OpenWebRX auf einem Raspberry Pi

Der Raspberry Pi hat es innerhalb von wenigen Monaten nach seinem Erscheinen geschafft, Massen an Bastlern zu mobilisieren und eigene Projekte umzusetzen. Im Laufe der Zeit haben sich bei mir auch verschiedene Versionen des kleinen Mini-Computers angesammelt und ich habe schon zahlreiche Experimente mit dem kleinen Computer realisiert.
Grade für Funkamateure bietet sich der Mini-Rechner an, denn man kann sehr schnell und ohne großen Aufwand einige nützliche Dinge damit auf die Beine stellen. In Kombination mit einem DVB-T Stick oder einem anderen unterstützten SDR lässt sich innerhalb kurzer Zeit ein eigener Web-SDR Empfänger zusammenstellen.
Lötarbeiten sind dabei nicht erforderlich, die Basteleien finden ausschließlich per Software statt. Mittels Web-SDR kann man dann mit nahezu jedem beliebigen Browser auf die eigene Hardware und Antenne zugreifen – sofern gewünscht auch über das Internet.
Ferner lässt sich so ein offener Zugang zum eigenen SDR-Empfänger auch mit anderen Funkamateuren und Freunden teilen. So ein Projekt macht außerdem auch andere technisch versierte aber unlizensierte Freunde neugierig. Der eine oder andere wird dadurch zum SWL und später vielleicht zum Funkamateur.

Um ein Web-SDR zu realisieren wird ein Raspberry Pi oder ein Computer mit Linux benötigt. Die Softwarelösung, welche die Benutzerschnittstelle als Webseite realisiert nennt sich OpenWebRX. OpenWebRX verwendet die in libcsdr integrierten Demodulatoren und kann AM, FM und SSB Signale demodulieren. Die Anwendung setzt dabei auf HTML5 und nutzt moderne Technologien wie Web-Sockets und die WebAudio API. Prinzipiell läuft die Software auch auf einem Raspberry Pi 1 Modell B. Empfehlenswert ist das jedoch nicht, denn es ist wirklich furchtbar langsam und fast nicht benutzbar. Es sollte also unbedingt ein schnellerer Rechner wie z.B. der Raspberry Pi 2 oder 3 verwendet werden. Ein normaler PC mit Debian Linux oder Ubuntu lässt sich ebenfalls dafür nutzen. Die vorliegende Anleitung konzentriert sich aber auf den Raspberry Pi mit Raspian als Betriebssystem.

Empfänger

Als Empfänger nutzen wir in diesem Tutorial einen DVB-T Stick, wie er bei Funkamateuren häufig als SDR eingesetzt wird. Vor Neuanschaffung eines Sticks, bitte unbedingt auf Kompatibilität achten oder alternativ gleich zum DXPatrol oder ein anderes SDR zurückgreifen. Von OpenWebRX wird neben dem RTL-SDR auch noch der HackRF unterstützt. Die Unterstützung des SDRplay ist in einem experimentellen Stadium verfügbar. Weitere Informationen zu unterstützten Empfängern gibt es im OpenWebRX-Wiki.

Vorbereitung

Vor der eigentlichen Installation sollte sichergestellt sein, dass das Raspian auf dem Raspberry Pi aktuell ist. Zum Aktualisieren des Geräts werden die folgenden beiden Zeilen in der Kommandozeile ausgeführt.

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

Anschließend werden einige Programme installiert, die zum Kompilieren und späteren Betrieb des Systems notwendig sind.

sudo apt-get install build-essential git libfftw3-dev cmake libusb-1.0-0-dev nmap git

Für die Durchführung dieser Anleitung legen wir uns mit dem Befehl mkdir ~/src ein Arbeitsverzeichnis an und verwenden dies später um die heruntergeladenen Quelldateien abzulegen. Wenn alle Programme korrekt installiert wurden, folgt die Installation des DVB-T Sticks. Raspian bringt zwar bereits einen Treiber für DVB-T Sticks mit. Dieser lässt sich jedoch leider nicht für das geplante Vorhaben verwenden. Der mitgelieferte Treiber wird daher durch Bearbeitung mit einem Editor deaktiviert.

Die folgenden drei Zeilen müssen in der Datei /etc/modprobe.d/raspi-black-
list.conf eingetragen und abgespeichert werden.

blacklist dvb_usb_rtl28xxu
blacklist rtl_2832
blacklist rtl_2830

Bevor der neue Treiber verwendet werden kann, muss zuerst der alte Treiber entfernt werden. Dies erfolgt mit diesem Kommando:

sudo rmmod dvb_usb_rtl28xxu

Sofern hier eine Fehlermeldung erscheint, war der alte Treiber nicht geladen. Die Meldung kann ignoriert werden. Die aktuellen Treiber laden wir direkt aus dem Repository der Entwickler. Anschließend werden die Pakete kompiliert. Dazu müssen die folgenden Kommandos in der Befehlszeile eingegeben werden.

cd ~/src
git clone git://git.osmocom.org/rtl-sdr.git
cd rtl-sdr
mkdir build 
cd build 
cmake ../ -DDETACH_KERNEL_DRIVER=ON -DINSTALL_UDEV_RULES=ON 
make 
sudo make install
sudo ldconfig

Das Kompilieren sollte erfolgreich durchlaufen, wenn die obigen Schritte alle korrekt ausgeführt worden sind. Zum Testen des Sticks und der Bestimmung der möglichen Werte für die Verstärkung (gain) kann der Befehl rtl_test ausführt werden. Wenn die Ausgabe von rtl_test fehlerfrei ist, dann passt alles.

Wenn sich der Befehl rtl_test nicht ohne Root-Rechte, also ohne sudo davor ausführen lässt, dann müssen noch die udev-Regeln installiert werden. Dazu geben wir den Befehl lsusb ein und suchen in der Ausgabe nach unserem DVB-T Stick.

pi@raspberrypi:~/src/openwebrx $ lsusb
Bus 001 Device 005: ID 0bda:2838 Real-
tek Semiconductor Corp. RTL2838 DVB-T

In der Ausgabe befindet sich die Hersteller- sowie die Produkt-ID des von mir verwendeten Sticks. Bitte die zum eigenen Stick ermittelten IDs nach folgendem Schema in die Datei /etc/udev/rules.d/rtl-sdr.rules eintragen.

SUBSYSTEMS=="usb", ATTRS{idVendor}=="0bda", ATTRS{idProduct}=="2838", MODE:="0666"

Installation von OpenWebRX

Im nächsten Schritt wird OpenWebRX installiert und konfiguriert. Da OpenWebRX auf die Bibliothek libcsdr zurückgreift, muss diese vorher kompiliert und installiert werden. Zunächst mittels cd ~/src wieder in das Arbeitsverzeichnis wechseln. Anschließend wird libcsdr mit den nachfolgenden Kommandos heruntergeladen und kompiliert.

git clone https://github.com/simonyiszk/openwebrx.git
git clone https://github.com/simonyiszk/csdr.git
cd csdr
make
sudo make install

Konfiguration von OpenWebRX

Nachdem OpenWebRX installiert wurde, muss es konfiguriert werden. Die Konfiguration erfolgt in der Textdatei config_webrx.py.

nano ../openwebrx/config_webrx.py

Die Konfigurationsdatei selbst ist umfangreich und ausführlich kommentiert. In der Sektion Serversettings sollte mindestens die Einstellung max_clients auf einen kleineren Wert reduziert werden. Dort wird festgelegt wieviele Nutzer sich gleichzeitig auf die Weboberfläche verbinden dürfen. In den Zeilen 43-58 sind weitere Einstellungen erforderlich, um das Web-SDR an die eigenen Bedürfnisse anzupassen. Dort werden dann Rufzeichen, Standort, Locator, Höhe, Antenne und Empfänger eingetragen.
Außerdem können die Geo-Koordinaten dort hinterlegt werden. Auf der Weboberfläche wird später ein Bild der Region angezeigt. Die Bildhöhe und die Beschreibung des Bildes wird auch in diesen Zeilen konfiguriert. Die Bilddatei kann mittels WinSCP auf den Raspberry Pi übertragen werden. Sie wird unter dem Dateinamen openwebrx-top-photo.jpg im Pfad /home/pi/src/openwebrx/htdocs abgelegt.

In der Sektion DSP/RX settings werden Einstellungen zum SDR hinterlegt. Wichtig ist unter anderem die Mittenfrequenz (center_freq) auf die der Empfänger fest
eingestellt wird. Auch die Samplerate, die Frequenzkorrektur und die Verstärkung kann hier nach den Erfordernissen konfiguriert werden.
Die Konfigurationsdatei ist bereits für DVB-T Sticks vorbereitet. Gestartet wird OpenWebRX mit dem folgenden Befehl.

/home/pi/src/openwebrx/openwebrx.py

Der Webserver den OpenWebRX bereitstellt hört auf der Netzwerkadresse des Raspberry Pi. Mittels Browser kann nun auf das Webinterface unseres SDR zugegriffen werden. Dazu muss die IP-Adresse des Raspberry Pi in der Adresseleiste, gefolgt von einem Doppelpunkt und der dem Port 8073 eingegeben werden.

WebSDR mit anderen teilen

In Kombination mit einem dynamischen DNS-Dienst oder einer dauerhaften festen öffentlichen IP-Adresse kann der OpenWebRX natürlich auch mit Freunden aus dem OV geteilt werden. Dazu muss jedoch eine Portweiterleitung am Router eingerichtet werden. Wer sein OpenWebRX öffentlich über www.sdr.hu teilen möchte, der kann sich auf der Seite www.sdr.hu/register registrieren, um einen eindeutigen Schlüssel zur Identifizierung des SDRs zu bekommen. Dieser kann dann in der Konfigurationsdatei im Bereich sdr.hu listing eingetragen werden.

sdrhu_key = "xxxxxxxxxxxxxxxxx"
sdrhu_public_listing = True

Das schwächste Glied in dieser Konfiguration ist der DVB-T Stick als Empfänger, doch diese Komponente ist verbesserungsfähig oder kann ausgetauscht werden. Das Beispiel macht deutlich was mitttels SDR, kleinen Computern und Vernetzung via Internet oder HAMNET möglich ist.