DIY Projekttechnik. Teil eins

Published on January 16, 2019

DIY Projekttechnik. Teil eins


    Die im einleitenden Teil des Artikels beschriebene Methodik zur Umsetzung von Heimwerkerprojekten wird am Beispiel eines Amateurprojekts des Autors des Artikels weiter aussortiert . Die Beschreibung der Projektaktivität erfolgt nach der Methodik und Terminologie von GOST R 54869-2011 "Projektmanagement. Anforderungen an das Projektmanagement". Die Beschreibung der Aktivitäten in der Projektplanungsphase wird aus Gründen der Klarheit durch einige "Branchenspezifitäten" ergänzt.


    Projektzusammenfassung


    Das Projekt startete am 01/01/2018 und befindet sich in der Entwurfsphase .
    Das Ziel des Projekts: die Popularisierung und Entwicklung der Amateurfunkkommunikation auf Kurzwellen.
    Minimal tragfähiges Produkt des Projekts: Ein Radiodesigner, der für einen Gymnasiasten erschwinglich ist, um einen Radio Observer Receiver ( SWL ) selbst zu montieren .
    Das Projektbudget ist nicht genehmigt, die Kosten des Projekts im Jahr 2018 beliefen sich auf 6481 Rubel 42 Kopeken.
    Projektzeitplan ohne Angabe bestimmter Termine.


    Hintergrund des Projekts


    Die Idee der Eigenentwicklung eines einfachen modernen Amateurfunksenders kam mir zum ersten Mal bei der Montage eines neuen Transceivers aus vorgefertigten Modulen der Eigenentwicklung. Es war schön, die für mich neue Signalverarbeitungstechnologie DDC / DUC „anzufassen“, aber der Prozess war durch ein unverständliches „schweres Erbe der verdammten Vergangenheit“ belastet: Die Quellcodes der Firmware wurden nicht veröffentlicht; Die Schemata der Module wurden veröffentlicht, entsprachen aber nicht der Realität. rechtzeitige qualifizierte beratung war problematisch. Es bestand also der Wunsch, "alles so zu machen, wie es sollte".


    Projektinitiierungsprozess


    Schließlich wurde ich in meinen Gedanken über das Starten eines Projekts gestärkt, als ich einmal den Radio-Club meines ehemaligen Mentors besuchte. Die Situation dort ist meiner Meinung nach ziemlich merkwürdig: Es gibt einen kollektiven Radiosender, und die Kinder interessieren sich nicht für das Radio, und übrigens auch, um etwas zu löten! Gleichzeitig interessieren sich Kinder für Roboter und programmieren dort etwas ...


    Zu diesem Zeitpunkt wurde die Absicht des Projekts festgelegt:


    • Das Projekt entwickelt ein Mainboard mit einem 2,4-Zoll-TFT-Display, das an STM32F4DISCOVERY erinnert, aber Bedienelementen (Encoder, Tasten) neben dem Display sowie einem Frequenzsynthesizer und einem I2S-Audiocodec „on board“.
    • Die Hauptplatine kann als USB-Audiogerät an einen Computer angeschlossen werden und verfügt über einen USB-COM-Anschluss zur Steuerung der Karte über eine CAT-Schnittstelle.
    • Das Display dient auch zur Anzeige einer Panoramaanzeige.
    • Produkte, die auf der Hauptplatine basieren, sind blockmodular aufgebaut: Die Hauptplatine des Geräts kann mit einem Funkkanal-SDR - Empfänger ( Software Defined Radio ), einem Funk-CB-Sender ( Civil Band ), einem Funk-SDR-Transceiver usw. erweitert werden.
    • Text-, Grafik- und Videomaterial des Projekts werden unter den Bedingungen der Lizenz CC BY-SA 3.0 veröffentlicht .

    Die vom Projekt entwickelte und angepasste Software wird unter den Bedingungen der GNU GPLv3-Lizenz veröffentlicht .

    Das Design des Projekts ist grundsätzlich nicht neu:


    • Das blockmodulare Prinzip des Aufbaus von Radiosendern wird in dem Buch von Ya.S. Lapovka (UA1FA) „Ich baue eine HF-Funkstation“ - M., DOSAAF, 1983;
    • Die im SDR verwendete mathematische Signalverarbeitungsvorrichtung ist in Kapitel 3, "Die Phasenmethode zum Bilden und Empfangen von SSB-Signalen", des Buches V.T. Polyakova (RA3AAE) "Direct Conversion Transceiver". - M., DOSAAF, 1984;
    • Ein Beispiel für die Implementierung des Empfangspfades mit einem Schlüsselmischer ist in dem Artikel von V.T. Polyakova, "Synchronous AM Receiver" - Radio, 1984, Nr. 8, S. 31-34.

    Die ersten beiden Quellen werden schon mit 35 Jahren liebevoll in meinem Bücherregal aufbewahrt. Ihr Foto wird als KDPV verwendet. Trotz der Tatsache, dass die in diesen Veröffentlichungen beschriebenen technischen Lösungen längst überholt sind, sind die dort vorgestellten Ideen immer noch relevant.


    Und noch eins: Es war sofort klar, dass wir das Projekt finanzieren und eigenständig leiten müssen.


    Planungsprozess für Projektinhalte


    Ein Beispiel für die Implementierung eines einzigartigen Projektprodukts ist der mcHF QRP TRX MXNKA-Transceiver. Schema, Zeichnungen und Quellcodes des Transceivers sind gemeinfrei.


    Der M0NKA-Transceiver ist ein vollständig autonomer Radiosender: Er verfügt über lokale Bedienelemente, ein Farbdisplay mit einer Panoramaanzeige und die Signalverarbeitung erfolgt über eigene Berechnungstools. Der Transceiver kann als USB-Audiogerät und USB-COM-Anschluss an einen Computer angeschlossen werden. Das Befehlssystem der CAT-Schnittstelle ähnelt dem Befehlssystem des beliebten YAESU FT-817-Transceivers.


    Das Versprechen des M0NKA-Transceivers wird unter anderem dadurch bestätigt, dass es mindestens eine Alternative zur Open-Source-Firmware gibt und dass die chinesische Industrie mehrere "Klone" dieses Geräts herstellt:



    Als das minimal realisierbare Produkt des Projekts kann die Implementierung der Funktionalität der folgenden Produkte angesehen werden:



    Schemata, Zeichnungen und Quellcodes dieser Produkte sind gemeinfrei. SoftRock Lite II RX und Peaberry SDR V2 können sowohl zusammengebaut als auch in Form von Sets zur Selbstmontage erworben werden.


    Beide Entwicklungen verfügen nicht über lokale Steuerelemente und funktionieren als "Anhänge" an den Computer. Verwenden Sie zur Steuerung der Betriebsarten und der Signalverarbeitung in der Regel das Freeware-Programm HDSDR :



    Der SoftRock Lite II RX-Empfänger wird an den USB-Anschluss und den Analogeingang einer Computersoundkarte angeschlossen. Der Peaberry SDR V2-Transceiver wird seitdem nur noch an USB angeschlossen Beinhaltet ein USB-Audiogerät. HDSDR verwaltet die Frequenzeinstellungen und Betriebsmodi dieser Geräte, da sie keine CAT-Schnittstelle haben. Die Ausführung erfolgt mit Open-Source-Software, die vom Amateurfunkbetreiber PE0FKO aus den Niederlanden entwickelt wurde.


    Als Ergebnis der Analyse der vorhandenen Lösungen für die Entwicklung des MVP-Mainboards wurde die folgende Elementbasis ausgewählt: MCU STM32F103RET6, si5351B-Frequenzsynthesizer, TLV320AIC3105-Codec, TFT-Display ILI9341 mit SPI-Schnittstelle. Die endgültige Wahl der MCU wurde verzögert, bis die Ergebnisse der Implementierung des USB-Audiogeräts erzielt wurden. Alternativ werden STM32F407 und STM32F429 berücksichtigt.


    Im Pfad des MVP-Funkkanals wird ein bewährter QSD-Transceiver (Quadratic Key Detector) und QSE-Transceiver (Quadratic Key Pathogen) des Peaberry SDR V2-Transceivers verwendet.


    Projektmitarbeiter Planungsprozess


    Die Zeit der einsamen Genies liegt in ferner Vergangenheit. Heute werden Projekte vom Projektteam durchgeführt. Selbst in einem so einfachen Projekt, wie es in Betracht gezogen wird, werden Kompetenzen benötigt:


    • Projektleiter;
    • Konstrukteur;
    • Schaltungsentwurfsingenieur;
    • PCB-Tracer;
    • Software-Ingenieur.

    Meine beruflichen Fähigkeiten reichten in dieser Liste für alles außer Programmieren. Ich habe Programmierern nicht angeboten, kostenlos an meinem Projekt zu arbeiten. Ich habe mich entschlossen, die Kompetenz eines Software-Ingenieurs selbstständig zu erlernen, und im Rahmen eines Meinungsaustauschs mit Kollegen habe ich praktische Ratschläge erhalten:


    • mache alles selbst, bis ich einen funktionierenden Prototyp bekomme;
    • Entwicklung von STM32-Programmierkenntnissen auf kostengünstigen vorgefertigten Debug-Boards wie der Blue Pill ;
    • wende in der entwicklung streng spezifische software an (wenn ich natürlich konsultationen von meinen kollegen erhalten möchte).

    Obwohl ich mit dem Projekt immer noch allein war, halfen mir Kollegen oft mit Rat und Tat.


    Planungsprozess für die Projektbeschaffung


    Da ich keine Erfahrung mit der ausgewählten Elementbasis hatte, bin ich in den Beschaffungsplan eingetreten:


    • alle kleinen Dinge innerhalb von 1000 Rubel;
    • Debug-Board NUCLEO-F103RB , mit einem empfohlenen Preis von 10,32 $;
    • Debug-Board TLV320AIC3105EVM-K mit einem empfohlenen Preis von 99 US-Dollar;
    • Debug-Board Si535X-B20QFN-EVB , mit einem empfohlenen Preis von 150 US-Dollar;
    • Analysator logisch Saleae Logic 8 , mit einem empfohlenen Preis von 399 $;
    • Digitaloszilloskop Rigol DS-1102E zum empfohlenen Preis von 461 USD.

    Nach der Überwindung einer psychologischen Barriere durch den Beschaffungsplan beschlossen 1000 USD, die Beschaffungsplanung für eine Weile aufzuschieben und mit der Risikoplanung zu beginnen.


    Planungsprozess für Risikoantworten


    Ein Projektrisiko ist ein wahrscheinliches Ereignis, dessen Eintreten die Projektergebnisse sowohl negativ als auch positiv beeinflussen kann. Risiken dokumentieren und ordnen sie nach Wahrscheinlichkeit und Grad des Einflusses auf ein Projekt.


    Nachfolgend finden Sie ein völlig unkanonisches, einfachstes Register der Risiken des betrachteten Projekts. Ich habe nicht genauer analysiert:


    Event 1: Ein einzigartiges Produkt des Projekts wird entwickelt und in Produktion genommen. Wahrscheinlichkeit: gering. Reaktionsszenario: Zunächst Fokus auf industrielle Produktion, lag in den technischen Anforderungen der Parameter der Herstellbarkeit des Produktes.


    Ereignis 2: Das Projekt wird geschlossen, nachdem das MVP-Projekt erfolgreich getestet wurde. Wahrscheinlichkeit: durchschnittlich. Reaktionsszenario: Entwicklung im Zuge der Projektdurchführung von Arbeitsplanungs- (Software-) Dokumentationen in einem Umfang, der für die Veröffentlichung nach Projektabschluss ausreicht.


    Ereignis 3: Das Projekt wird bis zum Ende der MVP-Projektentwicklung geschlossen. Wahrscheinlichkeit: hoch. Reaktionsszenario: Konzentrieren Sie sich zunächst auf die Minimierung der Projektkosten.


    Selbst aus dieser einfachsten Analyse geht hervor, dass die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Abschlusses des Projekts gering ist. Die Wahrscheinlichkeit einer Kapitalrendite für das Projekt ist gleich Null. Daraus ergibt sich die Schlussfolgerung: Bei jeder Entwicklung von Ereignissen in einem Amateurprojekt muss die Beschaffung auf ein Mindestmaß beschränkt werden und alle Arbeiten müssen unabhängig voneinander ausgeführt werden.


    Risikobeschaffungsplan


    Nach der Analyse des Risikos wurde der Beschaffungsplan im Projekt bescheidener:


    • Chinesische Debugging-Karte STM32F103RET6 für 450 Rubel;
    • Programmierer ST-Link v.2 für 500 Rubel;
    • Klon Saleae Logic 8 für 500 Rubel;
    • alle kleinen Dinge für das Prototyping innerhalb von 5.000 Rubel.

    Der Prozess der Entwicklung eines Projektplans


    Der Projektplan war sehr einfach:


    1. STM32-Programmierkenntnisse auf der Debug-Karte erwerben.
    2. Debugging der Arbeit der lokalen Behörden (Encoder, Buttons, Display).
    3. Das Debuggen der Arbeit des si5351B und des Funkkanals, die Implementierung eines extrem minimalen Produkts.
    4. Debugging der CAT-Schnittstelle, des si5351B und des Funkkanals.
    5. TLV320AIC3105-Debugging, Debugging von USB-Audiogeräten, MVP-Implementierung.

    Die Arbeitsorganisation zielt auf eine schrittweise Umsetzung der MVP-Funktionen von einfach bis komplex ab. Begriffe fehlen grundsätzlich.


    Vorläufige Ergebnisse


    Zum Abschluss des ersten Teils des Artikels möchte ich sagen, dass die offensichtliche Redundanz in der Beschreibung des Planungsprozesses eingeführt wurde, um die Merkmale dieses Prozesses in einem Amateurprojekt besser aufzuzeigen. Dieser Planungsansatz reduzierte die Kosten und rationalisierte die Ausführung der Arbeiten während der Projektdurchführung. Derzeit ist der dritte Punkt des Zeitplans erfüllt: Der Funkkanal empfängt bereits ein Signal vom Generator, die Optimierung des si5351B-Betriebs ist im Gange. Die Projektkosten im Laufe des Jahres beliefen sich auf 6481,42 Rubel.


    Und doch, Kollegen! Betrachten Sie das alles nicht als Dogma. Dies ist nur ein Versuch, die spezifischen Erfahrungen bei der Planung eines Amateurprojekts zu beschreiben. Ich hoffe sehr, dass jede Bewertung von einem Kommentar begleitet wird.


    73! Vor der Kommunikation!