ATS20+ SDR

Le récepteur ATS20+ est une utilisation matérielle de la librairie pour le SI4735 écrite par PU2CLR pour l'Arduino. Il permet la réception des fréquences de 150 kHz à 30 MHz en AM, SSB, CW et de 64 à 108 MHz en FM. Des forks du logiciel existent et améliorent le fonctionnement global du récepteur. On trouve de nombreux clones fabriqués en Chine à des prix très variables. J'ai trouvé le mien sur Aliexpress pour 20€ !

Fonctionnement

 Le récepteur ATS20+ est un SDR (software defined radio), ou radio logicielle, où toutes les fonctions du récepteur sont opérées par un microcontrôleur qui effectue tous les traitements par calcul ( filtrage, décimation, démodulation, décodage, etc).
La partie matérielle se limite à la numérisation directe, par un convertisseur analogique-numérique, à la gestion des commandes, l'affichage, l'amplification BF, etc.. 
Le boîtier comporte une batterie Li-Ion qui est chargée par un port USB C implanté sur la platine principale.

 Programmation

Le logiciel d'origine de l'ATS20+ a été grandement amélioré par certains programmeurs. Pour en bénéficier, il faut injecter le nouveau logiciel dans l'Arduino Nano.

Il existe 2 versions de l'ATS20+, la plus ancienne est basée autour d'un module Arduino Nano enfiché sur un circuit imprimé sur lequel sont implantés les composants constituants le récepteur proprement dit. La seconde est plus récente et comporte un circuit imprimé unique avec tous les composants implantés dessus et un seul connecteur USB à l'arrière.
ATTENTION, ce qui suit concerne la version la plus ancienne avec un Arduino pro-mini. La plus récente ne nécessite pas ces précautions.

 La programmation de l'Arduino s'effectue par le port USB mini B implanté sur le module Arduino Nano.
Ce port amène du 5 Volts sur la platine de l'Arduino qui malheureusement entre en conflit avec le 3,3 Volts généré sur la platine mère.
Si aucune précaution n'est prise, cette erreur de conception provoquera la destruction d'un régulateur 3,3V, celle de l'interface USB de l'Arduino et rendra le récepteur inutilisable!

Il faut donc prendre la précaution de supprimer le +5V du câble USB de raccordement sur l'Arduino. On peut le faire de différentes manières, la plus simple étant de dénuder la gaine et le blindage du câble, puis de couper le fil rouge du câble USB mini B.
On peut aussi réaliser ou acheter un changeur de genre USB mâle <-> USB femelle et interrompre la ligne +5V.

Une fois certain qu'il n'y a aucun risque d'alimenter le +5V sur le port USB mini-B, on pourra raccorder le récepteur au PC avec le câble modifié.

Ce qui suit est commun aux 2 versions.

Le gestionnaire de périphériques devrait détecter un nouveau port USB avec comme driver CH340.
Si ce n'était pas le cas, installer le pilote CH341.

Un nouveau logiciel peut alors être injecté dans l'ATS20+.
Le plus souvent, les mises à jour sont proposées sous forme de fichier .HEX.
La meilleure méthode est d'utiliser le logiciel AVRDUDESS

Dans AVRDude, il faut choisir "arduino (Arduino bootloader using STK500 v1 protocol)" comme programmateur.
Le port COM est celui détecté précédemment par le gestionnaire de périphériques.

Un appui sur le bouton "Detect" devrait trouver le MCU ATmega328P. Si c'est le cas, la partie est gagnée.

Nous voilà prêts à programmer le nouveau logiciel.
Il existe une version qui améliore grandement le fonctionnement de l'ATS20+, elle est disponible sur le GitHub suivant.

Il faut récupérer le fichier .hex et le sélectionner dans AVRDUDESS, puis cliquer sur le bouton GO dans la partie "Flash".

Si tout se passe bien, vous aurez un nouveau récepteur!

L'auteur recommande de mettre à blanc le contenu de l'EEPROM. Pour cela, il faut éteindre le récepteur, appuyez sur le bouton de l'encodeur et allumer.

Ce dernier logiciel permet également la mesure de la tension batterie, mais l'auteur indique qu'il faut faire une modification sur la platine en rajoutant un diviseur de tension avec 2 résistances relié à la pin A2.
Cependant, en examinant le schéma on constate qu'il existe déjà un tel diviseur sur la platine, mais qu'il est connecté sur la pin A1 de l'Arduino. Il n'y a donc plus nécessité de modifier le récepteur.
Après avoir porté le logiciel sous PlatformIO, j'ai modifié le logiciel pour utiliser l'entrée analogique A1 pour la mesure de la tension batterie, pour le compiler et l'injecter dans le récepteur à l'aide de AVRDudess.
J'ai téléchargé le soft modifié sur mon GitHub.

Mesures de sensibilité

Mesures effectuées avec un banc de test IFR 2945A.

 Globalement, la sensibilité en HF est tout à fait correcte pour un récepteur sans préamplificateur.
En bande FM, c'est excellent!

Utilisation

Le logiciel d'origine a été grandement amélioré par la version présentée ici.
L'ergonomie et l'affichage sont plus souple et intuitive. 

Il n'y a pas de banque de mémoires. Seule la dernière fréquence utilisée en FM, SW; MW et LW est mémorisée et uniquement après une période d'inactivité de 10 s.

Affichage

1. Mode. De 149 à 30000 kHz, les modes AM/LSB/USB/CW sont disponibles. Si Sync est actif dans les modes SSB, la lettre S apparait à côté du mode.
En bande FM, seul le mode FM (or WFM) est disponible.

2. Bande passante. Peut être AUTO en FM. Non disponible en mode CW.

3. Fréquence. En FM et SSB, affiche les décimales.

4. Bande. LW, MW, SW, CB ou FM.

5. Pas. Variable suivant le mode, CW/SSB auront les pas les plus fins, mais pas large. AM/FM ont des pas plus larges uniquement.

6. Unité de la fréquence. Toujours affiché en AM/FM, pas en SSB/CW.

7. Volume. De 0 à 63. Si MUTE est activé, M sera affiché.

8. % de charge de la batterie. Requiert la modification du logiciel ou de la platine. (voir plus haut)

Commandes

BAND+

1. Sélection de bande: Un appui court passe en mode sélection de bandes par l'encodeur rotatif, confirmation par appui sur l'encodeur ou nouvel appui sur Band+.
    Appui long pour incrémenter rapidement la bande.
2. Configuration: En mode settings, passe d'une page à l'autre 1/2/3.

BAND-

1. Settings menu: Appui court passe bascule en mode settings (configuration) ON/OFF. A la fermeture du menu settings, sauvegarde en EEPROM.
2. Sélection de bande : Appui long pour décrémenter rapidement la bande.

VOL+

1. Volume : Appui court pour entrer en mode réglage volume par l'encodeur. Confirmation par un appui sur l'encodeur ou le bouton VOL+
2. Volume + rapide: Appui long pour augmenter le volume.

VOL-

1. Mute: Appui court pour couper le son. Un nouvel appui pour remettre le son. Le symbole M s'affiche en haut à droite.
2. Volume - rapide: Appui long pour diminuer le volume.

STEP

1. Réglage du pas: Un appui court entre en mode ajustement du pas par l'encodeur. Confirmation par un appui sur l'encodeur ou le bouton STEP.
2. Niveau du signal: Un appui long affiche une barre de niveau du signal, similaire à un S-mètre. Un nouvel appui court ou un changement de bande supprime cet affichage.

AGC

1. Affichage on/off: Un appui court coupe ou remet l'affichage.
2. Sync mode en SSB: Un appui long passe en mode Sync si le mode SSB est actif. Le symbole S s'affiche à côté du mode.

BW

1. Réglage de la bande passante: Un appui court entre en mode réglage de la bande passante. Changement de la largeur de bande par l'encodeur. Confirmation par appui sur l'encodeur ou un nouvel appui sur BW. Chaque mode a sa largeur de bande.

 MODE

1. Sélection du mode: Un appui court change de mode AM/LSB/USB/CW sur les bandes HF. En bande FM, seul le mode FM est disponible.
2. RDS: Sur la bande FM, affiche les infos RDS. Les infos RDS sont mises à jour dynamiquement, en cas de perte ou d'absence de RDS, 3 points seront affichés. Un appui sur l'encodeur passe l'affichage successivement de: Nom de station, Information sur la station, information sur le programme.
   Si aucune information ne s'affiche, changer la fréquence et revenir sur la station.

Conclusion

L'ATS20+ est un petit récepteur tout à fait correct au vu de son prix. Sa taille permet de l'emporter partout avec soi et sa batterie interne permet une utilisation autonome pendant plusieurs heures
La sensibilité est plus que correcte, mais la résistance aux signaux forts n'est cependant pas optimum.