[RTL-SDR] Apakah LoRa dapat diterima dengan hanya menggunakan coding SDR ?

 

Lora itu tidak "Open Source" ! Untuk memanfaatkan komunikasi data jarak jauh dengan link budget paling minim, walau status sebagai opreker tetap harus menggunakan chipset utama yang didapatkan dari SEMTECH. Murah memang namun ada  hak paten sampai tahun 2035 yang didaftarkan atas nama semtech yang harus dihormati. Namun banyak yang ingin sekedar me- "reverse engineer" -kan konsep modulasi chirp spread spectrum milik semtech. Bahkan ada opreker diluar sana berhasil mengirimkan pesan lora dengan memanfaatkan i2s dari ESP32 yang kemudian dinamakan LoLRa.

Menurut jawaban chatgpt , LoRa (Long Range) dan Chirp Spread Spectrum (CSS) memiliki hubungan dalam konteks teknologi komunikasi nirkabel, terutama dalam domain Internet of Things (IoT) dan komunikasi nirkabel jarak jauh.

LoRa adalah teknik modulasi dan protokol komunikasi nirkabel yang dikembangkan oleh Semtech Corporation. Dirancang untuk memungkinkan komunikasi jarak jauh dengan konsumsi daya rendah, menjadikannya cocok untuk aplikasi IoT di mana perangkat perlu berkomunikasi dalam jarak yang jauh sambil menghemat daya baterai. LoRa menggunakan CSS sebagai teknik modulasi dasarnya.
 

 

LoRa menggunakan CSS dengan mentransmisikan sinyal chirp, di mana frekuensi sinyal yang ditransmisikan bervariasi linear dengan waktu. Modulasi chirp ini memungkinkan perangkat LoRa untuk mencapai komunikasi jarak jauh dengan menyebarkan sinyal di seluruh lebar pita. 

Seperti implementasi CSS lainnya, LoRa mendapat manfaat dari keandalan terhadap gangguan dan noise yang diberikan oleh chirp spread spectrum. Keandalan ini memungkinkan perangkat LoRa untuk mempertahankan kehandalan komunikasi bahkan dalam lingkungan yang menantang dengan tingkat gangguan yang tinggi. 

Dengan memanfaatkan CSS dan mentransmisikan pada tingkat data yang lebih rendah, perangkat LoRa dapat mencapai komunikasi jarak jauh sambil mengonsumsi daya minimal. Konsumsi daya rendah ini penting untuk aplikasi IoT di mana perangkat dapat beroperasi dengan daya baterai dalam jangka waktu yang panjang.

Nah dari hasil membaca sampai kelenger mengenai dasar decoding lora di : https://revspace.nl/DecodingLora, dan setelah berkutat beberapa hari dengan Gnu-Radio maka saya berkeyakinan dengan memanfaatkan dongle RTL-SDR murah yang saya punya dirumah, akan dapat dengan mudah men-decode sinyal lora. Kebetulan saya masih ada alat LoRaWan 915 Mhz berbasis semtech sx1276 yang dulu saya gunakan untuk belajar kirim-kiriman data ke Telkom Antares LoRaWan (baca disini).

Jadi saya mencoba membikin script "hello world" pada arduino untuk mengirimkan data text meggunakan lora 915 Mhz dan saya akan mengolahnya dengan bantuan GnuRadio dan library Gr-Lora_sdr yang baru saja di update pemilik githubnya : https://github.com/tapparelj/gr-lora_sdr . Library ini cukup straight forward dalam mengolah data loranya, dan sudah tersedia beberapa contoh yang disediakan ( klik disini )

Sedikit catatan yang perlu diperhatikan dalam mengolah data signalnya sebagai berikut :

1. Preamble / Header , apakah implicit atau explicit

2. CRC , digunakan atau tidaknya sangat mempengaruhi penerimaan data

3. SF (spreading factor) dan Bandwith , gunakan default standar library arduino lora.h SF= 7 BW=125khz

4. Payload, dalam beberapa kali percobaan awal, payload yang dapat di decode hanya 2 karakter didepan pesan. Jadi harus mengoprek library lagi.

5 Frequency shift, ini adalah temuan dari saya dan dikonfirmasi oleh beberapa opreker diluar sana. Mungkin ini rahasia dari semtech yang tidak dipublikasi di manual book.

Dan setelah beberapa hari mempelajari teori dan trial-error, saya berhasil merancang sistem "Lora MQTT Gateway", yang berfungsi untuk men-decode pesan LoRa lalu kemudian me-relaynya ke MQTT broker sehingga datanya dapat diteruskan ke dashbord IOT yang sering saya bahas pada tulisan saya sebelumnya. Dan saya lakukan ini dengan Dongle RTL-SDR Fitipower yang katanya murahan oleh tukang oprek diluar sana.

Read More

[RTL-SDR]Tuning ke RRI Surabaya Digital DAB+

 

Tulisan ini mungkin saya anggap pembuktian kalau siaran RRI digital di kota Surabaya memang benar adanya (tulisan saya 3 tahun lalu bisa baca disini ). Sejak dulu RRI telah men "digital" kan dirinya melalui satelit telkom 1 di tahun 2000an dimana ada transponder yang disewa untuk siaran lokal RRI se nusantara, lalu kemudian kerancuan dimulai ketika istilah DIGITAL terbagi 2 kubu yaitu siaran lewat internet  versus siaran yang menggunakan modulasi digital namun tetap menggunakan spektrum radio dalam penyiarannya. Kerancuan ini juga terjadi di pertelevisian, dimana kita sudah merasakan bersama bagaimana susahnya migrasi di TV Digital. Bayangkan saja jika ada proyek migrasi penyiaran radio analog ke digital, yang penetrasinya makin tergerus "tiktok" serta medsos lainnya.

Namun RRI sebagai badan penyiaran yang harus tunduk dengan aturan penyiaran internasional seyogyanya memang harus mengikuti perkembangan jaman, walaupun pendengar digital lewat internet dan smartphone lebih banyak tentunya penetrasinya. Sebagai lanjutan kegatalan saya mencoba dongle rtl-sdr kw murah meriah, mari kita lihat gambar spektrum di frekuensi vhf seputaran 220Mhz.

Terdapat sinyal besar yang meghabiskan bandwith 1.536 Mhz, dan saya yakin ini signal digital karena sinyalnya begitu halus batas kanan dan kirinya layaknya benteng besar. Lalu yang saya lakukan untuk mendecode siaran digital ini adalah mengingat kembali kalau dulu saya pernah menulis tentang percobaan radio digital RRI di frekuensi VHF Kanal 12D (229.072 Mhz), dan  kemudian saya menginstal aplikasi DAB Player yang saya temukan di Internet. Namun sayangnya driver yang digunakan adalah driver bawaan USB DVBT stick, sehingga saya jadi gak bisa utak-atik radio lewat SDR lagi.

Ketika saya akhirnya beralih mengoprek SDR di OS linux/ubuntu disanalah saya menemukan aplikasi yang ber driver sama Osmocom sehingga langsung saja saya arahkan ke githubnya untuk mengunduh image linux nya disini : https://github.com/JvanKatwijk/qt-dab/releases. Ada 2 versi linux yang dapat dunduh, versi windows juga ada. Jadi silahkan gunakan yang sesuai dengan PC anda.  

Untuk dapat menjalankan nya di linux maka butuh merubah jenis aplikasinya jadi executable, gak perlu pake command line yang susah, gini aja sesuai gambar dibawah lewat klik kanan.

Setelah itu aplikasi sudah bisa di RUN dan pencet control. DI bagian bawah terdapat input dan bisa pilih DAB STICK dan bisa di scan single di frekuensi / kanal 12D di Jakarta maupun Surabaya. Kota lain silahkan full scan aja biar lebih bagus mungkin aja ada radio lainnya juga bersiaran di Digital DAB.

Tampilan siaran DAB+ di QT-DAB seperti ini : 

 

1 kanal DAB+ dapat menampung 8 buah siaran radio berformat Audio HE-AAC 128kbps (standar audio Mpeg player) sehingga total bitrate yg dipakai sekitar 1.136 Mbps . Sehingga kualitas suaranya sangatlah jernih ditelinga layaknya memutar CD atau MP3. Untuk membikin seru, kita tampilkan grafik-grafik yang secara teknis berguna ( untuk anda mahasiswa jurusan telekomunikasi).

Mau mencobanya ? Silahkan saja...Seru kok

Read More

[RTL-SDR] Mendengarkan Radio FM Dengan Gnu Radio

 

 

Setelah berhasil menginstall Gnu Radio dan driver osmocom- osmosdr, bisa baca dulu disini, kita lanjutkan utak atik dongle rtl-sdr kelas jangkrik seharga 65 ribu perak dengan mempelajari bagaimana mengaksesnya melalui gnuradio companion yang berbasis GUI. Sebenarnya coding secara manual bisa dilakukan menggunakan python dan c++, namun saya rasa akan membutuhkan pemahaman yang sangat lama (bagi saya, tidak untuk kawan yang ahli nya ahli ulo python). 

Kita mulai dengan perintah : sudo gnuradio-companion  dan kemudian layar polos flows dari gnuradio companion muncul, tenang saja ikuti langkah urut berikut ini :

1. Beri nama proyek radio kamu agar terlihat keereeen

2. Tambahkan sumber radio sdr yang kita pakai, dalam hal ini dengan driver dari osmocom / osmo SDR. Menu sebelah paling kanan adalah drop down menu untuk memilih "block" yang akan ditambahkan. Jangan kaget kalau terlihat perangkatnya belum nyambung (Source - out(0): Port is not connected) abaikan saja.

 

 

3. Isikan parameter didalamnya, ikuti saja langkah sesuai gambar dibawah. Nilai-nilai yang dipakai berulang seperti sample rate atau frekuensi dapat di berikan sebagai block variabel, seperti pada pemrograman pada umumnya.

 

4. Selanjutnya akan semakin menjadi bahasa yang "hanya" dipahami oleh mahasiswa jurusan teknik telekomunikasi seperti istilah Filter dan FFT. Sebagai tukang solder ya kta hantam saja yang penting sinyalnya keluar seperti gambar flow berikut, dimana saya melakukan tuning radio FM di daerah Surabaya. Sambungkan node in dan out yang sesuai pada editor.

 

5. Tuh kan mumet ! Untuk bisa menampilkan gambar gelombangnya seperti gambar diatas, perlu dilakukan pengaturan FFT seperti gambar berikut :

6. Selanjutnya tambah membikin dahi mengkerut karena mulai muncul istilah-istilah pengolahan sinyal pada python seperti : FILTER, DECIMATION, DOWN SAMPLING, RE SAMPLING, dan tetek bengek lainnya. Intinya sinyal FM akan dipotong - diturunkan - dibagi, sehingga dapat diolah menjadi gelombang suara. Ini bukanlah makanan saya dan mungkin saat saya sudah paham maka saya akan tidak segan-segan untuk membaginya. Ini adalah salah satu alasan saya, DULU KETIKA KULIAH, untuk mengambil jurusan tukang solder, ketimbang tukang sinyal yang matematikanya harus jago!

 

7. Output dari audio sink pada linux lumayan bikin pusing setingannya, namun saya kasi clue untuk ubuntu ( berbasis driver alsa ) seperti pada gambar dibawah ini audio default saya pada ubuntu, namun jika ingin mngeluarkan suara di layar tv HDMI gunakan : hdmi:CARD=HDMI,DEV=0 , jika bingung coba cari list alsa device pada terminal dengan perintah :  aplay -L .

 

 

8. Diagram flow lengkapnya seperti ini, dapat juga diunduh mentahannya di sini.

 

SELAMAT MENCOBA !

Read More

[RTL-SDR] Bosan dengerin cuap-cuap? Ayo main lebih jauh dengan GNU RADIO

 

SDR# Airspy sudah bosen, frekuensi polisi udah ketemu sampai tau update kegiatan mereka. Lalu liat decoding DMR juga ketemunya orang di gudang ekspedisi ngobrolin hal yg gak paham. Selanjutnya apa ya yang menarik untuk dibahas? 

Ehhhh kebetulan nih saya sedang getol-getolnya menyambung lagi oprek lora yang saya lakukan dikampus unesa surabaya. Ada beberapa anak yang skripsi nya mengenai lora sedang saya bimbing dan ada anak magangnya juga. Ini juga yang menyebabkan saya membeli dongle rtl2832 merek Epro yang katanya KW. 

 

 

 Saya ingin membaca sinyalnya lora, dan memang berhasil membaca sak-"klebat "-an chirp lora di waterfall SDR#. Lalu kalau saya ingin men-decode-nya saya harus gimana? Inilah kemudian memutuskan saya untuk meng-eksplor lebih jauh menggunakan GNU RADIO.

Untuk menggunakan gnu radio, maka mau tidak mau saya harus menggunakan OS linux yang kebetulan PC saya terdapat distro paling umum Ubuntu didalamnya. Ya langsung saja saya install package Gnu-radio beserta driver RTL-SDR yang saya pakai. Langkahnya seperti ini kira kira:

Install melalui terminal, luangkan waktu sejenak dan internet yang kencang:    

 

sudo apt-get install gnuradio

 

Setelah itu kita cek apakah driver dari perangkat USB dongle RTL-SDR sudah tersedia di Gnu Radio companion dengan mengecek adanya menu osmosdr di kanan bawah layar pilihan bloc. Jika tidak ada (versi 3.8 kebawah)diharuskan menginstall driver RTL-SDR yang sesuai sehingga  tidak menggunakan mode DVBT, dibuat oleh osmocom jerman. Langkahnya seperti ini :

git clone https://gitea.osmocom.org/sdr/gr-osmosdr
cd gr-osmosdr/
mkdir build
cd build/
cmake ../ DINSTALL_UDEV_RULES=ON -DDETACH_KERNEL_DRIVER=ON
make
sudo make install
sudo ldconfig

 

Jika sudah selesai maka bisa melakukan test dengan perintah  $ rtl_test

Jika layar terminal tadi belum muncul seperti gambar diatas, mungkin butuh menambahkan  baris text ini  di /etc/modprobe.d/blacklist.conf : 

 

blacklist dvb_usb_rtl28xxu 

 

Gunakan : sudo nano /etc/modprobe.d/blacklist.conf agar lebih mudah mengeditnya.

Selanjutnya apa ya ? Kamu bisa menggunakan IDE Drag & Drop dari gnuradio companion ( $ gnuradio-companion ) untuk menambahkan semua komponen perangkat SDR. Sedikit njlimet dan saya akan memulai pada memperkenalkan Gnu Radio Companion  untuk tuning siaran radio FM. silahkan di baca bagian selanjutnya ya..

Read More

[RTL-SDR] Teknologi Radio Analog Jadul, Dapat Apa Sih di 2024 ?

 

Jadul amat di tahun 2024 main radio analog ? Hellukk jangan gitu dong, semua yang telah menjadi digital (saat tulisan ini disusun), juga berasal dari analog lhoo... Namun karena memang kebutuhan akan frekuensi sebagai sumber daya alam terbatas, maka dengan hadirnya ilmu digital, menjadikan pemanfaatan spektrumnya menjadi lebih efieien. GSM 5G yang kalian pakai sekarang juga diawali oleh teknologi selular AMPS di tahun 90an yang kemudian dengan kebutuhan yang meningkat dapat dilayani oleh sistem digital GSM dengan lebih bagus. Kita akan bahas secara pelan dilain kesempatan, dan kali ini saya akan berbagi dapat apa sih pada frekuensi radio di wilayah saya  ?

Namun pertama kita lihat dulu pembagian spektrum frekuensi radio yang dibagi oleh ITU dan dilokalkan di Indonesia oleh Kominfo.  

Wikipedia menulis seperti ini :

• Tremendously low frequency (TLF): < 3 Hz: >100.000 km: Natural Electromagnetic Noise
• Extremely Low Frequency (ELF): 3 – 30 Hz: 10.000 – 100.000 km: Submarines
• Super Low Frequency (SLF): 30 – 300 Hz: 1.000 – 10.000 km: Submarines
• Ultra Low Frequency (ULF): 300 – 3.000 Hz: 100 – 1.000 km: Submarines, mines
• Very Low Frequency (VLF): 3 – 30 kHz: 10 – 100 km: Navigation, time signal, Submarines, heart rate monitor
• Low Frequency (LF): 30–300 kHz: 1 – 10 km: Navigation, time signal, Radio AM (long wave), RFID
• Middle Frequency (MF): 300 – 3.000 KHz: 100 – 1.000 m: Radio AM (medium wave): (Banyak digunakan dalam radio siaran swasta niaga)
• High Frequency (HF): 3 – 30 MHz: 10 – 100 m: Short wave Broadcast, RFID, radar, Marine and Mobile radio telephony: (Banyak dipakai untuk hubungan ke tempat yang jauh/ terpencil.)
• Very High Frequency (VHF): 30 – 300 MHz:1 – 10 m: Radio FM, Television, Mobile Communication, Weather Radio: (Banyak digunakan untuk kepentingan hubungan jarak dekat)
• Ultra High Frequency (UHF): 300 – 3.000 MHz: 10 – 100 cm: Television, Microwave device / communications, mobile phones, wireless LAN, Bluetooth, GPS, FRS/GMRS: (Banyak digunakan untuk kepentingan hubungan jarak dekat)
• Super High Frequency (SHF): 3 – 30 GHzv: 1 – 10 cm Microwave device / communications, wireless LAN, radars, Satellites, DBS: (Banyak digunakan untuk tererstrial dan satelit )
• Extremely High Frequency (EHF): 30 – 300 GHz: 1 – 10 mm High Frequency Microwave, Radio relay, Microwave remote sensing: (Banyak digunakan untuk tererstrial dan satelit )
• Tremendously High Frequency (THF): 300 – 3.000 GHz: 0.1 – 1 mm: Terahertz Imagin, Molecular dynamics, spectroscopy, computing/communications, sub-mm remote sensing.

Sedangkan untuk radio amatir milik Orari maupun Rapi memiliki band plan seperti berikut :

klik / download gambar untuk lebih jelas

Lalu apakah yang bisa saya lakukan untuk mengetes apakah dongle usb RTL-SDR yang katanya kw ini bekerja atau tidak ? Mari kita tuning ke stasiun radio FM terdekat dan jangan lupa sambungkan antena seperti yang sudah saya bahas disini.

Untuk modulasi paling umum ada 2 yaitu AM dan FM, dimana AM biasanya digunakan oleh perangkat radio dibawah 80Mhz dan juga yang masih menggunakan nya adalah airband / komunikasi bandara dan pesawat di 108 - 137Mhz. Selebihnya komunikasi lebih bagus menggunakan FM termasuk radio amatir analog maupun digital. Saya beri contoh hasil capture radio AM broadacst dan amatir di rentang frekuensi medium wave  dari penerima SDR Airspy di australia, yang terhubung ke network SDR#.

Sedangkan yang menarik kalau di amerika ada banyak radio broadcast yang masih mengudara di jalur short wave seperti Indonesia tahun 80-90an (jaman saya remaja). Dan di amerika sana ada stasiun radio timer / penanda waktu WWV yang masih mengudara di frekuensi 2, 2.5, 5, 10 dan 15 MHz. Rekamannya seperti dibawah ini.

Sedangkan di Surabaya sini penggunaan frekuensi masih cukup banyak oleh instansi pemerintah, tni, kereta api, satpam dan lain sebagainya. Kebetulan saya tinggal dekat pelabuhan tanjung perak maka saya sering mendengar percakapan antara tower pelindo dengan kapal yang mau sandar di dermaga, atau kantor ekspedisi kontainer. Kode-kode yang mereka gunakan masih membuat saya tertawa namun masih cukup seru untuk disimak.

Untuk frekuensi lainnya yang pernah saya scan adalah percakapan kereta api yang akan sampai (menggunakan radio lokomotif) ke PPKA di pasar turi.

Jaman sekarang telah hadir juga perangkat radio amatir digital, sehingga butuh encoder khusus untuk mendengarkannya.

Sebenernya masih banyk lagi hasil scanning saya, dari mulai tukang sapu jalan (DLH SURABAYA), kepolisian, markas TNI AL dan yang kadang menjengkelkan ada pengguna radio amatir yang kadang menyetel lagu sambil karakoean di frekuensi amatir. Gak ada kerjaan kali ya....

Read More