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衛星受信局の更新

冬になってから、屋外に設置していた受信機ボックスとの接続が断続的になり、取り外して改修をすることにした。

Funcube Dongleを接続していたUSBデバイスサーバーは動作はするものの、通信が不安定になっていた。 劣悪な温度環境で4年程度ノーメンテで動作していたことを考えると、よくもったなぁ、と思う。

ボックスを再利用して、もともと検討していたRaspberryPiによる地上局構築をしてみる。
今回はRTL-SDRのTCXOつき公式モデルを入手したので、それを設置してみよう。


構成としては、RTL-TCPによる遠隔接続をすれば、今までどおり、他の端末からSDR#による観測が可能となる。

RTL-SDRをRaspberryPi2につなぎ、AndroidタブレットのSDRTouchからネットワーク経由で接続してみたところ。 FM放送のウォーターフォール画面を表示している。

気になる消費電力だが、Raspberry Pi2を利用して、有線LAN接続した状態で、
SSH接続中は1.8W
RTL-tcpで待機させると2.5W
 待機中でもRTL-SDRは動作状態になので、発熱も増えてしまう。 RTL-SDRは、RasPi2と一緒に10cm角のアルミ板に固定してある。

RaspberryPiを単体で屋外においておくのはなんとなく物足りないので、とりあえず部品箱から余っていたRTCを取り出して取り付け、時刻保持ができるようにした。 また、LM60と12ビットのA/Dコンバーターを搭載して、複数箇所に温度センサを配置。
 GPIOやバスへのアクセスも、今はWiringPiやProcessing等の環境が整備されているので、SSH経由でソースをちまちま書いて、機能確認できる。
 Linux系の衛星追尾ソフトとTNCをインストールしておけば、単体で衛星追尾と記録も可能になってしまう。 手がまわらないけれど・・・。

屋外設置


RaspberryPi2の基板にはハヤコートによる防水、防湿コーティングを施した。


タカチの防水ケースの中に組み込む。


アンテナも秋月のモービルアンテナから、自作のUHFクロス八木に変更。 天頂パスにも強くなった。


デスクトップのSDR#での受信風景(RTLTCP接続) GOMX-3の9k6信号をとらえたところ。 レンジ570km


熱環境

本体の設置場所に日光があたってしまうので、遮熱板を取り付ける。 これがないと直射日光により、CPU温度が60度を超える。
本当はアクティブな換気を組み込みたいが、 湿気や雨天の水滴の侵入が気になってしまう。日射も含めて、設置場所にかなり影響を受ける要素だ。

  遮熱板は発泡スチロール板に0.2mm厚の粘着シート付きアルミ板を貼り付けて、アルミテープで四辺を固定しただけの代物。 熱赤外を反射して、筐体内への熱の侵入を抑える。
筐体にはアメリカの神話的ツール、ダクトテープで仮止めしている。

 間に合わせな構成で電源を入れてから1ヶ月ほど経過したが、まだ異常なく稼働してくれている。 CPU温度は昼間には45℃~50℃、夜間に35℃~40℃となっている。 Raspberry Pi3あたりでは厳しくなってきそうだ。

追記:半年ほど運用した結果

半年ほど稼働させた結果だが、途中でSSHアクセスが不可能になった。
回収してみると、秋月の5VACアダプタの出力がおかしくなり、Raspi起動時にUSBのドライバ読み込みの時点で無限ループに入っていたことが分かった。
温度環境が厳しいと、電源の耐環境性能が寿命を左右する。
ということで、ACアダプタを換装し、運用を再開した。
LANケーブルなどは、特に防水加工もなく野ざらしで4年目に突入するけど、通信に問題は起きていない。

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