M17: So werdet ihr QRV – Teil 2 (Hardware/Software)

Wie ihr in M17 mit einer Kombination aus Hardware und Software, oder sogar rein softwarebasiert, QRV werdet, zeigen wir in diesem Beitrag.

Im ersten Teil unserer Beitragsreihe über M17 haben wir euch bereits einige Möglichkeiten vorgestellt, wie ihr mit einem Funkgerät im M17-Modus QRV werden könnt. Falls ihr den Beitrag noch einmal nachlesen möchtet, findet ihr ihn hier.

Im zweiten Teil soll es nun um eine Kombination aus Hardware und Software gehen. Außerdem betrachten wir reine Softwarelösungen, mit denen ihr ebenfalls in M17 QRV werden könnt. Grundsätzlich unterscheiden wir dabei zwischen:

  • Ist nur M17-Empfang (RX) möglich, auch Sendebetrieb (TX) oder sogar beides (TRX)?
  • Wird nur Sprache im Stream Mode unterstützt, nur Daten wie Textnachrichten oder APRS im Packet Mode oder beides?
  • Für welches oder welche Betriebssysteme ist die Lösung geeignet?
  • Handelt es sich um eine Kombination aus Hardware und Software oder um eine reine Softwarelösung?

Mobilinkd TNC4 / NucleoTNC (TRX, Sprache: iOS, Android)

Das Mobilinkd TNC4 unterstützt das Senden und Empfangen von M17 über eine iOS- oder Android-App, die sich per Bluetooth Low Energy (BLE) mit dem TNC verbindet. Das TNC selbst wird an die Datenbuchse eines Funkgeräts angeschlossen. Wichtig ist dabei, dass diese Buchse ein direkt vom Demodulator des Empfängers stammendes Audiosignal – sogenanntes „Flat Audio“, auch als „Baseband Audio“ oder „Diskriminator-Ausgang“ bekannt – bereitstellt.

Auch für das NucleoTNC ist eine experimentelle Firmware verfügbar, die M17 unterstützt. Beide Lösungen richten sich an Funkamateure, die kompakte und portable Möglichkeiten zur digitalen Betriebsart suchen.

Mobilinkd TNC4, Quelle: Mobilinkd TNC4 User’s Guide

Mehr Informationen findet ihr unter store.mobilinkd.com.

DroidStar (TRX, Sprache und Daten: Android, iOS, Windows, Linux und Mac)

DroidStar von Rohith VU3LVO ist eine reine Softwarelösung, die auf einer Vielzahl von Plattformen läuft. Unterstützt werden Android, iOS, Windows, Linux und macOS. Die Anwendung ermöglicht die Verbindung zu M17-Netzwerken über MREF- oder URF-Räume und unterstützt Sprachübertragung (Senden und Empfangen) und neuerdings sogar auch den Versand und Empfang von Textnachrichten über M17.

Wenn ihr Interesse an einer Installationsanleitung speziell für iOS-Geräte habt, lasst es uns gerne in den Kommentaren wissen!

Mehr Informationen und den Download findet ihr auf der offiziellen Projektseite bei GitHub: github.com/nostar/DroidStar

mvoice (TRX, Sprache: Linux)

mvoice von Thomas N7TAE ist eine grafische, rein softwarebasierte M17-Anwendung für Linux. Die Software kann sich mit M17-Reflektoren verbinden und unterstützt auch Routing. Am besten funktioniert mvoice mit einem USB-Headset mit Mikrofon, das direkt an einem Linux-Rechner wie zum Beispiel einem Raspberry Pi angeschlossen wird. Die Audio-Ein- und Ausgabe erfolgt über die Standardgeräte von Pulseaudio oder ALSA.

Mehr Informationen und die Software findet ihr unter github.com/n7tae/mvoice.

m17-tools (TRX, Sprache: Windows, Linux und Mac)

m17-tools umfasst mehrere C++-basierte Werkzeuge zur Erzeugung, Verarbeitung und Weiterleitung von M17-Signalen. Dazu gehören unter anderem:

  • m17-mod: Wandelt ein Audiosignal in ein M17-Basisbandsignal um
  • m17-mod-gui: Grafische Bedienoberfläche für m17-mod
  • m17-demod: Dekodiert ein M17-Basisbandsignal zurück in ein Audiosignal
  • m17-gateway-link_mod: Verbindet sich mit dem G4KLX M17Gateway und setzt die von dort empfangenen Pakete in ein M17-Basisbandsignal um
  • m17-gateway-link_demod: Sendet ein M17-Basisbandsignal an ein verbundenes G4KLX M17Gateway
m17-mod-gui unter Windows, Quelle: github.com/M17-Project/m17-tools

Eine detaillierte Anleitung zur Installation und Nutzung findet ihr unter github.com/M17-Project/m17-tools.

m17-texting (TX, Daten: Linux)

m17-texting ist eine grafische Anwendung zum Senden von Textnachrichten über M17 im Packet Mode. Die Software ist in C geschrieben und erzeugt M17-Basisbandsignale, die anschließend über ein geeignetes Interface wie dem Digirig Mobile in Verbindung mit einem analogen Funkgerät mit entsprechendem Datenport wie dem Yaesu FTM-6000 übertragen werden können.

Grafische Bedienoberfläche von m17-texting

Weitere Informationen findet ihr unter github.com/M17-Project/m17-texting.

m17-fme (TRX, Sprache, Daten: Linux)

m17-fme ist eine eigenständige Softwarelösung zum Kodieren und Dekodieren von M17-Sprach- und Datenpaketen. Sie eignet sich sowohl zum Erzeugen als auch zum Analysieren von M17-Signalen und kann in bestehende Anwendungen integriert oder als eigenständiges Werkzeug genutzt werden.

Beispielhafter Empfang eines M17-Sprachsignal unter m17-fme, Quelle: github.com/lwvmobile/m17-fme

Weitere Informationen findet ihr unter github.com/lwvmobile/m17-fme.

SDR-Software

Auch im Bereich der SDR-Software gibt es spannende Möglichkeiten, M17 zu empfangen, zu dekodieren oder sogar zu senden. Nachfolgend nennen wir drei Beispiele, die entweder von Haus aus oder durch Erweiterungen für M17-Sprache und -Daten geeignet sind. In künftigen Beiträgen werden wir diese Softwarelösungen noch genauer vorstellen.

  • SDRangel (TRX, Sprache und Daten: Windows, Linux und Mac)
  • SDR++ mit M17 Decoder (RX, Sprache: Windows, Linux, Mac, BSD)
  • OpenWebRX Plus mit m17-cxx-demod (RX, Sprache: Linux)

GNU Radio mit gr-m17 (TRX: Linux)

gr-m17 ist eine Sammlung von GNU Radio-Modulen zur Modulation und Demodulation von M17-Basisbandsignalen. Die Bausteine können direkt in GNU Radio eingebunden werden und ermöglichen so die Verarbeitung von M17-Signalen innerhalb eigener Signalflussdiagramme.

Im Repository sind auch mehrere Beispielprojekte enthalten, darunter ein einfacher „Papagei“, der empfangene Signale wiederholt. Außerdem wird gezeigt, wie sich ein RTL-SDR-Stick zum Empfang und ein PLUTO-SDR für den Sendebetrieb nutzen lassen.

Hinweis: gr-m17 wurde für GNU Radio Version 3.10 entwickelt. In neueren Versionen kann es zu Einschränkungen oder Inkompatibilitäten kommen. Zudem verwendet gr-m17 noch nicht die neue libm17-Bibliothek.

Beispiel eines M17-Papagei, Quelle: github.com/M17-Project/gr-m17

Mehr Informationen findet ihr unter github.com/M17-Project/gr-m17.

rpitx (TX, Daten: Linux)

rpitx ist ein Softwareprojekt, das es ermöglicht, HF-Signale direkt über den GPIO-Pin eines Raspberry Pi zu erzeugen. Es nutzt dabei keine klassische Funkhardware, sondern wandelt digitale Daten direkt in ein HF-Signal um, das über eine einfache Drahtantenne abgestrahlt werden kann.

Tomasz SP5LOT demonstriert in einem Video, wie sich mit rpitx Texte im M17-Format aussenden lassen. Die ausgesendeten Daten werden anschließend mit einem SDR-Stick empfangen, in GNU Radio dekodiert und in der Konsole angezeigt.

Mehr Informationen zu rpitx findet ihr unter github.com/F5OEO/rpitx.

M17_3310 (TRX, Daten)

Wer noch eines der legendären Nokia 3310 oder 3330 in der Schublade hat und gerne bastelt, kann es durch Austausch des Mainboards in einen M17-Daten-Sender und -Empfänger verwandeln. Die Nachrichten werden direkt über die originale Tastatur des Nokia-Handys eingegeben und mithilfe eines SA868S-Funkmoduls im 70 cm-Amateurfunkband ausgesendet. Empfangene und dekodierte Datenpakete erscheinen auf dem Display des Geräts.

Versenden einer Nachricht mit einem modifizierten Nokia 3310, Quelle: m17project.org

Mehr Informationen findet ihr unter github.com/M17-Project/M17_3310.

libm17 Software-Bibliothek

Wer selbst eine Anwendung für M17 programmieren möchte, findet mit libm17 eine Software-Bibliothek. Sie ist in C geschrieben und enthält alle Komponenten wie Faltungs- und Golay-Kodierer, Bit-Interleaver, Fehlerkorrektur und Rufzeichenkodierung, die im Protokoll für Stream- und Packet Modi beschrieben sind.

Screenshot von github.com

libm17 Github-Seite

Alle weiteren Informationen zu libm17 findet ihr unter github.com/M17-Project/libm17

Ein ungewöhnliches, aber spannendes Beispiel für die Verwendung der libm17-Softwarebibliothek ist gba_m17. Dabei handelt es sich um einen M17-Datenkodierer und -dekodierer, der auf einem Game Boy Advance oder in einem entsprechenden Emulator läuft. Auch wenn der GBA längst nicht mehr hergestellt wird und der praktische Nutzen begrenzt ist, demonstriert dieses Projekt eindrucksvoll, wie vielseitig libm17 einsetzbar ist. Es soll dazu inspirieren, ältere Elektronikgeräte, die vielleicht noch in der ein oder anderen Schublade liegen, kreativ neu zu nutzen.

libm17 auf einem GameBoy Advance, Quelle: github.com/sp5wwp/gba_m17

m17-cxx-demod Software-Bibliothek (TRX, Sprache: Windows, Linux)

m17-cxx-demod ist ein in C++ geschriebener Software-Modulator und Demodulator für M17-Signale. Er ermöglicht das Dekodieren von M17-Audio-Streams, beispielsweise aus einem Diskriminator-Ausgang oder einer SDR-Quelle. Die Software kann als eigenständiges Kommandozeilenwerkzeug verwendet oder in andere Anwendungen eingebunden werden und ist besonders für Embedded- und Low-Power-Systeme wie dem Mobilinkd TNC4 oder NucleoTNC interessant.

Mehr Informationen und den Quellcode findet ihr unter github.com/mobilinkd/m17-cxx-demod.

Im ersten und zweiten Beitrag haben wir euch bereits einige Möglichkeiten aufgezeigt, wie ihr in M17 QRV werden könnt – von (fast) schlüsselfertigen Lösungen bis hin zu spannenden, experimentellen Ansätzen für Bastler und Entwickler.

Uns interessiert nun, wo ihr steht: Habt ihr M17 schon ausprobiert? Nutzt ihr bereits Hardware, Software oder SDR-Lösungen? Oder beobachtet ihr die Entwicklung noch mit Interesse von außen?

🔍 Hast du schon Erfahrungen mit M17 gemacht?
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Seid ihr an einer der Lösungen genauer interessiert und wüsstet gerne mehr darüber? Schreibt es uns gerne in die Kommentare unter diesem Beitrag oder diskutiert mit uns in unserer Telegram- oder WhatsApp-Gruppe darüber.

Team DL-Nordwest, Stephan 9V1LH/(9M2/)DG1BGS


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kv4p HT: Open-Source-Funkgerät fürs Handy

Wie du dein Android-Smartphone für einen schmalen Taler in ein Handfunkgerät verwandelst

Die Kombination aus einem Android-Smartphone und einem FM-Funkgerät in einem Gerät ist keine neue Idee – doch bisher war sie oft mit hohen Kosten verbunden. Hinzu kommt, dass Smartphone-Technologie schnell veraltet, und niemand möchte alle zwei Jahre ein teures Gerät ersetzen müssen.

Das kv4p HT wird mit einem Gel-Klebepad direkt rückseitig am Smartphone befestigt

Der Funkamateur Vance Vagell, Rufzeichen KV4P, hat hierfür eine clevere Lösung entwickelt: Ein kleines, erschwingliches Modul auf Basis der beliebten FM-Funkmodule DRA818 oder SA818. Dieses Modul wird direkt an das Smartphone angeschlossen und nutzt dessen Mikrofon, Lautsprecher und Bildschirm, um als vollwertiges Handfunkgerät zu funktionieren.

Vollständig bestückte Leiterplatte

Das Beste daran: Das Projekt ist vollständig Open-Source. Dadurch kann die Community der Funkamateure aktiv an der Weiterentwicklung mitwirken und so das Potenzial dieser innovativen Idee voll ausschöpfen.

Rolf, DL4KR, und ich haben uns dieses spannende Projekt genauer angeschaut und möchten im Folgenden über unsere Erfahrungen berichten.

Zunächst findet man alle benötigten Informationen auf der Webseite von KV4P. Wir haben als Grundlage die neueste Version der Leiterplattendaten heruntergeladen – in unserem Fall die Version 1.7b. Diese Version bietet im Vergleich zu früheren Ausführungen die Möglichkeit, ein HF-Filter-Netzwerk zur Minimierung unerwünschter Oberwellen aufzulöten.

Screenshot von www.kv4p.com

kv4p HT Infoseite

Leiterplattenherstellung

Da die gewählten Komponenten im SMD-Design in Baugröße 0402 sehr klein sind, haben wir uns dazu entschieden, die Bestückung der SMD-Komponenten direkt vom Leiterplattenhersteller durchführen zu lassen. Lediglich die THT-Komponenten – wie das notwendige Mikroprozessor-Board auf Basis eines ESP32, der SMA-Konnektor sowie das Auflöten des FM-Funkmoduls (bei uns ein SA818 in der 1-W-VHF-Version) – haben wir selbst übernommen.

Passende VHF-Funkmodule gibt es u.a. auf Aliexpress

Grundsätzlich hat man die freie Wahl, bei welchem Hersteller man die Leiterplatte fertigen lässt. Wir haben in der Vergangenheit bereits gute Erfahrungen mit JLCPCB gemacht. Sie bieten günstige Preise, schnelle Lieferung und eine hohe Qualität. Allerdings sind dort nicht immer alle benötigten Komponenten auf Lager – so war es auch bei diesem Fall. Daher haben wir uns dieses Mal für PCBWay entschieden. Ein entsprechendes Projekt, das sich direkt in den Warenkorb legen lässt, hat Vance dafür bereits angelegt. So wird der Bestellprozess deutlich vereinfacht.

Auf die einzelnen Schritte zur Fertigung der Leiterplatte bei JLCPCB gehen wir in diesem Beitrag nicht weiter ein. Wer diese Schritte nachlesen möchte, kann der Anleitung im Beitrag „AIOC – Der Wunderadapter für Handfunkgeräte – Teil 1 (Einführung und Bestellung)“ folgen.

Zusammenbau

Nach nur kurzer Zeit waren sowohl die vorbestückte Leiterplatte als auch alle anderen benötigten Komponenten eingetroffen, und die Lötarbeiten konnten beginnen.

Komponenten für das kv4p HT vor dem Zusammenbau

In einem knapp 16-minütigen Video beschreibt Vance den gesamten Prozess detailliert, sodass wir an dieser Stelle nicht weiter darauf eingehen.

Wer einen 3D-Drucker besitzt oder einen befreundeten OM mit einem solchen kennt, sollte sich gleich das passende Gehäuse ausdrucken. Auf der GitHub-Seite des Projekts stehen dazu verschiedene Designs zur Auswahl.

Ein passendes Gehäuse lässt sich mit einem 3D-Drucker erstellen

Firmware

Auch das Aufspielen (Flashen) der Firmware über den Web-Flasher (Quickstart ganz unten) gestaltet sich sehr einfach. Für den Web-Flasher wird ein kompatibler Browser wie Chrome vorausgesetzt. Achtet darauf, dass ihr ein USB-Typ-C-Datenkabel verwendet, damit das ESP32-Board mit dem PC kommunizieren kann. Alternativ kann die Firmware auch direkt mit der Android-App aufgespielt werden. In unserem Fall wurde das Modul jedoch zunächst nicht ordnungsgemäß erkannt. Bei Erscheinen dieses Beitrags liegt die Firmware in der Version 5 vom 30.12.2024 vor.

Mögliche Fehlerquellen

Auch nach dem Aufspielen der Firmware wollte die Android-Anwendung auf unserem Smartphone das kv4p HT einfach nicht erkennen. Uns fiel jedoch auf, dass es durch den von uns bestellten USB-Typ-C-Winkeladapter nicht mit Spannung versorgt wurde. Wir haben daraufhin zunächst kurze Kabeladapter verwendet, um das Problem zu umgehen.

Passende USB-OTG Adapter gibt es u.a. auf Aliexpress

Ein weiterer Punkt, den es zu beachten gilt, ist, dass die Anwendung bei erstmaliger Ausführung nach Berechtigungen fragt, um auf das angeschlossene USB-Gerät, in unserem Fall das kv4p HT, zugreifen zu dürfen. Diese Berechtigung müsst ihr unbedingt erteilen. Falls ihr die Abfrage nicht erhalten habt oder sie weggeklickt habt, kann es helfen, die Anwendung vollständig zu beenden und zu deinstallieren, dann neu zu installieren und erneut auszuführen.

Aktueller Funktionsumfang

Aktuell ist das kv4p HT nur in einer VHF (2m-Band) Variante erhältlich. Es wird jedoch bereits über eine UHF-Variante nachgedacht. Dabei wäre nicht nur die Bestückung eines anderen Funkmoduls notwendig, sondern auch ein anderes Filternetzwerk sowie eine angepasste Firmware.

Unterstützt wird nicht nur der FM-Foniebetrieb, sondern auch das Versenden und Empfangen von APRS-Nachrichten sowie Positionsdaten mit 1200 Baud. Die Android-Anwendung bietet zudem Scan-Funktionen und Speicherkanäle, um die Bedienung noch komfortabler zu gestalten.

Auswahl von Speicherkanälen
APRS-Nachrichten Empfang und Versand
In den Einstellungen wird dazu „Beacon my position“ aktiviert
ESP32 Firmware v5 und die Android App v1.6.0. unterstützt jetzt auch das Aussenden von APRS-Positionsbaken

Zusammenfassung und Ausblick

Auch wenn jeder von uns sicher schon etliche Handfunkgeräte sein Eigen nennt und diese teilweise sogar günstiger zu haben sind als die für das kv4p HT benötigten Komponenten, bietet das Projekt doch einiges an Mehrwert. Besonders spannend wird es, wenn das kv4p HT eine Anbindung an Anwendungen wie RepeaterBook und APRSdroid bietet.

Leider ist das kv4p HT nur zu Android-Smartphones kompatibel. Ich habe jedoch bereits viele Ideen, das günstige Modul zum Beispiel auch unter Linux zu nutzen. So könnte ich mir vorstellen, daraus unter Linux einen kostengünstigen APRS-Digi mit iGate zu realisieren. Eventuell bietet es auch einen Anreiz für Experimente mit der Software GNU Radio.

Der Aufbau und Test des kv4p HT hat uns viel Spaß bereitet und kann besonders als Gemeinschaftsprojekt im eigenen Ortsverband empfohlen werden.

Probiert es selbst aus und werdet Teil der Open-Source-Funk-Gemeinschaft – lasst uns in den Kommentare unter diesen Beitrag oder in unserer Telegram- und oder WhatsApp-Gruppe gerne wissen, welche kreativen Einsatzmöglichkeiten ihr für das kv4p HT findet!

Team DL-Nordwest, Stephan 9V1LH/(9M2/)DG1BGS


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