Записки программиста

HackRF One с самого начала задумывался, как проект для экспериментаторов, с возможностью доработок и расширения. Одним из популярных расширений является Portapack. Это отдельная плата с экранчиком, энкодером и кнопками. Она превращает HackRF в автономное устройство с возможностью приема и передачи сигналов. Интересно, является ли Portapack просто игрушкой, или же действительно чем-то полезным?

Оригинальный Portapack разработан Jared Boone и является открытым проектом. На сегодняшний день существует больше одного форка. Я остановил свой выбор на Portapack H4M, так как он произвел впечатление наиболее проработанного:

Суть доработок, сделанных в Portapack H4M, хорошо показана в видео The new HackRF Portapack H4M на YouTube-канале @sn0ren. Данный проект не является открытым железом. Однако прошивка доступна на GitHub и активно развивается. На момент написания статьи цена вопроса в официальном магазине на AliExpress составляла 7,400 руб (88$) за Portapack H4M без HackRF и 14,900 руб (178$) за комплект с HackRF.

По размерам Portapack H4M примерно как толстенький смартфон. Устройство хорошо лежит в руке и управляется при помощи большого пальца. Экран сенсорный, но я лично отключил тач-панель в настройках. Подсветка экрана имеет четыре уровня яркости. Экран матовый, хорошо читается под солнцем. Корпус пластиковый, довольно качественный. Он успешно пережил краш-тест в виде падения со стола на пол. Имеются встроенные динамик, микрофон и аккумулятор.

В режиме прослушивания местного УКВ репитера аккумулятор держит ~5 часов. Обратите внимание, что для зарядки аккумулятора переключатель POWER (справа) должен быть в верхнем положении. В устройстве реализован спящий режим, предназначенный для экономии заряда аккумулятора. Впрочем, практика показывает, что на время автономной работы данный режим не особо влияет.

Доступен огромный выбор приложений, поделенных на группы:

Да, в любой момент можно делать скриншоты. Это было очень удобно при написании сего поста. Скриншоты сохраняются на SD-карту. Чтобы получить к ним доступ, извлекать SD-карту не требуется. Есть приложение Utilities → SD Over USB, которое превращает Portapack в USB-флешку.

Так как приложений очень много, далее я расскажу лишь о тех, которые по моему субъективному мнению представляют наибольшую ценность. Самым ценным безусловно является приемник, Receive → Audio:

Поддерживаются разные виды модуляции. Ширина полосы регулируется. Принимаемый сигнал можно записать в WAV-файл. Фактически, перед нами портативная версия Gqrx. Только ширина водопада небольшая. Если выбрать «модуляцию» SPEC, то полосу можно расширить до 100 кГц, 500 кГц и так далее до 20 МГц. Однако демодуляции при этом не происходит. Приложение Looking Glass, которое мы рассмотрим далее, строит спектрограммы шире 20 МГц.

Стоит отметить, что Portapack H4M имеет встроенный генератор высокоточного тактового сигнала 10 МГц. Прием и передача осуществляются на правильных частотах без программной компенсации ошибки. Проверено инструментально.

Из передающих приложений я бы отметил Transmit → Signal gen, а также Transceiver → Microphone:

Первый представляет собой простой генератор сигналов в заданной модуляции. В качестве модулирующего сигнала могут быть использованы синус, треугольный сигнал, пилообразный сигнал, меандр или шум. Возможности выбрать девиацию для ЧМ, увы, не предусмотрено. В режиме CW передается просто несущая.

Transceiver → Microphone является весьма серьезным приложением, которое превращает HackRF в маломощный трансивер. Предусмотрены даже CTCSS тоны, а также возможность приема и передачи на разных частотах. Фактически, перед нами упрощенная версия SDRangel. Кое в чем эта версия даже удобнее.

Из сканирующих приложений мне приглянулись Receive → Search и ранее упомянутый Looking Glass (он находится на главном экране):

Search представляет собой что-то вроде простого частотомера. Подносим антенну к источнику сигнала, и видим на дисплее его частоту. В сочетании с пробником ближнего поля может быть весьма полезным инструментом.

Looking Glass строит большую спектрограмму. Удобно при мониторинге широкого интервала частот. Предусмотрен выбор конкретной частоты при помощи маркера с быстрым переходом в Receive → Audio. Минимальная ширина спектрограммы составляет 1 МГц. Максимум можно выбрать хоть все 5999 МГц.

Также есть приложения, превращающие HackRF в сканирующий приемник:

Этими приложениями являются Receive → Scanner и Recon (находится на главном экране). Я не смог разобраться, зачем нужно два почти одинаковых приложения. Субъективно, Receive → Scanner удобнее. Сканировать можно интервал частот с заданным шагом или список частот с SD-карты. Когда находится полезный сигнал, он воспроизводится в течение заданного времени. Затем сканирование продолжается дальше. Предусмотрен быстрый переход в Receive → Audio или Transceiver → Microphone.

Примечательно, что Portapack H4M сохраняет функциональность обычного HackRF. Для получения этой функциональности нужно подключить устройство к компьютеру в выключенном состоянии, после чего выбрать на главном экране приложение HackRF.

Перечисленные приложения являются наиболее универсальными и полезными. По крайней мере, на мой взгляд. Но на самом деле приложений намного больше. Вот все еще не полный список того, что еще умеет Portapack H4M: передавать CW и SSTV, декодировать протокол NRF24L01, принимать и передавать POCSAG (протокол пейджеров), принимать и передавать APRS, принимать и передавать ADS-B, передавать OOK, принимать WeFax, передавать изображения в SSB сигнале, записывать произвольные сигналы и затем воспроизводить их.

Если этого кажется мало, загляните в раздел Games. Там вы найдете тетрис, змейку и даже морской бой с беспроводным мультиплеером. В принципе, можно рассматривать Portapack и как платформу для разработки игр. А еще в разделе Utilities есть калькулятор, секундомер, и всякие другие мелочи.

Информация обо всех доступных приложениях есть в документации. На YouTube доступны видео с демонстрацией приложений, как на канале производителя, так и на других каналах.

В общем и целом, Portapack H4M представляет собой качественно исполненное многофункциональное устройство. Найдется ли ему применение конкретно в ваших задачах — это знаете только вы.

Метки: SDR, Беспроводная связь, Девайсы.