Radio Remote Control 1258 – Amateurfunkstation fernsteuern

Amateurfunktechnik
Radio Remote Control 1258 –
Amateurfunkstation fernsteuern
OLIVER DRÖSE – DH8BQA
Aus Schweden kommt eine innovative Lösung für den Aufbau einer ferngesteuerten Amateurfunkstation. Sie bedient sich moderner Kommunikationstechnologien wie Voice over IP und ist ganz ohne PC nutzbar. Es
ist sogar möglich, Bedienteil und Transceiver über tausende Kilometer zu
trennen, wenn sich diese ohnehin trennen lassen.
Seit einigen Monaten beschäftige ich mich
mit dem Aufbau einer ferngesteuerten
Amateurfunkstelle (engl. remote station),
denn auch ich leide unter den sich heute
immer weiter verbreitenden „modernen“
Rahmenbedingungen des Lebens: Ich habe eine relativ gute Amateurfunkstation
aufgebaut, wohne und arbeite aber 700 km
weit weg. Am Arbeitsstandort gibt es keine Antennengenehmigung und ausschließlicher Mobil- oder/und Portabelbetrieb ist
auf die Dauer doch unbefriedigend.
nikationsprodukte beschäftigt, z. B. IPTelefonen. Seine Idee: Man nehme diese
bewährte Technik, ergänze Software für
die serielle Kommunikation zwischen Bedienteil und Funkgerät, packe das Ganze
in zwei kleine Controller und verbinde
diese über das Internet miteinander. Hört
sich trivial an, erforderte aber etliche hundert Stunden Entwicklungsaufwand. Resultat sind die Controller RRC-1258 [2].
Sie ermöglichen es, ohne die Verwendung
eines PC eine ferngesteuerte Amateurfunk-
Bild 1:
Das abgesetztes
Bedienteil des Icom
IC-706MkIIG ist auf
der Steuerseite mit
einem RRC-1258
verkabelt.
Diverse Versuche mit PC-basierten Lösungen verliefen zwar grundsätzlich erfolgreich, ein richtiges Amateurfunkgefühl
kam aber beim bloßen Blick auf den PCBildschirm und arbeiten mit der Sprechgarnitur nie auf. Auf die in [1] vorgestellte
Lösung wollte ich nicht zurückgreifen.
Durch Zufall stieß ich Anfang 2009 auf die
nachfolgend beschriebene Lösung, die es
ermöglicht, Bedienteil und Transceiver,
z. B. eines Icom IC-706MkIIG, über das
Internet voneinander zu trennen. Nun sitze
ich 700 km von Funkgerät und Antennen
entfernt und drehe trotzdem am VFOKnopf des Bedienteils meines Funkgeräts
– dieses Gefühl ist mit PC-Lösungen einfach nicht realisierbar.
■ Man nehme ein IP-Telefon …
Ähnlich wie mir ging es auch Mikael Styrefors, SM2OAN. Er ist allerdings in der
komfortablen Lage, eine eigene Unternehmensberatung zu leiten, die sich mit der
Entwicklung verschiedener Telekommu30 • FA 1/10
station aufzubauen, bei der Funkgeräte und
Bedienteile getrennt sind.
■ … und schließe ein Funkgerät an
Die Lösung unterstützt mit abgesetztem
Bedienteil derzeit folgende Transceiver:
Icom IC-703, IC-706(MkIIG), Icoms DSTAR-Funkgerät IC-2820, Kenwood TS480, TS-2000 mit RC-2000 Control-Panel.
Aus technischen Gründen ist leider eine
Unterstützung der folgenden Transceiver
nicht möglich: Yaesu FT-857 und Icom
IC-7000. Beim FT-857 ist die serielle
Kommunikation zwischen Bedienteil und
Gerät leider nicht so implementiert, wie
bei den zuerst genannten Modellen. Der
IC-7000 schickt zur Anzeige die Daten für
das Farbdisplay als Videosignal vom Transceiver zum Bedienteil – ein K.-o.-Kriterium für die Kommunikation übers Internet. Insbesondere der letzte Fakt ist ärgerlich, da der IC-7000 ein richtig guter DSPTransceiver fürs Geld ist – ich selbst nutze
zwei Stück.
www.funkamateur.de
Quasi als Abfallprodukt ist es auch möglich, Funkgeräte ohne abnehmbares Bedienteil zu steuern. Dafür ist dann auf der
Steuerseite ein PC mit entsprechender
Software (z. B. Ham Radio Deluxe oder
TRX-Manager) notwendig. Auf der gesteuerten Seite, also am Funkgerät, ist aber
immer noch kein PC erforderlich, was potenziell Ärger durch Hardware-Ausfälle
vermeidet.
■ Funktionsprinzip
In Bild 2 ist exemplarisch die grundlegende Zusammenschaltung beider Seiten der
Verbindung bei Verwendung eines IC-706
dargestellt. Auf der Steuerseite haben wir
das Bedienteil – Mikrofon und Lautsprecher sind ähnlich dem Mobilbetrieb direkt
an das Bedienteil anzuschließen. Das Separationskabel kommt jedoch nicht direkt
an das Funkgerät, sondern aufgetrennt an
die beiden RRC-1258 dazwischen. Der
RRC-1258 auf der Steuerseite sorgt für die
Umwandlung der analogen Audiosignale
(Mikrofon, Lautsprecher) in digitale Signale zur Sprachübertragung per VoIP
(engl. Voice over IP) sowie der restlichen
seriellen Signale für die Kommunikation
zwischen Bedienteil und Transceiver: z. B.
Frequenzeinstellung, Menüauswahl, Ein-/
Ausschalter usw.
Auf der gesteuerten Seite nimmt ein zweiter
RRC-1258 die Signale entgegen, wandelt
sie zurück und gibt sie an den Transceiver
über den zweiten Teil des Separationskabels
weiter. Am Transceiver selbst sind wie gewohnt Antennen, Antennenkoppler, Endstufen oder anderes Zubehör anzuschließen. Für Telegrafie ist die Morsetaste oder
das Paddle (beides ist möglich) auf der
Steuerseite direkt an den RRC-1258 angesteckt, auf der gesteuerten Seite erfolgt die
Verkabelung vom RRC-1258 direkt zur
Morsetastenbuchse des Transceivers.
Bei der Nutzung der oben genannten Kenwood-Geräte unterscheidet sich die Konfiguration nur in einem Punkt: Da es am Bedienteil keinen Mikrofonanschluss gibt, ist
dieses direkt am RRC-1258 anzuschalten.
Bild 3 zeigt die Verschaltung für Transceiver ohne abnehmbares Bedienteil. Die
Steuerung erfolgt auf der Steuerseite per
PC. Da auf der gesteuerten Seite kein zweiter Computer erforderlich ist, bleibt gute
Audio-Übertragungsqualität erhalten. Mikrofon, Morsetaste und Lautsprecher kommen wiederum direkt an den RRC-1258.
■ Bestellung, Lieferumfang,
Inbetriebnahme
Die umfangreichen Informationen auf der
Website des Anbieters [2] haben mich
überzeugt, ein RRC-1258-Pärchen zu erwerben. Der Preis ist mit 395 € annehmbar
und vergleichbar mit den Kosten, die ent© Box 73 Amateurfunkservice GmbH 2010
10/12/15/17/20m
Steuerseite
gesteuerte Seite
RRC-1258
80m 40m
RRC-1258
160m
Internet
IC-706
Bedienteil
ADSL-Modem
+ Router
ADSL-Modem
+ Router
IC-706
FA-AU [4]
Bild 2: Blockschaltbild für die Fernsteuerung eines Icom IC-706 über das abgesetzte Bedienteil
2m
gesteuerte Seite
Steuerseite
Morsetaste
RRC-1258
RRC-1258
Internet
ADSL-Modem
+ Router
ADSL-Modem
+ Router
IC-7400
Konverter
RS232-TTL
© Box 73 Amateurfunkservice GmbH 2010
trotz der üblicherweise bei der Interneteinwahl erhaltenen, wechselnden IP-Adresse
die gesteuerte Seite immer wieder ansprechen zu können: in diesem Fall über einen
Domain-Namen.
Seit der letzten Firmware-Version ist auch
ein Passwortschutz für die Administrationsseiten integriert – eine nützliche Eigenschaft für all jene, die das Netzwerk
nicht alleine nutzen.
Integriert sind verschiedene Sprachcodierungen, die die Qualität der übertragenen
Audiosignale beeinflussen. Der Umfang
reicht von Minimum G.711 (ISDN-Qualität mit 64 kBit/s) bis hin zum Maximum
mit 380 kBit/s und theoretischer Stereoqualität. Je nach Qualität sind unterschiedliche Bandbreiten erforderlich. Etwas
experimentieren, um das Optimum für die
eigene Anbindung herauszufinden, kann
sicher nicht schaden.
■ Konfiguration
Die Konfiguration der beiden RRC-1258
erfolgt komfortabel über Webinterface,
siehe Bild 6. Einzustellen sind die grundsätzlichen Netzwerkparameter wie IPAdressen (DHCP oder statische Adresse),
Funkgeräteinstellungen (Baudrate der seriellen Kommunikation, Transceivertyp)
gegebenenfalls gefolgt von Anpassungen
an den VoIP-Einstellungen. So musste ich
die vorgegebenen VoIP-Ports ändern, da
ich bereits normale VoIP-Telefone in meinem Netzwerk verwende. Insgesamt hilft
es, Grundkenntnisse über Netzwerktechnik zu haben. Doch auch zu diesem Thema
gibt es zahlreiche Tipps und Hilfestellungen auf der Website [2], die es jedem ermöglichen sollte, seine Technik in Betrieb
zu nehmen. Alle Eventualitäten in diesem
Beitrag zu beschreiben, ist natürlich nicht
möglich.
Die RRC-1258 haben auch einen DynDNS-Client integriert. Er ermöglicht es,
■ Praktische Erfahrungen
Ich habe die Lösung mit einem IC-706
MkIIG jetzt seit einem halben Jahr in Betrieb. Leider steht mir auf der gesteuerten
Seite nur eine DSL-Leitung mit 1 MBit/s
zur Verfügung, die auch noch für andere
Zwecke in Benutzung ist. Daher funktioniert bei mir die kleinste Audio-Qualitätseinstellung (analog ISDN-Qualität) am besten. Eine großartige Verschlechterung des
Signal-Rausch-Abstands, wie von SM2OAN
beschrieben, konnte ich nicht feststellen,
was für die Lösung spricht. Knapp 400
QSOs ohne jegliche Probleme bestätigen
das außerdem.
Telegrafie-Betrieb konnte aufgrund der
Latenzzeiten problematisch sein. Liegen
die Antwortzeiten zwischen Steuerseite und
gesteuerter Seite unter etwa 30 ms, lässt
sich der Mithörton des Transceivers problemlos beim Arbeiten verwenden. Bei höheren Paketlaufzeiten (bei mir etwa 80 ms
bis 100 ms) funktioniert das nicht mehr, da
dann das Gehirn aufgrund der Verzögerung
des Mithörtons durcheinander kommt. Hier
empfahl es sich bisher, den Mithörton im
Transceiver abzuschalten und lokal an der
Steuerseite einen Keyer mit Mithörton zu
verwenden. Das wiederum funktionierte
ausgezeichnet.
Da noch einige Nutzer dieses Problem hatten, nahm sich Mikael dessen kurzfristig
Bild 4: Frontansicht des RRC-1258; (v. l. n. r.)
Mini-USB-Anschluss für zukünftige Erweiterungen, Power-LED, RS232-Port für Erweiterungen wie Rotorsteuerung, AUX-Buchse
zum Anschluss von Bedienteil oder/und
Mikrofon/Lautsprecher
Bild 5: Rückansicht des RRC-1258; (v. l. n. r)
RS232-Port parallelgeschaltet zur AUXBuchse auf der Frontseite, Stromversorgungsanschluss, I/O-Port zum Anschluss
von Morsetaste und dergleichen, Netzwerkanschluss
Bild 3: Blockschaltbild der Fernsteuerung eines Transceivers, der kein abgesetztes Bedienteil besitzt
stehen würden, wenn eine rein PC-basierte
Lösung aufzubauen wäre [3].
Mikael hat auf seiner Website eine Bestellfunktion integriert. Die Bezahlung erfolgt komfortabel über Paypal. Ich habe
regelmäßige Informationen zum Status
der Bestellung (eingetroffen, verarbeitet,
versandt inklusive Trackingnummer) erhalten. Auf Fragen geht SM2OAN individuell ein, der Kundenservice stimmt.
Der wenige Tage später erhaltene, gut verpackte Karton enthielt zwei Controllerplatinen, separate Gehäuse und Frontplatte. Die
Leiterplatten sind bereits bestückt, der hardwaretechnische Aufwand bei der Inbetriebnahme beschränkt sich auf den Einbau der
Platinen in die Gehäuse. Dafür steht auf der
Website eine sehr gut bebilderte und beschriebene englische Anleitung bereit, sodass es hierbei keine Probleme geben sollte.
Je nach gewähltem Funkgerät sind entsprechende Adapterkabel anzufertigen.
Doch auch hierfür bietet die Website ausführliche Anleitungen und Schaltbilder.
Das Separationskabel für die Verbindung
von Bedienteil und Funkgerät ist im Lieferumfang nicht enthalten und separat zu
beschaffen. Bei der Gelegenheit bietet es
sich an, auch gleich eine Bedienteilhalterung zu kaufen. Im Fall des Icom-Separationskabels ist etwas Fingerspitzengefühl
bei der Montage nötig, da sich das von
Icom verwendete Drahtmaterial etwas
schlechter löten lässt. SM2OAN legt einen Crossover-Adapter (X-Adapter) bei,
sodass Tests der gefertigten Kabel möglich sind: direkte Verbindung des Bedienteils mit dem Transceiver über die neu gebauten Kabel mithilfe des Adapters. An-
Amateurfunktechnik
schließend alles komplett verkabeln. Für
erste Tests ist es zweckmäßig, die gesamte Station, also Steuerseite und gesteuerte
Seite, lokal zu betreiben.
www.funkamateur.de
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Bild 8: Auch der seit Kurzem integrierte Keyer ist über das Webinterface des RRC-1258
auf der Steuerseite konfigurierbar.
Bild 6: Die Konfiguration der Controller in
den RRC-1258 kann bequem per Webinterface von einem Browser aus erfolgen.
an. Sowieso ist er für Benutzerrückmeldungen sehr dankbar, um neue Funktionen, die tatsächlich in der Praxis wünschenswert sind, zu implementieren. Sozusagen druckfrisch gibt es die neue Firmware V 1.44, die sich insbesondere der
Telegrafie-Thematik annimmt. Die Entwickler haben kurzerhand einen Keyer in
die Firmware des RRC-1258 auf der Steuerseite integriert! Auch er ist über das
Webinterface konfigurierbar, siehe Bild 8.
Der lokale Controller erzeugt den Mithörton und gibt ihn an das Bedienteil respektive den dort angeschlossenen Lautsprecher oder Kopfhörer aus. Damit ist das
Verzögerungsproblem gelöst und das Gefühl, direkt vor dem Radio zu sitzen, weiter verstärkt.
Bild 7: Station auf der gesteuerten Seite bei
DH8BQA; (v. u. n. o.) Netzteil, Transceiver,
RRC-1258, TRX-Banddecoder, Netzfilter
Fotos, Screenshots: DH8BQA (4), SM2OAN (3)
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Zur Erhöhung des Komforts lässt sich sogar ein Potenziometer im RRC-1258 anschließen, um die Geschwindigkeit einstellen zu können, wie Bild 9 zeigt. In zukünftigen Hardware-Revisionen soll das
Potenziometer bereits ab Werk dabei sein.
Im Sprechfunkbetrieb sind 100 ms Latenz
im Prinzip nicht merkbar – hier gibt es keine ähnlich gelagerten Probleme. Die
Sprachqualität ist selbst in der niedrigsten
Bandbreiteneinstellung sehr gut und vom
Direktbetrieb fast nicht unterscheidbar.
Meinem persönlichen Empfinden nach
klingen die per RRC-1258 übertragenen
Audiosignale sogar deutlich besser als die
von Skype, IP-Sound und ähnlichen PCbasierten VoIP-Lösungen. Digitale Betriebsarten habe ich mit der hier vorgestellten Lösung noch nicht probiert – sie
sollten aber genauso gut funktionieren.
Die Abstimmung am Bedienteil ist bei
kleinen Latenzzeiten problemlos. Ab einer
Rücklaufzeit der IP-Pakete zwischen den
beiden Netzwerkgeräten RTT (engl. Round
Trip Time) von etwa 300 ms gestaltet sich
der Betrieb etwas hakelig. Dann gibt es
zwischen dem Drehen am VFO-Knopf
und Änderungen in der Anzeige einen
zeitlichen Versatz. Dieses Problem existiert bei PC-basierten Lösungen selbstverständlich genauso, ist also kein spezifischer Nachteil der RRC-1258. In der Praxis kam das bei mir aber sehr selten vor.
Wenn, dann war der Grund immer ein
großer Download von anderen Netzwerknutzern auf der gesteuerten Seite – bei einer
DSL-Anbindung mit nur 1 MBit/s wird es
dann schon etwas knapp.
■ Erweiterungsmöglichkeiten
Von SM2OAN gibt es unregelmäßige Informationen bezüglich Firmware-Updates
per E-Mail, die sich über das Webinterface
problemlos einspielen lassen. Seit einem
der letzten Updates ist der zweite serielle
Port im Gerät auch für Rotorsteuerungen
nutzbar. Das auszuprobieren, steht ganz
oben auf meiner Tätigkeitenliste. Bisher
habe ich die ferngesteuerte Amateurfunkstation für erste Tests lediglich an extra dafür aufgebauten Groundplane- und Drahtantennen verwendet.
www.funkamateur.de
Hilfreich für das automatische Schalten der
verschiedenen Antennen in Abhängigkeit
des genutzten Bands ist der von mir entwickelte TRX-Banddecoder, der einen FAAntennenumschalter [4] steuert – ein separater Beitrag dazu ist in Vorbereitung. Zusammen mit der Rotorsteuerung lassen sich
dann auch verschiedene Yagi-Antennen für
KW und UKW ferngesteuert nutzen.
SM2OAN bietet auch eine Schalterlösung
namens Webswitch 1216E an [2], über die
sich verschiedene Schaltaufgaben per
Website gesteuert erledigen lassen. Das ist
z. B. zum Zu-/Abschalten von Vorverstärkern oder/und Endstufen brauchbar. Preiswerter lässt sich dafür (wie bei mir) das
bei [5] als kleiner Bausatz oder Fertigmodul erhältliche Gerät namens AVR-NET-IO
auf Basis eines Mikrocontrollers nutzen.
Passende Relaiskarten gibt es dort auch.
Bild 9: Um die Geschwindigkeit des Keyers
komfortabler einzustellen, lässt sich ein Potenziometer im RRC-1258 auf der Steuerseite einbauen.
Aus Sicherheitsgründen habe ich die gesteuerte Station noch an eine so genannte
IP-Steckdose angeschlossen, d. h., ich kann
die gesteuerte Seite inklusive RRC-1258
auch aus der Ferne vom Stromnetz trennen.
■ Fazit
Insgesamt bin ich mit der hier vorgestellten Lösung sehr zufrieden und kann sie ruhigen Gewissens weiterempfehlen. Insbesondere der Verzicht auf PC-Technik auf
der gesteuerten Seite ist sicher ein großes
Plus, denn fällt dort Technik aus, geht erstmal nichts mehr. Obendrein verbraucht
der RRC-1258 deutlich weniger Energie
als ein PC, was auch der Umwelt zugute
kommt.
Laut geltender Rechtslage stellt das Bedienen via Internet kein Problem dar, solange
gesichert ist, dass nur der berechtigte Funkamateur Zugriff hat, siehe auch Kasten in
FA 5/08, S. 457.
Literatur und Bezugsquellen
[1] Polesana, M., HB9DQJ: Funkbetrieb dank Datennetz: Internet Remote Base. FUNKAMATEUR 58
(2009) H. 10, S. 1048–1050
[2] Styrefors, M., SM2OAN: Remoterig.
www.remoterig.com
[3] Bosse, F., DH7FB: Portabel-QTH an der langen
Leine. FUNKAMATEUR 54 (2005) H. 5, S. 454 ff.
[4] FA-Leserservice: KW-Antennenumschalter für 100
W. FUNKAMATEUR 57 (2008), H. 2, S. 186–187
[5] Pollin Electronic GmbH, Pförring, Tel. (0 84 03)
92 09 20; www.pollin.de → Bausätze → Diverse →
AVR-NET-IO-Fertigmodul oder Bausatz AVR-NET-IO
© Box 73 Amateurfunkservice GmbH 2010