Bolidozor wiki

Máte načtenou starší verzi dokumentu! Pokud ji uložíte, vytvoříte tím novou aktuální verzi.

====== Radiová Meteorická Detekční Stanice ======

Tato stránka shrnuje obecné uživatelské informace týkající se všech verzí detekčních stanic.

{{ :cs:rmds:rmds02c.jpg?500 |Nejaktuálnější verze detekční stanice}}

[[http://en.wikipedia.org/wiki/Bistatic_Doppler_shift|Bistatický dopplerovský posuv]]

===== Konfigurace Hardware detekční stanice =====

Většina použitých dílů pochází z projektu [[http://www.mlab.cz/| Modulární elektronické stavebnice MLAB]]. Aktuální hardwarová verze stanice je [[http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:rmds02|RMDS02B/C]] podle toho, jestli použijete ARM nebo standardní PC počítač.

==== Potřebné vybavení ====

- Přijímač [[http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:sdrx|SDRX01B]] [[http://www.ust.cz/shop/product_info.php?cPath=29&products_id=76 | e-shop UST]]
  - [[http://www.mlab.cz/Modules/Clock/CLKGEN01B/DOC/DG8SAQ_emulator.cs.pdf|Kmitočtový syntezátor]] laditelný přes USB [[http://www.ust.cz/shop/product_info.php?products_id=90 | e-shop UST]]
  - 2x napájecí modul [[http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:unipower|UNIPOWER02A]]  [[http://www.ust.cz/shop/product_info.php?cPath=22_35&products_id=127 | e-shop UST]]
  - 2x síťový napájecí zdroj 12V  [[http://www.ust.cz/shop/product_info.php?cPath=30_50&products_id=115 | e-shop UST]] 
  - Koaxiální kabel RG58 [[http://www.ust.cz/shop/product_info.php?cPath=30_43&products_id=174 | e-shop UST]]
  - Předzesilovač [[http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:lna|LNA01A]]- [[http://www.ust.cz/|e-shop UST]] 
  - 3x SMA konektory na kabel [[http://www.ust.cz/shop/product_info.php?cPath=30_59_71&products_id=207 | e-shop UST]]
  - UHF konektory zásuvka do panelu a vidlice na kabel (pro konstrukci antény).
  - PC s dostatečným výpočetním výkonem pro zpracování signálu. Vyzkoušeným minimem je Intel Atom N270 1,6GHz 1GB RAM pro vzorkování 48kHz.
  - Kvalitní zvuková karta. Např. [[http://www.muziker.cz/studio-podium/nahravaci-studio/usb-externi-zvukove-karty/p/7903-behringer-UCA-202-U-CONTROL | Behringer UCA 202 U-CONTROL ]]
  - Internetová konektivita.

==== Přijímací anténa ====

Konstrukcí antén se zabývá stránka [[cs:antennas|Antény pro příjem signálů odražených od meteorů]].

==== Koaxiální konektory ====

Je vhodné používat pro MLAB standardní šroubovací koaxiální konektory typu SMA. Mají lepší elektrické vlastnosti než starší typy konektorů (např. BNC nebo F).

**Zakrimpované  ferule konektorů je potřeba na kabelu chránit smršťovací bužírkou!** Návod na nakrimpování SMA konektorů je například [[http://www.youtube.com/watch?v=SuoQfriRhSE|Zde]] - v tomto videonávodu je na zakrytí konektoru použit místo smršťovací bužírky speciální návlek.

==== Koaxiální kabely ====

Vhodné je použít kvalitní 50 Ohm koaxiální kabel s dobrým stíněním, které zabrání průniku rušení (například z PC) do vstupu přijímače jinak než přes anténu.  Zatím obvykle používáme kabely typu RG58, konkrétní typ je [[http://www.gme.cz/koaxialni-kabely-50r/rg-58u-96fa-p651-301/|RG-58U/96FA]].  Vyrábí se ale i kvalitnější kabely například [[http://www.gme.cz/koaxialni-kabely-50r/rg-58-ekh-155-p651-320/|RG-58-EKH-155]] nebo LMR 195.

Vhodné je používat minimální potřebnou délku koaxiálního kabelu, aby nedocházelo ke zbytečným ztrátám signálu ve svodu.

==== Přijímač  ====

Stanice zapojené do sítě Bolidozor používají SDR příjímače. Konkrétně přijímač [[http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:sdrx|SDRX01B]], který byl speciálně vyvinut pro radioastronomické aplikace.

=== Digitalizace signálu ===

Pro digitalizaci nízkofrekvenčního signálu z přijímače je možné využít zvukovou kartu počítače se stereo vstupem. Důležitým parametrem zvukové karty je dobrý odstup signál šum (S/N minimálně 80dB). Co se týká vzorkovací frekvence, tak lze meteory detekovat i se vzorkováním 48 kHz. Je tím ovšem snížena časová rozlišovací schopnost stanice.

Vzhledem k poměrně velkým nárokům, které jsou kladeny na kvalitu zvukové karty a v důsledku její vysoké ceny je v poslední době tendence od použití zvukové karty ustoupit a použít nějaký vlastní digitalizační hardware.

===== Konfigurace software detekční stanice =====

Nastavení softwaru stanice je rozděleno na dva kroky, prvním je naladění přijímače na frekvenci, kde vysílá radar GRAVES a v dalším kroku nastavení detekce meteorů v přijímaném pásmu.

==== Lokální oscilátor přijímače ====

Jako lokální oscilátor přijímače je obvykle použit modul [[http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:clkgen|CLKGEN01B]], který se nativně ovládá přes sběrnici I²C.  Je jej možné ale připojit přidáním dalších modulů i na jiná rozhraní.

Obecně je ale potřeba naladit lokální oscilátor na frekvenci blízkou kmitočtu na kterém vysílá GRAVEs. Nejčastěji se používá o něco nižší frekvence než skutečná nosná frekvence radaru (například 143,0395 MHz).

V nových verzích detekční stanice je toto již řešeno automaticky díky integraci konstrukce [[http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:gpsdo|generátoru přesné frekvence]].

==== Detekce meteorů ====

Meteory jsou zatím detekovány ve spektru porovnáváním intenzity. To znamená, že v určitém rozsahu frekvencí je změřena úroveň šumového pozadí a ta je pak porovnávána s intenzitou oblasti, kde je očekáván signál od meteoru. Pokud je v tomto místě nalezena zvýšená intenzita signálu o cca 7dB, je detekován meteor. Ve spektrogramu je pak zobrazena značka obsahující informace o jeho základních parametrech.

Dříve byl k detekci meteorů na stanicích používán program [[cs:spectrumlab|SpecrumLab]], ten je však v současné době nahrazován optimálnějším programem [[cs:radio-observer|radio-observer]].

===== Vizualizace měření =====

Pro vizualizaci detekce a dat na stanici používáme program [[cs:pysdr|pySDR]], který vytváří zvuk a živý waterfall ze spektrogramu.

==== Publikace dat ====

Proto aby měřená data mohla získat nějaký vědecký význam je třeba je dát k dispozici ostatním pozorovatelům. Za tímto účelem vzniklo již několik celosvětových databází, kam lze data ukládat. V současné době se jedná o centralizovaném úložišti pro data pozorovatelů provozovaného Českou astronomickou společností. Zatím je záloha dat řešena uploadem na provizorní server pomocí bash skriptů, které jsou staženy společně s detekčním skriptem pro SpectrumLab. Viz výše.

Ve výsledku by toto datové úložiště mělo automaticky řešit distribuci dat do dalších pozorovacích sítí.

=== IMO ===

Jde o organizaci z historických důvodů primárně zaměřenou na vizuální pozorování meteorů. http://www.imo.net/ Avšak zajímají se i o radiová data především z významných událostí.

=== RMOB ===

Je asi celosvětově největší sítí specializovanou na rádiové pozorování meteorů. Data je možno na [[http://rmob.org/index.php|RMOB.org]] nahrávat pomocí programu [[cs:rmob-export|rmob-export]] generujícího RMOB formát záznamů z dat nahrávaných na centrální úložiště.

=== Astrozor ===

[[http://www.astrozor.cz/|Astrozor]] je webová stránka shromažďující především informace o Astronomických pozorovacích stanovištích. Je vhodné na tomto webu registrovat svojí detekční stanici, aby i ostatní uživatelé věděli o její existenci. Dále zde lze publikovat data a informace k význačným událostem astronomického charakteru, nebo organizovat akce.

===== FAQ - Často kladené otázky =====

==== Jaký si mám pořídit počítač?  ====

Na detekci meteorů a zpracování dat z SDR přijímače v reálném čase je potřebný poměrně vysoký výpočetní výkon. Množství výpočetního výkonu je jeden z hlavních parametrů, který ovlivňuje kvalitu zpracování dat na stanici. Nelze proto ani uvažovat o možnosti, že na stanici využijete "nějaký starší počítač", který už se na nic jiného nehodí.

=== Vyzkoušená sestava ===

Pokud si na pozorování meteorů plánujete pořídit nový počítač a nepotřebujete nutně co nejmenší spotřebu, tak je nejlepší si jej sestavit z jednotlivých komponent. Námi vyzkoušené komponenty jsou následující:

== Zvuková karta ==

[[https://www.asus.com/Sound_Cards_and_DigitaltoAnalog_Converters/Xonar_DS/#specifications| ASUS Xonar DSX]] Je potřeba koupit PCI-E verzi.

== Základní deska ==

U základní desky je výhodné aby měla vyvedený opravdový sériový port, kvůli [[http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:time_sync|přesné synchronizaci času]]. To splňuje například tato základní deska, která má rozhraní RS232 vyvedený na hřebínkovém konektoru:

[[http://cz.msi.com/product/mb/Z77A-G45-Thunderbolt.html|MSI Z77A-G45 Thunderbolt]]

Další výhodou této desky je, že má [[http://cs.wikipedia.org/wiki/Thunderbolt|Thunderbolt interface]], o kterém se uvažuje jako o metodě připojení pro další verzi přijímače.

== Procesor ==

CPU musí mít dostatečný výkon nejen na to, aby mohl zpracovávat data z přijímače, ale musí být i schopen detekovat meteory a komprimovat data. To s přehledem splňuje například [[http://www.alza.cz/intel-core-i5-3470-d331600.htm| Intel Core i5-3470]]

Obecně lze pro tuto aplikaci doporučit spíše procesory Intel, protože jejich vyšší cena oproti AMD se zaplatí na nižší spotřebě už za cca 2 roky provozu.

== Operační paměť ==

Operační paměť musí být tak veliká, aby obsahovala nabootovaný operační systém a nebyl potřeba swap. Z tohoto důvodu jsou proto doporučené minimálně 2GB.  
Jako vhodný typ paměti do výše zmíněné desky lze doporučit například tuto paměť: [[http://www.mironet.cz/kingston-hypex-4gb-ddr3-1600mhz-2x2gb-kit-cl9-165v+dp118483/|Kingston HypeX 4GB DDR3 1600MHz]],

**Operační paměť je nutné po instalaci počítače otestovat na vadné buňky** viz. [[http://wiki.ubuntu.cz/memtest86|Ubuntu Memtest86+]]
== Disk ==

Disk bude sloužit na ukládání měřených dat a musí mít tedy odpovídající kapacitu. Vyhovuje například tento typ:
[[http://www.alza.cz/western-digital-caviar-green-1000gb-64mb-cache-s-advanced-format-d287237.htm| Western Digital Green 1000GB 64MB]]
== Zdroj ==

[[http://www.alfacomp.cz/php/product.php?eid=1051400000000001I3U| ACE POWER 500W BLACK]]

== Počítačová bedna ==

Nejvýhodnější je použít nějakou ze staršího počítače, neboť nové bedny mají buď horší kvalitu (protože obsahují méně materiálu), nebo jsou zbytečně drahé.

=== Varianta počítače s extrémně nízkou spotřebou ===

Protože je ke sparacování navzorkovaného signálu potřeba poměrně velký výpočetní výkon, je potřeba využívat vícejádrových řešení. Jedním z uvažovaných je například [[http://www.hardkernel.com/renewal_2011/products/prdt_info.php?g_code=G135235611947|ODROID-X2]]  Vzhledem k odlišné architektuře tohoto sytému ale zatím nejsou na ARM dostupné všechny funkce stanice.

==== Problémy s napájením ====

=== Nesvítí LED na napájecích modulech ===

Je správně přepnutý přepínač na modulu?  Není nikde v napájení zkrat?

=== LED na napájecím modulu nesvítí kontinuálně ===

Pokud LED na napájecím modulu problikává, tak je pravděpodobné, že se aktivuje nadproudová ochrana. Takže je napájecí modul buď přetížen a nebo je v obvodu zkrat.

Speciální význam má tato situace v případě modulu, který zajišťuje napájení pro LNA. Neboť to s velkou pravděpodobnostní znamená, že došlo ke zničení vstupního tranzistoru LNA.

==== Na waterfallu jsem přestal vidět meteory, co mám dělat? ====

Tento problém může mít mnoho příčin. A je potřeba postupovat systematicky.

- Zkontrolujte připojení celé kabeláže přijímače a přítomnost napájení
  - Znovu nastavte lokální oscilátor přijímače
  - Zkontrolujte, že při odpojení koaxiálního kabelu od přijímače dojde k poklesu šumu.
  - Zkontrolujte kalibraci lokálního oscilátoru, na nejbližším vysílači viz. [[cs:rmds&#lokalni_oscilator_prijimace|Kalibrace LO]],
  - Zkontrolujte, že není poškozený předzesilovač (Projevuje se blikáním LED na napájecím modulu)

==== Nejde mi ladit lokální oscilátor, co s tím? ====

Restartujte počítač, pokud to nepomůže odpojte a zapojte USB kabel k LO.

- Zkontrolujte konektory na obou stranách
  - Vyměňte kabel
  - Použijte kratší kabel

==== Kde najdu podrobnější dokumentaci? ====

* Podrobnější technickou dokumentaci najdete na serveru stavebnice MLAB v konstrukcích [[http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:rmds|Rádiových meteorických detekčních stanic]].

==== Na waterfallu vidím podivné obrazce, co to je? ====

Jde pravděpodobně o nějaký druh rušení. Můžete se proto pokusit najít odpověď v naší  [[cs:noise_interference|galerii rušení]]

Vyplňte, prosím, všechna písmena v poli, abyste dokázali, že nejste robot. O T X Z A Ponechte prosím toto pole prázdné:

Komentář k úpravám

Poznámka: Tím, že editujete tuto stránku, souhlasíte, aby váš obsah byl licencován pod následující licencí: GNU Free Documentation License 1.3