Unité autonome APRS

UNITÉ APRS autonome de VA2XJM

Cela fait un certains temps depuis depuis ma dernière publication ici. Mais avec la pause forcée par la COVID-19, j’ai décidé de revenir ici et de montrer quelques projets sur lesquels j’ai travaillé depuis.

Ainsi… Voici une unité APRS autonome que j’ai conçue pour un déploiement rapide et facile sur le terrain. S’il vous plaît être gentil, Il ya beaucoup d’étapes où je n’ai pas de photos parce que le projet à dormi un peu et puis subbitement j’ai du terminé le projet pour une démo. Finalement, j’ai l’intention d’apporter quelques changements et je vais prendre des photos et mettre à jour l’article.

Prenez le temps de lire le texte intégral deux fois si vous cherchez à réaliser quelque chose de similaire, certaines informations nécessaires avant l’assemblage sont situés à la fin de l’article.

Objectifs

Ce que je voulais:

  • Être en mesure de transporter l’ensemble facilement.
  • Être en mesure de voir et d’envoyer des positions APRS.
  • Être en mesure d’envoyer et de recevoir des messages APRS.
  • Être en mesure de vous connecter au réseau de maillage AREDN lorsque vous êtes disponible.
  • Avoir une petite réserve d’alimentation électrique pour les transitions.
  • Être en mesure de réparer avec seulement mon multi Leatherman.

Équipements

Pour cette construction, j’ai utilisé les composants suivants:

  • Nanuk 925 cas (Nanuk sont tout simplement les meilleurs!)
  • Raspberry Pi 3B+ (préconfiguré)
  • Écran 12v (d’Amazon)
  • Clavier/touchpad sans fil
  • Antenne GPS USB
  • TNC-X Pi-TNC (maintenant vendu par MFJ)
  • Alinco DR-135T (En raison du connecteur DB9)
  • «Pigtail» PL-239 SMA (Connecteur SMA long)
  • WMR PWRGate
  • Une batterie (j’ai utilisé une AGM)
  • Connecteurs Anderson PowerPole (30 et 45 Amps)
  • Convertisseur DC-DC 12v à 5v
  • Câble 12awg
  • Voltmètre numérique
  • Commutateur ON/Off (40Amps)
  • Boutons poussoir
  • Porte-fusible et fusibles OTC
  • Connecteurs DB9
  • Quelques bandes velcro avec dos collé
  • Beaucoup de petits composants que vous choisirez en fonction de vos besoins…
  • Quelques composants imprimés en 3D, voir ci-dessous…

Si vous ne possédez pas une imprimante 3D, il existe plusieurs services sur Internet qui vous en loueront une à bas prix.

La mallette

Depuis quelques années, j’achète les malettes Nanuk pour 3 raisons :

  1. Les mallettes sont fabriqués au Québec.
  2. Le système de verrouillage est juste le meilleur sur le marché
  3. Pour avoir abusé de la solidité de certaines au travail, je leur fais confiance plus que l’autre marque bien connue quand il s’agit d’environnements difficiles.

J’y suis donc allé avec le modèle 925 pour sa taille parfaite, pas trop grand, pas trop petit. J’ai conçu des panneaux modulaires qui s’adapteront à l’intérieur du boîtier en utilisant les trous de montage pour avoir un moyen de les personnaliser à mes besoins. Vous pouvez trouver les fichiers pour faire votre propre ici: https://www.thingiverse.com/thing:4280661. N’oubliez pas de faire les modifications (lire ici trous) pour l’interrupteur, boutons poussoirs, compteurs et autres choses que vous pourriez vouloir monter.

Vous devrez donc imprimer les 4 sections supérieures, 4 sections inférieures et 2 «joiners». J’ai également installé un “T” à l’intérieur des «joiners» pour tenir le centre du panneau car il est utilisé comme surface de travail. Pour fixer les panneaux inférieurs, j’ai utilisé des bandes Velcro afin que les panneaux puissent être enlevés plus tard. L’utilisation de ces panneaux permet de fixer les composants sans percer un trou dans la mallette.

Selon le type de connexions que vous voudrez pour l’antenne, l’alimentation et les données, vous pouvez avoir besoin de connecteurs pour panneau. Pour l’alimentation électrique, j’utilise des connecteurs Anderson PowerPole, donc j’ai imprimé une monture de panneau trouvée sur Thingiverse.

Pour l’antenne je suis allé avec un connecteur SMA (trouver les extra longs, le boîtier est épais). Même si le Raspberry Pi 3B+ viens avec le Wi-Fi, j’ai également installé une prise Ethernet sur le côté du boîtier pour se connecter au réseau AREDN quand aucun point d’accès Wi-Fi n’est disponible. Plus d’information sur AREDN éventuellement.

Pour monter le Raspberry Pi et le TNC, j’utilise un boîtier monté VESA trouvé sur Thingiverse pour le Raspberry Pi et je l’ai également remixé pour adapter le TNC dans une seconde seconde. Ensuite, j’ai utilisé des vis pour tenir les deux l’un au-dessus de l’autre. Les 2 fils à gauche du câble ruban ont été séparés et câblés sur un bouton poussoir. Un script sur le Raspberry Pi surveiller les broches GPIO et arrêter le Raspberry Pi si le bouton est pressé pendant plus de 5 secondes.

Raspberry Pi 3B+ au-dessus de son TNC

Préparer tout

Alors maintenant, vous devez tout préparer. Tout d’abord, j’ai installé les plus gros composants comme vous pouvez le voir ci-dessous. Tout est fixé aux panneaux inférieurs. Cela m’a permis de percer des trous pour l’alimentation électrique, l’antenne et la prise réseau. Avant d’installer le PWRGate n’oubliez pas de faire les préparations appropriées («jumper» pour la batterie AGM, régler les fusibles correctement pour la vitesse de charge que vous souhaitez atteindre).

Malheureusement, je n’ai pas de photos du câblage, mais je vais essayer de le décrire du mieux que je peux. L’espace à côté de la radio a été réservé à la batterie AGM 15Ah. J’ai placé les terminaux de batterie vers l’arrière / bas de la mallette pour s’assurer qu’il n’y a pas de court-circuit si la batterie se déplace. La batterie est maintenue en place par le panneau imprimé 3D qui la serre et j’ai ajouté des «zip ties» avec des supports collés sur le côté de l’étui, juste dans le cas.

L’espace restant sur la droite est utilisé pour le câblage. J’ai imprimé en 3D une boîte miltiplicatrice PowerPole de 5 ports pour la distribution d’énergie. 3 ports sont utilisés en ce moment pour la radio, l’écran et le convertisseur Raspberry Pi’s DC. Pour la radio, les fusibles d’origine ont été utilisés. Pour l’écran et le Raspberry Pi, des fusibles de type automobile et des supports de fusibles en ligne ont été utilisés.

L’entrée PWRGate est directement connectée au connecteurs PowerPole qui sera ensuite installée à l’extérieur. L’entrée de la batterie PWRGate est connectée aux terminaux de la batterie avec un fusible 40Amps au positif de la batterie. La sortie PWRGate va au circuit de voltmètre et à la boîte multiplicatrice.

Le circuit voltmètre se compose du voltmètre numérique en série avec un bouton poussoir de sorte qu’il n’est pas toujours en fonction.

Juste avant la boîte multiplicatrice, un interrupteur 50Amps est installé sur le côté positif comme comme primaire électrique. Parce que le circuit du voltmètre est connecté sur la sortie PWRGate, le voltmètre fonctionne même si le primaire est à OFF.

Radio, Raspberry Pi 3B ET le CNC ci-dessous, WMR PwrGate

Puis j’ai percé deux trous côte à côte que j’ai rectifier à l’aide d’une lime grossière pour être en mesure d’inserer l’adapteur du connecteur Anderson PowerPole imprimée en 3D. J’ai ajouté du silicone à la cloison et à l’arrière du connecteur où le câble est situé avant de l’insérer afin qu’il soit aussi scellé qu’il peut l’être.

Après cela, j’ai parcé et installé les connecteurs Ethernet et SMA. Les connecteurs Ethernet et SMA sont résistant à l’eau si les couvercles sont installé.

Installation du panneau

J’ai donc fait les panneaux avec les trous où je les voulais pour les composants que j’ai utilisés. Si vous n’êtes pas prêt à modifier les panneaux, vous pouvez simplement percer les trous. Donc, pour commencer, j’ai boulonné les «joiners» aux panneaux à l’aide de boulons de carrosserie et d’écrous papillon (#14 de mémoire). De cette façon, je n’ai plus que 2 panneaux à installer (Devant et arrière).

Placez le panneau arrière et insérez des composants (interrupteur, boutons poussoirs, voltmètre, câbles pour l’écran, GPS USB…). Une fois que vous êtes satisfait, visser le tout en place.

Sauf si vous avez quelque chose de spécial pour le panneau avant, faire la vérification finale et le test, puis le visser.

Presque fini!

Donc, le pire est fait. Maintenant, l’écran. J’ai commandé le plus grand écran tactile que j’ai pu trouver sur Amazon qui requiert une alimentation de 12Volts, qui avait une entrée HDMI et qui s’intègre dans la couverture de de la mallette. Depuis que j’ai construit l’ensemble, l’écran que j’ai n’est plus disponible, mais vous serez en mesure de trouver de nombreux modèles pour répondre à vos besoins. L’écran tactile n’est pas obligatoire, vous pouvez ainsi réduire la facture.

Une autre option, pourrait être d’utiliser une tablette avec un client VNC pour se connecter à la Raspberry Pi. Tout dépend de vous, mais je voulais un écran intégré dans le kit, donc si je prête le kit à un autre opérateur, tout est à l’intérieur.

J’ai attaché l’écran en utilisant du Velcro au couvercle comme indiqué ci-dessous.

Accessoires

Pour fournir la position et l’heure appropriés au Raspberry Pi, utilisez une antenne GPS USB externe. Plus le câble est long, mieux c’est. L’antenne peut être installée à une meilleure position si nécessaire en fonction de l’endroit où vous utilisez la mallette.

Pour l’interaction de l’utilisateur, j’ai découvert le clavier sans fil logitech avec paver tactile. Il s’adapte parfaitement à l’étui et fonctionne comme un charme.

Je garde aussi à l’intérieur de la mallette quelques câbles et pièces de rechange.

Je garde un adaptateur SMA-SO-239 pour la connexion à une antenne, un adapteur Allume-cigarette 12V à Anderson PowerPole et une extension PowerPole à PowerPole de 8 pieds de long.

Les pièces de rechange sont des batteries au lithium AA, des fusibles, des connecteurs PowerPole et la clé qui est venu avec la radio pour enlever la radio de son support si nécessaire.

Le Raspberry Pi

Avant même de construire ce kit, le Raspberry Pi était déjà configuré pour l’APRS. Raspbian est le système d’exploitation que je préfère. Pour l’opération APRS, j’utilise Xastir car il est assez facile de travailler avec et de reconfigurer en cas de besoin. Il est également possible de mettre en cache des cartes et de les utiliser hors-ligne.

Xastir peut également être utilisé comme un «digipeater» et un «igate». Il est possible de se connecter à plusieurs serveurs APRS-IS en même temps, de sorte qu’il peut être utilisé sans radio juste sur Internet ou en réseau. Cette fonctionnalité est également intéressante car nous avons notre propre serveur APRS-IS à l’intérieur du réseau maillé AREDN du club. Si le Raspberry Pi est connecté au réseau maillé via Ethernet ou Wi-Fi, il se connecte au serveur APRS-IS du club qui transmette les paquets à d’autres appareils APRS sur le réseau ou sur Internet si disponible.

Vous pouvez également envisager d’installer un bouton poussoir pour arrêter le Raspberry Pi. Pour ce faire, considérez l’un des tutoriels disponibles sur Internet en utilisant GPIOZero. N’oubliez pas de sélectionner des broches qui ne sont pas utilisées par le TNC. Pour ceux d’entre vous qui disent que vous avez un clavier pour l’arrêter, je me suis retrouvé coincé avec des piles mortes une fois… Le bouton a été utile.

Conclusion

C’est la première fois que je prends le temps d’expliquer un de mes projets comme celui-ci. J’espère que vous n’êtes pas perdu. Je ne peux que vous promettre que je ferai mieux la prochaine fois, surtout pour les photos étape par étape.

Ce projet n’est pas encore terminé. Il est pleinement opérationnel, mais j’ai des idées pour l’améliorer éventuellement:

  • Installez un ventilateur pour refroidir l’intérieur avec une sorte de soufflerie pour diriger le flux d’air où c’est nécessaire.
  • Trouvez une antenne à ondes 1/4 qui s’intègrent dans le boîtier et concevez un support pour la monter sur le couvercle.
  • Envisagez de changer la batterie AGM et le PWRGate. Une batterie LifePO4 est plus légère et offre plus de capacité.

73 de VA2XJM

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