====== PySDR ======

Jde o program určený ke zobrazení živého waterfallu (spektrogramu) ze streamu dat. Ten může být poskytnut přes unixovou rouru, nebo JACK audio systém. 
Nástroj je užitečný pro ladění [[http://wiki.bolidozor.cz/doku.php?id=cs:rmds|detekční stanice Bolidozor]]. K vizualizaci dat návštěvníkům má sloužit nástroj [[cs:freya|Freya]].

===== Základní vlastnosti =====

  * OpenGL grafická akcelerace
  * Možnost připojení do Jacku
  * Možnost spuštění detekčních skriptů
  * Dynamická změna měřítka pomocí myši


{{youtube>UKHGVK75AGA?medium}}

{{:cs:pysdr:pysdr_detector.png?500|PySDR s detekčním skriptem.}}


Další screenshoty můžete vidět na následujících obrázcích.

{{gallery>:cs:pysdr?2&lightbox }}

==== Ovládání programu ====

Po stažení a instalaci podle readme na Githubu a zapnutí jacku (například přes qjackctl) můžeme program spustit z pracovního adresáře pomocí. 

  ./pysdr-waterfall

Otevře se nám okno, které v případě, že je připojený nějaký zdroj dat, obsahuje spektrogram. Spektrogram lze levým tlačítkem myši posouvat a pravým zoomovat. 

=== Klávesové zkratky ===

Aplikují kdykoli při běžícím  PySDR.

  * **~** aktivace Python konzole (ve stylu Quake)
  * **t** textureshot - uložení textury celého waterfallu
  * **s** screenshot - uložení aktuálního zobrazení na obrazovce

=== Parametry příkazového řádku ===

Použití: waterfall.py [-h] [-b BINS] [-j NAME] [-r RATE] [-o OVERLAP] [-d FILENAME]

Nepovinné argumenty:
  * **-h, --help **  ukáže nápovědu a zkončí
  * **-b BINS, --bins BINS**  nastavení počtu binů FFT (default: 4096)
  * **-H HEIGHT --height**  Výška zobrazeného spektrogramu v sekundách. 
  * **-j NAME, --jack NAME**  pojmenování přípojky vytvořené v JACKu
  * **-r RATE, --raw RATE**   Očekává signál ze standardního vstupu se zadanou rychlostí vzorkování.
  * **-o OVERLAP, --overlap OVERLAP** poměr překrytí FFT oken (default: 0.75)
  * **-d FILENAME, --detector FILENAME**  soubor s detekčním skriptem. 








===== Instalace =====

==== Ubuntu ====

Nainstalujeme potřebné závislosti: 

  sudo apt-get install python-numpy python-opengl python-dev libjack-jackd2-dev

Stáhneme zdrojové kódy z [[https://github.com/MLAB-project/pysdr|Githubu]] 

  git clone https://github.com/MLAB-project/pysdr.git
  cd pysdr
  
Přeložíme výpočetně náročné části napsané v C.

  python setup.py build_ext --inplace

Potom PySDR můžeme spustit pomocí 

  ./pysdr-waterfall

===== Slyšitelný výstup =====

Pro vygenerování audiosignálu z RF signálu přijímaného stanicí byt vytvořen speciální program **whistle**, který zpracovává audio vstup z jacku. A upravuje jej do slyšitelné podoby. Je dostupný na [[https://github.com/MLAB-project/pysdr/tree/sound|Githubu]] ze stejného repositáře, jako pySDR.

==== Použití whistle ====

Whistle je konfugorovatelný generátor signálu dají se v něm za sebe různě poskládat operace, které umí. Je to takové hodně malé GNURadio, jen to umí běžet uvnitř callbacku JACKu. Umí to dělat Kaiser-Bessel [[http://cs.wikipedia.org/wiki/Filtr_s_kone%C4%8Dnou_impulzn%C3%AD_odezvou|FIR filtr]] (zapisuje se jako "kbfir,řád filtru,Fa,Fb,potlačení v nepropustném pásmu v dB", kde Fa až Fb zastupují rozsah frekvencí pásmové propusti), frekvenční posuv ("freqx,posuv v Hz"), zesílení ("amplify,faktor zesílení"), FM demodulaci ("fmdemod") a pak ještě něco. Jednotlivé operace se pospojují dvojtečkou a předají parametru -p.

Např.:

  ./whistle -p freqx,-10000:kbfir,41,0,1000,100:freqx,1000:amplify,100

pro poslech meteorů. Tahle sekvence operací je nastavená jako výchozí, když se tomu -p nepředá.

  ./whistle -p freqx,-31800:kbfir,201,0,400,200:freqx,500:amplify,200
  
Před výpočtem FIR filtru se signal posune o 31.8 kHz dolu.

Spočítá se FIR, který má 201 taps.

Pásmová propust od 0 Hz do 400 Hz. Útlum 200 dB.

Výstup z filtru se posune o 500 Hz nahoru.

Výstup se zesílí 200x.


==== Princip fungování programu ====

Program provádí frekvenční konverzi komplexním násobením signálu s lokálním číslicovým oscilátorem. Tím je dosaženo frekvenčního posunu odrazu meteoru do nižších frekvencí ze slyšitelného pásma. 


===== Zobrazení záznamu =====

PySDR má ještě variantu [[https://github.com/MLAB-project/pysdr/blob/master/pysdr-recviewer|pysdr-recviewer]], který umožňuje zobrazovat wav a FITS záznamy.

$ ./pysdr-recviewer CAR0-2020_08_08_230121644423754.wav

Pro fits soubor je možné si to vyzkoušet například na následujícím meteoru

  wget http://space.astro.cz/bolidozor/svakov/SVAKOV-R12/meteors/2020/08/09/08/20200809082529162_SVAKOV-R12_raws.fits
  ./pysdr-recviewer 20200809082529162_SVAKOV-R12_raws.fit
  


===== Přehrávání z audiosouboru =====

  sox SVAK1_1386323982726.wav -c 2 -t f32 -r 44100 - repeat 20 | jack-stdin pysdr:input_i pysdr:input_q -e float
  
==== Socket spojeni ====

PySDR se může připojit na stanici RMDS02D přímo pomocí netcat. Příklad použití je následující.
  nc radio-TEST.local 3701 | ./pysdr-waterfall -r 96000

Kde radio-TEST.local je sitove jmeno stanice. V případě, že pysdr spouštíme rovnou na stanici, tak je to localhost.