Primeros pasos con el PortaPack H4M PRO
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Si acaba de adquirir un H4M Pro y desea empezar a utilizarlo —o si desea conocer las nuevas funciones del dispositivo—, Lab401 ha realizado un análisis en profundidad de lo que necesita saber antes de comenzar.
El siguiente artículo trata los siguientes temas: la actualización del firmware de su PortaPack H4M Pro, la configuración del dispositivo, la realización de pruebas locales y un registro de cambios (CHANGELOG).
⚠️ Antes de sintonizar o transmitir
El PortaPack H4M es un dispositivo de radio de banda ancha con capacidades de transceptor.
El anexo I de la Directiva de la UE sobre equipos de radio (2014/53/UE) excluye de su ámbito de aplicación los kits de evaluación fabricados a medida destinados a un uso profesional en contextos de investigación y desarrollo.
Las restricciones para la transmisión y la recepción varían. Es su responsabilidad asegurarse de que la posesión y el uso de estos dispositivos cumplan con la legislación vigente en su jurisdicción.
Recepción: Varios países restringen la escucha fuera de las asignaciones de radiodifusión y de radioaficionados, y algunos limitan lo que puede hacer con lo que escuche. Consulte la normativa vigente en su lugar de residencia antes de sintonizar.
Transmisión: Transmita únicamente en las bandas para las que disponga de licencia, a una potencia igual o inferior a la permitida por su licencia y la normativa nacional. Las asignaciones de radioaficionados que se mencionan más adelante en este artículo requieren una licencia de radioaficionado. Si no dispone de licencia para una banda, realice las transmisiones a través de una carga ficticia, un recinto blindado o un enlace cableado y atenuado, de modo que nada llegue a las ondas.
Caos al flashear mediante DFU
Mantenga pulsado el botón DFU y conecte la unidad a un ordenador mediante USB. Todos los indicadores luminosos se apagarán. El HackRF One se comporta de forma diferente en este caso, y en el HackRF Pro una placa oscura confirma que el modo DFU está activo.
Abra el directorio del firmware y ejecute mayhem_flasher.bat. Introduzca 3 para seleccionar HackRF Pro / PortaPack, luego 2 para seleccionar «Flash DFU» y, a continuación, «Mayhem», lo que lleva a cabo la recuperación del dispositivo bloqueado mediante DFU y la actualización con Mayhem en una sola pasada. El script no requiere ninguna otra intervención.
Carga el firmware del HackRF a través de dfu-util, espera cinco segundos a que el dispositivo se vuelva a enumerar y escribe la imagen de 4 MB firmware_hpro.bin en la memoria flash SPI. La línea «Firmware flashed successfully» que aparece en el terminal indica que la escritura ha finalizado. Se encienden los LED de la MCU, la FPGA y la RF, y Mayhem se carga automáticamente.
Configuración de la capacidad de la batería
En cuanto a la alimentación, el Portapack H4M Pro utiliza ahora baterías de iones de litio 18650, estándar del sector. Estas baterías se pueden adquirir y sustituir fácilmente, y le permiten llevar varias de ellas para operaciones prolongadas sobre el terreno.
Dependiendo de la marca y la configuración, las baterías 18650 pueden tener diferentes capacidades y potencias nominales. Para que su H4M Pro le proporcione una estimación precisa de la batería restante, debe configurar el firmware de acuerdo con los parámetros de sus baterías.
Si ha adquirido su H4M Pro en Lab401, la batería ya venía incluida, por lo que las instrucciones que figuran a continuación se corresponden con la batería de la que dispone. Si utiliza una batería diferente, deberá configurar los ajustes de acuerdo con las características específicas de su batería.
Abra la pantalla de inicio de Mayhem y pulse el icono de la batería. El campo de capacidad muestra el valor predeterminado de 1500 mAh.
La célula suministrada con el dispositivo es una 18650 de 3,7 V con una potencia nominal de 9,25 Wh. La capacidad en mAh se calcula dividiendo la energía entre el voltaje y multiplicando el resultado por 1.000; por lo tanto, 9,25 ÷ 3,7 × 1.000 da como resultado 2.500 mAh. Esta cifra coincide con la impresa en la etiqueta.
Pulse en «Configuración» en la página de la batería, gire la rueda de desplazamiento para cambiar el valor de 1500 a 2500 y guarde los cambios.
Vuelva a la página de la batería. La capacidad indica ahora 2500 mAh. La unidad que se muestra aquí se encuentra al 72 % y a 3,908 V, con un consumo de 352 mA y una autonomía restante de 4 horas y 55 minutos. El método indica «IC», lo que significa que el indicador de carga está midiendo la capacidad en lugar de deducirla a partir del voltaje.
Pruebas de transmisión y recepción
Mayhem transmite y recibe WFM, NFM, APRS, ADS-B, POCSAG y BLE, con el modo, la frecuencia y el ancho de banda configurados por el operador. En cada una de las pruebas que se indican a continuación se utilizaron dos unidades H4M Pro: una para transmitir y otra para recibir.
⚠️ Antes de sintonizar o transmitir
Transmisión: Transmita únicamente en las bandas para las que disponga de licencia, a una potencia igual o inferior a la permitida por su licencia y la normativa nacional.
Las siguientes imágenes son meramente ilustrativas. NO transmita en espacios del espectro restringidos. Utilice una carga ficticia, una caja blindada o un enlace cableado y atenuado para evitar la transmisión.
Recepción de emisión WFM
Abra «Recepción» desde la pantalla de inicio, seleccione «Audio» y, a continuación, configure el estándar de reproducción en WFM. La frecuencia es arbitraria. En esta prueba se utilizó 100,6 MHz, dejando las ganancias en sus valores predeterminados.
Voz NFM
En la unidad receptora, abra «Recepción», seleccione el canal de audio y cambie a la demodulación NFM. En la unidad transmisora, abra «Transmisión» y seleccione «Generador de señales». Ajuste ambas unidades a 466,1750 MHz. El funcionamiento punto a punto requiere la misma frecuencia en ambos extremos, por lo que debe ajustar el receptor en lugar de dar por sentado que este se ha sincronizado automáticamente. Las ganancias se mantienen en sus valores predeterminados, lo que sitúa la ganancia de transmisión en 16.
Una vez iniciada la transmisión, el audio llega al receptor de forma inmediata. El generador viene configurado por defecto en CW, lo que no aplica ninguna modulación. Al cambiarlo a FM antes de transmitir, el timbre del audio demodulado cambia de forma notable.
Mensajería APRS
Active la transmisión APRS (APRS TX) en la unidad emisora y la recepción APRS (APRS RX) en la unidad receptora, y configure ambas en 144,3900 MHz. Los SSID de origen y destino pueden configurarse arbitrariamente, y las ganancias se mantienen en sus valores predeterminados. Pulse «Set» en el lado emisor, introduzca el mensaje y confirme con «OK». El texto aparece inmediatamente en la lista de recepción.
En Norteamérica, el APRS funciona en 144,3900 MHz. En la Región 1 de la Unión Internacional de Radioaficionados, que abarca Europa, África y Oriente Medio, opera en 144,8000 MHz. Ambas frecuencias se encuentran dentro de la banda de radioaficionados de dos metros y requieren una licencia de radioaficionado.
Notificación de posición ADS-B
Cambie la unidad receptora a ADS-B desde el menú «Receive» y abra la página «ADS-B TX» en la unidad transmisora. Este modo sintoniza ambas unidades en 1090 MHz, y la ganancia de transmisión es de 16. Dicha frecuencia transporta tráfico aéreo en tiempo real, por lo que el enlace entre las dos unidades debe estar cableado y apantallado. Marque la casilla «Transmitir posición» e introduzca los datos de posición simulados. En esta prueba se utilizó una aeronave simulada identificada como TEST1234 a 36 000 pies sobre el delta del Níger, en 5° N y 6° E, con la dirección ICAO24 000001. El receptor localiza dicha aeronave en esas coordenadas tras un breve retraso.
Al ajustar las ganancias del LNA y del VGA del receptor a 24, se elimina ese retraso. Al reiniciar la transmisión, el receptor la capta de inmediato, se muestran el indicativo y la altitud, y el recuento de recepciones supera el millar.
Localización POCSAG
Seleccione «POCSAG RX» en la unidad receptora y abra «POCSAG TX» en la unidad transmisora. Los valores predeterminados son suficientes para la prueba. Son alfanuméricos a 1200 bps, dirección 0000000, función D y polaridad estándar, con «PORTAPACK» como mensaje. Ambas unidades comparten la frecuencia de 466,1750 MHz con la ganancia predeterminada.
El receptor registra el mensaje con su marca de tiempo, velocidad de transmisión y código de función. El sistema POCSAG es sensible a la velocidad de transmisión y a la polaridad, por lo que una decodificación clara indica que la cadena de transmisión está sincronizada correctamente.
Publicidad BLE
Active la transmisión BLE (BLE TX) en la unidad transmisora y la recepción BLE (BLE RX) en la unidad receptora, configurando el receptor en «Auto» con la opción «Ordenar» establecida en «Resultados». Ambas operan en 2402 MHz. En el lado transmisor, cargue cualquier archivo mediante «Abrir archivo», active la transmisión BLE (BLE TX), ajuste la ganancia a 16 y active el modo «Bucle». En el lado receptor, pulse «Borrar» para vaciar los registros existentes y actualizar la lista.
La dirección MAC 01:02:03:04:05:06 acumulará entonces coincidencias en la parte superior de la lista, al coincidir con la dirección que anuncia el transmisor. Una ganancia del receptor de 24 proporciona la captura más rápida, y modificarla en cualquier dirección reduce la tasa de coincidencias.
Cambios en la versión 2.4.0.1
La versión 2.4.0.1 modifica la recepción de FM de banda ancha y el BLE. El procedimiento de funcionamiento no ha variado en ninguno de los dos casos.
FM de banda ancha
La ruta por los menús es la misma que en la v2.4.0: «Recepción», luego «Audio», luego «WFM», sintonizado en 100,6 MHz con las ganancias predeterminadas. La cascada es más nítida, con la portadora y sus bandas laterales mejor separadas, y el habla resulta más inteligible.
BLE
Se han corregido los fallos de recepción intermitentes presentes en la versión 2.4.0. Por lo demás, la configuración no ha variado, aunque las notas de la versión indican ahora que la ganancia de transmisión es de 24 en lugar de 16. Una ganancia de recepción de 24 sigue siendo el ajuste más rápido para la captura.
Resumen de la configuración
Tras el flasheo, la calibración y las pruebas, la unidad recibe y demodula emisiones de voz y de banda estrecha, transmite texto a través de APRS, decodifica informes de posición ADS-B, gestiona la localización POCSAG y realiza un seguimiento de los anuncios BLE por recuento de accesos. Las estimaciones de autonomía coinciden con las del móvil. Es necesario aumentar dos ajustes respecto a sus valores predeterminados: el ADS-B requiere que las ganancias del LNA y del VGA se fijen en 24, y el BLE necesita una ganancia de recepción de 24.
En la tabla siguiente se enumeran los ajustes utilizados en cada prueba.
| Prueba | Frecuencia | Modo | Ganancias |
|---|---|---|---|
| Emisión WFM | 100,6 MHz | Recepción de audio, WFM | Predeterminado |
| Voz NFM | 466,1750 MHz | Audio de recepción / Generador de señales | TX 16, RX predeterminado |
| APRS | 144,3900 MHz (144,8000 MHz en la Región 1) | Transmisión APRS / Recepción APRS | Por defecto |
| ADS-B | 1090 MHz | Transmisión ADS-B / Recepción ADS-B | TX 16, RX LNA 24 y VGA 24 |
| POCSAG | 466,1750 MHz | POCSAG TX / POCSAG RX | Predeterminado |
| BLE | 2402 MHz | BLE TX / BLE RX | TX 16 (24 según las notas de la versión 2.4.0.1), RX 24 |
Herramientas utilizadas:
Firmware y lecturas recomendadas:
- Versiones del firmware Mayhem
- Compilaciones de Mayhem de OpenSourceSDRLab para HackRF Pro
- Hilo de debate sobre el H4M Pro
Los procedimientos y los valores medidos que figuran en este artículo siguen la nota técnica de OpenSourceSDRLab titulada «HackRF Pro y PortaPack H4M Pro: configuración de parámetros y operaciones de firmware».
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