Après les réceptions radiosondes sous Raspberry Pi puis sous Windows, ce dixième article nous accompagne sur le terrain. Avec une carte TTGO LoRa32, le logiciel MySondy GO et un téléphone Android, nous allons préparer un petit récepteur portable pour retrouver les radiosondes après leur chute.
Introduction
Dans les articles précédents, nous avons déjà abordé plusieurs fois la réception des radiosondes. Nous les avons suivies sous Raspberry Pi OS avec radiosonde_auto_rx et ChaseMapper, puis sous Windows avec SondeMonitor et MultiPSK. Nous avons appris à recevoir leurs signaux, à lire leurs positions GPS et à estimer leur trajectoire jusqu’au point de chute.
Ce dixième volet revient sur ce sujet, mais avec une approche différente. Cette fois, l’objectif n’est plus seulement de recevoir une radiosonde depuis la station, mais de disposer d’un équipement simple, léger et transportable, utilisable directement sur le terrain lorsque l’on part à sa recherche.
Pour cela, nous allons découvrir les cartes TTGO LoRa32 de Lilygo. Ces petites cartes de développement, construites autour d’un microcontrôleur ESP32, intègrent le Wi-Fi, le Bluetooth, un petit écran OLED et un module radio. Dans leur version 433 MHz, elles peuvent être adaptées à la réception des radiosondes autour de 403 MHz, moyennant quelques réglages et une antenne mieux accordée.
Le projet utilisé porte le nom de MySondy GO. Il permet d’associer la carte TTGO à un téléphone Android, qui sert alors à la fois d’écran, de GPS et d’outil de guidage. L’ensemble devient un petit récepteur de poursuite, pratique pour s’approcher d’une sonde dont la position approximative a déjà été repérée grâce aux sites collaboratifs ou à une station de réception fixe.
Comme souvent dans cette série, nous avancerons pas à pas. Nous verrons d’abord l’achat de la carte, les différences entre les modèles reçus, puis l’installation du logiciel et des pilotes nécessaires. Nous aborderons ensuite la programmation de la carte, le montage dans un boîtier, puis la question essentielle de l’antenne.
Ce dixième article marque donc une étape plus concrète encore dans notre progression. Après avoir observé les radiosondes depuis l’ordinateur, nous préparons un outil pour aller les retrouver dans le monde réel. C’est aussi cela qui rend la SDR passionnante : elle ne se limite pas à l’écran, elle peut conduire à une véritable activité d’expérimentation en extérieur.
Nous pouvons maintenant commencer avec la découverte de l’ensemble Radiosonde et TTGO – MySondy GO.
Radiosonde et TTGO – MySondy GO
Site marchand AliExpress – carte TTGO de LILYGO (Capture d’écran d’avril 2021)
Découvrons avec ce nouvel article deux versions des cartes TTGO de Lilygo nommées LoRa32. Elles vont nous permettre, dans leur version 433 MHz, de revenir sur l’un des sujets phares de nos articles : la chasse aux radiosondes.
Si vous pouvez vous permettre cette dépense, et si vous êtes un peu bricoleur, n’hésitez pas une seule minute !
Actuellement indisponible chez Passion-Radio, nous verrons dans cet article qu’il est possible de la commander sur Ali-express. À ce jour, les équipements reçus par moi et par mes amis étaient fonctionnels.
Les cartes de développement TTGO de Lilygo sont des nano-ordinateurs équipées d’un microcontrôleur ESP32 de type système sur une puce d’Espressif Systems. Elles intègrent la gestion du Wi-Fi et du Bluetooth. Ces cartes, créés pour les applications 433 MHz peuvent fonctionner, moyennant quelques modifications dans la bande des 403 MHz et donc participer à la chasse aux radiosondes ; votre téléphone portable (uniquement android) sera alors votre GPS et votre écran de recherche. Le projet porte le nom de MySondy GO. En version 2, nous le retrouvons sur le site :
L’achat
La première étape consiste, bien sûr en l’achat d’une carte TTGO. On la retrouve, par exemple, sur le site AliExpress sous l’intitulé : LILYGO – LILYGO®Module TTGO LoRa32 V2.1 1.6, 433/868/915MHZ, LoRa OLED, carte SD 0.96 pouces, Bluetooth, WIFI (https://fr.aliexpress.com/item/32915894264.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.27426c37F6VyyM).
Depuis avril 2021, époque à laquelle j’avais acheté la carte, le matériel (et le prix) ont changé, comme le montre cette nouvelle capture datant de février de cette année.
La puce CP2104 est remplacée par une CH9102F. Un ami ayant acheté ce nouveau modèle a pu, tout aussi bien réaliser l’installation en utilisant, le moment venu, un autre pilote (driver), comme nous l’indiquerons plus loin.
Le logiciel
J’ai pour ma part ensuite suivi une procédure reprise du manuel d’installation de Mirko Dalmonte (IZ4PNN). N’ayant pas pu retrouver l’URL de celle-ci, je la joins en annexe
- Téléchargez depuis le site MySondy le fichier ZIP contenant la dernière version des logiciels (version v2.30), et mettez le tout dans un répertoire de votre PC.
- Dans le cas d’une puce CP2104, installez le port de communication qui permettra la programmation de la micro-carte. Selon l’architecture de votre PC, il faudra exécuter l’un des deux programmes suivants :
- CP210xVCPInstaller_x86.exe pour les systèmes 32 bits
- CP210xVCPInstaller_x64.exe pour les systèmes 64 bits
Après avoir accepté l’installation par une première fenêtre d’invite, une seconde vous indique la fin du processus et le nom du pilote qui vient d’être installé. Cliquez alors sur Terminer.
Brancher ensuite le TTGO sur un port USB.
- Dans le cas d’une puce CH9102F, branchez le TTGO sur un port USB. Le pilote à installer est selon la documentation le CH343SER.EXE, également « livré » dans le pack de la V2.30. Avec Windows 10, il semble être inutile de l’installer. Au branchement, le gestionnaire de périphérique annonce « USB-Enhanced-SERIAL CH9102 » sans aucune installation nécessaire.
- Le TTGO étant branché, plusieurs leds s’allument. Celle de couleur verte clignote (Je reviendrai plus loin sur le choix/la réalisation du boitier visible sur les 2 photos ci-dessous).
- Repérez le numéro du port COM utilisé en ouvrant le gestionnaire de périphériques (dans la barre de recherche située en bas de l’écran – entre le menu Démarrer et les raccourcis de la barre des tâches -, tapez Gestionnaire de périphériques, puis cliquez sur ce nom lorsque celui-ci apparaît.
- Exécutez le programme flash_downolad_tools_6.6.exe afin de charger le micrologiciel dédié à la traque radiosonde,
- Sélectionnez ESP32 DownloadTool; une nouvelle fenêtre s’ouvre,
- Cliquez sur les 3 points de la première ligne de choix pour retrouver l’emplacement du fichier MySondyGO.bin.
- En bas à droite de la fenêtre, indiquez le port de communication lié à votre TTGO (COM4 dans mon cas). Vérifiez que tous les réglages correspondent,
- Appuyez sur START. Une fois le téléchargement terminé, l’achèvement est confirmé par le message FINISH sur fond vert, en bas, à gauche de la fenêtre.
- Redémarrez le TTGO. Le micrologiciel MySondyGo se charge et attend le signal de sa première radiosonde.
- Prenez maintenant votre téléphone portable (Android). Recherchez et installez l’application MySondyGo. A son premier démarrage, elle demandera l’autorisation d’utiliser le Bluetooth, recherchera le TTGO et demandera l’autorisation pour son association Une fois ceci fait, vous êtes prêt à partir en chasse… Il reste cependant à résoudre le problème de l’antenne, celui de l’autonomie d’alimentation et celui du boitier.
Le boitier
Après diverses recherches, je me suis orienté vers le boitier DecoderV1.6 conçu pour une impression 3D par Zvones52o : https://www.thingiverse.com/thing:3932581.
Une fois les plans téléchargés sur mon PC (fichier +DecoderV1.6.zip), j’ai rejoint le service d’impression en ligne Abeille 3D (https://www.abeille3d.com/) pour y demander un devis instantané selon la technique Impression 3D SLA. Après avoir chargé mon modèle (le fichier ZIP), celui-ci est analysé.
En fin d’analyse, je réponds à quelques questions. Voici mes réponses (merci à Nicolas Bouet (fondateur d’Abeille3D) qui m’a conseillé dans ces choix)
- Matériau : ABS Like – Translucide,
- Résolution : Standard (0.05 mm),
- Remplissage interne : 100%,
- Impression des pièces en plusieurs parties si nécessaire pour améliorer la qualité visuelle.
Et un prix m’est proposé (19,91€, port offert). La pièce sera fabriquée par une machine Anycubic Photon Mono X ; ( la fabrication devrait durer 3 heures ! Les curieux pourront voir un test de cette machine à l’adresse : https://www.lesimprimantes3d.fr/test-anycubic-photon-mono-x-20210303/)
Tout se passe bien, quelques jours après ma commande je reçois mon boitier.
L’antenne
Selon des informations de la doc Internet, la mini-antenne vendue avec la carte TTGO est accordée sur 433 MHz. En fait, des mesures ont montré qu’elle l’était sur 475 MHz (on ne peut pas faire confiance aux chinois 😊).
Curieux, j’ai « démonté. » cette antenne. Il s’agissait d’un fil de cuivre en forme de tirebouchon. J’ai compté 19 tours d’un fil émaillé ayant été, à l’origine, enroulé sur un support de 3,5 mm de diamètre. Le fil semble avoir un diamètre de 0,5 mm ou moins.
Pour mes essais, il me faut une antenne accordée sur 402 MHz. Avec celle-ci, il ne s’agira pas de faire de la réception sur des objets éloignés, mais sur des boitiers radiosondes situés entre quelques centaines de mètres et 1 km du point d’écoute.
Très vite, j’oriente mon choix vers l’antenne CJU 403 MHz par F0ERP, F6IPO, F4GRT et F4FKB décrite sur le site radiosonde.eu associé à l’atténuateur à décalage décrit dans ce même article par F6IPO.
Nous découvrirons la réalisation de tout ceci dans un prochain article.
ANNEXE – Manuel d’installation MySondyGo par Mirko Dalmonte & Aldo Moroni
François Paget est aujourd’hui retraité. Membre fondateur du McAfee Labs, il y travailla de 1993 à 2016 comme spécialiste de la sécurité informatique et de la cybercriminalité. Il s’est notamment intéressé aux programmes malveillants, aux nouvelles menaces numériques, à la fraude financière et aux cyber-conflits. Longtemps Secrétaire général du CLUSIF, il anima son Panorama de la Cybercriminalité de 2002 à 2017 et publia en 2005, chez Dunod, l’ouvrage Vers & Virus.
Toujours curieux de techniques nouvelles, il s’est également passionné, à partir de 2021, pour la radio logicielle, ou SDR. Il a depuis publié plusieurs articles de vulgarisation consacrés au décodage de signaux numériques, notamment dans la revue Radioamateurs France et sur les sites ON5VL et HamAnalyst. Ses expérimentations récentes portent en particulier sur la réception ADS-B dans la bande des 1090 MHz.
Avec son épouse Yvette, il partage son temps entre la région parisienne et les Landes. Ils ont trois enfants et six petits-enfants.
