Nejauši ieinteresējos par WSPR ("whisper") – Weak Signal Propagation Reporter, kas ir diezgan automātisks datu pārraides serviss, lai, kā jau nosaukums paskaidro, fiksētu radiosignālu izplatīšanos, izmantojot vājus signālus. Tas darbojas visās amatieriem pieejamajās joslās, taču "mazajos megahercos" aktivitāte un attālumi, protams, ir daudz lielāki. Jaudas tiek izmantotas pavisam nelielas – no 10 mW līdz kādiem 20 W, ar to pilnīgi pietiek, lai signāli varētu ceļot no viena kontinenta līdz citam – tas ir apbrīnojami jutīgs protokols! Raidīts tiek lēni (~1.5 baud) un pavisam kodolīgi – tikai izsaukuma signāls, maidenhead lokators un raidītāja jauda. Mana interese gan lielākoties ir par ultraīsviļņiem, taču bija jāpamēģina.

Mājās atradu 0.4mm vara stiepli, ātri nostiepu to līdz tuvākajam kokam, dekodēšanas programmu uz Windows viegli uzinstalēt un sakonfigurēt, pieslēdzu Funcube Dongle Pro+ un uzreiz sāku uztvert signālus. Protams, tā kā mans aprīkojums ir ļoti vienkāršs un nemaz ne pēc kādiem vajadzīgiem izmēriem, tad neko pārāk tālu uztvert nevaru, tikai Eiropas robežās. Izdevās uztvert radioamatieru raidītos signālus no Vācijas, Šveices, Nīderlandes, Norvēģijas, Itālijas, Dānijas, Krievijas, Francijas, Lielbritānijas, tālākais signāls bija no Ziemeļīrijas – gandrīz 2000 km! Visvairāk signālu izdodas uztvert 40, 30 un 20 metru joslā (7, 10 un 14 MHz), varbūt tur tiešām lielāka aktivitāte, varbūt mana "nejaušā" antena vairāk optimizēta uz šīm frekvencēm, taču izdevās šo to uztvert arī 80 un 10 metru joslā (3.6 un 28 MHz).

Interese par to man, protams, ir balonu sakarā, jo WSPR tiek izmantots arī no baloniem, kas ceļo apkārt pasaulei. Pašlaik gan neviens tāds nav gaisā, taču reizēm tā dara gan austrāļi, gan amerikāņi. Jāgaida. Pie Jaunzēlandes nupat okeānā iemesta boja ar WSPR raidītāju.

Pagājušajā ceturtdienā Lielbritānijā bija masveida balonpasākums daudzām skolām – Young Engineer of the Year (YEOTY 2015). Kopā bija plānots palaist 25 balonus. Dažas zondes beigās laikam netika atgūtas..

Ziemas vidū saņēmām uzaicinājumu piedalīties ikgadējā igauņu radioamatieru pasākumā "Ziemas diena" ar stāstījumu par baloniem un radiosakariem. Uztraukums bija liels, klausītāju bija daudz vairāk kā gaidīju, taču visu svarīgo tomēr izdevās atcerēties un pastāstīt, katrā ziņā tā bija interesanta pieredze.

Pasākums notika "Enerģijas atklāšanas centrā" – kādreizējā spēkstacijā, kas tagad ir pārvērsta par muzeju, tur bija visādi eksperimenti un vispār interesanta ekspozīcija. Tā kā Tallinā negadās būt bieži, tad izplānojām sev diezgan saspringtu programmu, apmeklējām vēl kādu muzeju un apskatījām pilsētu.

Prezentācija ir pieejama tiešsaistē – Google Docs formātā.
Ir pieejams arī video ieraksts – Youtube formātā.

UKHAS (UK High Altitude Society) kopienas, kas ir par un ap baloniem, čatiņā pirms kāda gada un dažiem mēnešiem radās ideja, ka radiosakarus ar baloniem varētu padarīt automātiskākus, lai būtu iespējams uztvert balonu raidīto telemetriju arī bez pastāvīgas uzmanības no cilvēka puses, turklāt uztvērējus varētu novietot attālinātās vietās, kur neviena aktīvā klausītāja parasti nav, tādā gadījumā uztvērējs varētu atkārtot noķerto telemetriju un pārraidīt tālāk uz citu, kas pieslēgts internetam, lai nodotu datus serverim. Būtībā doma apmēram tāda pati kā APRS, tikai vienkāršāk, ar mazāku jaudu un lētāk. Izmantot APRS Lielbritānijā noteikumi ļauj tikai uz zemes, bet ne no gaisa, tāpēc bija vajadzīga kāda alternatīva. Tā radās UKHASnet.

UKHASnet darbojas 869.5 MHz frekvencē, kas arī ir ISM josla – tāpat kā tā, kuru parasti izmanto telemetrijas pārraidei no baloniem 70cm joslā (434 MHz). Informācija tiek pārraidīta 2kbps FSK režīmā, tā ir nekodēta, vienkārši teksts. Noteikumi šai ISM joslā ļauj raidīt ar jaudu līdz 100mW ar 10% duty cycle. UKHASnet tīkla ierīces (nodes – mezgli) dalās divos veidos – pirmais veids ir tikai raidītāji, kas parasti ir vienkārši sensori, otrais – atkārtotāji un/vai vārtejas (repeater/gateway).

Katra pakete sākas ar pieļaujamo atkārtojumu skaitu, pēc tam ir paketes sekvence, tad sensoru dati, ja ir, un beigās – nosaukums. Piemēram:

3tT18.2V3.77[XF5]
2tT18.2V3.77[XF5,XF1]

Šai piemērā redzams, ka pirmo paketi no sensora XF5 ir uztvērusi cita ierīce – XF1, samazinājusi atlikušo maksimālo atkārtojuma reižu skaitu no 3 uz 2, pielikusi klāt savu nosaukumu un pārraidījusi tālāk. Abas paketes ir uztvērusi vārteja, kas tās nodeva tālāk uz serveri (manā gadījumā tā saucas XF0). Ja atkārtojamo reižu skaits ir 0, pakete vairs netiks pārraidīta tālāk, tas ļauj nepārslogot tīklu. "T" nozīmē, ka tālāk seko temperatūras dati, "V" ir baterijas volti. Viena tipa datus var sūtīt, atdalot ar komatiem, piemēram, "T-12.1,22.3" – divas temperatūras reizē. Ir vairāki vispārpieņemti datu tipi, informācija par to un daudz ko citu ir atrodama UKHASnet wiki.

Raidītāju nosaukumus var izvēlēties brīvi, taču tiem jābūt īsiem, jo paketēm ir noteikts simbolu skaita ierobežojums, kā arī tiem jābūt vēl neaizņemtiem.

Lai gan sākotnējā ideja bija to izmantot lielākoties baloniem, tīkls vēl ir pārāk zaļš, lai uz to paļautos, jo pārklājums ir diezgan niecīgs pat Lielbritānijā. Tas gan jau ir testēts tādā veidā un 65 km attālumā darbojās. Pašlaik tas pārsvarā tiek izmantots vienkārši sensoriem un dažādiem radio un elektronikas eksperimentiem. Manā gadījumā es to izmantoju mājas monitorēšanai, piemēram, temperatūras fiksēšanai dažās svarīgākās vietās.

Uzbūvēt sensoru nav sarežģīti, būtībā tam vajag tikai mikrokontrolieri, radiomoduli un bateriju. Tas arī ir diezgan lēti (atkarībā no izvēlētā risinājuma). Grūtības sākas, ja ir vajadzība izveidot atkārtotāju un tam jāatrodas vietā, kur nav iespējams aizvilkt vadu barošanas nodrošināšanai, piemēram, uz kāda jumta. Pats raidītājs īpaši daudz enerģijas netērē, jo nedarbojas nepārtraukti, ar parastu bateriju tas var izdzīvot mēnešiem ilgi, ja pareizi "aizmieg", taču klausīšanās režīmā radiomodulis "ēd" 22mA, kas ir diezgan jūtami. Manā tīklā pašlaik tikai viena node var darboties abos režīmos – XF1 – tai ir saules panelis, tā atrodas ārā, mēra temperatūru un, ja baterija uzlādējas virs noteikta līmeņa, ieslēdz uztvērēju un sāk atkārtot svešas paketes. Pēdējā laikā tas notiek kādas pāris stundas dienā, taču, ja bijis daudz saules, tad var būt šai pilnajā režīmā arī vairāk kā 12 stundas. Tur vēl ir ko optimizēt un eksperimentēt.

Mana vārteja atrodas mājas otrajā stāvā, tas ir Arduino ar Ethernet, kas pieslēgts lokālajam tīklam un nodod uztvertās paketes serverim, kā arī tās atkārto. Pagaidām visiem mezgliem izmantoju tikai 5-15mW jaudu, lai gan maksimālā atļautā ir 100mW, pagaidām vienkārši vairāk nav nepieciešams.

Mūsu nākamajā balonu lidojumā, iespējams, ņemsim līdzi arī kādu UKHASnet raidītāju, lai pārbaudītu, kas un kā. Kad tikšu skaidrībā, kā pēc iespējas labāk uzglabāt saules enerģiju, iespējams, ka nolikšu kādu raidītāju Siguldas otrā malā, lai darbojas autonomi. Vēl mājās arī ir vietas, kur kaut ko varētu pamērīt, vienu varbūt ielikšu mašīnā, lai mēra akumulatora spriegumu, kas ziemā var būt aktuāli. :)

Leģendārais Leo Bodnar B-64 balons jau labu laiku nav par sevi devis nekādu ziņu, tā ka ir pieņemts, ka tas ir oficiāli pazudis. Iespējams, ka tam nobeigusies LiPo baterija, kuru noteikti nav paredzēts vairākus mēnešus izmantot -60..-20° temperatūrā, kā arī lādēt negatīvās temperatūrās. Vēl var būt, ka baterija ir pilnībā izlādējusies, jo nav spējusi uzlādēties īsajās ziemas dienās, turklāt ir iespējams, ka balons ir ielidojis polārās nakts rajonā.

Startējis 12. jūlijā no Lielbritānijas, pēdējais signāls saņemts 23. novembrī, 135 dienās veicis astoņus, gandrīz deviņus apļus apkārt pasaulei, pēdējās koordinātas bija pie Islandes, vienā no apļiem tas lidoja pāri arī Latvijai. Daudzi rekordi tādam nelielam, paštaisītam balonam.

Ja nu notiks neticamais un pavasarī tas pamodīsies, tad, tā kā sakariem tiek izmantots APRS, kas darbojas pilnībā automātiski, mēs par to vēl uzzināsim.

Attēli no Geoff G8DHE