Raspberry Pi als Software Defined Radio vorbereiten

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Der QO-100 lässt sich allen Berichten nach einfach mit einem LNB und einem Software Defined Radio (SDR) empfangen. Es gibt Berichte und Analysen zum Drift des LNBs. Für ernsthafte Experimente muss man wohl noch am LNB herumbasteln, aber erste Spielereien sollten auch so funktionieren. Ist es nicht genial, dass man mit einem ganz kleinen Anschaffungswiderstand loslegen kann?

Los geht’s!

Aktuelles Raspbian auf microSD-Karte kopieren

Raspbian Stretch with desktop herunterladen. Man könnte auch die Variante “… and recommended software” verwenden, wenn der Raspberry Pi noch mehr als nur ein Software Defined Radio werden soll.

Die ZIP-Datei muss man dann entpacken und das Abbild (.img) aus dem Archive auf eine nicroSD-Karte schreiben. Wie das unter Linux und Gnome geht, habe ich in einem anderen Artikel beschrieben. Für alle anderen Betriebssysteme verweise ich auf das Internet. Die Raspberry Pi Seite beschreibt die Installation in Englisch für alle üblichen Betriebssysteme.

Raspberry Pi booten und konfigurieren

Jetzt können wir den Raspberry Pi von der microSD-Karte booten. Vorsicht! Wenn noch ein zweiter Raspberry Pi im gleichen Netzwerk ist, sollte der schon konfiguriert sein, sonst gibt es einen Namenskonflikt, weil beide raspberrypi heißen. Das wäre unpraktisch. Also erst den anderen umbenennen oder herunterfahren.

Das erste Booten dauert etwas länger, weil der Raspberry Pi das Dateisystem auf die ganze microSD-Karte ausdehnt und danach neu startet. Nach einer Weile sollte der Desktop des Raspbian mit dem Konfigurationsassistenten erscheinen.

Konfigurationsassistent

Wer den Raspberry Pi nicht mit einem Ethernet-Kabel an sein Netzwerk angeschlossen hat, kann jetzt seinen Access-Point auswählen und den Raspberry Pi einbuchen. Ich habe vergessen ein Bild davon zu machen, weil ich sowieso Ethernet vorziehe.

Klickt man auf weiter, soll man das Land und die Sprache auswählen. Damit es keinen Ärger mit den WLAN-Frequenzen gibt wählen wir vorsichtshalber erst einmal Deutschland aus. Schließlich bin ich hier. Die Sprache kann man später noch ändern.

Konfigurationsassistent

Das Passwort des Benutzers pi sollte ein gutes, langes Passwort sein. Bequeme Personen können ja den automatischen Lgoin einschalten, wie später gezeigt. Dann muss man, wenn am Gerät sitzt, kein Passwort eingeben. Aber aus dem Netzwerk muss ein sicheres Passwort unseren Rechner schützen.

Konfigurationsassistent

Der nächste Dialog ist etwas irritierend. Manche Fernsehgeräte zweigen das Bild mit einem schwarzen Trauerrand an. Wenn das beim eigenen Bildschirm so ist, setzt man hier das Häkchen und nach dem Neustart (kommt gleich) ist der Trauerrand (hoffentlich) weg.

Konfigurationsassistent

Jetzt können wir noch die Software mit einem Klick auf “Next” aktualisieren. Was das bewirkt ist mir nicht wirklich klar. Wie man unten sieht, wird kurz darauf, doch einiges an Paketen aktualisiert, auch wenn man hier auf “Next” klickt.

Konfigurationsassistent

Jetzt steht erst einmal ein Neustart an.

Konfigurationsassistent

Nach dem Neustart öffnen wir erst einmal das Konfigurationsprogramm:

Konfigurationsassistent

Hier sollten wir einen neuen Namen für das Rechnerchen vergeben. raspberrypi ist doch sehr fantasielos. Ob sdr fantasievoller ist, wage ich zu bezweifeln, aber es zeigt den Zweck besser an. Hier lasse ich auch das Häkchen bei Automatische Anmeldung gesetzt. Wenn Andere physischen Zugang zum Rechner haben, ist das wahrscheinlich eine blöde Idee und man sollte den Haken entfernen.

Konfigurationsassistent

Jetzt habe ich noch den Fernzugriff mit SSH und VNC freigeschaltet. Wer nicht über das Netzwerk zugreifen will, kann und sollte das auch bleiben lassen. Ein ausgeschalteter Dienst ist ein sicherer Dienst.

Konfigurationsassistent

So jetzt schalte ich die Sprache noch um. Deutsche Oberflächen stören mich irgendwie. Aber das ist Geschmackssache und jeder kann das halten, wie er will.

Konfigurationsassistent

Noch ein Neustart und der Raspberry Pi ist fertig konfiguriert.

Konfigurationsassistent

Jetzt wird es Zeit die Software zu installieren.

Software aktualisieren

Die Verwaltung des Raspbian, kann über grafische Programme wie bei der Konfiguration erfolgen. Ich bevorzuge hier aber die Kommandozeile. Das ist viel einfacher zu beschreiben und schneller, wenn man sich damit auskennt. Dazu müssen wir aber ein Terminal öffnen. Das Terminal öffnet man am einfachsten mit einem Klick auf das Icon am oberen Bildschirmrand, das wie schwarzer Kasten mit einem >_ aussieht. Es sollte sich ein Textfenster öffnen, in dem wir unsere Kommandos eingeben können.

Die beiden folgenden Kommandos, im Terminal eingegeben, aktualisieren die Software auf dem Raspberry Pi. Es ist immer eine gute Idee zuerst das System auf den aktuellen Stand zu bringen, bevor man neue Pakete installiert.

sudo apt update
sudo apt upgrade

Das ganze kann ein Weilchen dauern, je nachdem wie aktuell das Abbild war, das wir auf die microSD-Karte geschrieben haben.

Gnuradio installieren

Da es ein Paket für Gnuradio gibt, installieren wir es einfach mal und probieren es aus.

sudo apt install gnuradio

Toll im Himbeeren-Menü erscheint unter “Programming” GRC. Das steht für den Gnuradio Companion. Das ist die grafische Entwicklungsumgebung für Gnuradio. Kann man bei Gelegenheit einmal ausprobieren.

Gqrx installieren

Gqrx lässt sich nicht so einfach mit apt installieren, da es kein fertiges Paket gibt. Aber eine frühe Version für den Raspberry Pi 3 gibt es auf Github. In meinem Fall war das die Version 2.11.5. Wer in Zukunft die Anleitung nachvollziehen will, muss eventuell die Version anpassen.

wget https://github.com/csete/gqrx/releases/download/v2.11.5/gqrx-sdr-2.11.5-linux-rpi3.tar.xz
tar tf gqrx-sdr-2.11.5-linux-rpi3.tar.xz
cd gqrx-sdr-2.11.5-linux-rpi3/

Jetzt haben wir den entpackten Ordner für Gqrx auf dem Raspberry Pi. In dem Verzeichnis befindet sich eine readme.txt-Datei, in der beschrieben wird, wie man Gqrx installiert.

Da wir Gnuradio schon installiert haben, wird die Installation bei uns etwas einfacher. Zuerst installieren wir noch ein paar Pakete, die Gqrx braucht. (Wer mag, kann auch alle Paket mit einem apt install installieren. Ich habe es hier auf zwei Zeilen aufgeteilt, weil das auf kleinen Bildschirmen besser aussieht.)

sudo apt install libvolk1-bin libusb-1.0-0 gr-iqbal
sudo apt install qt5-default libqt5svg5 libportaudio2

Auch das dauert wieder ein Weilchen.

Als Nächstes müssen noch Regeln für die USB-Geräte (wie rtlsdr, Airspy, SDRPlay und so weiter) installiert werden.

sudo cp udev/*.rules /etc/udev/rules.d/

Nach einem Neustart (ist am einfachsten) wird mein RTL-SDR-Stick erkannt, wenn ich per Doppelklick auf gqrx im Datei-Browser (und execute) starte.

Gqrx starten

HR3 mit Gqrx

Gqrx

Fazit

GRC und Gqrx starten auch auf dem kleinen 7-Zoll-Datsch-Bildschirm. Der Wasserfall in Gqrx zeigt im Radiobereich Sender an. Der Ton über einen Kopfhörer an der Klinkenbuchse des Raspberry Pi ist aber nicht zu hören. Da muss ich noch einmal mit einem HDMI-Bildschirm ran. Mir war auch so, dass man den analogen Tonausgang erst einschalten muss. Ich kann aber da auch falsch liegen. Für heute reicht es mir aber erst einmal. Der kleine Bildschirm ist auch zu klein.

Es sieht zumindest vielversprechend aus. Mal sehen was man an Bandbreite herauskitzeln kann und ob das Ganze mit dem LNB harmoniert.