Premiers pas avec le PortaPack H4M PRO

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Si vous venez d’acheter un H4M Pro et que vous souhaitez vous lancer – ou si vous souhaitez comprendre les nouvelles fonctionnalités de l’appareil –, Lab401 a réalisé une analyse approfondie de ce que vous devez savoir avant de commencer.

L’article suivant aborde les thèmes suivants : la mise à jour du micrologiciel de votre PortaPack H4M Pro, la configuration de l’appareil, la réalisation de tests locaux et un journal des modifications (CHANGELOG).

Chaos de clignotements en mode DFU

Maintenez le bouton DFU enfoncé et connectez l’appareil à un ordinateur via USB. Tous les voyants s’éteignent. Le HackRF One se comporte différemment dans ce cas, tandis que sur le HackRF Pro, un panneau noir confirme que le mode DFU est actif.

Ouvrez le répertoire du micrologiciel et exécutez mayhem_flasher.bat. Entrez 3 pour sélectionner HackRF Pro / PortaPack, puis 2 pour sélectionner « Flash DFU », puis « Mayhem », ce qui effectue la réinitialisation DFU et le flashage Mayhem en une seule opération. Le script ne nécessite aucune autre intervention.

Il charge le micrologiciel HackRF via dfu-util, attend cinq secondes que l’appareil soit à nouveau détecté, puis écrit l’image de 4 Mo firmware_hpro.bin sur la mémoire flash SPI. La ligne « Firmware flashed successfully » affichée dans le terminal indique que la mise à jour est terminée. Les voyants MCU, FPGA et RF s’allument et Mayhem se charge automatiquement.

Réglage de la capacité de la batterie

Pour l’alimentation, le Portapack H4M Pro utilise désormais des batteries Li-Ion 18650 conformes aux normes de l’industrie. Ces batteries sont faciles à se procurer et à remplacer, et vous permettent d’emporter plusieurs batteries pour des opérations prolongées sur le terrain.

Selon la marque et la configuration, les batteries 18650 peuvent présenter des capacités et des puissances nominales différentes. Afin que votre H4M Pro vous fournisse une estimation précise de l’autonomie restante, vous devez configurer le micrologiciel en fonction des paramètres de vos batteries.

Si vous avez acheté votre H4M Pro auprès de Lab401, la batterie était fournie avec l’appareil – et les instructions ci-dessous correspondent à la batterie dont vous disposez. Si vous utilisez une autre batterie, vous devrez configurer les paramètres en fonction de votre batterie spécifique.

Ouvrez l'écran d'accueil de Mayhem et appuyez sur l'icône de la batterie. Le champ « Capacité » affiche la valeur par défaut de 1 500 mAh.

La cellule fournie avec l’appareil est une 18650 de 3,7 V d’une capacité nominale de 9,25 Wh. La capacité en mAh correspond à l’énergie divisée par la tension, puis multipliée par 1 000 ; ainsi, 9,25 ÷ 3,7 × 1 000 donne 2 500 mAh. Ce chiffre correspond à celui imprimé sur l’étiquette.

Appuyez sur « Paramètres » sur la page dédiée à la batterie, tournez la molette de défilement pour remplacer 1 500 par 2 500, puis enregistrez.

Revenez à la page « Batterie ». La capacité affiche désormais 2 500 mAh. L'appareil présenté ici est à 72 % et 3,908 V, avec un courant de 352 mA, et il reste 4 heures 55 minutes d'autonomie. La méthode indiquée est « IC », ce qui signifie que la jauge de charge mesure directement la valeur plutôt que de la déduire à partir de la tension.

Tests d’émission et de réception

Le Mayhem émet et reçoit les signaux WFM, NFM, APRS, ADS-B, POCSAG et BLE, le mode, la fréquence et la bande passante étant définis par l’opérateur. Chaque test ci-dessous a été réalisé à l’aide de deux appareils H4M Pro, l’un émettant et l’autre recevant.

Réception d’une émission WFM

Ouvrez « Réception » depuis l’écran d’accueil, sélectionnez « Audio », puis réglez la norme de lecture sur WFM. La fréquence est arbitraire. Ce test a été réalisé à 100,6 MHz, les gains étant laissés à leurs valeurs par défaut.

Voix NFM

Sur l’appareil récepteur, ouvrez « Réception », sélectionnez le canal « Audio » et passez en démodulation NFM. Sur l’appareil émetteur, ouvrez « Émission » et sélectionnez « Générateur de signal ». Réglez les deux appareils sur 466,1750 MHz. Une liaison point à point nécessite la même fréquence aux deux extrémités ; réglez donc le récepteur plutôt que de supposer qu’il s’est aligné automatiquement. Les gains restent à leurs valeurs par défaut, ce qui place le gain d’émission à 16.

Dès que la transmission commence, le signal audio parvient immédiatement au récepteur. Le générateur est réglé par défaut sur CW, ce qui n’applique aucune modulation. Le fait de le basculer en FM avant d’émettre modifie sensiblement la sonorité du signal audio démodulé.

Messagerie APRS

Activez « APRS TX » sur l’appareil émetteur et « APRS RX » sur l’appareil récepteur, puis réglez les deux sur 144,3900 MHz. Les SSID d’origine et de destination peuvent être définis librement, et les gains restent à leurs valeurs par défaut. Appuyez sur « Set » côté émetteur, saisissez le message et confirmez avec « OK ». Le texte apparaît immédiatement dans la liste des messages reçus.

En Amérique du Nord, l’APRS fonctionne sur 144,3900 MHz. Dans la région 1 de l’Union internationale des radioamateurs, qui couvre l’Europe, l’Afrique et le Moyen-Orient, il fonctionne sur 144,8000 MHz. Ces deux fréquences relèvent de la bande amateur des deux mètres et nécessitent une licence de radioamateur.

Signalement de position ADS-B

Réglez l’unité de réception sur ADS-B à partir du menu « Réception » et ouvrez la page « ADS-B TX » sur l’unité d’émission. Ce mode règle les deux unités sur 1 090 MHz, et le gain d’émission est de 16. Cette fréquence achemine le trafic aérien en temps réel ; la liaison entre les deux unités doit donc être câblée et blindée. Cochez la case « Transmettre la position » et saisissez les données de position simulées. Ce test a utilisé un aéronef simulé identifié sous le nom TEST1234, à 36 000 pieds au-dessus du delta du Niger, à 5° N et 6° E, avec l’adresse ICAO24 000001. Le récepteur localise cet aéronef à ces coordonnées après un court délai.

Le réglage des gains du LNA et du VGA du récepteur sur 24 supprime ce délai. Lors de la reprise de la transmission, le récepteur capte immédiatement le signal ; l’indicatif d’appel et l’altitude s’affichent, et le nombre de détections dépasse le millier.

Radiomessagerie POCSAG

Sélectionnez « POCSAG RX » sur l’unité de réception et ouvrez « POCSAG TX » sur l’unité d’émission. Les paramètres par défaut suffisent pour le test. Il s’agit d’un message alphanumérique à 1 200 bps, adresse 0000000, fonction D et polarité standard, avec « PORTAPACK » comme message. Les deux unités partagent la fréquence 466,1750 MHz avec le gain par défaut.

Le récepteur enregistre le message avec son horodatage, son débit binaire et son code de fonction. Le protocole POCSAG est sensible au débit binaire et à la polarité ; un décodage sans erreur indique donc que la chaîne d’émission est correctement synchronisée.

Publicité BLE

Ouvrez BLE TX sur l’appareil émetteur et BLE RX sur l’appareil récepteur, en réglant le récepteur sur « Auto » et en sélectionnant « Hits » pour le tri. Les deux appareils fonctionnent sur la fréquence de 2 402 MHz. Côté émission, chargez n’importe quel fichier via « Ouvrir un fichier », activez BLE TX, réglez le gain sur 16 et activez la boucle. Côté réception, appuyez sur « Effacer » pour vider les enregistrements existants et actualiser la liste.

L’adresse MAC 01:02:03:04:05:06 accumule alors des résultats en haut de la liste, correspondant à l’adresse diffusée par l’émetteur. Un gain de réception de 24 permet une capture optimale, tandis que le régler dans un sens ou dans l’autre ralentit le taux de résultats.

Modifications apportées à la version 2.4.0.1

La version 2.4.0.1 modifie la réception FM à large bande et le BLE. La procédure d’utilisation reste inchangée dans les deux cas.

FM large bande

Le parcours dans les menus est identique à celui de la version 2.4.0 : « Réception », puis « Audio », puis « WFM », réglé sur 100,6 MHz avec les gains par défaut. Le spectre est plus net, la porteuse et ses bandes latérales sont mieux séparées, et la parole est plus intelligible.

BLE

Les problèmes de réception intermittents présents dans la version 2.4.0 ont été corrigés. La configuration reste par ailleurs inchangée, bien que les notes de mise à jour indiquent désormais un gain d’émission de 24 au lieu de 16. Un gain de réception de 24 reste le réglage le plus rapide pour la capture.

Résumé des réglages

Après le flashage, l’étalonnage et les tests, l’appareil reçoit et démodule les émissions et la voix en bande étroite, transmet du texte via APRS, décode les rapports de position ADS-B, gère la radiomessagerie POCSAG et suit les annonces BLE en comptant le nombre de détections. Les estimations d’autonomie correspondent à celles de la cellule. Deux paramètres doivent être augmentés par rapport à leurs valeurs par défaut. L’ADS-B nécessite des gains LNA et VGA de 24, et le BLE nécessite un gain de réception de 24.

Le tableau ci-dessous répertorie les paramètres utilisés lors de chaque test.

Outils utilisés :

• PortaPack H4M + HackRF All-in-one
• HackRF Pro

Micrologiciels et lectures complémentaires :

• Versions du micrologiciel Mayhem
• Versions Mayhem d'OpenSourceSDRLab pour HackRF Pro
• Fil de discussion sur le H4M Pro

Les procédures et les valeurs mesurées présentées dans cet article suivent la note technique d'OpenSourceSDRLab intitulée « HackRF Pro et PortaPack H4M Pro : réglages des paramètres et fonctionnement du micrologiciel ».