S’initier à la radio amateur sur Raspberry Pi

La radio amateur vous permet d’explorer la communication sans fil en écoutant des émissions, en suivant des avions et en décodant des signaux. Cependant, les installations traditionnelles de radio amateur peuvent être coûteuses et encombrantes, ce qui les rend moins accessibles. Je vais vous montrer comment un Raspberry Pi offre un moyen abordable de se lancer dans la radio amateur.

Avec un Raspberry Pi et du matériel comme un RTL-SDR ou HackRF, vous pouvez recevoir des signaux, suivre des avions et des navires, décoder des transmissions, et même émettre avec le matériel et les licences appropriés.

Ce guide vous montrera comment configurer votre Raspberry Pi pour la radio amateur, du choix du matériel adéquat à l’installation des logiciels essentiels. À la fin, vous aurez un système entièrement fonctionnel prêt à explorer les ondes !

Si vous débutez avec Raspberry Pi ou Linux, j’ai quelque chose qui peut vous aider !
Téléchargez ma fiche mémo des commandes Linux gratuitement – c’est un guide de référence rapide avec toutes les commandes essentielles dont vous aurez besoin utiliser votre Raspberry Pi. Cliquez ici pour l’obtenir gratuitement !

Qu’est-ce que la radio amateur ?

La radio HAM ou amateur désigne toute station radio utilisée par des non-professionnels. C’est un passe-temps populaire et de nombreux passionnés de technologie travaillent sur leurs stations radio pour diverses raisons. Par exemple, certains aiment suivre les vols ou les navires, d’autres veulent écouter le spectre de la radio FM, ou certains préfèrent l’utiliser pour une communication radio simple.

Quelques appareils de radio amateur sont célèbres parmi les passionnés de technologie, par ex., RTL-SDR et HackRF. Ce sont des appareils de radio définie par logiciel (SDR). Cela signifie que ce sont des radios complètes, dont les caractéristiques comme la fréquence centrale et la largeur de bande peuvent être modifiées en temps réel par des commandes logicielles, ce qui les rend polyvalents.

Ces appareils se connectent généralement via le port USB du Raspberry Pi et sont bien documentés pour la configuration de leurs pilotes. En raison de sa portabilité, le Raspberry Pi est l’appareil idéal à associer aux appareils SDR (radio définie par logiciel).

Le nécessaire pour débuter en radio amateur

Avant de commencer votre configuration de radio amateur, voyons les éléments clés, tels que le choix du bon appareil SDR et l’installation des pilotes.

Choisissez le SDR qui vous convient

Il existe différents SDR sur le marché. Bien qu’ils soient de formes et de tailles variées, ils peuvent généralement être divisés en deux catégories principales :

Les RTL-SDR

• Ce sont des SDR génériques disponibles en de nombreuses variantes.
• Ils ne peuvent être utilisés que pour la réception (ils ne peuvent pas émettre).
• Ils ont une largeur de bande limitée d’environ 2,4 MHz (certains appareils plus récents ont des largeurs de bande allant jusqu’à 3,2 MHz).
• En raison des nombreuses variantes, il existe également de nombreux faux SDR disponibles, qui ne fonctionnent pas aussi bien que promis (en raison de mauvaises performances thermiques).
• Je recommande le Nooelec SDR V5, disponible sur Amazon.
  

Les HackRF

• Les appareils HackRF sont des dispositifs beaucoup plus spécialisés.
• Ces appareils peuvent être utilisés à la fois pour la réception et la transmission. La transmission nécessite des licences spécifiques en fonction des autorités réglementaires de votre région/pays.
• Ils offrent une largeur de bande beaucoup plus étendue allant jusqu’à 20 MHz.
• Cependant, les appareils HackRF sont relativement coûteux par rapport aux appareils RTL-SDR.
• Je recommande le HackRF One de Nooelec, disponible sur Amazon.
  

En plus des RTL-SDR et HackRF, plusieurs radios HAM spécialisées sont disponibles, par exemple, LimeSDR, Adalm-Pluto, et AirSpy. Cependant, pour la plupart des cas d’utilisation, un RTL-SDR est suffisant, et si vous avez besoin de transmettre ainsi que de recevoir ou si vous recherchez une bande passante plus large pour votre projet, un HackRF peut être utilisé.

Configurer votre Raspberry Pi pour se connecter au RTL-SDR

Après avoir acheté votre appareil SDR, vous pouvez commencer par installer les pilotes requis et connecter le SDR au Raspberry Pi. Pour installer l’appareil RTL-SDR avec votre Raspberry Pi, suivez ces étapes :

• Configurez votre Raspberry Pi avec l’image la plus récente du système Raspberry Pi OS (Vous pouvez utiliser ce guide).
• Assurez-vous que votre appareil est à jour en utilisant cette commande :
  sudo apt update && sudo apt full-upgrade
  
• Installez les pilotes RTL-SDR en utilisant le gestionnaire de paquets :
  sudo apt install rtl-sdr
  
• Connectez votre dongle RTL-SDR à votre Raspberry Pi.
• Vérifiez la connexion en utilisant cette commande :
  rtl_test
  

Et voilà ; connecter un RTL-SDR à votre Raspberry Pi est aussi simple que cela. Si vous utilisez le HackRF One au lieu d’un RTL SDR, vous pouvez utiliser cette commande pour installer votre appareil :
sudo apt install hackrf

Vous pouvez ensuite utiliser les commandes de la page de documentation officielle pour vérifier et tester votre appareil.

Si les commandes Linux ce n’est pas trop votre truc, n’hésitez pas à jeter un œil à cet article qui vous explique les commandes qu’il faut absolument connaître. Je vous donne aussi une antisèche à télécharger pour les avoir toujours sous la main !

Idées géniales à essayer avec une radio amateur sur Raspberry Pi

Après avoir configuré votre radio amateur, voyons quelques projets géniaux que vous pouvez essayer avec notre radio portable.

GQRX : analyser le spectre complet

GQRX est un logiciel récepteur SDR basé sur GNU Radio open-source et QT SDK. Il peut analyser le spectre RF complet, y compris la bande FM normale, ainsi que d’autres fréquences dans la portée de votre appareil SDR.

GQRX peut être facilement installé sur Raspberry Pi OS.
Il suffit d’aller dans le menu principal > Preferences > Add/ Remove Software et de le rechercher.

Une fois installé, il peut être lancé depuis le menu principal > Sound & Video > Gqrx.

Une fois que vous avez sélectionné votre appareil et vos réglages, vous serez accueilli par l’interface principale de GQRX.

L’affichage principal de GQRX montre le spectre de fréquences et la cascade. Le menu à droite vous permet de configurer des paramètres comme la fréquence centrale, le gain, le silencieux, et la sortie audio.

GQRX est simple, intuitif, et puissant. Il peut analyser WBFM, NBFM, AM, ou Raw IQ en utilisant un appareil connecté ou des données brutes de spectre précédemment enregistrées. La sortie peut être écoutée localement avec des écouteurs ou des haut-parleurs, enregistrée sous forme de fichiers audio, ou diffusée via UDP.

C’est un excellent logiciel et il est fortement recommandé à quiconque souhaitant s’initier à la radio amateur et se familiariser avec le spectre RF.

Flight Radar 24 : suivi des données de vol

FlightRadar24 est un système de suivi de vols mondial. Il est composé de personnes avec leurs propres récepteurs ADS-B connectés au réseau. Vous pouvez transformer votre Raspberry Pi et votre radio HAM en récepteur ADS-B et vous connecter au réseau FlightRadar24 pour surveiller les données des compagnies aériennes commerciales.

La façon la plus simple de commencer avec FlightRadar24 est d’utiliser l’image pré-construite disponible sur leur site web.

Alternativement, vous pouvez installer le logiciel FlightRadar24 sur votre image Raspberry Pi existante en créant votre ID FlightRadar24 sur leur site web puis en exécutant ce code dans votre terminal :
sudo bash -c "$(wget -O - http://repo.feed.flightradar24.com/install_fr24_rpi.sh)"

Vous pouvez ensuite confirmer que votre récepteur ADS-B est connecté au réseau FlightRadar24 en utilisant cette commande :
fr24feed-status

Vous pouvez ensuite aller sur le site FlightRadar24 et vous connecter avec votre ID pour suivre tous les avions commerciaux à proximité.

Vous pouvez également accéder au tableau de bord FlightRadar24 localement sur n’importe quel ordinateur connecté au même réseau en naviguant vers cette adresse web :
http://<ADRESSE IP ou NOM D’HÔTE du Raspberry Pi>:8754

Vous pouvez ici vérifier quels vols commerciaux sont suivis par votre propre récepteur ADS-B et partagés avec le réseau global FlightRadar24 :

Si vous êtes un passionné d’aviation, suivre les données d’un vol commercial avec FlightRadar24 en utilisant votre Raspberry Pi et la radio amateur est un projet facile à mettre en place.

Si vous recherchez un récepteur ADS-B plus local sans partager d’informations sur le réseau mondial de FlightRadar24, vous pouvez également essayer le programme dump1090 sur leur page GitHub.

Si les commandes Linux ce n’est pas trop votre truc, n’hésitez pas à jeter un œil à cet article qui vous explique les commandes qu’il faut absolument connaître. Je vous donne aussi une antisèche à télécharger pour les avoir toujours sous la main !

RTL AIS : suivez les navires dans vos environs

L’AIS (Système d’Identification Automatique) est un protocole de communication utilisé par les navires pour s’identifier en mer. Si vous vivez près d’un port ou d’une côte, avec un Raspberry Pi et une radio amateur, nous pouvons également recevoir les paquets AIS qui sont transmis.

Pour ce faire, nous avons besoin de deux logiciels. Tout d’abord, nous avons besoin d’un logiciel pour capter et décoder les paquets AIS. Cela peut être fait en utilisant le logiciel RTL AIS. C’est un logiciel open source, et les détails, y compris la procédure d’installation, se trouvent sur la page GitHub officielle.

Une fois installé, il peut être exécuté simplement en lançant cette commande dans le terminal :
./rtl_ais

Maintenant, nous aurons besoin d’un logiciel de cartographie pour afficher les informations reçues. Vous pouvez utiliser OpenCPN pour cela. C’est un logiciel gratuit qui peut être téléchargé depuis leur site web.

Une fois installé, vous pouvez connecter votre OpenCPN pour recevoir des données via le port UDP 10110, et vous devriez pouvoir voir tout le trafic maritime à proximité capté par votre radio amateur.

Un récepteur AIS utilisant une radio amateur et un Raspberry Pi peut être une alternative efficace et économique aux coûteux récepteurs AIS disponibles pour les marins.

Même si vous n’êtes pas marin, s’amuser avec la bibliothèque RTL AIS peut être un passe-temps sympa si vous vivez dans une zone avec un trafic maritime important.

OpenWebRx : partagez votre radio amateur sur le réseau

OpenWebRx est un autre analyseur de spectre comme GQRX. Il offre toutes les fonctionnalités de GQRX ; cependant, au lieu de fonctionner localement, il fonctionne sur une page web sur n’importe quel ordinateur connecté au réseau.

Cela rend ce logiciel très pratique et maximise la portabilité du Raspberry Pi et du SDR.

Vous pouvez obtenir les images depuis leur site et les installer en utilisant Raspberry Pi Imager.

Alternativement, vous pouvez l’installer sur Raspberry Pi OS en utilisant les paquets Debian. Pour cela, vous pouvez exécuter ces commandes dans votre terminal (exécutez chaque commande une par une) :

wget -O /usr/share/keyrings/openwebrx.gpg https://repo.openwebrx.de/openwebrx.gpg
echo "deb [signed-by=/usr/share/keyrings/openwebrx.gpg] https://repo.openwebrx.de/debian/ experimental main" > /etc/apt/sources.list.d/openwebrx-experimental.list
apt-get update
apt-get install openwebrx
su <User Name>

Vous pouvez vérifier si openwebrx a été installé et fonctionne correctement en utilisant la commande systemctl :
sudo systemctl status openwebrx

Une fois installé, vous pouvez utiliser l’interface OpenWebRX à partir de n’importe quel PC sur le même réseau que votre Raspberry Pi en naviguant vers le lien suivant dans un navigateur web:
http://<ADRESSE IP ou NOM D’HÔTE du Raspberry Pi>:8073

L’interface d’OpenWebRx est très similaire à GQRX et autres logiciels de récepteur SDR. Elle propose un spectrogramme en cascade et des options de contrôle radio en bas à droite.

Vous pouvez accéder à des réglages plus avancés et modifier les paramètres du récepteur en utilisant le menu « Settings » en haut à droite (icône d’engrenage).

OpenWebRx offre des fonctionnalités très similaires à GQRX. La principale différence est que OpenWebRx vous offre la flexibilité d’utiliser votre radio amateur à distance sur le réseau (GQRX peut être configuré pour fonctionner de manière similaire sur le réseau, mais ce n’est pas la méthode de fonctionnement par défaut).

GNU Radio : concevez votre radio

GNU Radio est un Kit de Développement Logiciel (SDK) gratuit qui peut être utilisé pour concevoir des graphes de flux de traitement du signal. Il peut intégrer votre appareil RTL SDR ou HackRF dans ses graphes de flux comme source d’entrée pour développer votre propre algorithme de radio amateur.

L’installation de GNU Radio est simple. Il peut être installé à partir des dépôts officiels en utilisant cette commande :
sudo apt install gnuradio

Vous pouvez ensuite l’ouvrir en naviguant vers le menu principal > Programming > GNU Radio Companion.

Dans le GNU Radio Companion, vous pouvez concevoir vos graphes de flux pour développer un algorithme afin de recevoir n’importe quelles données sur votre appareil RTL SDR ou HackRF. Par exemple, dans l’image ci-dessous, nous avons développé un récepteur radio FM simple qui peut se syntoniser sur n’importe quelle chaîne FM diffusée, démoduler et lire l’audio sur vos haut-parleurs.

Lorsque vous exécutez ce graphe de flux, GNU Radio créera votre propre application GUI basée sur QT comme récepteur radio FM.

GNU Radio peut être un peu difficile à comprendre au début. Cependant, il existe plusieurs excellents tutoriels disponibles sur leur wiki et sur les sources open pour vous aider à démarrer.

Une fois que vous avez l’habitude, GNU Radio est un excellent outil pour jouer avec votre Raspberry Pi et votre radio amateur. C’est aussi un excellent outil d’apprentissage. La plupart des applications mentionnées dans cet article utilisent les bibliothèques GNU Radio ; par exemple, GQRX a été construit en utilisant le SDK GNU Radio.

Comme vous pouvez le voir, votre radio amateur peut être utilisée de nombreuses façons créatives. Un RTL SDR ou HackRF est un appareil incontournable pour tous les passionnés d’électronique, et un Raspberry Pi est le compagnon idéal.

Ressources supplémentaires pour votre Raspberry Pi

Initiation au Raspberry Pi en vidéo
Si vous débutez et voulez passer rapidement à la vitesse supérieure, j’ai exactement ce qu’il vous faut.
Regardez ma formation vidéo qui vous aidera à démarrer du bon bien, choisir votre matériel, installer les meilleures applications et vous lancer directement dans vos premiers projets avec mon aide.
Regarder les vidéos dès maintenant

Maîtrisez votre Raspberry Pi en 30 jours
Vous avez besoin de plus ? Si vous êtes à la recherche des meilleures astuces pour devenir expert sur Raspberry Pi, ce livre est fait pour vous. Développez vos compétences sous Linux et pratiquez via de nombreux projets en suivant mes guides étape par étape. 10% de remise aujourd’hui !
Télécharger le livre au format PDF ici

Maîtrisez Python sur Raspberry Pi
Pas besoin d’être un génie pour coder quelques lignes pour votre Raspberry Pi.
Je vous apprends juste ce qu’il faut sur Python afin de réaliser n’importe quel projet. La seconde partie du livre est d’ailleurs consacrée à des exemples de projets où je vous guide pas à pas.
Ne perdez pas de temps, apprenez le strict nécessaire et économisez 10% avec ce lien :
Télécharger maintenant

Autres ressources pour profiter de votre Raspberry Pi
J’ai regroupé toutes mes recommandations de logiciels, sites utiles et de matériel sur cette page de ressources. Je vous invite à la consulter régulièrement pour faire les bons choix et rester à jour.
Visiter les pages ressources