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Wetterfaxempfang mit SDRPlay oder dem RTL-Stick und CubicSDR

Wetterfaxempfang mit SDRPlay und CubicSDR

Damals in meiner Anfangszeit als Funkamateur wollte ich immer mal Wetterfaxe von den NOAA Satelliten empfangen. Früher war das aber etwas komplizierter als heute, weil man dafür einen eigenen Empfänger brauchte.

Das Problem war die Bandbreite. Diese beträgt bei den NOAA Aussendungen 36 kHz und das konnten die normalen Empfänger damals nicht. Es musste also ein Empfänger mit dieser großen Empfangsbandbreite her. Und genau daran ist mein Vorhaben damals schon gescheitert.

Die Überlegung war nun, mit einem SDR Empfänger Wetterfaxe zu empfangen. Das müsste ja auch eigentlich ganz einfach sein, denn hier kann ich ja fast jede beliebige Bandbreite einstellen.

Nach meiner Recherche im Netz habe ich sogar eine Software für den Mac gefunden, die Wetterfaxe von NOAA dekodieren kann.

Die Software

WXtoImg heisst das gute Stück Software und man kann sich eine Version von http://www.wxtoimg.com saugen. Die Software steht übrigens für Mac, Windows und auch Linux zur Verfügung. Die Installation ist einfach und problemlos.

WXtoImg

Das Programm lädt aktuelle Kepler Daten von den NOAAs herunter und zeigt dann auch praktischerweise die nächsten Überflüge der Satelliten mit den entsprechenden Sendefrequenzen an.

Überflüge der NOAAs

Der Empfänger

Als Empfänger nutze ich den SDR Empfänger SDRPlay. Über den ich hier auf dem Blog auch schon berichtet habe. Es funktioniert aber auch jeder dafür geeignete preisgünstige RTL-Stick.

Als Software nutze ich auf dem Mac CubicSDR. Eine tolle Software, die noch in der Entwicklung steckt, aber schon richtig gut läuft. Eingestellt wird die Soft auf eine NOAA Frequenz in der Modulationsart FM mit einer Bandbreite von 36 kHz und kann dann Standby laufen und auf den Überflug warten. Als Antenne nutze ich für die ersten Versuche eine Diskone Antenne, die unter Dach aufgestellt ist.

CubicSDR NOAA

 

Auf der Windowsplattform könnte man beispielsweise auch CubicSDR, SDR-Radio oder auch HDSDR nutzen.

VAC

Wie kommt nun das Audiosignal von der SDR Software zur Wetterfaxsoft?

Dafür gibt es das „Virtuelle Audiokabel“

Beim Mac nimmt man die Software Soundflower, die sich in die Audioeinstellungen des Mac integriert.

In CubicSDR wählt man als Soundoutput dann einfach Soundflower aus.

Soundflower

Und in WXtoIMG als Soundkarte auch den Soundflower Treiber.

WXtoIMG Soundflower

Jetzt wird WXtoIMG noch auf Standby geschaltet und der erste Satellite kann kommen.

WXtoIMG Automode

WXtoImg Statusleiste

In der Wartezeit beobachte ich auf dem iPad die Flugbahn des Satelliten. Wie das iPad für den Amateurfunk gute Hilfe leistet, habe ich hier schon beschrieben.

NOAA iPad

Die Ergebnisse

Naja, die ersten Ergebnisse waren jetzt nicht so toll. Liegt wohl an meiner Antenne 🙂 Ich muss mal was spezielles für den Empfang von Wettersatelliten bauen. Aber ein naja einigermaßen Ergebnis möchte ich euch trotzdem nicht vorenthalten.

Wettersatellitenbild

 

Schreibt doch mal, wie Eure Ergebnisse beim Empfang von Wettersatelliten bisher waren. Vielleicht hat der ein oder andere auch einen Antennentip für mich.

Nachtrag:

Heute ist mir mit der BigWheel eine etwas bessere Aufnahme geglückt.

Wetterfaxbild

 

CubicSDR die SDR-Software für den Mac, Windows und Linux

CubicSDR ist die erste für mich ernsthaft zu nutzende SDR-Software unter dem MAC Betriebssystem OSX. CubicSDR läuft tatsächlich – unter anderem – unter plain OSX und nicht in irgendeiner Emulation wie z. B. Wine, VMware oder sonstige.

CubicSDR

Ich nutze es in letzter Zeit immer häufiger mit meinem SDRPlay.

Die Software befindet sich allerdings noch in der alpha Phase und wird ständig weiter entwickelt. Die Homepage von CubicSDR findet man hier.

Wer der Entwicklung folgen möchte, oder sogar daran teilnehmen will, sollte mal auf Github gucken. Dort finden Diskussionen zu der Software statt und man findet dort auch immer die aktuellsten Versionen und Informationen.

Demnächst soll es auch möglich sein, Digital Modes mit CubicSDR darzustellen.

Hier noch die derzeitige Features und Status Liste von CubicSDR:

 

 

Features and Status of CubicSDR

  • Simple UI
  • Devices
    •  SoapySDR Device support (known working checked)
      •  SoapySDRPlay for SDRPlay (Maintained by C.J.)
      •  SoapyRTLSDR for RTL-SDR (Maintained by C.J.)
      •  SoapyHackRF for HackRF
      •  SoapyBladeRF for BladeRF
      •  SoapyUHD for Ettus USRP (untested)
      •  SoapyRemote, use any SoapySDR Device via network (works on Pi)
      •  SoapyAirSpy (WIP by C.J.)
      •  SoapyAudio (WIP by C.J.)
      •  SoapyOsmo for GrOsmoSDR devices
        •  OsmoSDR
        •  MiriSDR
        •  RFSpace
        •  AirSpy
  • Basic Features
    •  Device Selection
    •  Bandwidth
    •  Color scheme
    •  Load/Save session
    •  Audio sample rate
    •  Device PPM
    •  Waterfall speed
    •  Spectrum average speed
    •  Gain Controls
    •  Bookmarks
    •  History
    •  Default preferences
      •  Audio defaults
      •  Device defaults
    •  Run any device as rtl_tcp server and visualize control
  • Neat Visuals
    •  2D visuals
      •  Y Scope
      •  Spectrum
      •  Waterfall
      •  Add faint grid for sense of scale
      •  Audio Spectrum
      •  X/Y Scope
      •  Indicate outer spectrum edges when zoomed
    •  3D visuals
      •  I/Q helix
  • Demodulation:
    •  Basic modular expansion
    •  Multiple demodulators per IQ stream
    •  Audio device selection
    •  Modes
      •  FM
      •  FM stereo
      •  AM
      •  LSB
      •  USB
      •  DSB
      •  I/Q
    •  Controls
      •  Display Frequency and allow manual adjustments
      •  Allow selection of demodulation type
      •  Display separate zoomed-in view of current waterfall and spectrum, allow adjustments
      •  Display signal level and allow squelch control
      •  Display audio output selection
      •  Volume control
      •  Direct frequency input
      •  Mute
  • Basic Input Controls
    •  Drag spectrum to change center frequency
    •  Hold shift and click on waterfall to create a new demodulator
    •  Clicking waterfall adds new demodulator when none visible
    •  Drag center of demodulator on waterfall to change frequency
    •  Drag edge of demodulator on waterfall to change bandwidth
    •  Double-Click to move demodulator to frequency within it’s current range
    •  Hold alt and drag range on waterfall to set demodulator frequency + bandwidth
    •  Hold alt+shift and drag range on waterfall for a new demodulator
    •  Hover demodulator on waterfall and press ’space‘ to toggle stereo
    •  Hover demodulator on waterfall and press ‚d‘ or ‚delete‘ to delete it
    •  Keyboard arrows adjust frequency, shift for faster change
    •  Undo / Redo action
  • I/Q Recording and playback
    •  Recording
      •  Record waterfall output to PNG file chunks of desired height
      •  Record I/Q input data
      •  Simultaneously record demod decimated I/Q and audio
    •  Playback
  • Audio
    •  Recording
  • Implement digital demodulation supported by liquid-dsp: (http://liquidsdr.org/doc/modem.html)
    •  Demodulator Lab
      •  Demodulator I/Q input filtering
      •  Audio output filtering
      •  Toggle current demodulator exclusively into „Lab“ mode
        •  Additional visualizations for audio and I/Q stream
          •  Audio Spectrum
          •  Constellation / X-Y Scope
        •  Digital demodulation status and controls
        •  Demodulator AGC, Equalization controls
          •  Lock AGC and Equalization when digital lock obtained
        •  Digital output
          •  Output console
          •  Capture file (auto?)
          •  Network output
          •  Block device output
    •  Digital modes available to implement
      •  PSK
      •  DPSK
      •  ASK
      •  QAM
      •  APSK
      •  BPSK
      •  QPSK
      •  OOK
      •  SQAM
      •  Star Modem
      •  MFSK
      •  CPFSK
  • Optimization
    •  Eliminate large waterfall texture uploads
    •  Update visuals to OpenGL 3.x / OpenGL ES
    •  Resolve constant refresh on visuals that don’t change often
    •  Resolve all driver/platform vertical sync issues
    •  Group and divide IQ data distribution workload instead of 100% distribution per instance

Advanced Goals and ideas:

  • Design a plan for expansion via modules (dylib/dll/lua)
  • Support shell-based stdin/stdout tools for direct output/playback to/from CLI audio processing apps (i.e. DSD on OSX)
  • Update visuals to support OpenGL ES
  • Basic demodulator filter(s) that can be enabled and tweaked visually
  • Support multiple simultaneous device usage
    • Categorize devices by antenna connections
    • Allow locked frequencies to activate unused devices to continue demodulation on same antenna
  • Integrate LUA
    • Expose liquid-dsp functionality
    • Scriptable liquid-dsp demodulation
    • Scriptable digital demodulation output handlers
      • Create block output devices on *nix?
      • Create socket outputs?
      • Visual outputs?
    • Take control of additional devices and spawning new demodulators (i.e. trunkers)
    • Script manager / live editor
    • Provide scriptable liquid-dsp modulation for transceivers?
    • Allow scripts to launch/run headless (no UI)
  • „PVR“ like mode with waterfall time shifting
  • L/R and surround-sound balance settings for separating and listening to mono streams
  • Add tool for converting decimated I/Q recording to video
    • Select video features such as title/demodulation/scope/waterfall/etc.
    • Render to video from GL frames->ffmpeg/mencoder /w demodulated audio
  • Accessibility / Control
    • USB/MIDI control surfaces
    • Joystick / gamepad input
    • Vibration / force-feeback
  • Investigate compilation via emscripten using SoapyRemote for input
    • Create web server+SoapyRemote bundle for embedded devices
    • Use emscripten compiled CubicSDR via embedded web server

SDRplay und SDRRadio

Nachdem ich einige Testberichte gelesen hatte, habe ich mir einen SDRplay gekauft.

SDRplay

Begeistert hat mich an dem Teil die Bandbreite. Mein Perseus konnte ja schon 2 MHz, aber der SDRplay kann 8 MHz gleichzeitig auf dem Bildschirm darstellen. Tolle Sache. Zwar ist die Performance nicht ganz so gut wie die des Perseus – trotzdem ein geniales Teil. Durch die Bandbreite ist es kein Problem ein komplettes Amateurfunkband zu beobachten. Selbst das 70 cm Band lässt sich „fast“ komplett darstellen.

Man muss das Gerät allerdings erst ein wenig kennen lernen. Man sollte z.B.  immer die Verstärkung dem jeweiligen Band und den Bedingungen anpassen. Ansonsten hört man auch im 10 Meter Band nur noch AM Radiosignale.

Hält man sich daran ist das Gerät wirklich klasse. Ob Langwelle, Mittelwelle, Kurzwelle, UKW bis hinauf auf 2 GHz ist alles empfangbar.

Ein bisschen habe ich ihn mir auch wegen dem Apple Betriebssystem gekauft. Die OSX Software CubicSDR hat mich interessiert, die auch mit dem SDRplay arbeiten kann. Leider konnte mich CubicSDR bisher noch nicht wirklich überzeugen und so habe ich meine VMWare mit Windows 7 wieder gestartet und HDSDR ausprobiert.

HDSDR

Funktioniert über den EXTIO Treiber, genau wie bei anderen Geräten auch.

Anschließend testete ich SDRRadio von Simon Brown. Die Software ist fantastisch! Erst kam ich nicht wirklich damit zurecht, aber wenn man sich ein wenig eingearbeitet hat ist die Software richtig gut.

Mittelwelle

SDRRadio kann sogar Satelliten Tracking und auch das Dekodieren von Digitalsignalen wie z.B. PSK 31 ist für die Software kein Problem.

PSK

Satellit

 

Ich habe den SDRplay im Shack hinter den anderen AFU Geräten versteckt und er hat immer eine Verbindung zum Antennensystem und auch eine per USB zum iMac über die er auch mit „Stromspannung“ versorgt wird. So kann ich ihn beliebig starten, ohne dass er mich hier auf dem Schreibtisch stören würde.