Laurent, un radioamateur suisse (HB9FGK) de Chézard-Saint-Martin (entre la Chaux-de-Fonds et Neuchâtel) pas très loin de Morteau, si vous préférez, a réussi à transmettre un signal sur 2850Km avec son seul Raspberry Pi.
Pas d’émetteur ultra-sophistiqué ici, juste une framboise et une antenne.Il a réalisé une balise WSPR très simple avec un RasberryPi, en connectant un port GPIO à une antenne à travers un filtre passe-bas. Cette balise fonctionne sur toutes les bandes de 0 à 250 MHz.

Je suis tombé dessus en cherchant des informations sur la réception radio avec un Raspberry Pi… J’ai donc décidé de vous présenter cet « exploit ».

Le WSPR c’est quoi ?

Le WSPR (prononcer « whisper » = soupir) signifie « Weak Signal Propagation Reporter » = Rapporteur de propagation de signaux faibles. Il s’agit d’un programme utilisé pour la communication radio avec un signal très faible entre des opérateurs de radio-amateur. Le programme a été initialement écrit par Joe Taylor (K1JT), mais est maintenant open-source et est développé par une petite équipe. Le programme est conçu pour envoyer et recevoir des transmissions de faible puissance pour tester les chemins de propagation des ondes sur les bandes ondes-courtes.

Le WSPR met en œuvre un protocole conçu pour sonder les trajets de propagation possibles avec les transmissions de faible puissance. Les émissions consistent à transmettre l’indicatif de la station émettrice, son QRA-Locator (un système utilisé par les radio-amateurs pour localiser n’importe quel point du globe avec 6 lettres et chiffres), et la puissance de l’émetteur en dBm. Le programme peut décoder les signaux avec un rapport signal/bruit aussi faible que -28 dB dans une bande passante de 2500 Hz. Les stations ayant un accès à Internet peuvent télécharger automatiquement leurs rapports de réception sur une base de données centrale appelée WSPRnet, qui comporte également un centre de cartographie.

Les messages ont une longueur de 50 bits et sont transmis à la vitesse de… 1.4648 baud (1,4648 bit/seconde)

L’installation de Laurent – HB9FGK

Attention : une licence de radio-amateur est requise pour exécuter cette expérience afin de rester dans la légalité.

Le Raspberry Pi sort un signal carré (1 ou 0) donc un filtre passe-bas est nécessaire pour mettre en forme le signal envoyé à l’antenne. Il est réalisé avec quelques bobines et condensateurs placés dans un boîtier métallique (photo ci-dessous). La puissance attendue est de 10 mW (+10 dBm) dans une charge de 50 Ohm. Cela peut sembler négligeable, mais lorsqu’une antenne dipôle simple adaptée à la fréquence d’émission est utilisée, la réception de la balise peut se faire à plusieurs milliers de kilomètres.

Comme le Raspberry Pi n’est pas prévu pour filtrer suffisamment l’ondulation et le bruit produit par les composants de l’alimentation USB 5 volts, il est recommandé d’utiliser une alimentation régulée de très bonne qualité pour alimenter la framboise.

Les essais

Pour sa balise, Laurent a choisi la bande des 30 mètres (10 MHz). Après avoir configuré le programme, il a branché un oscilloscope pour observer la qualité des signaux envoyés à l’antenne :

Les résultats étant satisfaisants, il ne restait qu’à laisser la balise en émission et à attendre les résultats.

Les résultats

Mise en route vers 22h, la balise a été reçue par plusieurs stations connectées au serveur WSPRnet et les premiers rapports ont été étonnants :

Avec ses 10 mW (dix milliwatts) de puissance, la balise située en suisse avait été reçue près de Haïfa, en Israël, soit une distance de 2850 Km !

Conclusion

Bravo à Laurent pour cette belle réalisation qui a permis de démontrer que même avec une puissance aussi faible que celle fournie par un Raspberry Pi, il est possible de transmettre des informations sur des distances étonnantes.

Merci d’avoir lu cet article jusqu’au bout et si vous êtes radio-amateur je vous présente mes 73‘s.

F1GYT/alias framboise314

Sources

• http://en.wikipedia.org/wiki/WSPR_(amateur_radio_software)#mediaviewer/File:WsprryPi.JPG
• http://en.wikipedia.org/wiki/WSPR_(amateur_radio_software)
• http://www.hb9fgk.org/raspberry-pi-wspr-2850-km-avec-10mw/
• https://github.com/threeme3/WsprryPi
• http://www.gqrp.com/harmonic_filters.pdf