APRS Pada Amatir Radio – Hardware APRS Igate untuk APRS MESH RADIO NETWORK(bagian keempat)

19/08/202320/08/2023 adminpusat

Pada bagian keempat ini kita membahas tentang hardware dari APRS Igate untuk membuat APRS MESH RADIO NETWORK, APRS Igate membutuhkan hardware yang handal dalam kinerjanya, sehingga dapat optimal dalam RX Signal APRS maupun proses digipeater atau memancarkan kembali terhadap signal APRS yang diterima, beberapa parameter penting yang perlu diperhatikan adalah :

Frekuensi Modulation Bandwidth APRS adalah sebesar 10khz, dibutuhkan radio yang memiliki kemampuan teknis dengan FM bandwidth tersebut sehingga signal input dapat ditransmisikan dengan optimal, dalam hal ini saya menggunakan Radio Motorola GM338 yang memiliki Channel Bandwidth sampai dengan 25Khz.
bit rate yang sebagus mungkin terhadap Analog to Digital converter, dalam hal ini bisa dilakukan dengan ADC dengan Micro Controller(ex: Arduino Nano TNC SQ9MDD) ataupun ADC dengan menggunakan soundcard CM108
TX Power Transceiver yang besar sehingga memiliki coverage transmit digipeater yang luas
Signal Audio RX dan TX yang konsisten, tidak tergantung pada volume front panel radio.

https://www.sigidwiki.com/wiki/Category:Amateur_Radio

Hardware apa saja yang dibutuhakan :

Single Board Computer dengan Linux OS
Sound Card CM108 sebagai ADC dan DAC dari Direwolf to Radio dan sebaliknya
Radio Motorola GM338, GM3688 atau sejenis-nya

Single Board Computer(SBC)

SBC bisa menggunakan semua yang ada di market dengan beberapa pertimbangan antara lain: processor berbasikan ARM, harga murah, disipasi panas yang tidak terlalu berlebih ketika bekerja dan memiliki interkoneksi USB dan LAN Port ataupun WIFI, bisa menggunakan raspberry pi 2, 3 dst. Orange Pi One yang saya gunakan memiliki semua kriteria diatas hanya saja tidak memiliki build in WIFI.

Persiapan untuk installasi

Download Armbian Linux OS sesuaikan dengan hardware yang ada https://www.armbian.com/download/?device_support=Supported&arch=armhf, untuk OS tidak mandatory Armbian Linux, bisa menggunakan Debian, Ubuntu ataupun yang lainnya yang penting sesuai dengan hardware SBC dan light(ringan secara proses dan file size OS, pilih yang OS server) sehingga mudah di load pada micoSD 16GB, file hasil download ini umumnya adalah ISO atau IMG files yg kemudian dimekarkan pada micoSD.
Tools untuk memekarkan OS hasil download bisa menggunakan RUFUS, dapat di download pada link https://rufus.ie/en/
Tools untuk Remote SSH Client via CLI Command dengan menggunakan PUTTY, install putty pada PC atau Laptop Client link download https://www.putty.org/
persiapkan Simple LAN dengan Link Internet, Modem dengan LAN Port, SBC under install dan PC Remote Client semuanya terkoneksi dalam LAN dan Internet.
Software IP Scanner pada PC Client untuk melakukan scanning IP DHCP pada SBC, bisa di download di https://www.advanced-ip-scanner.com/
Software 7-Zip pada PC Client untuk unzip terhadap imageOS yang sudah kita download https://www.7-zip.org/
USB microSD Card Reader, untuk melakukan proses writing image pada microSD

Proses installasi OS Single Board Computer

Download Image Files OS Armbian, contoh nama files hasil download adalah sebagai berikut Armbian_23.02.2_Orangepione_jammy_current_5.15.93.img.xz dan unzip dengan 7-zip.
write OS hasil unzip pada microSD, pilih nama files-nya dengan extension IMG dengan menggunakan Rufus, tunggu sampai proses writing OS pada microSD selesai.
masukkan microSD pada SBC, persiapkan semua interkoneksi-nya ex: adaptor SBC, LAN SBC to Modem, PC Client sudah terkonnect ke Modem(via LAN ataupun WIFI).

SSH Remote SBC dengan PC Client

setelah semuanya OK, dan pastikan OS sudah running pada SBC, saatnya untuk melakukan SSH Remote pada SBC dengan PC Client :

Scanning IP DHCP pada SBC dengan menggunakan tools IP Scanner.
setelah diketahui IP SBC, lakukan SSH Client dengan PUTTY , perhatikan beberapa parameter yang musti diisi ex: IP dari SBC, Port 22 dan Connection type SSH kemudian klik tab OPEN

input username dan password sesuai dengan default dari masing-masing OS ex: untuk ARMBIAN username : root password : 1234 untuk selanjutnya bisa create username ataupun password baru bisa dilakukan sesuai keahlian linux masing-masing, ikuti langkah-langkah awal pada proses initial dari installasi OS tersebut sampai dengan selesai.
berikut contoh tampilan Armbian OS yang sudah terinstall dan siap menunggu instruksi selanjutnya

lakukan proses update untuk retrieve update link repository dengan command sudo apt-get update , dan dilanjutkan dengan sudo apt-get upgrade untuk mendapatkan versi terbaru untuk setiap packages files-nya.

beberapa command dasar CLI dari Linux dapat dipelajari dengan linux command cheatsheet, sehingga dapat deep explore terhadap SBC yang sudah terinstall ArmbianOS.

Soundcard CM108

Soundcard CM108 pada dasarnya sudah dibahas pada bagian ketiga, hanya ada perbaikan desain assembly dan port ke Radio Motorola GM338

yang digunakan hanya 4 Pinout saja yaitu : SPK, MIC, PTT dan GND

untuk interkoneksi dengan Radio Motorola bisa menggunakan connector COR yang umum dijual di toko online, berikut adalah pinout dari GM338, pin yang digunakan hanya :

MIC AUDIO IN – masuk ke SPK dari CM108
PTT – signal dari Collector TUN
RX AUDIO OUT – masuk ke MIC dari CM108(terpasang VR 2k untuk audio level adjust)
GND

SOFTWARE DIREWOLF

Installasi DIREWOLF

sources dan step by step installasi Direwolf dapat diperoleh melalui link https://github.com/wb2osz/direwolf

install packages yang dibutuhkan

sudo apt-get install git
sudo apt-get install gcc
sudo apt-get install g++
sudo apt-get install make
sudo apt-get install cmake
sudo apt-get install libasound2-dev
sudo apt-get install libudev-dev

dan dilanjutkan dengan installasi direwolf

cd ~
git clone https://www.github.com/wb2osz/direwolf
cd direwolf
git checkout dev
mkdir build && cd build
cmake ..
make -j4
sudo make install
make install-conf

Customised config direwolf pada files direwolf.conf

berikut adalah tampilan dari list folder setelah kita melakukan proses installasi dari direwolf pada ArmbianOS

sebelum running DIREWOLF, musti dilakukan edit config dari files direwolf.conf, dengan ~$ sudo nano direwolf.conf

ada beberapa hal yang perlu kita perhatikan pada direwolf.conf :

tanda # pada text akan membuat text pada line tidak akan dieksekusi dan otomatis akan berwarna tosca blue, sedangkan pada line tanpa tanda # akan membuat line text dieksekusi dan text akan berwarna putih.
jika ingin bereksperiment dengan beberapa command cukup memberikan tanda # didepan text line under experiment untuk inactive line text tersebut.

berikut adalah beberapa line active(warna putih) pada direwolf.conf yang sudah penulis lakukan dengan callsign SSID YH3NPX-2 :

ADEVICE plughw:1,0
CHANNEL 0
MYCALL YH3NPX-2
MODEM 1200
PTT CM108
AGWPORT 8000
KISSPORT 8001
PBEACON delay=1 every=02 symbol=/# lat=07^18.21S long=112^39.62E power=10 height=30 gain=3 comment=”WEST IGATE ORARI PROJECT” via=WIDE2-1
DIGIPEAT 0 0 ^WIDE[1-7]-[1-7]$|^TEST$ ^WIDE[12]-[12]$ TRACE
IGSERVER rotate.aprs2.net
IGLOGIN YH3NPX-2 18876
PBEACON sendto=IG every=15:00 lat=07^18.21S long=112^39.62E symbol=/#
IGTXLIMIT 6 10

TTPOINT B01 37^55.37N 81^7.86W
TTPOINT B7495088 42.605237 -71.34456
TTPOINT B934 42.605237 -71.34456

TTPOINT B901 42.661279 -71.364452
TTPOINT B902 42.660411 -71.364419
TTPOINT B903 42.659046 -71.364452
TTPOINT B904 42.657578 -71.364602

TTVECTOR B5bbbddd 37^55.37N 81^7.86W 0.01 mi

TTGRID Byyyxxx 37^50.00N 81^00.00W 37^59.99N 81^09.99W

TTUTM B6xxxyyy 19T 10 300000 4720000

TTCORRAL 37^55.50N 81^7.00W 0^0.02N

TTMACRO xx1yy B9xx*AB166*AA2B4C5B3B0A1yy
TTMACRO xx2yy B9xx*AB170*AA3C4C7C3B0A2yy
TTMACRO xxyyy B9xx*AB180*AA3A6C4A0Ayyy

TTMACRO z Cz

kita akan bahas line per line dari config diatas untuk memudahkan maksud dan tujuannya, detail juga bisa kita pelajari dari Direwolf user guide :

https://github.com/wb2osz/direwolf/blob/master/doc/User-Guide.pdf

detail text line direwolf.conf

ADEVICE plughw:1,0
CHANNEL 0

2 line diatas adalah identifikasi USB port dari soundcard CM108, dibawah adalah capture dari scroll text yang muncul apabila execute direwolf

terdapat informasi tentang channel yang aktif beserta detail baud dan sample ratenya (direwolf userguide p.62).

MYCALL YH3NPX-2 adalah untuk identifikasi callsign dari Igate (direwolf userguide p.63-64)

MODEM 1200 untuk definisi baudrate modem (direwolf userguide p.63-64)

PTT CM108 mengaktifkan signaling PTT pada CM108

AGWPORT 8000 definisi alamat port
KISSPORT 8001 definisi alamat port

PBEACON delay=1 every=02 symbol=/# lat=07^18.21S long=112^39.62E power=10 height=30 gain=3 comment=”WEST IGATE ORARI PROJECT” via=WIDE2-1

adalah untuk config PBEACON (direwolf userguide p.113-114), terdapat informasi posisi, symbol yang akan muncul di APRS.FI, comment dan PATH

untuk detail symbol APRS bisa menggunakan hirarki dibawah :

DIGIPEAT 0 0 ^WIDE[1-7]-[1-7]$|^TEST$ ^WIDE[12]-[12]$ TRACE definisi digipeater dari channel input-output dan informasi path (direwolf userguide p.92)

IGSERVER rotate.aprs2.net
IGLOGIN YH3NPX-2 18876

IGSERVER adalah informasi Tier 2 Server dimana akan connect, IGATE yang connect via T2 server dapat diketahui via detail informasi IGATE seperti dibawah ini T2MEXICO.

IGLOGIN adalah informasi mengenai IGATE CALLSIGN dan PASSWORD-nya, detail generate passcode bisa di generate via link https://apps.magicbug.co.uk/passcode/

PBEACON sendto=IG every=15:00 lat=07^18.21S long=112^39.62E symbol=/# PBEACON pada line ini adalah untuk beacon via link Internet, hal ini untuk eksistensi posisi IGATE apabila PBEACON via RF tidak ada IGATE yang meresponse.

IGTXLIMIT 6 10 fungsi dari line ini adalah untuk melakukan limit IGATE transmit sehingga apabila dalam batas limit paket akan di-drop(direwolf userguide p.125)

Monitoring Traffic IGATE

untuk monitoring traffic yang masuk, menggunakan PUTTY untuk melakukan CLI ke SBC yang sedang running DIREWOLF dengan command : screen -D -r direwolf

dan untuk terminate monitoring dengan pencet Ctrl-a kemudian diikuti dengan tombol d layar remote desktop akan kembali ke home screen.

Auto Restart Armbian dan Direwolf

IGATE memerlukan Reliability sehingga apabila ada supply listrik fail dan apabila sudah dalam kondisi recovery suppy maka ARMBIAN OS dan Direwolf mampu melakukan automatic restart, tanpa diperlukan remote desktop untuk start services dari DIREWOLF.

Pastikan screen packages sudah terinstall pada ArmbianOS : sudo apt-get install screen

screen -d -m -S direwolf “direwolf”

chmod +x dw-start.sh
ketik crontab –e
tambahkan line :
* * * * * /home/redy/dw-start.sh >/dev/null 2>&1

dimana redy adalah folder home dari IGATE yang penulis buat (direwolf userguide p.29)

APRS IGATE YH3NPX di SURABAYA dan JAWA TIMUR

saat ini APRS Igate di Surabaya terpasang 2 Station dengan Callsign YH3NPX-1 (East IGATE) dan YH3NPX-2 (West IGATE), sedangkan YH3NPX-4 Posisi di Pananjakan Bromo masih dalam pengembangan dapat dimonitor pada browser dengan alamat https://aprs.fi/#!lat=-7.29933&lng=112.65283

Tim Installasi APRS IGATE di SURABAYA dan JAWA TIMUR

Terima kasih buat :

OM Iwan – YB3JF
OM Justinus – YD3TMF
OM Hendro – YC3BUS
dan rekan Amatir Radio dalam Project-X yang sudah membantu dalam terwujudnya IGATE di kota SURABAYA dan JAWA TIMUR kedepan nantinya.

Semoga Artikel ini berguna bagi pengembangan Amatir Radio di Indonesia, salam 73 de YB3RDW redy.wibisono@gmail.com