TNC – DL-NORDWEST 2.0

In diesem Artikel zeigen wir euch eine technische Lösung, wie ihr euer Kenwood TH-D74 via Bluetooth mit eurem iPhone oder iPad verbinden könnt, z.B. um empfangene APRS-Stationen auf einer Karte darzustellen.

Wer sein KENWOOD TH-D74 für APRS nutzt, wird dessen großes Farbdisplay zur Darstellung der empfangenen Stationen mögen. Es werden u.a. die aktuelle Entfernung und Richtung zum eigenen Standort dargestellt. Oft wünscht man sich allerdings eine Kartendarstellung. Das TH-D74 bietet verschiedene Möglichkeiten, wie sich empfangenen Daten z.B. via USB-Verbindung oder Bluetooth an externe Geräte mit einer entsprechenden APRS-Anwendung weiterleiten lassen. Für die stationäre Nutzung lässt sich unter Windows z.B. APRSISCE/32 und unter Linux YAAC verwenden, um nur einige Beispiele zu nennen. Für mobile Anwendungen bietet sich unter Android die Anwendung APRSdroid an. Was macht man aber als Besitzer eines iPhones oder iPads?

Problem: Klassisches Bluetooth und iOS

Entwickler von Apps für iOS, dem Betriebssystem für das iPhone, mussten in der Vergangenheit mit einigen Einschränkungen leben. APPLE hatte die Verwendung der Bluetooth Funktionalität auf Grund von Sicherheits- und Energieeffizienzbedenken nämlich so stark eingegrenzt, dass viele Anwendungen die eine Bluetooth-Kommunikation benötigen nicht realisiert werden konnten. Das erklärt auch, warum es zwar viele Apps für das Betriebssystem Android gibt, nicht aber für iOS. Mit der Einführung des Bluetooth Low Energy Standards (kurz BLE) änderte sich dieses jedoch. Der Standard ermöglicht nicht nur eine sicherere Kommunikation zwischen den Geräten sondern verbraucht dabei auch wesentlich weniger Energie und ist damit besonders für Anwendungen geeignet, bei denen die Verbindung zwischen zwei Geräten lange aufrechterhalten bleiben muss.

Damit stehen nun auch Amateurfunk-Apps unter iOS zur Verfügung, die via Bluetooth mit externer Hardware kommunizieren können. Eine solche App ist aprs.fi für iOS. Diese ermöglicht u.a. die Verbindung mit einem Mobilinkd Bluetooth APRS TNC, welches die über Funk empfangenen APRS-Datenpakete via Bluetooth an die App weitergeben kann und umgekehrt. Damit ist man beim APRS-Betrieb nicht mehr auf das mobile Datennetz beschränkt. Aber funktioniert das auch mit einem Kenwood TH-D74?

Jein: Das Bluetooth-Interface des Kenwood TH-D74 unterstützt leider nur den Bluetooth 3.0 class 2 Standard, welcher keinen Support für das Low Energy Protokoll liefert. Wie im folgenden beschrieben, funktioniert die Bluetooth-Verbindung zwischen dem TH-D74 und aprs.fi iOS dennoch über einen kleinen technischen Umweg.

Lösung: BLE-BT-TNC (WH6AZ)

Georges, WH6AZ, hat eine Firmware für ein ESP32 basiertes Board entwickelt, welches sich via klassischem Bluetooth mit dem TH-D74 verbindet und gleichzeitig mit aprs.fi iOS via Bluetooth LE. Das kleine Zusatzgerät macht nichts weiteres, als die Datenpakete bidirektional durchzureichen und fungiert damit quasi nur als Übersetzer der beiden Bluetooth-Standards. In diesem YouTube Video könnt ihr das BLE-BT-TNC von WH6AZ im Einsatz sehen:

Kenwood TH-D74 mit BLE-BT-TNC unter aprs.fi iOS

Benötigte Komponenten

ESP32 Board, welches sowohl klassisches Bluetooth als auch BLE unterstützt, z.B. TinyPICO
3,7 V Li-Po Akkumulator oder Powerbank
Firmware
Ausführliche Anleitung (englisch)

Inbetriebnahme und erste Anpassungen der Firmware

Nach Erhalt des von WH6AZ empfohlenen ESP32 Boards habe ich in der Arduino IDE die benötigte Bibliothek für den TiniPICO entsprechend der Anleitung installiert und die Firmware aufgespielt. Dieses gestaltete sich ohne Probleme und das BLE-BT-TNC war sofort einsatzbereit. In der obigen Anleitung erfahren wir außerdem, wie wir das BLE-BT-TNC zunächst mit dem TH-D74 und dann mit dem iPhone koppeln können. Mit der aktuellen BLE-BT-TNC Firmware ist es aktuell noch nicht möglich, dass sich das TH-D74 automatisch mit dem BLE-BT-TNC verbindet, sobald dieses betriebsbereit ist und sich in Reichweite befindet. Wir müssen das TH-D74 deshalb immer zuerst in den Bluetooth Pairing-Modus versetzen (Menüpunkt 934). Zusätzlich muss am TH-D74 im Menüpunkt 983 in den Interfaceoptionen KISS Bluetooth eingestellt und der KISS-Modus im Datenband aktiviert werden, damit die empfangenen Pakete an die App weitergeleitet werden oder aber von der App empfangenen Pakete vom TH-D74 ausgesendet werden können.

Menüpunkt 983: Ausgabe der Datenpakete via Bluetooth

Die erfolgreiche Bluetooth-Verbindung wird durch eine konstant leuchtende grüne LED auf dem TinyPICO Board signalisiert. Danach kann die Verbindung mit der App auf dem Smartphone erfolgen, in meinem Fall nutze ich aprs.fi iOS. Nach erfolgreicher Bluetooth-Verbindung mit der App leuchtet die LED konstant blau. Ab jetzt funktionierte das BLE-BT-TNC bereits enwandfrei und empfangenen Stationen wurden in aprs.fi iOS auf der Karte dargestellt und die in der App konfigurierte eigene Positionsbake von dem TH-D74 ausgesendet. Die Versorgung des TinyPICO kann zwar grundsätzlich aus einer Powerbank erfolgen, ich habe mir jedoch einen 3,7 V Li-Po Akkumulator besorgt der sich an dem TinyPICO anschließen und über diesen auch wieder aufladen lässt. Hier bitte unbedingt die Polung der Anschlüsse des Li-Po beachten!

Der TinyPICO ESP32 mit 3.7 V Li-Po Akkumulator ist sehr handlich

Was mich beim Einsatz störte ist, dass die LED auf dem TinyPICO permanent in voller Helligkeit leuchtet und damit unnötig Strom verbaucht. Nach einem Blick in den übersichtlichen Quellcode und eigener Modifikation war es mir aber erfolgreich möglich, sowohl die Helligkeit der LED zu reduzieren, als auch eingehenden und ausgehende Datenpakete durch ein kurzes Aufblinken der LED in orange bzw. rot zu signalisieren.

In der aprs.fi App störte mich zudem, dass hier immer sowohl die über das Internet als auch die lokal empfangenen APRS Stationen angezeigt werden. Um nur letztere anzuzeigen haben ich in den App Berechtigungen die mobilen Daten für aprs.fi iOS deaktiviert.

Fazit und Ausblick

Das BLE-BT-TNC ermöglicht die Bluetooth-Kommunikation zwischen dem TH-D74 und dem iPhone/iPad. Neben der hier gezeigten Anwendung sind viele weitere denkbar. Die erforderliche Hardware ist relativ günstig zu beschaffen und das Aufspielen der Firmware gestaltet sich über die Arduino IDE einfach. Die Firmware ist aktuell noch recht rudimentär, ambitionierte Hobby-Programmierer können diese jedoch beliebig erweitern.

Bei meinen Experimenten kamen mir die folgenden Ideen für mögliche Erweiterungen und Experimente:

Testen weiterer APRS Apps mit Bluetooth-Schnittstelle unter iOS
Weitere und günstigere ESP32 Boards auf Kompatibilität testen, die sowohl BLE and auch klassisches Bluetooth an Board haben und sich überall beschaffen lassen
Umwandlung von Rohdaten in KISS Datenpakete in der Firmware des BLE-BT-TNC, damit das TH-D74 im Standalone APRS Modus betrieben werden und damit intelligent bleiben kann, die APRS Pakete aber zusätzlich auf einer Karte dargestellt werden können
Neue Firmware für den Einsatz des TH-D74 als standalone Digipeater, ggf. mit iGate-Funktion via WLAN

Habt ihr weitere Ideen, was man mit diesem kleinen BLE-BT-TNC in Verbindung mit dem TH-D74 anstellen könnte? Kennt ihr weitere APRS iOS-Apps die man damit testen sollte? Oder habt ihr Interesse, an der Firmware für einen Digipeater mitzuwirken? Falls ja, lasst es uns gerne in den Kommentare zu diesem Beitrag wissen.

Team DL-Nordwest, Stephan 9V1LH/DG1BGS

Als ich 1999 die Amateurfunkprüfung der Einsteigerklasse ablegte war mit dem Kenwood TH-D7E gerade das erste Handfunkgerät mit integriertem TNC erschienen. Da ich schon zu CB-Funk Zeiten intensiver Packet Radio Nutzer war und mich die Vorstellung der portablen Nutzung dieser Betriebsart schon damals sehr reizte, führte für mich quasi kein Weg an diesem Gerät vorbei.

Treuer Begleiter Kenwood TH-D7E v1 und Zubehör, kurz vor dessen Verkauf

Rund 17 Jahre später, im Dezember 2016, erwarb ich dann das Kenwood TH-D74E. Mit dessen eingebautem GPS-Receiver sind Betriebsarten wie APRS viel komfortabler geworden. Das Handfunkgerät bietet aber noch jede Menge anderer Features wie D-STAR und einem Breitbandempfänger. Zudem besitzt das Gerät eine Bluetooth-Schnittstelle zum Betrieb mit einem externen Headset, der Programmierung oder Fernbedienung. Die Schnittstelle kann aber auch dazu genutzt werden, AX.25– Datenpakete an eine externe Anwendung weiter zu leiten. Wir werden darauf in einem späteren Beitrag noch etwas genauer eingehen.

Nun aber zu der eigentlichen Aktivität: An diesem Tag war mein Ausflugsziel der Upper Seletar Reservoir Park in Singapur. Hier gibt es einen begehbaren Turm in Form einer Rakete, Locator OJ11vj, von dem aus man nicht nur eine wunderschöne Aussicht erhält, sondern auch Funktechnisch gute Reichweiten verspricht.

Da ich bequem im Sitzen funken wollte, positionierte ich zunächst die kleine mitgebrachte Diamond Magnetfußantenne MR-73 SMA-M auf der Reling der Aussichtsplattform. Danach prüfte ich, welche Relaisfunkstellen sich von dem Standort aus erreichen bzw. arbeiten lassen. Das lokale VHF Amateurfunkrelais 9V1RS im Süden von Singapur ließ sich ohne große Probleme auftasten und empfangen. Leider kam auch nach mehrmaligem CQ rufen jedoch kein QSO zustande. Das lokale UHF-Relais 9V1RMP im Osten war schon deutlich schwächer im Empfang, ließ sich dennoch öffnen. Da Singapur Relaistechnisch sonst nichts mehr zu bieten hat nutzte ich die Repeater -App auf meinem iPhone, um gezielt nach Relaisfunkstellen des benachbarten Malaysien zu schauen. Die beiden angezeigten Relais 9M2RGP (147,825 MHz -0,6) und 9M4RGP (145,7375 MHz -0,6) im 2m-Band, die sich wohl beide auf dem Berg Gunung Pulai befinden, konnte ich jeweils stark empfangen. In Singapur ist im 2m-Band jedoch nur Sendebetrieb im Bereich von 144 – 146 MHz erlaubt, wodurch Funkbetrieb zumindest über 9M2RGP von Singapur aus nicht erlaubt ist. Frühere Bestrebungen, den Nachbarn dazu zu bewegen, die angrenzenden Relais in den in Singapur erlaubten Frequenzbereich zu verschieben schlugen bisher leider fehl. Beim Scannen über die Frequenzen konnte ich noch mehr Signale empfangen, z.B. ein DMR-Signal auf 439,0375 MHz, welches ich bisher nicht zuordnen kann, sowie starke Signale im PMR-Bereich. Ein D-STAR Relais in Reichweite konnte ich leider nicht ausfindig machen.

Die Repeater App (iOS) zeigt Relais-Stationen für einen festgelegten Radius, Band und Mode, vorausgesetzt, dass diese zuvor in die Datenbank eingetragen wurden

APRS: Der Nachbar Malaysien bietet nicht nur eine deutlich höhere Dichte an Relaisfunkstellen sondern auch die APRS-Frequenz (hier 144,390 MHz) ist extrem stark frequentiert, so dass man trotz guter Lage Schwierigkeiten hat, sich mit der eigenen Bake durchzusetzen. Neben den Digipeatern selbst konnten auch viele Fest-, Mobil oder Portabelstationen sowie Wetterstationen empfangen werden. Einige Stationen schrieben in ihrer Bake JayBee APRS Team, was mich neugierig machte: Nach einer kurzen Internetrecherche stieß ich auf deren Facebook-Gruppe. Die aktive Gruppe um Johor Bahru im Süden von Malaysien und damit angrenzend zu Singapur betreibt einige APRS-Digipeater. In der Gruppe gibt es auch viele Bilder von dem verwendete Equipment und dessen Installation.

Aber was steht eigentlich in meiner eigenen Bake? Ein Blick ins Menü offenbarte, dass ich meinen Bakentext seit dem Umzug nach Singapur noch nicht angepasst hatte. Ich experimentierte mit verschiedenen Einstellungen des Symbols und des Infotextes. Wie die neuen Yaesu Geräte mit analogem APRS, verfügt auch das Kenwood TH-D74 über die Funktion der Aussendung der QSY Information. Das bedeutet, dass der Bakentext die eingestellte Frequenz, Ablage und Ton des nicht für APRS genutzen Bandes mit aussenden kann. Somit wissen Stationen in Reichweite, wo sie mich aktuell in Fonie erreichen könnten. Wie das genau Funkioniert könnt ihr im Handbuch nachlesen, dass ihr hier von unserer Webseite herunterladen könnt.

Meine APRS-Baken unter 9V1LH-7 wurden von 9M4RJB-3 oder 9M4RAP-3 weitergeleitet und dann von 9W2DVZ-1 oder 9W2GCC-1 an aprs.fi weitergeleitet

Fazit und Ausblick: Da ich am eigenen Wohnort keine Aufbaumöglichkeiten für Antennen habe und sich mein Hobbyraum im 1 Stockwerk und umgeben von weiteren Hochhäusern befindet, beschränkt sich meine Aktivität auf die Kommunikation via Hotspots. Der Ausflug hat allerdings nicht nur mein Interesse am Protabelbetrieb wieder geweckt sondern auch, sich mal wieder etwas mehr im Detail mit dem vorhandenen Funkequipment zu beschäftigen. Mit dem TH-D75 hat Kenwood bereits den Nachfolger des TH-D74 angekündigt (siehe Ankündigung). Dieses verspricht einige spannenden Neuerungen wie dualem D-STAR-Empfang, D-STAR Terminal- und Accesspointmodus mit MMDVM kompatibler Schnittstelle und integriertem APRS-Digipeater. Auch eine neue Firmware für das TH-D74 wurde von Kenwood für Ende diesen Jahres angekündigt. Ob diese jedoch auch neue Funktionen mit sich bringt oder nur Fehler behebt bleibt noch abzuwarten.

Hier gibt es noch weitere Impressionen vom Ausflug mit dem Kenwood TH-D74E:

Seid ihr auch Besitzer eines Kenwood TH-D74 oder eines seiner Vorgänger und wenn ja, wie nutzt ihr das Gerät? Lasst es uns gerne in den Kommentaren zu diesem Beitrag wissen.

Möchtest du dein Lieblingsgerät gerne auch hier vorstellen? Dann schreib uns einfach eine E-Mail mit deinem Beitrag an sysop@dl-nordwest.com.

Team DL-Nordwest, Stephan 9V1LH/DG1BGS

Schlagwort: TNC

TH-D74 mit aprs.fi auf dem iPhone koppeln

Unterwegs mit dem Kenwood TH-D74E