معرفی PortaRF؛ ترکیب سخت‌افزار HackRF One و PortaPack H4M در یک برد مجهز به کنترل صوتی هوش مصنوعی

به گفته: CNX Software – Embedded Systems News

دستگاه PortaRF که توسط مجموعه OpenSourceSDRLab طراحی شده، یک رادیوی نرم‌افزاری (SDR) متن‌باز است که سخت‌افزارهای HackRF One و PortaPack H4M را در یک قالب یکپارچه ادغام کرده است. این یک دستگاه کاملاً مستقل است که از ارسال و دریافت سیگنال‌های رادیویی در بازه ۱ مگاهرتز تا ۶ گیگاهرتز پشتیبانی می‌کند.

به‌طور سنتی، داشتن یک سیستم پرتابل HackRF به معنای سوار کردن یک ماژول PortaPack روی برد اصلی بود. PortaRF این ساختار دو تکه را با یک برد مدار چاپی (PCB) واحد جایگزین کرده که علاوه بر فشرده‌تر شدن و استفاده آسان‌تر، باعث بهبود کیفیت سیگنال نیز شده است. همچنین یک نمایشگر بزرگ‌تر، حافظه فلش بیشتر و یک باتری با ظرفیت بالاتر به این مجموعه اضافه شده است.

مشخصات فنی PortaRF

• میکروکنترلر: میکروکنترلر دو هسته‌ای NXP LPC432 (مدل LPC4320FBD144) با معماری ARM Cortex M4/M0
• تراشه CPLD: پردازنده منطقی Xilinx XC2C64A CoolRunner-II
• تراشه FPGA: مدل AG256SL100 از شرکت AGM
• تراشه‌های رادیویی RF:
  • MAX2837: فرستنده-گیرنده RF پهن‌باند بی‌سیم برای بازه ۲.۳ تا ۲.۷ گیگاهرتز
  • RFFC5072: سینتی‌سایزر و نوسان‌ساز کنترل‌شده با ولتاژ (VCO) پهن‌باند با میکسر داخلی برای بازه ۳۰ مگاهرتز تا ۶ گیگاهرتز
• محدوده فرکانس کاری: ۱ مگاهرتز تا ۶ گیگاهرتز (برای هر دو حالت ارسال و دریافت)
• ذخیره‌سازی:
  • ۲ مگابایت حافظه SPI Flash (مدل W25Q16DV) که فضای بیشتری برای اجرای فریمور Mayhem فراهم می‌کند
  • اسلات کارت حافظه MicroSD
• نمایشگر: صفحه‌نمایش ۴.۰ اینچی IPS با زاویه دید کامل، وضوح بالا و پنل لمسی مقاومتی (ارتقایافته نسبت به نمایشگر ۳.۲ اینچی مات در نسخه‌های قبلی)
• صدا:
  • دارای خروجی بلندگوی دوگانه داخلی
  • جک هدفون ۳.۵ میلی‌متری
• درگاه USB: یک پورت USB Type-C برای ارتباط داده و شارژ
• قابلیت‌های توسعه:
  • کانکتور برد به برد (Board-to-board) برای افزودن بردهای جانبی
  • برد افزونه اختیاری AI MDK مبتنی بر تراشه ESP32-S3 (در مدل‌های مجهز به این برد)
• متفرقه:
  • نشانگرهای وضعیت LED با ستون راهنمای نور (Light guide column)
  • دکمه‌های جهت‌نما به سبک گیم‌پد برای اسکن فرکانس‌ها و پیمایش در رابط کاربری
  • دکمه چرخشی (Rotary knob) برای پیمایش سریع‌تر
  • باتری سکه‌ای CR2032 برای ماژول ساعت بلادرنگ (RTC)
  • نشانگرهای LED در لبه بالایی برای وضعیت‌های Power، RX، TX، USB، RF و خط ولتاژ ۱.۸ ولت
• تغذیه:
  • شارژ از طریق پورت USB Type-C
  • باتری لیتیومی ۳,۰۰۰ میلی‌آمپر ساعتی مجهز به مدارهای محافظت در برابر شارژ بیش از حد (Overcharge)، تخلیه بیش از حد، اتصال کوتاه و جریان کشی اضافی
• ابعاد: نامشخص (TBD)
• بدنه: قاب سفارشی با طراحی Snap-fit

برد افزونه AI MDK که در پشت دستگاه متصل شده است.

یکی از افزونه‌های منحصربه‌فرد برای PortaRF، برد توسعه AI MDK است. این یک ماژول اختیاری است و اگر نسخه‌ی مجهز به آن را خریداری کنید، به‌طور پیش‌فرض در پشت PCB دستگاه نصب می‌شود. این برد قابلیت کنترل صوتی پایه (در فاز بتا) را به سیستم اضافه می‌کند و به شما اجازه می‌دهد کارهایی مانند بیدار کردن دستگاه، جابجایی بین اپلیکیشن‌ها یا ری‌بوت کردن سیستم را با استفاده از فرمان‌های صوتی انجام دهید.

این سخت‌افزار از هر دو عملکرد دریافت (RX) و ارسال (TX) پشتیبانی می‌کند. در سمت دریافت، این دستگاه می‌تواند سیگنال‌هایی مانند ADS-B (هواپیماها)، AIS (کشتی‌ها)، بلوتوث، پروتکل NRF24L01، تلویزیون‌های آنالوگ، رادیوسوندهای هواشناسی، سنسورهای فشار باد تایر (TPMS) و پیجرها را دریافت و رمزگشایی کند. در سمت ارسال نیز می‌تواند سیگنال‌هایی مانند ADS-B، APRS، کدهای شبیه‌سازی ریموت (Key fob)، کد مورس، سیگنال‌های SSTV، RDS و کلیدزنی OOK را ارسال نماید.

دموی PortaRF

تیم توسعه‌دهنده OpenSourceSDRLab یک انشعاب (Fork) اختصاصی از فریمور Mayhem را برای PortaRF نگهداری و به‌روزرسانی می‌کند، هرچند ساختار آن بسیار شبیه به شاخه اصلی پروژه portapack-mayhem است. مستندات سخت‌افزاری، فایل‌های طراحی سه‌بعدی بدنه و فایل‌های باینری (bin.) مربوط به فریمور را می‌توانید در مخزن گیت‌هاب OpenSourceSDRLab و همچنین مخزن اصلی فریمور Mayhem پیدا کنید.

پیش از این، ما مقالاتی را در مورد رادیوهای نرم‌افزاری دیگری مانند Phase Loom، VU GPSDR، AntSDR E200 و محصولاتی نظیر uSDR، xSDR و LimeSDR Micro منتشر کرده بودیم؛ با این تفاوت که آن مدل‌ها معمولاً برای اجرا به یک کامپیوتر مجزا نیاز دارند یا در فرم‌فاکتورهای M.2 عرضه می‌شوند که برای عملکرد به عنوان یک SDR کامل، باید حتماً به لپ‌تاپ یا سیستم دسکتاپ متصل شوند.