Cariboulite SDR Project

Le Cariboulite est un récepteur SDR (Software Defined Radio) innovant qui se distingue par sa polyvalence et son prix abordable. Conçu comme un HAT (Hardware Attached on Top) pour Raspberry Pi, ce dispositif transforme un simple ordinateur monocarte en une puissante radio logicielle capable de couvrir une large bande de fréquences allant de 30 MHz à 6 GHz. Avec ses deux canaux de réception/transmission et son design open-source, le Cariboulite offre de nombreuses possibilités pour les radioamateurs, les développeurs et les professionnels de la communication sans fil.

Caractéristiques Techniques

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Le récepteur SDR offre une résolution de 12 bits et une largeur de bande maximale de 20 MHz, permettant une capture précise des signaux à large bande. Sa connectivité USB 3.0 assure une transmission rapide des données. Le Cariboulite intègre un FPGA ICE40 pour le traitement des signaux et utilise le modem AT86RF215 de Microchip comme convertisseur analogique-numérique I/Q. L’interface SMI (Secondary Memory Interface) permet un débit de données allant jusqu’à 500 Mbit/s entre le FPGA et le Raspberry Pi

Principaux Avantages

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Le Cariboulite SDR présente plusieurs avantages majeurs qui le distinguent sur le marché des récepteurs radio logiciels :

1. Intégration avec Raspberry Pi : En tant que HAT (Hardware Attached on Top), le Cariboulite s’intègre parfaitement aux ordinateurs monocartes Raspberry Pi, offrant une solution compacte et puissante pour les applications SDR.
2. Large plage de fréquences : Couvrant de 30 MHz à 6 GHz, le Cariboulite permet d’explorer un vaste spectre de signaux radio, des bandes HF aux communications mobiles modernes.
3. Double canal TX/RX : La capacité de transmission et de réception simultanée sur deux canaux offre une flexibilité accrue pour des applications avancées comme le full-duplex ou l’analyse de signaux complexes.
4. Design open-source : L’architecture ouverte du Cariboulite permet aux utilisateurs de modifier et d’améliorer le matériel et le logiciel selon leurs besoins spécifiques.
5. Utilisation d’un FPGA : L’intégration d’un FPGA ICE40 offre des possibilités de traitement de signal personnalisé et de développement d’applications SDR avancées.
6. Compatibilité logicielle étendue : Le support d’API comme Soapy et GNU Radio facilite l’intégration avec une large gamme de logiciels SDR existants.
7. Prix abordable : Avec un coût abordable le Cariboulite offre des fonctionnalités avancées à un prix compétitif par rapport à d’autres SDR aux capacités similaires.
8. Portabilité : La combinaison du Cariboulite avec un Raspberry Pi crée une solution SDR portable et autonome, idéale pour les applications sur le terrain.
9. Capacités d’émission : Contrairement à de nombreux SDR d’entrée de gamme, le Cariboulite peut à la fois recevoir et transmettre des signaux.
10. Extensibilité : Les ports PMOD permettent d’ajouter des fonctionnalités supplémentaires comme la synchronisation GPS ou la radiogoniométrie.

Ces avantages font du Cariboulite un choix attrayant pour les amateurs, les éducateurs et les professionnels cherchant une solution SDR polyvalente et abordable.

Applications Courantes

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Le Cariboulite SDR offre un large éventail d’applications grâce à sa polyvalence et ses capacités avancées :

1. Analyse de spectre : Le dispositif peut être utilisé comme un analyseur de spectre à large bande, permettant d’observer et d’étudier les signaux RF sur une plage de fréquences étendue.
2. Réception radio amateur : Les radioamateurs peuvent exploiter le Cariboulite pour recevoir divers modes de transmission, y compris AM, FM, SSB, et des modes numériques comme FT8 ou PSK31.
3. Réception de signaux satellitaires : Le SDR est capable de recevoir et de décoder les signaux provenant de satellites météorologiques, de communication, et même de la Station Spatiale Internationale.
4. Surveillance du trafic aérien : En utilisant des logiciels appropriés, le Cariboulite peut décoder les signaux ADS-B pour suivre les avions en temps réel.
5. Expérimentation IoT : La capacité de transmission du dispositif permet de créer et de tester des protocoles de communication pour l’Internet des Objets.
6. Éducation et recherche : Dans les milieux académiques, le Cariboulite sert d’outil pédagogique pour enseigner les principes des communications sans fil et du traitement du signal.
7. Développement de protocoles radio : Les chercheurs et développeurs peuvent utiliser le SDR pour créer et tester de nouveaux protocoles de communication sans fil.
8. Réception de signaux de télémétrie : Le dispositif peut être configuré pour recevoir des données de télémétrie provenant de diverses sources, comme des ballons météorologiques ou des drones.
9. Émulation de balises : Grâce à sa capacité de transmission, le Cariboulite peut être utilisé pour émuler différents types de balises radio à des fins de test ou d’expérimentation.
10. Surveillance du spectre : Les professionnels peuvent utiliser le SDR pour surveiller l’utilisation du spectre radioélectrique et détecter d’éventuelles interférences.

Ces applications démontrent la polyvalence du Cariboulite SDR, qui peut s’adapter à une grande variété de besoins en matière de communication sans fil, d’analyse de signaux et de développement de protocoles radio.

Intégration avec GPS

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Le Cariboulite SDR offre des possibilités d’intégration avec le GPS grâce à ses ports d’extension PMOD entièrement contrôlables. Ces ports permettent de connecter des modules GPS externes pour diverses applications avancées :

1. Synchronisation temporelle précise : L’intégration d’un module GPS permet une synchronisation temporelle très précise du SDR, essentielle pour certaines applications comme la radioastronomie ou la surveillance du spectre à long terme.
2. Géolocalisation des signaux : En combinant les données GPS avec les capacités de réception du Cariboulite, il est possible de géolocaliser précisément la source des signaux reçus, une fonctionnalité utile pour la cartographie RF ou la recherche d’interférences.
3. Radiogoniométrie : L’ajout d’un GPS facilite les applications de radiogoniométrie, permettant de déterminer la direction d’arrivée des signaux radio.
4. Expériences mobiles : Pour les applications mobiles ou embarquées, l’intégration GPS permet de suivre la position du SDR tout en effectuant des mesures RF, ce qui est utile pour la cartographie de la couverture réseau ou l’analyse de propagation.
5. Horodatage précis des échantillons : Le GPS fournit une référence de temps extrêmement précise, permettant d’horodater les échantillons RF avec une grande exactitude, ce qui est crucial pour certaines applications scientifiques ou de surveillance.
6. Calibration de fréquence : Le signal PPS (Pulse Per Second) du GPS peut être utilisé pour calibrer précisément l’oscillateur local du SDR, améliorant ainsi sa stabilité en fréquence.

L’intégration GPS étend considérablement les capacités du Cariboulite SDR, le rendant adapté à une gamme encore plus large d’applications professionnelles et scientifiques dans le domaine des communications sans fil et de l’analyse spectrale.

Comparaison avec d’Autres Récepteurs SDR

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Le Cariboulite SDR se distingue par ses caractéristiques uniques par rapport à d’autres récepteurs SDR populaires sur le marché :

1. Intégration avec Raspberry Pi : Contrairement à de nombreux SDR USB comme les clés RTL-SDR, le Cariboulite est conçu comme un HAT pour Raspberry Pi, offrant une meilleure intégration et des performances potentiellement supérieures.
2. Large bande passante : Avec une bande passante maximale de 20 MHz, le Cariboulite surpasse de nombreux SDR d’entrée de gamme comme les clés RTL-SDR qui sont généralement limitées à 2-3 MHz.
3. Résolution élevée : La résolution de 12 bits du Cariboulite offre une meilleure dynamique que les 8 bits typiques des clés RTL-SDR, se rapprochant des performances de SDR plus haut de gamme comme le SDRplay RSPdx.
4. Capacité d’émission : Contrairement à de nombreux récepteurs SDR, le Cariboulite peut également émettre, le plaçant dans la catégorie des émetteurs-récepteurs SDR comme le HackRF One.
5. Prix compétitif : Avec un prix entre abordable, le Cariboulite offre un excellent rapport qualité-prix comparé à des SDR plus coûteux comme le SDRplay RSPduo (299€) ou le Malachite DSP SDR V5.
6. Flexibilité open-source : Son design open-source offre plus de possibilités de personnalisation que les SDR propriétaires comme ceux de SDRplay ou AirSpy.
7. Double canal : La capacité de réception/transmission sur deux canaux simultanément est une caractéristique avancée que l’on ne trouve pas dans les SDR d’entrée de gamme.
8. Couverture en fréquence : Sa plage de 30 MHz à 6 GHz est plus étendue que celle de nombreux SDR, notamment en haute fréquence, surpassant des modèles comme le SDRplay RSP1B qui s’arrête à 2 GHz.
9. Intégration FPGA : L’utilisation d’un FPGA pour le traitement du signal offre des possibilités de personnalisation et de performances que l’on ne trouve pas dans les SDR basés uniquement sur des puces dédiées.
10. Compatibilité logicielle : Sa compatibilité avec des API avancées comme Soapy/GNU Radio le rend plus flexible que certains SDR limités à des logiciels propriétaires.

En résumé, le Cariboulite SDR se positionne comme une solution intermédiaire entre les SDR d’entrée de gamme et les modèles haut de gamme, offrant des fonctionnalités avancées à un prix abordable, tout en bénéficiant de la flexibilité de l’open-source et de l’intégration avec Raspberry Pi.