiero comparar dos antenas para la banda de 40m. Antena 1 es antena monobanda NVIS, frente a antena 2 que es antena de hilo de 34m de largo en con acoplador en su base, evidentemente acoplada a la banda de 40m.

Antena1: Entramos en el modo menú del U3, y ponemos la frecuencia de tx, el modo wspr, el LPF utilizado (4 en este caso), y el valor de 30db como potencia de salida (Engañará a la web de reportes de wspr diciendo que estamos utilizando 1w, o sea, antena 1). A la derecha del todo hay un valor que pondremos a 0 (indica señal 0 en PD4, led verde encendido). 

Fig2 “Configuración del U3 para conmutar antena 1”

Antena2: Entramos en el modo menú del U3, y ponemos la misma frecuencia de tx que con la antena 1, el modo wspr, el mismo LPF utilizado en antena 1 (4 en este caso), y el valor de 33db como potencia de salida (Engañará a la web de reportes de wspr diciendo que estamos utilizando 2w, o sea, antena 2). A la derecha del todo hay un valor que pondremos a 8 (indica señal 1 en PD4, led rojo encendido). 

Fig3 “Configuración del U3 para conmutar antena 2”

Estos valores marcados en negrita son imprescindibles para que luego al consultar nuestros reportes en la web, podamos distinguir fácilmente si nos están recibiendo las transmisiones de la antena 1 o de la antena 2. En la web de consulta de los datos wspr: http://wsprnet.org/drupal/wsprnet/spots , hay un campo que pone “Pwr” y es el valor 30db el que corresponde con 1w, y 33db con 2w. El valor de 0 u 8 hace que nuestro PD4 active o desactive nuestro circuito automático de conmutación de antenas.

Cuando el U3 esté en modo calibración, o stand by, uno de los leds estará siempre encendido, pero al ponerse en modo transmisión, automáticamente conmutará a la antena que hayamos configurado previamente, indicando mediante el led, cuál de las dos antenas está siendo utilizada en esa transmisión en concreto. 

Fig7 “Transmitiendo con la Antena 1” 

Fig8 “Transmitiendo con la Antena 2”

Esta configuración se puede realizar para cualquier banda, y es válida tanto para la modalidad WSPR como cualquiera de las que es capaz de transmitir el U3: hell, Cw, Fsk, JT9, ópera, etc…

Este valor de configuración de 30 o 33 Db no quiere decir que emitamos con distintas potencias en cada antena, ojo!. Aclarar que siempre estamos emitiendo con la misma potencia, lo único que hacemos es “engañar” a los que nos reciben diciendo que emitimos con 1w o 2w, y así en el listado de reportes saber con qué antena hemos emitido en ese momento. 1w= Antena1, 2w= Antena2

Tratamiento e interpretación de los datos:

Este es un tema importantísimo que da mucho juego, ya que en la correcta interpretación de todos los datos y su posterior procesado residen las conclusiones del comportamiento de ambas antenas, que es el fin de este proyecto. Una de ellas puede ser muy buena en DX, la otra mejor en salto corto, una presentar un pico de señal a 200º donde otra está más atenuada por apantallamientos de edificios, mástiles cercanos, etc…

  Fig9 “Comparando en DX, hilo de 34m acoplado en Antena 1 Vs Cobweb Antena 2, a 6 metros de altura. Reportes recibidos por VK2WD en la banda de 20m a una distancia de 17672 km. Se puede observar la clara superioridad de la Cobweb frente al hilo acoplado.”

Con los reportes automáticos almacenados por los escuchas en la BBDD de WSPR, sabremos de inmediato y en tiempo real cual es la antena utilizada en esa concreta transmisión, la señal con la que nos han recibido, quién, desde donde, a que distancia exacta, y a cuantos grados sale nuestra señal. Por lo tanto un método bastante más efectivo y fiable que la “oreja” o la visión de un S-meter por parte de nuestro corresponsal. Y sobre todo, nosotros solos con nuestra baliza wspr, automáticamente durante las horas que precisemos, y sin dar la chapa a nadie!. 

Fig10 “Comparando en DX, Hilo de 34m acoplado en Antena 2 Vs NVIS Antena 1, a 2 metros de altura. Reportes recibidos por K9AN en la banda de 40m a una distancia de 6859 km. Parece algo superior el hilo, ya que da más número de reportes y muchos superiores a la NVIS. Comparando otras noches y otros reportes de otras estaciones así lo certifican para DX. Sin embargo la NVIS arrasa en distancias inferiores a 1700km.”

Alguien podrá pensar que son 2 minutos de una transmisión con una antena, y luego otros 2 minutos seguidamente después con la otra, con lo cual no serían del todo exactas las condiciones de propagación en ambas transmisiones. Cierto!, existen muchos altibajos que se pueden producir en 2 minutos, pero aun así, y dado que el sistema es totalmente automático, lo podemos dejar “cocinando” durante horas o días, y sacar muy exactas conclusiones mediante un tratamiento estadístico de los datos extraídos. Siendo tratados a posteriori en una hoja de Excel, Access, o cualquier sistema informático de tratamiento de datos.

Vas de excursión al campo, montas tus 2 antenas a testear, y mientras te tomas el aperitivo con los colegas de radio o la familia, el sistema está comparando las transmisiones, y almacenándolas en la BBDD. Con tu móvil a priori puedes ir viendo más o menos el comportamiento de ambas en tiempo real en la web. Finalmente después de un buen día de disfrute de campo , tienes los datos almacenados en la web de WSPR, disponibles para tratarlos más tarde y tranquilamente desde tu casa con gráficas.

Yo en concreto estoy utilizando una Excel programada por mí, con tablas dinámicas en la cual mediante un script y demás herramientas excel, puedo extraer automáticamente los datos de la web de WSPR, obteniendo gráficas individuales y conjuntas en periodos de tiempo de horas, días o semanas. Y ahí sí que puedo ver el comportamiento real de una antena por si sola, o respeto a otra de referencia en la misma ubicación. Mejor sería una web en PHP que tratara esos datos y se pudiera consultar online, sin necesidad de usar una Excel. Pero ni el tiempo disponible ni los conocimientos me llegan para ello aún. Si alguien se anima…. Encantado de colaborar en semejante proyecto, sería muy útil para todos.

Los datos son los que son y en la base de datos WSPR permanecerán almacenados para poder ser interpretados. En la interpretación correcta residen las conclusiones sobre que antena se comporta mejor o peor en esta ubicación respecto a nuestros propósitos. Y con esas conclusiones ya tendremos más claro si cabe, la antena a utilizar para ese próximo contest o esa nueva instalación en el QTH.

Espero que este sencillo montaje os sirva de utilidad a los ya muchos usuarios del Ultimate U3. Si no, también animar a todos aquellos que no lo tienen aún, a hacerse con él, y cacharrear. Esto es la radio afición, un sinfín de experimentación.

73’s

Estación meteorológica APRS vía Wifi por menos de 6€

Hace tiempo estuve mirando precios de una estación meteorológica, y la verdad es que están relativamente caras para las prestaciones que ofrecen. Lo único que necesitaría es que me mida temperatura, presión atmosférica, y si acaso % de humedad.

Trasteando en proyectos de domótica con los pequeños, pero potentísimos módulos ESP8266, encontré alguna información para realizar una sencilla mini estación metereológica por menos de 6€. La cual podría medir temperatura, presión atmosférica, y % de humedad ambiental.  Por si esto fuera poco, a través de nuestra wiffi, podríamos subir estas mediciones en tiempo real a internet mediante diversas plataformas: APRS aprs.fi y CWOP http://wxqa.com/  y ahora también a Weather Underground https://www.wunderground.com/ Todo esto sin la necesidad de estar conectada a un PC, ya que lleva todo el software incluido en su CPU, y envía los datos vía wifi.

También es posible enviarnos esas medidas a nuestro móvil, o realizar cualquier desarrollo que se nos pudiera ocurrir. El proyecto es 100% customizable a nuestras necesidades ya que se basa en software de código abierto creado por F4GOH, y super mejorado por IU5HKU Marco (muchas gracias Marco por tu ayuda en este proyecto). A nivel de hardware, se le puede poner panel solar y pila para alimentación autónoma, hacerle una caja de madera tipo estación meteo profesional, etc... Eso será en la versión 2.0 que publicaré más adelante.

Hardware necesario

Empezaremos por lo básico, que es la estación metereológica vía wiffi con envío de información a los servidores mencionados. Para ello solamente necesitamos el siguiente hardware:

- Módulo ESP8266 NODEMCU:

Este pequeño módulo de desarrollador consta de la placa ESP8266. Además trae un puerto de programación microUSB con chip CP2102 o CH340G, botones de reset, led de placa, y regulador de voltaje. También tiene pines fácilmente accesibles para todas las entradas y salidas. Todo ello por unos 3€ envío incluido. Existen varias versiones en el mercado, la mía es la V2.0 del fabricante AMICA. Existe la V3.0 que supongo valdrá también, pero no estoy seguro.

Existe la versión ESP8266 pelada, sin extras, que es más barata, pero necesitaríamos un programador UART para programarla, hay que soldar los pines minúsculos a mano, usar una placa protoboard, ponerle botón para flashear, etc.. No compensa por ahorrarnos 1'5€, sinceramente.

Ojo!, necesitaremos un cable Micro-USB a USB normal, para alimentarlo y programarlo. El del móvil valdría.

- Sensor de temperatura, humedad, y presión BME280:

Esta minúscula plaquita incluye sensor de temperatura, humedad, y presión. Todo en uno por 2€ puesto en casa.

Una vez realizada la compra vía eBay, o plataformas orientales de venta online, vamos a programar el NODEMCU con el correspondiente software. Pero antes, unas sencillas instrucciones de como se cablean los módulos entre sí. Hay gente que ha usado con éxito el Mini D1, que es muy similar al nodemcu, pero más pequeño aún.

Cableado entre módulos

El cableado entre el sensor y la CPU es de lo más sencillo.

Primero debemos soldar 4 pines que trae el módulo BME280, ya que viene la placa por un lado, y los pines por otro. Son las únicas soldaduras que habría que hacer si usamos cables hembra de prototipos. Sino podemos cablearlo soldando pin a pin con cables finos normales.

Una vez soldado el sensor procedemos a cablear los pines de la siguiente manera:

NODEMCU      BME280

  pin   3v3            pin VIN

  pin   gnd            pin GND

  pin   D1             pin SCL

  pin   D2             pin SDA

Con estas conexiones nuestra estación meteorológica ya estaría preparada para subirle el software correspondiente y funcionar. No necesita nada más.

Programando la placa ESP8266 NODEMCU

Para ello vamos a utilizar el IDE de Arduino, importando unas librerías especiales para la programación del módulo ESP8266. El IDE de Arduino es un software que nos permite programar, y subir nuestro propio software a los diversos chips que soporta, que son muchos aparte de Arduino.

El IDE de Arduino contiene bastantes ejemplos para cada plataforma de desarrollo, y es bastante sencillo de utilizar. En este caso nos vamos a centrar en la estación meteorológica con el ESP8266, pero que sepas que se usa para programar muchos chips, y placas distintas.

Paso 1
Nos descargamos el IDE de Arduino aquí: https://www.arduino.cc/en/main/software
Teniendo en cuenta el sistema operativo que utilizamos en nuestro PC.
Lo instalamos en nuestro PC, y lo ejecutamos.

Paso 2
Nada más abrir, vamos a importar las librerías que nos hacen falta para los módulos ESP8266:
Pulsamos en "file" y luego "setings" y añadimos la siguiente url para importarnos las librerías:
http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
Y pulsamos OK.

Paso 3
Nos vamos al gestor de tarjetas:

Buscamos por la palabra ESP, marcamos la librería para ESPxxx y pulsamos INSTALAR. Con esto ya tenemos que tener cargadas nuestra librerías para el ESP8266.

Paso 4
Vamos al despegable de "tarjetas" y nos aparecen un montón que empiezan por ESP-xxxx.
En este punto debemos escoger la nuestra que sería la "Generic ESP8266 module", y dentro de esta escogemos la "NODEMCU 1.0 (ESP-12E Module)". Si no te aparecen tarjetas ESP8266, retrocede a los pasos anteriores antes de avanzar más.

Paso 5
Ahora tan sólo es conectar nuestra placa al ordenador con el cable USB y comprobar si funciona. Al conectarla miramos que puerto COM nos ha asignado nuestro sistema operativo. En windows en el administrador de dispositivos, y en linux ejecutando dmseg en un terminal (en la ultima línea nos dice el puerto asignado al USB insertado).
Los parámetros de configuración que debemos poner son:

Paso 6 
Para probar si realmente nuestra placa funciona y está lista para ser programada, entramos en Archivos/Ejemplos/ESP y allí hay un ejemplo muy simple de programa que se llama blink. Esta rutina hace parpadear el led de test de nuestra placa. Lo cargamos, y le damos a la flecha de arriba para que lo suba al módulo ESP. Si todo es correcto, el led azul de nuestra placa comenzará a parpadear cada segundo. Si no, no sigas, y repasa los pasos anteriores, porque alguna configuración o conexión debe estar mal. Una vez este sencillo test funcione, estamos listos para el siguiente paso.

Paso 7
Ahora cargaremos dos librerías imprescindibles para que nuestro software meteo funcione:
NTP time es una librería para que el módulo sepa la hora exacta para realizar sus mediciones.
https://github.com/SensorsIot/NTPtimeESP

BME280 es la librería de gestión de los sensores de nuestra estación meteo.
https://github.com/sparkfun/SparkFun_BME280_Arduino_Library

En estas webs pulsamos el botón verde "Clone or Download" y "Download in ZIP". Nos lo descargamos en formato comprimido .ZIP.

Paso 8
Vamos al IDE de Arduino, y en apartado administrar librerías, pulsamos "cargar librería en ZIP".
Se suben ambas al IDE, y ya tenemos todo listo para cargar el software a nuestro ESP8266.

Paso 9
Ahora solamente tenemos que cargar el archivo .ino. Nos descargamos en .ZIP todo el proyecto de:  https://github.com/IU5HKU/MiniWXStation  y veremos la última versión bme_V08c.ino . Ahora cargamos el software pero antes viendo el código debemos meter nuestros parámetros:

//**** How the station is named in your NET
const char* WiFi_hostname = "IU5HKU-13";

//**** APRS PASSWORD (use -1 if you are using a CWOP callsign)
//**** APRS COMMENT, you can set this string as you want (max 43 chars)
//**** APRS_PRJ, Telemetry Project Title (max 23 chars)
const char* AprsPassw = "YourAprsNumericalPASS";
const char* APRS_CMNT = "ESP8266+BME280 MiniWX Station";

Wifi hostname es el nombre que le daremos a nuestro NODEMCU en nuestra red wifi. MiniWx sería un buen nombre, por ejemplo.
AprsPassw es nuestro pass id usado en APRS si usamos aprsdroid, y similar. Si no sabes cual es mándame un mail con tu indicativo, y te doy la pass relativa a tu indicativo.
APRS_CMNT es el comentario que se emitirá en aprs aparte de los datos metereológicos. No es necesario modificarlo, salvo que quisieras añadir por ejemplo tu ciudad "MiniWX Station Madrid".

Si te has dado de alta en la web de https://www.wunderground.com/ , al crear una estación meteo, el sistema de da una id y una pass, que has de poner aquí:

//**** uncomment this for weatherunderground upload
#define USE_WUNDER
//* change ID and PASSWORD with yours
char ID [] = "YourWunderID";                      
char PASSWORD [] = "YourWunderPASSW";

Sustituye YourWunderID por tu ID y YourWunderPASSW por tu password. No alteres las ", ni dejes espacios. Sin no tienes cuenta en Weather Underground, déjalo así.

Ahora que ya tenemos los parámetros de inicio configurados, solamente es dar al botón de compilar, y si compila ok, le damos subir al nodemcu.

Si todo es correcto, nos indicará el IDE abajo, en letras naranja, 100% software cargado.

Paso 10
Para ponerlo en funcionamiento y configurar nuestra estación meteo, abrimos el terminal de Arduino (un botón muy pequeño a la derecha del todo de la pantalla). Antes de nada y MUY IMPORTANTE configuramos el ajuste de línea del modo: nueva línea y comprobamos la velocidad de conexión 115200 baudios.

Escribimos la letra m enviando este comando al módulo. En seguida nos aparece el menú de configuración:

Configurando nuestra estación meteorológica

Pulsamos m desde el terminal de arduino, putty, o similar.

Config menu
0 Quit menu (Salir del menú)
1 format file system (Formatear todos los valores)
2 config wifi access point (Configurar la wifi de conexión)
3 config weather station (Configurar la estación meteorológica)
4 test ntp (Test de la hora NTP)
5 test bme 280 (Test del sensor BME280)
6 test server upload (Test de subida de datos al servidor)
7 print weather data logger (historic) (Sacar por terminal un histórico de mediciones)
8 create and erase weather data logger (Crear y borrar el log de mediciones)

Paso 1
Pulsamos 2 y enter, configurando los parámetros de la wifi a la que nos vamos a conectar. Ya sabes SSID y pasword. Ojo de no meter espacios, o querer borrar letras. Has de ponerla bien, y a la primera.

Paso 2
Pulsamos 3 y enter. Configuramos nuestra estación meteorológica con los siguientes parámetros:

Indicativo (FWxxxx para indicativos CWOP) FW1234
                 (Radioaficionados utilizar el ssid -13 para aprs.fi) EA1CDV-13
Latitud      ej:4759.75N  (Ojo con el formato y los dígitos)
Longitud   ej: 00012.21E (Ojo con el formato y los dígitos)
En el mapa aprs.fi verás arriba una ventanita con las coordenadas y el locator de donde pongas el cursor del ratón, esas coordenadas nos valdrían, teniendo en cuenta lo siguiente:

Actualización 05-09-2018:
Por Ejemplo: 3422.46S/05514.13W
La latitud y longitud son expresadas en grados, minutos y fracciones decimales de minutos, NO grados-minutos-segundos.
Este es el formato standard NMEA para lat/long utilizado por los receptores GPS, y es tambien por defecto el formato para APRS.
El ejemplo expuesto mas arriba nos indica entonces que "34 grados 22.46 minutos sur de latitud" y "055 grados 14.13 minutos oeste de longitud".

Server a donde enviaremos nuestras tramas ej: rotate.aprs.net, el que lleva por defecto cwop funciona muy bien.

Intervalo de envío (recomendable cada 5 minutos o más, es suficiente)

Paso 3
Pulsamos 4 para ver que progresivamente aparece la hora y aumenta cada segundo.
Paso 4
Pulsamos 5 para ver las mediciones de nuestro sensor y que son más menos correctas
Paso 5
Pulsamos 6 y vemos si se realiza el envío de la trama al servidor configurado. Si el server acepta la trama no sucederá nada, pero si la rechaza, nos aparecerá el motivo de dicho rechazo para poder tracear el problema si lo hubiera.
No hay que olvidarse de pulsar el 0 para grabar los datos en la memoria del ESP. Y finalmente salir de todos los menús, con 0 también.

Ahora solamente nos queda entrar en la web aprs.fi y verificar que aparecemos en el mapa y que los valores mostrados son correctos.

Podemos desconectar la estación del PC, y conectarla a cualquier cargador de móvil o USB que tenga energía, y nuestra estación meteo funcionará por si sola. Por cierto, el software también tiene un webserver. Si introduces la IP en un navegador, puedes ver los valores de la estación meteorológica vía web.

Espero que os haya gustado este sencillo proyecto. A disfrutarlo! Cualquier mejora que se os ocurra no dudéis en comentarla y documentarla. Todo es mejorable, entre todos!.

          ------- Actualización 27/8/2018 --------

Después de múltiples pruebas, el amigo IU5HKU Marco, se ha currado un software libre de fallos, y con más prestaciones. Desde aquí felicitar a Marco por su gran trabajo y evolución de este proyecto. Gracias!!!

Lo más destacado es que nuestra estación meteo es capaz de subir los datos a https://www.wunderground.com/ .Tan sólo has de abrirte una cuenta gratuita en su web, e introducir tu user y password en el nuevo código del fichero .ino, y comienza a subir los datos a la web de inmediato.

Para poner tus datos de Wunderword busca esto en el código:

//**** uncomment this for weatherunderground upload
#define USE_WUNDER
//* change ID and PASSWORD with yours
char ID [] = "YourWunderID";                      
char PASSWORD [] = "YourWunderPASSW";

Luego los podrás visualizar en su web, incluir un banner en tu web, o incluso con su app, tenerlos en tu móvil. Todo en tiempo real, y por supuesto, a la vez que los sube a APRS o a CWOP.
Un ejemplo de la inserción de tu estación meteo en web. Pulsando, te lleva directo a tus datos de weather untherground:



Otra mejora muy buena es el poder usar una ip fija en tu red, en vez de esperar que el router te asigne una por DHCP. Tan solo tienes que modificar esto:

//**** use static ip instead of dns one
//#define USE_STATIC_IP
//* change to reflect your net configuration
#ifdef USE_STATIC_IP
String stat_ip="192.168.0.200";        // STATIC IP
String stat_gateway="192.168.0.1";     // GATEWAY
String stat_subnet="255.255.225.0";    // SUBNET MASK
String stat_dns1="8.8.8.8";            // DNS1
String stat_dns2="4.4.2.2";            // DNS2
IPAddress ip,gateway,subnet,dns1,dns2;
#endif

También en la patilla analógica  A0 del NODEMCU mediante una resistencia de 100k, podrás medir la tensión del ESP, o de lo que quieras, y saldrán tus datos en la telemetría del aprs, junto con la señal wiffi RSSI que ya se muestra ahora. Por defecto, este software, mide la tensión de la CPU si no conectas nada a la patilla A0. Otra mejora que se le agregó fué la funcionalidad de que parpadee un led azul cada segundo, y que cuando envíe los datos a los servers de aprs y wundergrund comience a parpadear otro led con más velocidad. Si no deseas esta funcionalidad solo has de comentar estas líneas:

#define BLINK_RED_LED

#define BLINK_BLUE_LED

El código está mucho más depurado, y comentado para que sea más fácil poder hacer nuestras propias mejoras o modificaciones. Por ejemplo, quitar los indicadores led cuando usemos baterías o paneles solares, y así ahorrar energía. Todas estas mejoras están publicadas por Marco IU5HKU en https://github.com/IU5HKU/MiniWXStation al igual que el fichero .ino última versión. A priori no se esperan más mejoras y actualizaciones, ya que la siguiente parte del proyecto quiero que sea la mecanización en caja adecuada para exterior, añadiendo un panel solar, y una batería auxiliar. Ya veremos como.           ------- FIN de Actualización 27/8/2018 --------

Transceptor de 5w QRP en kit. QCX de QRP-Labs 1ª Parte

Tengo en mente retomar la telegrafía algún día, de hecho llevo una APP en el móvil para practicarla de nuevo poco a poco. Pero la verdad es que si no te pones todos los días al menos 20 minutos, y darle continuidad, no logras avances. Desde que aprobé el EC, y después el EA, ya no he vuelto a la telegrafía. Y tengo ganas.

QRP-LABS ha sacado hace muy poco este fantástico kit. Y no me he podido resistir....

Se trata de un transceptor completo de QRP de 5w para CW con unas prestaciones de recepción y de rechazo de señales adyacentes dignas de un K3, o in Icom 7300. Eso dicen las reviews de los expertos en la materia.

Habrá que probar en el campo de batalla, nuestras bandas, pero la cosa promete, y mucho. Las características principales son:

• Fácil de construir en una sola placa de 10 x 8cm
• Placa diseñada a doble cara y con apantallamientos
• Una banda a escoger: 80, 60, 40, 30, 20 or 17m (en futuro ampliable a multibanda)
• Unos 3-5W CW de salida (dependiendo del voltaje de alimentación)
• Rango recomendable de alimentación 7-16V
• Amplificador en clase E. No necesario disipadores, se mantienen siempre frescos
• Filtro pasa bajos de 7 elementos
• Portadora de CW con eliminación de key clicks
• Repector de alto rendimientot de al menos 50dB de cancelación de banda adyacente
• Filtro de 200Hz CW 
• VFO sintetizado por chip Si5351A con VFO encoder rotativo
• Pantalla azul LCD retroiluminada de 16 x 2 
• Iambic keyer o straight key incluido en el firmware
• Decodificador CW Simple Digital Signal Processing visual en tiempo real en pantalla
• S-meter en pantalla
• Operación Full or semi QSK 
• Memorias de frecuencias, VFO A/B Operación en Split , RIT, configurable CW Offset
• Configurable sidetone frecuencia y volume
• Conectores: Power, 3.5mm keyer jack, 3.5mm stereo earphone jack, BNC RF 
• Microinterruptor en placa puede ser usado como simple llave de morse
• Generador de señal interno y herramientas de ajuste para su set up
• Equipo de medida interno: voltímetro, medidor de RF, frecuencímetro, generador de señales
• Modo Baliza, soporta CW automático incluso transmisión en modo wisper WSPR 
• Interfaz GPS para calibración de frecuencia y toma de tiempo para WSPR

Todo esto al irrisorio precio de 49$. Y lo puedes adquirir aquí.

Al realizar el pedido debes escoger la banda del transmisor.

Otra de las cosas que me flipan, son la posibilidad de que tenga implementado el software de WSPR y podamos usarlo como baliza WSPR o baliza CW.

Estoy ansioso de que llegue ya, aunque por lo que parece ha sido tal la acogida y el boom de pedidos en QRP-LABS, que habrá que esperar un poco para recibirlo.

Update 19-Marzo-2018 : He recibido el kit!! solamente ha tardado 12 días en llegar desde que lo pedí. Así que.... manos a la obra!!!

El display está muy currado, como el kit de wspr U3 que monté hace tiempo. Detalles muy cuidados, y un software implementado muy potente y customizable.

Pues nada. Toca esperar a que llegue, de momento esto solo es un adelanto, pero creo que se podrá usar en un futuro próximo, como multibanda, e incluso SSB. Con lo cual tenemos un auténtico transceptor QRP de tamaño mínimo, bajo consumo, gran calidad, y altísimas prestaciones. Nada que ver con la morralla china y no tan china que se ve por ahí.

Seguiremos informando. 73, y buen cacharreo!!