Voile et Electronique : Christian Couderc

	Voile	Electronique	Photographie	Divers
	434 (comptage en panne, crash base SQL) connectés # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # #

Après consultation des participants au réseau grand Sud ATV, et le retour d’expérience de Frédéric F4BXL à Toulouse, ce projet de node 32*16 décrit dans cette page a été jugé trop ambitieux pour répondre aux besoins d’un petit node régional et inadapté pour une station d’amateur.
L’obstacle en est le coût élevé de l’outillage pour réaliser les deux cartes en 4 couches, celle de la matrice 4358 et celle des incrustateurs 4455, le tirage des premiers prototypes étant de l’ordre des 500 €, ce qui est jugé cher pour une application amateur.
J’ai donc décide de mettre en sommeil ce lourd projet 32*16 et relancer un projet plus modeste et plus réaliste.

J’avais lancé il y a quelques années un projet de routeur 8*8, pour lequel j’ai développé un logiciel graphique sous Windows pour tester le chip avec un simple port parallèle.
Je m’en suis totalement désintéressé, devant le manque d’ambition de cette réalisation et je n’ai pas poursuivi.
Je reprends donc cela maintenant sur de nouvelles bases.
Projet modeste orienté vers les besoins d’une station d’amateur
Circuit de le matrice très simple en gros composants au pas de 2.54 pour permettre un tirage de cuivre avec de petits moyens.
Carte microcontrôleur faible coût très puissante, disponible complète chez Elektor pour 52.50 € (Voir les liens sur la carte choisie).
Elle sera détaillée ultérieurement.
Cette carte est la même que celle prévue pour le projet 32*16 et servira aussi pour le node minimaliste, basé sur le hardware du petit routeur 8*8

Le développement du logiciel est commun à tous les projets ATV :

Petit switch 8*8 station amateur

Petit node ATV 8*8

Gros node ATV 32*16

Suite à la réunion ATV de Marseille la Couronne du 20 Octobre 2007, nous avons décidé de lancer le projet d’un node ATV pour venir soutenir le réseau existant défaillant.
Un emplacement avec de meilleures ouvertures vers tous nos correspondants est en cours de finalisation.
Nous devons améliorer les liens vers Nice, Nîmes, Montpellier, Toulouse et plus et désenclaver les copains isolés (Sausset, vallée de l’Huveaune, Cuges…)
L’idée de ce projet est de faire participer toute la communauté amateur ATV, sans aucun esprit de clan. Il y aura un travail considérable et les ressources de chacun seront sollicitées.
C’est un projet communautaire qui ne sera verrouillé par aucun individu en particulier.

Vos avis sont indispensables pour commencer à affiner ces premieres ébauches !

Ce document va beaucoup faire rigoler les Tartarins,qui disent :
" Il y a trop d’entrées, c’est trop compliqué, c’est trop ambitieux, cela ne verra jamais le jour, personne ne veut plus bricoler... "
Ils se contenteront de critiquer dans leur coin sans jamais rien faire n’y apporter à la communauté.
Il est évident que lors qu’il faudra demander à beaucoup de participer, la réponse sera « je ne peux pas le faire il me manque une résistance qui ne m’a pas été fournie et je n’ai pas envie de dépenser le moindre centime… »
D’un point de vue strictement égoïste, il est normal que certains financent des centaines d’Euros et bien plus pour la communauté, et que d’autres ne veuillent pas dépenser le moindre centime. Cela n’a rien à voir avec les revenus et l’aisance financière.
Les tristes errements du passé nous ont montré la profondeur de l’égoïsme et les comportements aberrants.
Il est bien plus facile de couper les haubans pour faire écrouler un pylône et saboter un local technique, en ruinant en quelques minutes des années d’efforts que de construire cela.
À plus petite échelle envoyer des coups de 1750 ou de porteuse pendant un QSO relève du même esprit.

Les blocages ne seront pas techniques, mais humains, le groupe maîtrise tout l’aspect technique décrit, mais pas l’aspect psychologique.
Si ce projet ne sert pas à la communauté marseillaise, il servira à d’autres car développé dans un total esprit d’open source.

Le site disposera d’un dégagement radio favorable pour couvrir nos besoins.
Nous disposerons du secteur, mais par souci écologique, tous les projets économiseront au maximum l’énergie nucléaire. Les équipements ne seront alimentés que le temps strictement nécessaire.
Tout le node sera automatiquement coupé de 0h à 08h pour éviter tout enclenchement intempestif malveillant ou accidentel (orages).

Ce node sera le node centralisateur régional.
Il pilotera des nodes secondaires, qui ne contiendront que des équipements minimalistes, destinés à arroser des zones enclavées.

La matrice vidéo est basée sur un seul multiplexeur vidéo, le Max 4358, voir les liens.
Max 4358 = 32 entrées + 16 entrées d’incrustation vers 16 sorties.
À première vue, cela semble énorme en entrées, mais cela laisse beaucoup de possibilités pour une expansion future, mais sans excès quand au nombre de sorties.
Il faut donc rajouter à la matrice MAX4358 deux autres PLCC MAX4455 (8 incrustateurs par boîtiers) sur un piggy back relié à la carte de multiplexage.

Max 4358

Toutes ces remarques générales sont à discuter dans le détail.

Nombre de voies

À terme, il y aura largement assez des 32 entrées, mais le nombre des 16 sorties s’avère un peu juste !
Il restera possible à la demande d’aiguiller certaines sorties dans un boîtier annexe futur de 1 vers 4 (voir détails dans le chapitre affectation des voies)..

Le principe est de ne véhiculer que des bandes de base, vidéo+son, non démodulées. Il n’y a qu’un seul multiplexeur dédié à la vidéo.
Dans le cas particulier d'un duplex ATV, le mélange des sons se fait par le truchement du quad (voir détails dans le chapitre quad).

Le projet se décompose en modules indépendants développés par des équipes séparées, dans des coffrets séparés :

Le contrôleur principal relié via un bus à de nombreux périphériques (voir détails dans le chapitre contrôleur).

Le boîtier central vidéo contenant seulement le Max 4358 avec une cinquantaine de prises BNC et le connecteur vers le bus du microcontrôleur dans un coffret éloigné.

L’interface de décodage DTMF et le perroquet de réemission (voir détails dans le chapitre DTMF)..

Divers racks comportant des séries d’interrupteurs pilotés par programme pour contrôler l’alimentation de tous les appareils, des moteurs et des entrées pour lire les informations logiques et analogiques de l’environnement. Toutes les alimentations seront commandées pour économiser l’énergie. (voir détails dans le chapitre rack alimentations).

Le module de réception de données numériques, du genre « paquet radio », permettant les modifications à distance du firmware, par paquets cryptés et sécurisés par rolling code.
Tout le node est reprogrammable et configurable à distance par les sysops autorisés (voir détails dans le chapitre liaison de données).

Le module de contrôle des paramètres d’énergie pour générer les statistiques en OSD (voir détails dans le chapitre incrustateur).

Le parachute. Par sécurité, un module très simple totalement indépendant des DTMF et du microcontrôleur principal, avec alimentation secourue, recevant sur une voie radio séparée (et GSM ?) les ordres d’urgence de coupure de l’alimentation générale en cas de crash, pour permettre de rebooter le système quand tout est planté (orages).
Le système redémarre alors en mode minimalde sécurité en attendant les commandes DTMF de réactivation (voir détails dans le chapitre parachutes).

Il ne faudra pas oublier l’aspect financier, car bien que toutes les bonnes volontés seront mises à contribution pour, en particulier pour les multiples TX, RX, aériens, vidéos, alimentations…
Il y aura beaucoup de dépenses à supporter, de manière totalement transparente.
Il est évident que le déploiement sera très modeste au début et s’étalera sur de longues années de montée en puissance.

Il faudra penser finances assez vite, l’achat des cartes d’évaluation Maxim ou le tirage d’une petite série de cuivres en 4 couches représentera à lui seul quelques centaines d’Euros, et ce n’est que le début !

L’idée est de rendre aussi cette matrice disponible aussi pour les utilisateurs, avec une version de pilotage par microcontrôleur très simplifiée, pour les petits besoins d’une station amateur.

Il faut réaliser ou adapter une grande quantité de matériels de tous types : démodulateurs, récepteurs, émetteurs, alimentations, antennes, câbles…
Pour améliorer en permanence la qualité, tous les matériels réalisés devront êtres testés et validés par un tiers indépendant de la réalisation.
Toutes les précautions seront prises pour augmenter l’immunité aux bruits reçus et émis, optimiser les performances, diminuer les consommations électriques.
C’est un énorme chantier sans fin qui nous implique tous !

Une fiche de suivi et de performances, signée let datée par les divers intervenants, accompagnera chacun des matériels.

Vos avis sont indispensables pour commencer à affiner ces premieres ébauches, ce ne sont que des exemples !

E01 : Utilisateurs 2.4 GHz fréquence 1 analogique, direction Marseille
E02 : Utilisateurs 2.4 GHz fréquence 2 analogique, direction Huveaune
E03 : Utilisateurs 2.4 GHz fréquence 3 direction Sausset
E04 : Utilisateurs 2.4 GHz fréquence 4 analogique, sur l’antenne rotative pilotable par l’utilisateur sur 360 degrés
E05 : Utilisateurs 2.4 GHz fréquence 5 numérique, direction Marseille
E06 : ?
E07 : ?
E08 : ?
E09 : ?
E10 : 10 GHz depuis ZOB
E11 : 10 GHz depuis ZNZ, relais de Pierre
E12 : 10 GHz depuis Ventoux
E13 : 10 GHz depuis Aigual
E14 : 10 GHz depuis Nice
E15 : 10 GHz depuis Montpellier
E16 : ?
E17 : ?
E18 : ?
E19 : ?
E20 : Depuis le sortie du quad 4 vers 1, le son sera seulement celui de la voie d'entrée 1 (voir détails dans le chapitre quad).
E21 : Utilisateurs 5.7 GHz sur l’antenne rotative pilotable par l’utilisateur sur 360 degrés
E21 : ?
E22 : ?
E23 : ?
E24 : ?
E25 : Caméra de site 1
E26 : Caméra de site 2
E27 : Caméra de site 3
E28 : Entrée magnetoscope
E29 : ?
E30 : Mire de référence de qualité, avec son musical de référence MP3, sur demande fréquences étalon.
E31 : Mire bas de gamme à PIC avec son du trafic local 145.225, en l'absence, son MP3
E32 : Sandisk avec son du trafic local ZOF UHF, en l'absence, son MP3

S01 : Sortie utilisateurs x GHz direction 1
S02 : Sortie utilisateurs x GHz direction 2
S03 : Sortie utilisateurs x GHz sur l’antenne rotative pilotable par l’utilisateur sur 360 degrés
S04 : Sortie utilisateurs y GHz direction 3
S05 : Sortie utilisateurs y GHz direction 4
S06 : Sortie utilisateurs y GHz sur l’antenne rotative pilotable par l’utilisateur sur 360 degrés
S08 : 10 GHz vers ZOB
S09 : 10 GHz vers ZNZ, relais de Pierre
S10 : 10 GHz vers Ventoux / Aigual / Nice / Montpellier… Il manque des sorties !!!!
S11 : Sortie magnetoscope
S12 : Utilisateurs 5.7 GHz sur l’antenne rotative pilotable par l’utilisateur sur 360 degrés
S13 : Entrée 1 du quad
S14 : Entrée 2 du quad
S15 : Entrée 3 du quad
S16 : Entrée 4 du quad

Ces sorties seront aiguillées à la demande vers des émetteurs analogiques et/ou numériques ultérieurement.

Circuits des sorties vidéo

16 entrées incrustateurs OSD

Il faut un incrustateur indépendant pour chacune des 16 voies au travers de deux MAX4455.
C’est le contrôleur de gestion qui rempliera au vol la page affichée (voir détails dans le chapitre incrustateur).

max4455

Un incrustateur parmi 16

Ce choix du contrôleur principal est lié à plusieurs facteurs :
La carte doit être disponible très facilement, de qualité professionnelle et à faible coût pour permettre la duplication du système simplifié dans le cadre des applications d’une station amateur.
Tout le logiciel développé sera paramétrable soit pour l’application node qui exploitera les innombrables fonctions, soir pour l’application « station amateur » qui n’utilisera qu’une faible partie du code.
Carte microcontrôleur faible coût très puissante, disponible complète chez Elektor pour 52.50 € (Voir les liens sur la carte choisie).
Elle sera détaillée ultérieurement.

La face avant comporte une petite led qui clignotera avec des cycles différents suivant les phases.
Un poussoir permet de passer en « mode maintenance sur site ».
Dans ce mode, un contrôle total du node sera possible via un simple clavier de PC qui restera sur site, après entrée du code sysop. Il est possible se simuler toutes les commandes DTMF utilisateur et de bloquer les commandes de la voie radio pour ne pas être dérangé. Un micro d’ambiance peut être renvoyé sur la fréquence du DTMF, un haut parleur permet le retour.
En mode maintenance, les messages sont envoyés à l’afficheur LCD 2 lignes (éteint en exploitation).
Un PC portable permet en option d’avoir un affichage plus agréable (liaison USB)
Après le temps autorisé de 30 minutes sans commande locale, le système repasse en mode normal d’exploitation par défaut et désactive clavier et afficheur.
Le contrôleur, les voies packet sysop et DTMF ont une alimentation totalement indépendante et sauvegardée par batterie. En cas de coupure secteur (volontaire, par le calendrier ou par disjonction) le système passe en mode minimal (économie maximale) et répond à un jeu de commandes réduit pour diagnostiquer à distance le problème. Si le disjoncteur n’a pas sauté, le node peut être réveillé.
Tous les incidents et évènements sont logués et le système minimal reste vivant plusieurs semaines hors secteur.

Des pages séparées décriront dans le cade d’un projet open source, tous les détails du software et du hardware.

Chaque bloc commande des alimentations vers les divers équipements.
Il est constitué de petites cartes comportant chacune un port à 8 entrées/sorties (3 bits d’adresses).
Chaque bloc à son adresse propre parmi 256 sur le bus (limite d’adressage 256 * 8), définissable par 8 straps d’adresse à souder.
La majorité des blocs sont en sortie (commande d’alimentations), quelques uns peuvent être définis en entrées pour récupérer des informations analogiques (contacts).
Un autre type de blocs comporte des entrées analogiques.
Les fonctions sont reconnues par classe d’adresses.
Chaque rack peut contenir plusieurs blocs pour commuter ou fournir des alimentations continues ou alternatives, de diverses puissances, à la demande.

Il y a 16 incrustateurs indépendants pour chacune des 16 voies au travers de deux MAX4455
Les incrustations sont indispensables pour ce projet pour trois utilisations principales :

Incruster périodiquement les bandeaux réglementaires d’identification avec l’indicatif et la position du node.

Il y a un incrustateur indépendant par voie. Il faut donc rajouter à la matrice MAX4358 deux autres PLCC MAX4455 (8 incrustateurs par boîtiers)

Il s’agit d'afficher à la demande un très grand nombre de pages possibles, en textes affichées sur fond bleu ou transparent . Quelques exemples :

Aide en ligne pour les commandes
Données techniques, courant tension et historique
Pages issues GPS servant à synchroniser l’horloge temps réel.
Données météo locales.
État des commutations entrées/sorties.
Page d’évaluation des signaux DTMF.
Niveaux S-mètre des entrées.
Historique des modifications logicielles téléchargeés et version des modules.
Après chaque commande DTMF reconnue, apparition pendant une seconde d’un panneau indiquant la commande et sa provenance.

Une étude très rigoureuse sera menée pour s’assurer la compatibilité de notre système avec le réseau grand Sud existant. Il n’est pas question d’ajouter des commandes anarchiques et ingérables qui pourraient perturber le réseau actuel. Rien ne sera fait sans consultations.

Dans les grandes lignes, un utilisateur lointain, par exemple à Nice, pourra prendre la main sur la voie se sortie qui le concerne en commutant les entrées qu’il désire sans interférer avec le trafic local établi. Il pourra accéder à toutes les caméras et aux voies radio, et même commander les aériens tournants, avec une priorité locale.
Le perroquet filtrera toutes les commandes pour ne renvoyer que celles qui concernent une direction particulière.
Après chaque commande DTMF reconnue, apparition pendant une seconde d’un panneau indiquant la commande et sa provenance sur les voies concernées.

Par la suite il faudra implanter une mire de qualité avec un son calibré et les redirections des sons du trafic local.

Un lecteur de carte Sandisk complètera le dispositif. Cela demande deux modifications :
Le faire faire démarrer en diaporama automatique.
Normaliser la vidéo qui d’origine est hors tolérances.

Question annexe
Sur les lecteurs Sandisk (ceux vendus actuellement, deuxième génération), la vidéo est déplorable, tout est hors tolérances !
Les timings ne sont pas respectés, les fréquences de la salve burst décalées, les rapports d’amplitudes tops/vidéo exotiques…
Qui a réussi à améliorer cela et recaler les fréquences, timings et amplitudes ?

André F5AD donne une bonne solution pour corriger les amplitudes pour une première version de Sandisk, cela est adaptable pour la nouvelle version (voir liens).
Par contre, il reste à résoudre le recalage des timings et fréquences.

En temps normal, le GPS est toujours coupé.
Pendant la nuit, tout le node est coupé. On profite de ce moment très calme pour allumer le GPS pendant quelques minutes, le temps de resynchroniser l’horloge système.
À des fins pédagogiques, un utilisateur peut décider d’allumer le GPS pendant la journée et l’envoyer vers une sortie.
Le panneau OSD affichera toutes les données émises en NMEA 183 en sortant date et heure, mais en masquant la position pour éviter les malveillances.
Au bout de quelques minutes le GPS s’éteindra automatiquement.
L’interfaçage de cette partie se réduit à sa plus simple expression.
Le module logiciel comprend la mise à jour et le gestion du calendrier, le passage d’heure hiver/été…

Un quad couleur du commerce sera ajouté, disponible pour 50 € sur eBay.
La difficulté sera de le modifier astucieusement sur divers points qui n’existent pas d’origine (Ne sous estimez pas ce problème ! ) :

Il doit démarrer par défaut, à la mise sous tension avec quatre voies d’entrée vers une sortie.

Le son de la voie 1 soit se retrouver en sortie (6.5 MHz et 6 MHz pour des usages spécifiques).

Une broche de commutation doit être rajoutée pour commuter de 4 vers 1 en 2 vers 1 (écran splitté ou incrustation) pour des liaisons duplex à la demande du programme.

Le système dispose de nombreuses entrées d’acquisition de données, qui peuvent être utilisées pour collecter des données météo (température, vent, …) et les paramètres d’énergie d’alimentation.
Ces données sont visualisables sur des panneaux d’information à la demande.

L’ensemble de l’électronique est programmable en ISP (In Situ Programming), évidement en local avec un PC portable, mais aussi à distance par une liaison de type packet radio très sécurisée, pour les développeurs. Il n’y a aucune EPROM ou paramètre en dur, excepté les adresses des modules.
Les données entrantes sont stockées dans des RAM tampon, quand la totalité des informations est reçue, le programme analyse la cohérence et basculke sur un module interne de reprogrammation puis effectue un reset.
Si certains paquets sont altérés, un message d’erreur est généré en OSD et après un temps raisonnable, si le bloc reste incohérent, tout est ignoré et la mémoire tampon resetée.

Coté PC l’émission/réception exploite le DSP de la carte son, la porteuse étant maintenue à la main, via un câble spécifique au tranceiver utilisé, contenant les résistances et condensateurs d’adaptation de niveau.
Coté node, un module à microcontrôleur indépendant gérera l’arrivée des paquets sur le récepteur et renverra vers un émetteur les acquittements.

Les paquets valides seront envoyés via le bus vers le microcontrôleur principal.

Une très forte sécurisation, pour pallier à d’éventuelles malveillances, est intégrée dans le projet et ne sera pas rendue publique, contrairement au reste du projet.

Malgré toutes les précautions prises, tout système placé en point haut se plante très régulièrement, en particulier pendant les orages et ne répond plus aux commandes.

Le système disposera d’un robuste chien de garde qui coupera toutes les alimentations au moindre crash.

Par sécurité, un module très simple et classique totalement indépendant des DTMF et du microcontrôleur principal, avec alimentation secourue, recevant sur une voie radio séparée (et GSM ?) les ordres d’urgence de coupure de l’alimentation générale en cas de crash avec défaillance du chien de garde, pour permettre de rebooter le système quand tout est planté (orages). Ce système permet aussi e rallumer le contrôleur à distance.

Dans les deux cas, le système redémarre alors en mode minimal de sécurité en attendant les commandes DTMF de réactivation. Si au bout de quelques essais, le système ne repart pas (foudroiement fatal) tout s’arrête définitivement.

De plus, toutes les alimentations du node seront coupées automatiquement à minuit heure locale et rétablies à 08 Heures.
En cas de besoin spécifique (par exemple contest), un sysop peut modifier à distance le calendrier des coupures.

Un magnétoscope permet d’enregistrer et jouer des séquences à la demande.
En mode « alarme intrusion détectée », il aura des fonctions particulières.
Dana un premier temps un vieux magnétoscope à cassettes sera utilisé, ultérieurement il passera en numérique, beaucoup plus souple à gérer, en évitant les rembobinages et les usures.

Projet hardware provisoirement mis en sommeil en attendant la fin de la réalisation de la matrice 8*8
Le développement des tous les logiciels / Matrice station ham 8*8 / Node ATV 8*8 / Node ATV 32*16 / qui partagent le même hardware se fait en paralllèle.

La carte d’évaluation (impossible de la faire avec nos petits moyens, 4 couches !) maxim-ic.com...3297

Merci aux journalistes qui pillent sans vergogne mon site,
d’avoir au moins la courtoisie de citer leurs sources…

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Dernière retouche le 14 Février 2008 à 21 h