Abb. ATS25 X2
Im Internet habe ich ein sehr spannendes Stück Hardware gefunden mit dem man Wetterfaxe und Wetternachrichten empfangen kann. Es handelt sich um den kleinen SDR-Receiver ATS25 X2 für die Frequenzbereiche 100kHz bis 30 MHz. Die Firmware stammt von Antonino IU4ALH und liegt in der Version V5.3b vor.
Das Kistchen mit den Abmaßen von 100 x 100 x 50 mm beinhaltet einen ESP32 und einen SI4735. Über ein farbiges 2,4″ TFT-Touch-Display und ein Dreh/Drück-Auswahlrad kann der Receiver bedient werden. Damit lassen sich folgende Fequenzbereiche empfangen:
- UKW: 85…108MHz, FM RDS-Funktionen
- LW: 153…500 kHz, AM
- MW:520 kHz 1710 kHz, AM
- SW: 1730…30000 kHz, AM
- SSB: 1730…30000 kHz, USB/LSB
- CB: 26565…27405 kHz, FM (nur mit neuester Firmware)
Der ATS25 X2 ist ein reiner Empfänger und kann nicht senden. Er kann als Radio für LW, MW, SW und UKW benutzt werden und beherrscht auch alle Betriebsarten für Amateurfunk wie SSB für Sprache, RTTY und Morse. UKW-Radio lässt sich damit auch hören, über die Kopfhörerbuchse sogar in Stereo. Für knapp 88 Euro bekommt man eine kleine Kiste mit einer UKW-Antenne und einem USB-Ladekabel. Der ATX25 X2 hat eine Batterie mit der er bis zu 8h betrieben werden kann. Von der Funktionalität her ist das Gerät super ausgestattet und es lassen sich alle Betriebsarten sehr detailliert betreiben inklusive Frequenz-Scan in den jeweiligen Empfangs-Bändern. Als Herz werkelt ein ESP32 in Verbindung mit dem SI7435. Die Hardware ist das absolute Minimum, was man für solche Zwecke benötigt. Es ist beeindruckend was man für Funktionalität aus so einem kleinen Gerät herausholen kann. Wer sich mal näher mit Amateurfunk befassen möchte und nicht viel Geld ausgeben möchte, findet mit dem ATS25X2 einen schönen Einstieg.
Wetternachrichten und Faxe dekodieren
Mit dem Gerät kann man prima Wetterfaxe und Wetternachrichten über Kurzwelle empfangen, wie das z.B. auch mit einem Weltempfänger möglich ist. Mit einem 10 m langen Drahtstück als Antenne ist man bereits dabei und kann auf Kurzwelle Nachrichten empfangen.
Testweise habe ich als Antenne meine Wanten und den Mast auf meinem Boot verwendet. Das funktioniert ganz gut, da ich ein Kunststoffboot habe und die Wanten sowie der Mast isoliert sind.
Über den deutschen Wetterdienst DWD kann man beispielhaft folgendes empfangen:
- 4583 kHz LSB Wette-Textnachrichten über RTTY, Decoder: Wolphi App DroidRTTY
- 3855 kHz oder 7880 kHz USB Wetterfaxe über RTTY, Decoder: Wolphi App HF Weather Fax
Je nach Empfangsqualität lassen sich beide Wetterinformationen ganz brauchbar empfangen. Meine Antenne ist aber nicht optimal und die Empfangsqualität ist nicht sonderlich gut. Dadurch kommen einige Daten teilweise verstümmelt an. Mit einer Mini Whip als Antenne funktioniert es deutlich besser und man benötigt nicht so eine lange Antenne.
Als Decoder benutze ich die Android Apps von Wolphi mit denen man die Signale dekodieren kann. Dazu läd man sich die Apps auf das Handy und nimmt über das Mikrofon des Handys die Pieptöne auf, die von der jeweiligen App dekodiert werden. Um den Dekoder optimal auf die Töne einstellen zu können, haben die Apps eine FFT-Wasserfallgrafik. Zur Einstellung auf die Frequenz verschiebt man einfach die Marker auf die sichtbaren Frequenzen. Das geht kinderleicht und ist sehr effektiv.
Abb.: Android App Droid RTTY
Abb.: Wetter-Fax mit Winddaten mit der App HF Weather Fax dekodiert
Hier noch ein Live-Beispiel wie es am Ende dann funktioniert: https://www.youtube.com/watch?v=mr5aSu1-fDw
Die verlinkten Apps sind schon etwas älter, dafür aber kostenlos. Wer die Apps kostenpflichtig im PlayStore bezieht erhält aktuellere Apps. Zum Testen der Funktion reichen aber auch die älteren Versionen.
Den ATS25 bekommt man bei Ebay oder Amazon in verschiedenen Versionen:
| Modell | Betriebsarten | Antennen-anpassung | Ton-Decoder | USB Datenausgabe |
Web Server |
Lade-erkennung | Akku |
WiFi | Firmware |
| ATS25 | FM, AM, CW, SSB (USB, LSB) | manuell | nein | nein | nein | nein | 2200mAh | interne Antenne | Antonino V4.0b |
| ATS25 X2 | FM, AM, CW, SSB (USB, LSB) | manuell | nein | nein | nein | nein | 2200mAh | externe Antenne | Antonino V5.3b |
| ATS25 max | FM, AM, CW, SSB (USB, LSB), CB | automatisch | nein | nein | ja* | ja | 4000mAh | externe Antenne | Bernard V4.16 Air |
| ATS25 Max Decoder | FM, AM, CW, SSB (USB, LSB), CB, RTTY, TF4, TF8 | automatisch | ja | ja | ja* | ja | 4000mAh | externe Antenne | Bernard V4.16 Air |
* aktuell noch ohne Funktion
Tab.: Modellvarianten
Das letzte Modell ist am leistungsfähigsten und enthält die aktuellste Firmware. Es ist schon der RTTY Dekoder dabei und die Textnachrichten können über die USB-Schnittstelle empfangen werden. Es kostet aber fast das Doppelte gegenüber dem ATS25 X2. Die Firmware des ATS25 X2 lässt sich aber auch selber gegen eine Gebühr von ca. 10 Euro aktualisieren. Mit Hilfe einer kleinen einfachen Zusatz-Schaltung kann auch eine RTTY-Decoder selber eingebaut werden. Das ist aber nur was für Leute die geübt im Löten sind und sich damit auskennen.
Abb.: Zwei-Ton-Dekoder für RTTY (Gain=50, fo=600 Hz, 14% BW)
Wer jetzt Lust darauf bekommen hat das auch mal auszuprobieren, dem kann ich nur sagen das es total viel Spaß macht. In Verbindung mit SDR-Online über die Uni Twente kann man auch ohne Hardware in das Thema einsteigen und die Dekoder-Apps ausprobieren.
Mini Whip Antenne
Abb.: Mini Whip Antenne für 10 kHz bis 30 MHz
Eine Mini Whip Antenne ist eine ideale Ergänzung für den ATS25 X2. Damit erhält man eine breitbandige Aktiv-Antenne die im Bereich 10 kHz bis 30 MHz empfangen kann. Dieser Antennentyp zeichnet sich dadurch aus, das die aktive Antennenfläche nur ca. 30 x 60 mm beträgt und damit sehr klein ist und sich überall problemlos installieren lässt. Für den Betrieb der Antenne wird aber eine zusätzliche Stromversorgung von 12V benötigt. Über eine Einspeiseweiche wird die Versorgungsspannung für die Aktiv-Antenne direkt in das Antennenkabel eingespeist und versorgt so die Verstärkerschaltung in der Antenne.
Wer mehr zu diesem Antennentyp wissen möchte, kann dem Link folgen: https://www.dl4zao.de/active_antenna/index.html
Weitergehende Infos zum ATS25 X2 sind im Segeln-Forum zu finden unter: https://www.segeln-forum.de/thread/88565-wetterfax-und-wetternachrichten-mit-ats25-x2/?postID=2559404#post2559404
Fragen und Antworten
Kann der Receiver auch in den Frequenzbandlücken zwischen 500 und 520 kHz empfangen?
Ja das ist möglich. In gewissen Grenzen kann man außerhalb der Frequenzbänder Aussendungen empfangen. In der Firmware gibt es eine Definitionsdatei in der die Frequenzbänder definiert sind. Durch Anpassung dieser Datei können die Bandgrenzen verändert werden.
Kann ich unterhalb von 153 kHz empfangen?
Die kleinste Empfangsfrequenz ist 140 kHz mit der ausgelieferten Firmware zum ATS25 X2.
Wie lässt sich die Firmware aktualisieren?
Die Firmware kann über die USB-Schnittstelle aktualisiert werden. Dazu benötigt man ein spezielles Update-Programm. Unter harduino.ru kann die aktuellste Firmware zu den verschiedenen ATS25 Geräten heruntergeladen werden. Die aktuellste Firmware ist aber kostenpflichtig. Für ca. 10 Euro erhält man viele Zusatzfunktionen die in der Standard-Firmware nicht enthalten sind wie z.B. den RTTY-Dekoder. Achtung! Die von harduino gepflegten Firmware-Versionen sind anders nummeriert als die Standard-Firmware.
Wie kann ich die alte Firmware V5.3b wieder herstellen?
Die alte Firmware V5.3b ist Open Source und kann mit der Arduino-IDE wieder hergestellt werden. Laden Sie sich das ZIP-File herunter und befolgen Sie die Anweisungen in der Datei update firmware.txt.
Was kann ich mit WiFi anfangen?
Der ATS25 X2 hat auch eine WiFi-Antenne. Damit kann die Uhrzeit mit dem Internet synchronisiert werden. Zusätzlich werden Informationen zu den aktuellen Ausbreitungsbedingungen für die jeweiligen Kurzwellenbereiche geladen und vom Receiver in der aktuellsten Firmware angezeigt. Zukünftig ist es geplant, dass über eine Webseite das Firmware-Update durchgeführt werden kann und dass sich der Receiver über USB und WiFi fernsteuern lässt.
Welche Funktionen und Betriebsarten unterstützt der ATS25 X2?
- AGC (Automatische Verstärkungsanpassung des Antennensignals
- BFO (Feinabstimmung)
- ANT (Abschwächung des Antennensignals)
- AM, LSB, USB, FM
- Senderscann mit Pseudo-Wasserfallgrafik
Mit dem ATS25 max Decoder lassen sich folgende Signale zusätzlich dekodieren, da das Gerät die nötigen Decoder enthält:
- RTTY (45.45 / 50 / 75 baud)
- FELD-HELL
- FT4 and FT8
Dekodiert der ATS25 max Decode Wetterfaxe des DWD?
Der ATS25 max Decoder kann aktuell nur zeichenbasierte Informationen direkt dekodieren und über USB ausgeben. Für Wetterfaxe der Betriebsart F1C werden externe Decoder benötigt wie z.B. die Wolphi App HF Weather Fax. Es ist denkbar, dass in Zukunft auch Wetterfaxe dekodiert werden können.
Kann ich NAVTEX mit dem ATS25 X2 empfangen?
Die Töne des NAVTEX-Signals können mit dem ATS25 X2 empfangen werden, wenn eine lokale Navtex-Station in der Nähe zu festgelegten Sendezeiten die Daten aussendet. Einen Software-Decoder der die Töne in Textnachrichten umwandelt, haben der ATS25 X2 und ATX25 max Decoder beide nicht. Es ist aber möglich die analogen Tonsignale über den Kopfhörerausgang auszuleiten und durch eine externe PC-Software oder Handy-App zu dekodieren.
Wie muss ich den ATS25 X2 einstellen, um Navtex empfangen zu können?
Navtex wird auf 518 kHz im oberen Seitenband (USB) im Sitor-B ausgesendet. Die Mittenfrequenz liegt bei 1700 Hz +/-170 Hz Frequenzschift. Die Sendegeschwindigkeit beträgt 100 Bd. Der ATS25 X2 wird auf 516 kHz mit BFO -625 Hz und USB mit einer Filterbreite von 2.2 KHz eingestellt. Wenn die Töne gefunden wurden, kann die Filterbreite auf 1 kHz reduziert werden und der BFO wird geringfügig so konfiguriert, dass die beiden Töne optimal zu hören sind.
Welche Navtex-Frequenz soll ich verwenden?
Die Navtex-Informationen sind in einzelne Regionen in der Welt aufgeteilt. Auf 518 kHz werden Meldungen immer in englisch ausgesendet. Die Meldungen in regionaler Landessprache werden dagegen auf 490 kHz ausgesendet.
Benötige ich eine Antennen-Erdung auf meinem Boot?
Eine Antennenerdung auf dem Boot ist nicht unbedingt notwendig. Ein langer Draht von ca. 6…10m Länge wie z.B. ein Achterstag ist ausreichend für den Empfang von Wettermitteilungen im 60…80m Band. Wer einen besseren Empfang erzielen möchte, wie man ihn z.B. für Navtex benötigt, sollte mit einer Mini Whip Antenne arbeiten. Damit hat man eine leistungsstarke Antenne die wenig Platz beansprucht und überall installiert werden kann.
Wo finde ich Infos zur Hardware?
Auf der Github-Seite von Antonino IU4ALH findet man reichlich Informationen zur Hardware und zur Software von Kurzwellen-Receivern mit einem ESP32 und einem SI4735. Der ATS25X2 basiert auf Open Source Projekten und ist in ähnlicher Weise aufgebaut. Und an dieser Stelle findet man eine Umfangreiche Bewertung der ATS25 Receiver mit verschiedenen Softwareversionen.
Wo bekomme ich die Zusatzhardware zur Dekodierung der RTTY-Signale?
Die Zusatzhardware kann man entweder auf einer Lochrasterplatine zusammenbauen oder eine Platine anfertigen lassen und die dann selber bestücken. Die Gerberdaten für die Platine kann man auf der Webseite von Antonino IU4ALH herunterladen und bei einem Platinenfertiger in Auftrag geben. Bei Aisler sind die Fertigungsdaten der unbestückten Platine bereits hinterlegt und kann direkt bestellt werden.
Wie gut ist die Dekodierqualität beim ATS25 max Decoder?
Die Dekodierqualität des eingebauten Ein-Ton-Decoders ist nicht so gut wie bei den beiden externen App Varianten. Es treten deutlich mehr Fehler auf. Das liegt daran, dass nur ein Ton, der exakt auf 800 Hz eingestellt sein muss, ausgewertet wird. Die App Varianten benutze beide Töne und können das Signal sicherer dekodieren. Das macht sich besonders bei wechselhaften Empfangsbedingungen bemerkbar. Ab 6 bB Signalstärke funktioniert der Ein-Ton-Decoder recht gut und die Textnachrichten können über USB direkt mit einer externen Software ausgelesen werden. Die Lautstärke sollte nicht zu laut eingestellt sein, damit der Decoder korrekt funktioniert, da sonst das Rauschen deutlich zunimmt. Am sichersten dekodiert man aber mit den beiden App-Varianten.
Warum kann ich den ATS25 nicht in mein WiFi Netzwerk einbinden?
Bei der Anmeldung im WiFi Netzwerk mit der neuesten Firmware V4.16 Air muss der Zugangscode über das Touch-Display eingegeben werden. Dabei sieht man aber nicht was man eingibt, da die Zeichen hinter einem Stern-Zeichen verdeckt werden. Mit der Eingabe über den Stift kann es vorkommen, dass Zeichen versehentlich doppelt eingegeben werden. Kontrollieren sie im Display wie viele Zeichen eingegeben wurden und geben sie bei Fehlern den Code erneut ein. Oft hilft es, nicht zu fest mit dem Stift die Eingaben vorzunehmen.