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KiwiSDR

 

Mitte 2016 stiess ich auf einer Crowd Funding- Plattform im Internet auf ein interessantes Software Defined Radio- Projekt, das mittlerweile von sich reden macht. Den KiwiSDR! Dieser SDR wurde vom Funkamateur John Seamons ZL/KF6VO entwickelt und zur Serienreife gebracht. Wieso heisst ein SDR "Kiwi"? Damit ist der Vogel Kiwi gemeint, das Nationalsymbol Neuseelands. Weil der Entwickler einige Zeit dort verbrachte, taufte er sein Projekt um, von ursprünglich WRX (Web Receiver) auf KiwiSDR. Es hatte aber auch urheberrechtliche Gründe gemäss der Webseite vom KiwiSDR.

Der KiwiSDR ist ein sogenannter Netzwerk- SDR. Das bedeutet, er wird übers lokale PC- Netzwerk betrieben. Der Clou ist aber, er lässt sich auch übers Internet fernsteuern. Vier User können gleichzeitig und unabhängig voneinander darauf zugreifen. Auf der Webseite http://sdr.hu/ ist der KiwiSDR registriert und kann dort von jedermann und zu jeder Zeit kostenlos genutzt werden. Mittlerweise haben viele KiwiSDR- Besitzer ihr Gerät dort eingetragen. Diese sind über den ganzen Erdball verteilt, teils auch an exotischen Standorten. Ein Feature in dieser Preisklasse ist die GPS-Anbindung. Diese dient der Zeitsynchronisation des BeagleBone und zur Frequenzstabilisierung des KiwiSDR.

Damit der KiwiSDR an einem Netzwerk lauffähig ist, braucht er ein Webinterface. Dieses befindet sich auf der angesteckten Platine. Diese Platine ist der so genannte BeagleBone Computer mit eigenem Betriebssystem. Die Kombination KiwiSDR und BeagleBone bilden eine Einheit. Diese Kombi wird an einen Router oder direkt an einen Computer mittels Ethernetkabel angeschlossen. Das schöne daran ist, der KiwiSDR ist unabhängig vom Betriebssystem des Computers, von dem er bedient wird. Es braucht auch keine spezielle Software installiert zu werden. Er wird über den Internetbrowser gesteuert. Die Browser Chrome, Firefox, Opera und Safari funktionieren mit dem KiwiSDR. Der Internet Explorer von Windows geht leider nicht.
 

Lieferumfang:
-- KiwiSDR Platine & BeagleBone Platine zusammengesteckt
-- Gehäusebausatz bestehend aus Einbaurahmen aus Aluminium und zwei Plexiglasplatten
-- Säckchen mit Schrauben und Spreiznieten
-- GPS Antenne
-- Software auf Micro-SD Karte (Backup)
-- Kurzanleitung

 

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Die wichtigsten technischen Daten:
-- Frequenzbereich: 10KHz - 30MHz
-- Betriebsarten: AM, AMn, LSB, USB, CW, CWn, NBFM
-- Bandbreitenfilter: Einstellbar zwischen 50Hz - 10KHz
-- 30MHz Tiefpassfilter
-- 14bit ADC mit 65MHz Taktfrequenz
-- SMA HF-Antennenanschluss
-- 3,3V SMA Anschluss für GPS Aktivantenne
-- Masse: 124 x 83 x 34 mm
-- Gewicht:


Zusammenbau

Nach Anfrage bei der Firma WiMo in Herxheim (DE), schickte mir Ekki (DF4OR) den KiwiSDR für Tests und Vergleiche zu. Anfangs Januar 2017 traf das Gerät hier ein.
Der KiwiSDR geht als Bausatz zum Endverbraucher. An der Elektronik muss nicht gelötet werden. Die schon zusammengesteckten Platinen (KiwiSDR & BeagleBone), die in einer antistatischen Folie eingepackt sind, müssen in das dazu gelieferte Gehäuse eingebaut werden. Das Gehäuse besteht aus einem zweiteiligen Aluminiumrahmen und zwei Plexiglasplatten. Es sind nur vier Schrauben anzuziehen. Der Rest wird mit Spreiznieten befestigt. Zeitaufwand 10-15 Minuten. Eine kleine Anmerkung zum Zusammenbau: Es sollte darauf geachtet werden, das man vor dem Anfassen der Elektronikplatinen, sich an einem geerdeten Gegenstand erdet. Dies, um statische Aufladung abzubauen. Ansonsten könnte die sensible Elektronik beschädigt werden.
Um den KiwiSDR zum laufen zu bringen sind noch ein 5V-Netzteil, ein Ethernetkabel, sowie ein Adapter vom SMA auf BNC/PL notwendig. Diese wichtigen Teile werden leider nicht mitgeliefert. Beim Netzteil ist besondere Achtsamkeit geboten, will man sich den Empfang nicht gleich von vornherein verschlechtern. Leider gibt es kaum noch analoge 5V Netzteile. Man muss fast Zwangsläufig auf Schaltnetzteile zurückgreifen. Es lohnt sich auf jeden Fall, etwas mehr in ein gutes Schaltnetzteil zu investieren. Wir wissen ja mittlerweile, das billige und nicht entstörte Schaltnetzteile Empfangsstörungen verursachen können. Folgende Netzteile habe ich ausprobiert und für gut befunden.

-- Analoges 5V Netzteil: http://www.ebay.com/itm/Linear-Power-Supply-DC-5V-7V-9V-12V-15V-18V-for-CM6631-XMOS-DAC-HIFI-AUDIO-PSU-/131034415051
-- Universal- Schaltnetzteil: http://www.ebay.com/itm/141170481841?_trksid=p2057872.m2749.l2649&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT



Inbetriebnahme

Es gibt mehrere Möglichkeiten den KiwiSDR in Betrieb zu nehmen.
-- Über einen Router
-- Direkt mit dem Ethernetkabel an den Netzwerkanschluss des PC's/Laptop
-- Über einen USB – Netzwerk Adapter direkt an den PC/Laptop
-- Über den Micro USB-Anschluss des BeagleBone. Link: http://kiwisdr.com/quickstart/index.html#id-net-usb
-- Über eine serielle Schnittstelle. Link: http://kiwisdr.com/quickstart/index.html#id-net-serial (Nur für Debug Betrieb des BeagleBone).
-- Zugriff über Internet

Über einen Router
Eine Methode den KiwiSDR in Betrieb zu nehmen, erfolgt über einen Router. Dieser sollte idealerweise über eine Internetverbindung verfügen, damit der KiwiSDR automatisch Softwareupdates runterladen und selbstständig installieren kann. Diese Updates werden auf den BeagleBone geladen. Auch der PC oder Laptop sollte eine Verbindung zum Router haben, um mit dem KiwiSDR zu kommunizieren. Entweder über Ethernetkabel oder über WLAN. Bevor der KiwiSDR angeschlossen wird, sollte der Router konfiguriert werden. Bei der Portweiterleitung oder in Englisch "Port Forwarding", muss der Port 8073 über TCP freigeschaltet werden. Sonst könnte die Kommunikation zwischen KiwiSDR und dem PC blockiert sein. Ist das getan, wird der KiwiSDR an den Router, Antennen und Stromversorgung angeschlossen und in Betrieb genommen. Es dauert etwa eine Minute bis der BeagleBone PC hochgefahren und bereit ist. Eine Steuersoftware muss nicht installiert werden, weil diese im BeagleBone Computer installiert ist. Diese startet, sobald im Browser die Adresse des KiwiSDR eingegeben und mit "Enter" bestätigt wird. Diese lautet: kiwisdr.local:8073
Der KiwiSDR kann auf allen Betriebssystemen betrieben werden. Die Internetbrowser Chrome, Firefox, Opera und Safari werden unterstützt. Der Internet Explorer vom Microsoft geht leider nicht. Möglicherweise kann man noch nicht auf den KiwiSDR zugreifen, weil sobald er mit dem Internet verbunden ist, sich mit dem Update-Server verbindet und die letzten Softwareupdates automatisch runterlädt. Eine entsprechende Meldung wird angezeigt. Das dauert ein paar Minuten. Nun kann der KiwiSDR gestartet werden. Ist alles richtig konfiguriert, erscheint die Bedienoberfläche im Browserfenster.

Direkt mit dem Ethernetkabel an den Netzwerkanschluss des PC's/Laptop
Man kann den KiwiSDR auch direkt an den PC anschliessen. Hierzu wird der Netzwerkanschluss des Computers verwendet. Bevor man dies tut, ist ein kleiner Kunstgriff notwendig. Damit unter Windows die Adresse des KiwiSDR "kiwisdr.local:8073 " im Browser aufgerufen werden kann, muss ein mDNS-Dienst installiert werden. Der einfachste Weg ist, man lädt sich iTunes von Apple runter und installiert es. In iTunes ist "Bonjour" enthalten, der einen mDNS-Dienst enthält. iTunes kann anschliessend wieder deinstalliert werden. Bonjour bleibt erhalten. Gibt man nun die Adresse "kiwisdr.local" in die Adressleiste des Browsers ein, sollte die Bediensoftware des KiwiSDR starten.

Über einen USB – Netzwerk Adapter
Ist der Netzwerkanschluss am PC oder Laptop für den Internetzugang besetzt, kann man den KiwiSDR über einen USB-Anschluss beteiben. Hierzu ist ein USB – Netzwerk Adapter notwendig. Auch für diese Methode muss der mDNS-Dienst installiert sein. iTunes installieren und wieder deinstallieren. Bonjour bleibt erhalten. Bonjour enthält den mDNS-Dienst. Gibt man nun die Adresse "kiwisdr.local:8073" in die Adressleiste des Browsers ein, sollte die Bediensoftware des KiwiSDR starten.

Zugriff übers Internet
Das grosse Feature des KiwiSDR ist die Zugriffsmöglichkeit übers Internet. Es können insgesamt vier User gleichzeitig auf den KiwiSDR zugreifen. Eine Interessante Sache, will man z.B. Empfangsversuche an exotischen Standorten machen. Auf der Webseite "http://sdr.hu/" sind alle KiwiSDR und auch andere mit der Plattform kompatible SDR's aufgelistet. Mit einem Klick auf den Link, verbindet man sich mich dem entsprechenden SDR.
Will man seinen KiwiSDR mit anderen Usern teilen, sind ein paar kleine Hürden zu überwinden. Grundkenntnisse der Netzwerktechnik sind hierzu von Vorteil.
Hier eine Anleitung in Kurzfassung.
-- Beim Router die Portweiterleitung auf Port "8073" unter TCP freischalten.
-- KiwiSDR an den Router anschliessen und in Betrieb nehmen.
-- Testen, ob der KiwiSDR lokal betrieben werden kann.
-- Sich bei einem DNS Anbieter registrieren. Z.b bei "https://www.noip.com". Dieser Anbieter ist kostenlos. Man muss nur alle 30Tage sein Account per Mail bestätigen.
-- Falls der Router die DNS Funktion unterstützt, werden die Daten die man vom DNS Anbieter erhalten hat in der entsprechenden Eingabemaske des Routers eingegeben.
-- Unterstützt der Router die DNS Funktion nicht, kann ein Dynamic Update Client (DUC) beim Anbieter runterladen und installiert werden. Daten, wie Adresse des KiwiSDR, Passwort usw. eingeben und den Client starten. Dieser Client sucht den KiwiSDR automatisch anhand seiner Adresse, z.B. mein-kiwisdr.ddns.net:8073, und verbindet ihn mit dem DNS-Server. Nachteil hiervon, damit der KiwiSDR über Internet erreichbar ist, muss der PC an sein wegen dem DUC.
-- Sich auf der Webseite "http://sdr.hu/register" registrieren.
-- Lokal die Adresse "kiwsdr.local:8073/admin" in die Adressleiste des Browsers eingeben. Die Konfigurationsseiten des KiwiSDR öffnet sich.
-- Den per Mail erhaltenen Schlüssel unter dem Reiter "sdr_hu" in die Spalte "API key" eingeben. Alle anderen Felder mit den notwendigen Daten ausfüllen und der KiwiSDR mit dem Button "Restart" neu starten. Nach ein paar Minuten dürfte der KiwiSDR auf der Webseite "http://sdr.hu/" erscheinen. Wenn das der Fall ist, ist er für andere User verfügbar.
-- Weiterführende Infos und Details sind unter "http://www.kiwisdr.com/KiwiSDR/index.html" zu finden.
-- Will man den KiwiSDR nur für sich übers Internet nutzen, braucht er nicht auf "sdr.hu" registriert zu werden. Man verwendet dann einfach den Namen, den man bei "https://www.noip.com" angegeben hat. Der könnte sein "mein-privat-kiwisdr.ddns.net:8073".


Bedienung der Software

Nach Eingabe von "kiwisdr.local:8073" oder über Internet, z.B. "http://mein-kiwisdr.ddns.net:8073"startet die Software. Diese ist in drei Teile unterteilt. Dem Wasserfall mit Frequenzskala, der editierbaren Frequenzliste und dem Spektrum, der dazugeschaltet werden kann. Auf der linken Seite sind zwei einblendbare Fenster. Das untere graue zeigt Informationen zum Zugriff und zur Auslastung. Das obere violette Fenster ist eine Anleitung mit Links zu weiteren Infos auf der Herstellerwebseite.
Unten rechts ist die eigentliche Steuerung des KiwiSDR zu finden. Dort werden alle wesentlichen Einstellungen gemacht. Betriebsarten, Wasserfalleinstellungen, Zoom, AGC, und Lautstärkeregler sind dort zu finden. Der gelbe Balken in der Frequenzskala stellt die eingestellte Bandbreite dar. Klickt man auf diesen Balken und hält in fest, kann er an eine beliebige Stelle in der Skala verschoben werden, was eine Frequenzänderung zur Folge hat. Klickt man auf die Enden dieses gelben Balkens und verschiebt sie, kann die Bandbreite frei in 10Hz Schritten eingestellt werden. Die andere Möglichkeit zur Bandbreiteneinstellung ist, man klickt auf die +/- Zeichen bei gedrückter Shift-Taste. So kann man beide Enden des Balkens gleichzeitig verändern.

Möglichkeiten der Frequenzeinstellung sind:
-- Gelben Balken in der Frequenzskala klicken/halten und verschieben.
-- Auf die vordefinierten Frequenzspeicher klicken, die in der oberen Frequenzliste platziert sind.
-- Man klickt einfach in den Wasserfall auf die Wunschfrequenz.
-- Direkteingabe oben links in der Eingabemaske des Steuerblocks.
-- Im Steuerblock sind drei Minus und drei Plus- Zeichen. Mit diesen kann man die Frequenz mit den Schrittweiten 100Hz, 1KHZ, 5KHz einstellen. Auf LW &MW wird die 9/10KHz Umschaltmöglichkeit automatisch eingeblendet.

Hält man den Mauszeiger auf den Wasserfall und dreht am Mausrad, kann man den Wasserfall und Spektrum rein -und rauszoomen. Der Administrator des KiwiSDR kann die Einträge in der Frequenzliste erstellen, ändern oder löschen. Wird der KiwiSDR lokal betrieben, klickt man auf eine freie Stelle oder einen Eintrag der zu ändern ist und hält dabei die Shifttaste gedrückt. Dann öffnet sich ein Dialog, wo man die Daten eingeben kann. Übers Internet können diese Änderungen auch gemacht werden, allerdings muss auf der /admin- Seite die Passwortfunktion aktiviert und ein Passwort eingegeben werden. Auf dem Bedienblock sind noch weitere Funktionen wie Bandwahl und Extensions (Erweiterungen) vorhanden.

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Erweiterungen:
-- S-Meter. Blendet ein Fenster ein, wo der S-Meter Verlauf angezeigt wird.
-- Integrate. Audiotool zur Analyse von diversen Audiosignalen.
-- IQ Display. Visuelle Einschätzung von PSK Modulation. Auch für AM anwendbar.
-- Loran-C. Decodierung von Loran-C Signalen auf 100KHz.
-- WSPR. Ermöglicht die Erkennung von Ausbreitungsbedingungen.
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Empfang mit dem KiwiSDR

Der KiwiSDR wurde an zahlreichen Antennen betrieben. Zuhause, wie auf dem auf dem DX-Camp im Holzerbachtal bei Solingen.
Zuhause:
-- Kreuzloop-RLA4E/2
-- NTi ML200 mit 8m Umfang
-- Datong AD370
-- Stampfl Bluewave-Loop mit 4.3m Umfang
-- Vertikale 1/2Lambda CB- Antenne
DX-Camp:
-- Siehe hier: http://www.fenu-radio.ch/index20.htm#DX-Wintercamp_Holzerbachtal_2017

Der KiwiSDR wurde vor allem mit dem Perseus SDR verglichen. Dieser lässt sich ebenfalls übers Internet fernsteuern und hat auch einen 14bit ADC. Wie immer, fing ich mit meinen Empfangsversuchen auf der tiefsten, empfangbaren Frequenz an. Die einzige Antenne zuhause, die die Alpha Signale aus Russland empfängt ist die Datong AD370. Auf 11.9KHz waren die Signale dann auch zu hören und auf dem Wasserfall des KiwiSDR zu sehen. Beide beiden Geräten in gleich guter Qualität, wobei der KiwiSDR einen leichten Vorteil hatte, weil die Audiowiedergabe etwas weniger rauscht als die des Perseus. Was im Vergleich zum Perseus sonst noch auffällt ist, die grobe Auflösung der Wasserfalldarstellung. Der Perseus hat die viel feinere Auflösung. Die Signale sind beim Perseus daher besser zu sehen. Weiter ging es dann zu den Zeitzeichen. Auf 77.5KHz herrscht Gleichstand zwischen den beiden. Auf der Lang- und Mittelwelle war die Empfindlichkeit das Thema. Beide sind etwa gleich Empfindlich. Bei der Verständlichkeit von AM Signalen unterliegt der KiwiSDR hier etwas. Die Audio ist dumpfer als die des Perseus, ist aber auf Dauer angenehmer. Auf der Kurzwelle sind die Unterschiede zwischen den beiden Geräten klein, aber hörbar. Der Perseus mit der Originalsoftware 4.1a hat ein Höhenbetontes Rauschen, was auf die eine Seite die Verständlichkeit etwas erhöht, auf der anderen Seite aber ermüdet. Der KiwiSDR hat eine etwas dumpfere Wiedergabe. Das gleiche Bild in den SSB- Betriebsarten. Mit dem KiwiSDR ist das verweilen auf einer Frequenz angenehmer. In den höheren Bändern macht sich die leichte Unempfindlichkeit des Perseus wieder mal bemerkbar. Hier kann der KiwiSDR punkten. Obwohl der KiwiSDR keine Vorselektion besitzt ausser ein Tiefpassfilter bei 30MHz, wurden in der gesamten Testphase keinerlei Grosssignalprobleme oder ADC- Übersteuerungen festgestellt. Leider besitzt die Software des KiwiSDR weder einen Noiseblanker, Rauschunterdrückung, Dämpfungsglied oder Notchfilter. Auch die Integration von Frequenzlisten wie Eibi und Aoki war zum Testzeitpunkt noch nicht möglich. Das wird vermutlich noch alles in die Software einfliessen, den die Software befand sich beim Testzeitpunkt noch in der Weiterentwicklung. Mehrere Updates pro Woche waren keine Seltenheit.

Die Bedienung der beiden unterscheidet sich in einigen Punkten deutlich. Vorab; der Perseus SDR ist angenehmer und intuitiver zu bedienen. Beim KiwiSDR stört die sehr lange Reaktionszeit zwischen Eingabe und Reaktion des SDR's. Verändert man z.B. die Lautstärke mit dem Schieberegler, dauert es fast 2 Sekunden bis sich die Lautstärkeänderung bemerkbar macht.

Unten ein paar Audiovergleiche zwischen dem KiwiSDR und dem Perseus SDR.
Sekunde   0 - 10 >Perseus SDR
Sekunde 10 - 20> KiwiSDR
Bitte Kopfhörer benutzen!
 
Alger-Chaine 252KHZ
RAI
900KHz
Radio C. du Para 4885KHz
Shannon Volmet
5505KHz
Lhasa-Tibet
5935KHz
VOA
9765KHz
Voice of Korea
11710KHz
Amateurfunk
14285KHz
Brother-Stair
15770KHz
BBC-Ascension
17640KHz

Fazit:

Der KiwiSDR ist ein interessantes SDR-Projekt, das schnell viele Anhänger gefunden hat. Man beachte die Anzahl Geräte die auf http://sdr.hu/ mittlerweile online sind. Den Vergleich zum Perseus braucht er nicht zu scheuen, denn der KiwiSDR zieht mit dem Perseus praktisch gleich. Aufgrund der dumpferen Wiedergabe, verliert er etwas an Verständlichkeit, ist aber dafür in den oberen Frequenzbereichen eine Spur empfindlicher. Der eingebaute GPS- Empfänger ist in dieser Preisklasse eine Neuheit, ist aber etwas unempfindlich. Die gute Antennenverträglichkeit hat mich vor allem überrascht. Am DX-Camp, an einer 60m Horizontal-Loop, wurden keine Übersteuerungseffekte festgestellt. Auch an den heimischen Antennen überhaupt kein Problem! Für etwas Kopfzerbrechen hat die Konfiguration für das online bringen gemacht. Man braucht etwas Grundwissen der Netzwerktechnik.

Über alles gesehen, ist der KiwiSDR ein gelungener Empfänger mit tollen Features und einfacher Bedienung. Sehr gutes Preis/Leistungsverhältnis!

Am besten gleich selbst probieren > http://fenu-radio.ddns.net:8073/

Besten Dank an den Funkfachhändler WiMo für die Ausleihe des KiwiSDR.

Produktseite: http://www.wimo.com/kiwisdr_empfaenger_webradio_d.html

gepostet: 28.02.2017

 

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