Alle spulletjes zijn inmiddels binnen: de Heltec ESP32S3 + SX1262 LoRa Node V3, de connectoren om de antenne te maken en aan te sluiten en de nanoNVA om de antenne te kunnen beoordelen. Het eerste dat moet gedaan worden is het uploaden van de juiste firmware naar de Heltec-module. Hiervoor ga je naar de website installer.tinygs.com. De op USB aangesloten module wordt direct correct herkend en de software zit er in een mum van tijd in. Het enige dat nog ontbrak waren de drivers voor de CP210x seriële omzetter waardoor de Heltec in eerste instantie niet gezien werd. Tijdens de installatie kan je direct je SSID en wachtwoord ingeven, zodat direct contact gemaakt wordt met je netwerk en er een IP-adres uitgegeven wordt: 192.168.2.76 in mijn geval. Het TinyGS “ground station” is een feit!
Op het uitgegeven IP-adres is het ground station te benaderen en krijg je o.a. bovenstaande informatie te zien. Alles werkte eigenlijk direct goed, behalve dan dat er geen connectie met de MQTT-server gemaakt kon worden. Ontvangen satellietpakketjes worden via MQTT doorgegeven, dus is dit wel een wezenlijk onderdeel van het proces.
TinyGS maakt gebruik van poort 8883 voor het verwerken van de pakketjes, dus moest die poort op de router opengezet worden; is nl. standaard gesloten. Helaas werkte dit niet.
Hulp op het TinyGS-telegram-kanaal kwam met de suggestie om de smartphone te gebruiken als hotspot om zodoende het eigen thuisnetwerk te omzeilen. En dat lukte wel, dus er zat iets niet goed in mijn thuisnetwerk.
Na een telefoontje met mijn provider bleek dat de router na een aanpassing van de poorttoegang ook nog gereset moest worden en ja hoor … daarna werkte het!
Ik kreeg via het Telegram-kanaal ook direct een melding dat e.e.a. gelukt was en ik zag dat mijn ground station op de kaart was verschenen: de eerste in Delft.
Bovenstaande is allemaal te realiseren zonder dat er een antenne is aangesloten. Maar voor het daadwerkelijke ontvangen van satellietpakketjes is die antenne natuurlijk wel nodig. Hieronder de eerste resultaten met antenne aangesloten: 1 pakket ontvangen! Hiervoor moest eerst nog wel de ‘Antenna range‘ verzet worden: ik heb ca. 400 – 490MHz ingesteld, wat blijkbaar een goede range is.
De antenne die ik gebruik is een eenvoudige, zelf geconstrueerde antenne, die ook goed voldoet: een zogenaamde monopole ground plane antenne. Zo’n antenne bestaat uit 5 stukjes koperdraad verbonden met een SMA-connector voor de verbinding met de Heltec, middels een coax-kabeltje.
Hierboven zie je mijn ground station TgsNl_sv1 met de monopole antenne en coax-kabeltje. De afmetingen van de koperdraden zijn cruciaal want die bepalen het verschil tussen een goede en een slechte ontvangst van pakketjes. Op deze site M0UKD heb ik de afmetingen berekend.
Hiervoor moet je ingeven voor welke frequentie de antenne bedoeld is (433MHz in mijn geval) en wat de Velocity factor, of verkortingsfactor is. Deze factor zegt iets over de snelheid van geleiding door het metaal (ik heb een pagina gemaakt waarin ik de verschillende termen en begrippen verder uitwerk). Ik heb geen idee wat die verkortingsfactor van installatiekoperdraad met een diameter van 1,8mm is (ik het groen/gele aardedraad gestript) en heb ik ook niet kunnen vinden, dus ik heb maar iets ingevuld: 0,90 en kwam op een lengte van A: 155,9mm en B: 174,6mm (zie hierboven). Het A-staafje is de radiator, de B-staafjes vormen het ground plane. Hieronder volgt meer over deze antenne-constructie.
Maar … het deze antenne is het gelukt om een aantal pakketten van verschillende satellieten te ontvangen. Hoera! 🙂
Antenne aan de nanoNVA
Met de NanoVNA heb ik de antenne proberen te ‘begrijpen’. In een vorig deel heb ik beschreven hoe zo’n analyser theoretisch werkt. Nu dus een feitelijke meting aan mijn eigen gebakken antenne.
Als frequentie bereik kies ik voor 400 – 450MHz. De satellieten de ik wil ontvangen zitten nl. op 400, 433 en 450MHz. Na de verplichte kalibratie (elke keer nadat je het frequentiebereik hebt aangepast) volgt de meting van SWR (Standing Wave Ratio). Hieruit blijkt dat de beste ontvangst op ca. 416MHz zit. Dit lijkt me eigenlijk wel een prima resultaat.
Als ik ook naar de Smith chart kijk zie ik volgens mij dat de lijn bij 416,5MHz op de ideale lijn zit. Ook dat lijkt mij een prima resultaat. Ik moet me hier verder in verdiepen.
Wanneer de NanoVNA aangesloten is op de pc kan je middels het programma ‘NanoVNA Saver’ het zelfde beeld bekijken. Ook de werking van dit programma (er zijn er trouwens veel meer) moet verder onderzocht worden.
Resultaten
Inmiddels drie dagen pakketjes ontvangen. Donderdagmiddag 9 oktober is het schoorvoetend begonnen: om 13:30u de eerste, 16:30u de tweede. Om19:30u ineens 8 stuks, daarna niets, maar gedurende de nacht (10/10) werden er opeens zo’n 50 totaal ontvangen. Op 10 oktober tussen 9:30 en 23:30u niets ontvangen en dan in de nacht weer een heleboel: ca. 50.
Vandaag (11/10) om 11u, vanaf 7u niets meer ontvangen. Het lijkt erop dat er vooral in de nacht effectief ontvangen wordt.
Op de home page van TgsNl_sv1 krijg je ook een overzicht van alle ontvangen pakketjes. Hierboven de regel van een pakketje ontvangen van de satelliet Tianqi-29. Wanneer je er op klikt krijg je meer informatie te zien.
Het pakketje kan je downloaden als bestand met een .bin extensie, maar je kunt het ook laten parsen. Het resultaat zie je hieronder. Maar liefst 100bytes aan data! Ik zie veel nullen! 🙂
{
"header": {
"netId": 235,
"msgTypeId": 254,
"headUnk": 232,
"msgTypeId1n": 15,
"msgTypeId2n": 14,
"headUnk1n": 3
},
"payload": {
"timestamp": 245266259,
"satId": 29,
"unk248xF8": 80,
"unk24x18": 0,
"unk81x51": 0,
"unk121x79": 0,
"unk81xx51": 0,
"unk121xx79": 0,
"unk71x47": 0,
"unk206CEx3": [
0,
0,
0
],
"unkx211x110x172x142x150x38": [
0,
0,
0,
0,
0,
0
],
"unkx150x37x150x20": [
0,
0,
0,
0
],
"lastRXtime": 0,
"unkx00x00": [
0,
0
],
"unkValue": 0,
"eccentricity": 0,
"inclination": 0,
"ascending": 0,
"angleX": 0,
"angleY": 0,
"unkValue2": 0,
"eccentricity2": 0,
"inclination2": 0,
"ascending2": 0,
"angleX2": 0,
"angleY2": 0,
"tinygsTxPower": 9000,
"satId1b": 1,
"satId2n": 13,
"tinygsSatellite": "Tianqi-29"
},
"telemetry": true,
"type": "Beacon",
"object": 0
}
Ook krijg je op een kaartje te zien welke stations dit pakketje nog meer hebben ontvangen.
Er worden trouwens ook veel pakketjes van het type ‘unknown’ ontvangen, met CRC (Cyclic redundancy check) fouten, zoals hierboven te zien is. Het lukt me niet die pakketjes te bekijken.