 Mini-Radio-Firmware V2mit RTTY/CW Dekodierer Am Mini-Radio direkt Meldungen live mitlesen, Speicherplätze, ETM, Datum, Zeit, u.v.a.m  Das Radio mit dem Chip SI4732 und einem ESP32-S3, sowie einem farbigen Display 320x170 kam im Auslieferungszustand zu Beginn mit einer offensichtlich sehr durchdachten und optisch ansprechenden grafischen Oberfläche.
Diese optisch gelungene Darstellung der damaligen Official Firmware, die Größe, die Komponenten und der Preis für ein fertig aufgebautes Gerät - aber vor allem die Möglichkeit die Firmware selber anzupassen – waren Anlass zur Anschaffung dieses Mikro-Pocket-SSB Empfängers. Nach einiger Recherche konnte der Quelltext der Originalfirmware mit der Arduino IDE kompiliert und hochgeladen werden. Somit war der Weg frei für individuelle Anpassungen. Dabei sollte das Erscheinungsbild des Originals erhalten bleiben. Über einen Menüpunkt wird eine informationsreichere Darstellung zur Anzeige gebracht. Hinweis Bevor die hier beschriebene, sich noch ändernde Firmware aufgespielt wird, sollte der ganz unten gegebene weitere Hinweis beachtet werden. Damit wird das Ausprobieren dieser Firmware sicher und unkompliziert. Überblick Das Radio und dessen Anwendung kann man in drei verschiedene Bereiche aufteilen:
Diese Aufteilung findet man auch im Betriebssystem, also in dieser Firmware, wieder. Das Radio eignet sich vorzüglich für den UKW-Empfang. Es ist empfindlich, hat einen guten Klang für seine Größe und einen Stereo-Kopfhöreranschluss mit eigenem Verstärker (V3). Über das Radio-Daten-System RDS lassen sich auf FM verschiedene Erweiterungen realisieren. Je nach Ausbreitungsbedingungen und verfügbarer Antenne eignet sich der Apparat ebenfalls für den Rundfunkempfang in AM auf Lang-, Mittel- und Kurzwelle von 150 bis 30000 kHz. Um die verschiedenen Gegebenheiten bei diesem Betrieb zu berücksichtigen, konnten allerlei Hilfsmittel zur Firmware hinzugefügt werden. Der Funkamateur und gelegentlich auch der SWL lauscht Einseitenband-Ausstrahlungen SSB in Form von Sprache oder den sogenannten Digi-Modes. Dazu zählen in depth Fachgespräche unter Funkamateuren, Wettermeldungen, Fernschreibsignale, Wetterbilder als Fax, bunte SSTV-Bilder der Amateurfunker mit der Lizenz zum Senden und vieles mehr. Diese Firmware erfüllt in erster Linie die Anforderungen des Autors für den Eigenbedarf. Die Software wurde nicht verfasst, um einem möglichst breiten Publikum zu gefallen. Man könnte es möglicherweise besser "personal firmware" nennen. Funkamateuren wird empfolen die ats-mini-Firmware zu verwenden, da diese von mehreren Rufzeichenbesitzern erstellt wurde und wird, und damit deren Sichtweise auf die Dinge mehr - und vermutlich besser - berücksichtigt. Die Original-Firmware (Official Firmware, nicht die Firmware by G8PtN aka ats-mini) konnte hier in verschiedenen Stufen den eigenen SWL-Bedürfnissen angepasst werden. Dazu gehört insbesondere eine Erweiterung, die es erlaubt ohne zusätzliche Apparate oder Software Datenströme über die Stabantenne in Form von RTTY-Wetterfunk und Morse (CW)- Signalen zu erkennen, zu dekodieren und als Klartext in einer Zeile auf dem kleinen Radio-Display zur Anzeige zu bringen. Aber auch die ETM-Funktionen kommen hier verstärkt zum Einsatz, wodurch die noch immer träge Abstimmung am Drehknopf kaum negativ empfunden wird. Modifikationen Anpassungen/Erweiterungen, Stand Juni 2025
Datum und Uhrzeit stammen aus RDS-Daten. An einem Sonn- oder Feiertag erfolgt die Zeitdarstellung oben rechts rot. Stereo ist aktiv und der Name wird mit Antenne angegeben. Weitere Details weiter unten. Der Radiotext mit Umlauten wechselt soeben. Einige Sender erscheinen - je nach Stärke - als gelbe Kästchen. Der Signalverlauf wird als Plot geschrieben. Menu Mit einem Einfachklick erreicht man das Menü. Da die Software noch entwickelt wird, entspricht die Reihenfolge überwiegend der dem zeitlichen Hinzufügen von Funktionen. Die ersten Punkte stammen aus der Originalsoftware und sind:
Hinzugekommen sind im Laufe der Erweiterung:
Menü Backlight Im Bereich 0 bis 99 kann die Helligkeit eingestellt werden. Bei ungeraden Werten der Hintergrundbeleuchtung (Backlight) schaltet sich die Helligkeit nach einer Minute Leerlauf des Encoders quasi aus (Stufe 1), um Energie zu sparen. Rotation schaltet wieder an. Die Hintergrundbeleuchtung dien zur Zeit der Entwicklung auch zum Schalten von Funktionen:
Eine Helligkeit mit Wert 0 wird nicht gespeichert. Menü Timer Ein Einschlaf-Timer schaltet das Radio nach einer eingestellten Minuten-Dauer in den Schlaf-Modus. Der Verstärker, die Anzeige und das Radio werden abgeschaltet. Der ESP32 wird in den Sleep-Modus versetzt - es wird weniger Energie benötigt. Aus-/Einschalten wechselt in den normalen Betrieb. Menü Battery Der Zustand des Akkus kann zusätzlich als Spannung, Prozent oder ausgeschaltet erscheinen. Das Original-Icon ist weiterhin wählbar. Als weitere Zusatzinformation kann die Temperatur des ESP32-Kerns dargestellt werden (Info). Menü Automute Schaltet bei RDS-Programm-Typ Pop stumm. Nachrichten (Typ News) und Verkehrsdurchsagen (TA) werden freigeschaltet. Damit lassen sich zum Beispiel bei WDR2 unerwünschte Moderationen unterdrücken. Nur Welt- und Regional-Nachrichten bleiben hörbar. Eine Art nervenschonender Dudelfunk-Blocker. Die Option Time gestattet es auch private Lokalsender mit Dudelfunk-Blocker zu hören. Da diese nicht via RDS auf News umschalten, erfolgt die Freischaltung per Uhrzeit zur vollen oder gegebenenfalls zur halben Stunde (Sonn- und Feiertage werden berücksichtigt). Das Ende der Verkehrsdurchsage schaltet wieder stumm. Bei fehlender Durchsage oder eingeschlafenem Moderator tritt nach 5 Minuten Ruhe ein. In Stellung SNR werden nur Sender mit Signal to Noise Ratio hörbar. Menü Classic/Info Schaltet die Firmware um. Classic bedeutet, dass die Bedienung und Anzeige der Urversion aktiviert wird. Einfachklick liefert die Bandumschaltung und ein Doppelklick führt zum Menü. Menü Store Speichert durch Druck des Tasters die aktuelle Frequenz mit Parametern im ausgewählten Speicherplatz und EEPROM-Bereich. Das Speichern der Frequenz 9999 (kHz) entspricht einer Freigabe dieses Platzes, er erscheint als unbelegt. Der Speicherzustand bleibt auch im ausgeschalteten Zustand erhalten. Menü Recall Zeigt die gespeicherten Frequenzen und stellt diese beim Drehen am Knopf sofort ein. Nach Ablauf der Menü-Zeit verschwindet die Speicherliste. Dieser Punkt ist inzwischen überflüssig, da der Menüpunkt TUNE dazu kam. Menü TUNE Wechselt zwischen Frequenzeinstellung und Speicherwahl per Drehknopf. Im Tune-Modus Memory schaltet der Knopf, wie bei Recall, zwischen den gespeicherten Sendern – ohne über das Menü zu gehen. Die Speicherstelle erscheint im linken Statusfenster als zweistellige Zahl nach TUNE mit z. B. M05 als 5. Speicherstelle. Beim Wechsel zwischen FM-Sendern wird kurz der Verstärker abgeschaltet, um ein sonst störendes Knacken zu vermeiden. Wurde ein ETM-Scan durchgeführt erscheint die dritte Tune-Methode, die zwischen den ETM-Speicherplätzen wechselt - wie bei Memory – aber mit der Anzeige TUNE E05. Ein Druck auf TUNE ändert also die Funktion des Drehknopfes. Menü Decoder Diese erweiternde Modifikation der Firmware zeigt im Menü einen neuen Eintrag Decoder mit den folgenden Optionen:
Beide Dekodierer senden ihre Texte auch an die serielle Schnittstelle. Wird die Dekodierauswahl (z. B. RTTY) mit einem Klick abgeschlossen, so erscheint im Mode-Fenster der Ausdruck LOCKED. Die Bildschirmaktualisierung ist dann ausgeschaltet, wodurch keine unerwünschten Unterbrechungen durch eine zufällige Display-Aktualisierung auftreten. Im Normalmodus erscheint der Text ab und zu in Orange. Dies zeigt ein Bildschirmupdate an und es kann zu Fehldekodierungen kommen. Im Locked-Modus ist der Bildschirm, bis auf den Lauftext, quasi eingefroren. Batterie, Uhrzeit, Timer, Feldstärke werden nicht aktualisiert! Durch eine beliebige Betätigung des Drehschalters wird die Sperre aufgehoben. In West-Europa kann mit einer 76 cm langen Stabantenne am Tag das Signal auf Langwelle gut hören, wenn man sich in Fensternähe oder im Freien aufhält. Je nach Bedingungen ist auch 4582 kHz und 10100 kHz auf Kurzwelle hörbar. Mit der aktuellen Firmware ist das Einstellen und Dekodieren einfach geworden. Ausgehend davon, dass das Radio gerade FM/UKW empfängt, führen die folgenden Schritte schnell zum Erfolg:
Mit Store kann man diese Frequenz (mit Dezimalstellen) und Mode USB abspeichern. Wechsel zu FM schaltet den Dekodierer ab.
Mit einer einfachen SMA-angeschraubten 76 cm langen Teleskop-Antenne wurde am 20.05.2025 zur angegebenen Uhrzeit das Indoor-Signal auf 7646 kHz USB fehlerfrei dekodiert. Der Empfänger wird als V3 bezeichnet mit geänderter Eingangsstufe hi-Z. Das gesteckte Ziel wurde somit erreicht. Die Frequenz auf Langwelle findet man manuell im Band MW1. Diese Firmware gestattet es bis auf 146.220 kHz herunter zu empfangen (SSB/ETM:E01). Im oberen Seitenband USB kann das RTTY-Signal des DWD meist laut und deutlich empfangen werden. Dazu sind jedoch alle Störquellen in der Nähe einer langen Antenne zu entfernen.
Diese Firmware funktioniert auch ohne Hardware-Modifikation. Damit jedoch der ESP32 das Tonsignal zwecks Dekodierung verarbeiten kann, muss ein Analogeingang mit dem Lautsprecher bzw. dem Verstärkerausgang verbunden werden. Eine einfache Drahtbrücke muss von Pin 8 des Verstärker-IC zu IO11 des ESP32-S3 verlegt sein damit diese erweiterte Firmware die Signale erkennen kann. Ab Lautstärke 30+ können dann Töne im Bereich 1 kHz erkannt werden.
Der ESP32-S3 verfügt über zwei Kerne. Ein Kern steuert das Radio, die Anzeige und kümmert sich um den Benutzer am Drehencoder. Der zweite Kern liegt in der Originalfirmware brach - er tut nichts. Auf dieser Homepage ist bereits in früheren Tagen ein Arduino in die Lage versetzt worden Töne, Morse- und RTTY-Signale zu dekodieren. Mit einem Software-Ton-Detektor nach Goertzel reagiert das Radio voreingestellt auf Signale der Frequenz 1 kHz an seinem Verstärkerausgang. Dies alles läuft im zweiten Kern, ohne Zutun des anderen Radioaktiven-Kerns. Die Firmware läuft jetzt also quasi mit der Kraft der zwei Herzen... Menü Station Während der lokale FM-Empfang seine Sendernamen bei gutem Empfang per RDS erhält, ist in den anderen Bändern weltweiter Empfang möglich. Es existiert eine interne Sendertabelle, die auf dem Display ähnlich älterer Skalen mit gelben Rechtecken im Frequenzband zur Anzeige kommt. Zusammen mit der schnellen magischen Anzeige der Feldstärke kommt ein Retro-Feeling des Wellenreitens insbesondere bei Fading auf. Der Name erscheint an üblicher Stelle. Das Menü Stations erlaubt in einer Menü-Auswahl das direkte Einstellen einer vorgegebenen AM-Station. Als Band wird der Bereich ALL verwendet.
Abbildung: Speicherplatz 14 mit Exterior in AM auf 15500 kHz am späten Nachmittag mit starkem Signal. Einige weitere Stationen wurden in der Nähe bereits gehört, wie die gelben Marker zeigen. Am unteren Rand deutet die grüne Line an, dass dies ein Rundfunkbereich ist. Die Stationen wurden zur Kompilierzeit eingebunden und aus Band-Scans ab 9:00 CET bis 22:00 CET in West-Europa mit einer Sony Wide Range Antenna AN-1 gewonnen. Wie bei alten Radios sind nicht alle eingetragenen Sender zu jeder Zeit on Air. Auch die Tageszeit und die jeweiligen Ausbreitungsbedingungen spielen eine Rolle. Stationen mit einem vorangestellten Hochkomma senden über ein Relais (z. B. 'VoA), sporadische Sender haben ein Hochkomma angehängt (z. B. Casanova'). Menü ETM Easy Tuning Mode, adaptiert von TECSUN Radios, scannt das eingestellte Band nach Sendern mit ausreichender Feldstärke und SNR. Diese Funktion ist u. a. bei Reisen bei FM gut zu verwenden, aber auch zu verschiedenen Tageszeiten und Antennen erhält man schnell einen Überblick. Die gefundenen Stationen werden temporär in den ETM-Speichern aufsteigend gespeichert.
SSB-Tuning Diese Version unterstützt SSB-Tuning, wie auch andere Kleinempfänger mit dem SI4732. Dieses Abstimmverfahren ersetz die BFO-Abstimmung indem es Schrittweiten unterhalb von einem kHz gestattet. Die Frequenz-Anzeige erweitert sich in einem solchen Fall um einige Nachkommastellen. Mögliche Schritte STEP in kHz sind: 0.5, 1, 5, 9, 10, 0.01, 0.025, 0.05, 0.1. Die BFO-Abstimmung ist optional nutzbar. RadioText bei FM Der unter RDS übertragene Radiotext erscheint unterhalb des Sendernamens in ein- oder zweizeiliger zentrierter Darstellung. Dieser Text zeigt die einlaufenden Daten wie sie eintreffen. Diese Informatonen stehen auch an der seriellen Schnittstelle zur Verfügung und sind dort jedoch gefiltert, wodurch meist weniger Textfehler auftreten. Große Zeitanzeige bei FM Im FM-Betrieb synchronisiert sich die Uhrzeit zur vollen Minute über RDS. Die interne ESP-Uhr wird damit gestellt und läuft auch ohne RDS weiter. Zum Zeitpunkt der Zeitübernahme wird auch das RDS-Datum übertragen und angezeigt. Bei angezeigtem Datum und Inaktivität am Drehknopf wird anstelle der Frequenz nun die aktuelle Uhrzeit auf der 7-Segment-Anzeige dargestellt. PI und AF -Angaben (Programm-Id und Alternativ Frequency) verschwinden. Oben links erscheint die Frequenz als Zahl. Signal-Plotter Die Empfangsstärke und Qualität schreibt ein Zeit-Plotter mit. Die aus vielen Einzelmessungen erhaltenen Kurven bieten einen Überblick bei sich ändernden Empfangsverhältnissen während einer Minute. Bei synchronisierter Zeit über RDS entspricht die senkrechte Sekundenmarke quasi einem Sekundenzeiger. Die FT8-Signale beginnen zu festen Zeiten in einer Minute. Lautstärke Ohne über das Menü gehen zu müssen kann die Lautstärken-Einstellung durch längeren Druck auf den Knopf (etwa 0,5 Sekunden) erreicht werden. Änderung hebt eine Stummschaltung auf. Bandmarkierungen bei AM Am unteren Bildschirmrand markieren farbige Linien den jeweiligen Band-Typ. Dabei steht Grün für ein Rundfunk-Band. Die eingestellte Frequenz im Band ALL hat Einfluss auf den ETM-Ablauf. Fehler Fehlersuche ist mühsam und zeitintensiv. Es gibt manche Unzulänglichkeit der Firmware, die erst im Laufe der Zeit durch gezielte Reproduktion behoben werden kann. Bis dahin ist jeder Bug als Feature zu werten. Die Benutzung erfolgt auf eigenes Risiko! Download und Upload Diese von mir nach persönlichen SWL-Interessen angepasste Firmware für diesen Empfänger kann mittels USB-Kabel übertragen bzw. geflasht werden. Die modifizierte, erweiterte und weiterhin noch vorläufige Firmware liegt als Binärdatei in einem Zip-Archiv vor. Nach dem Download und dem Entpacken in einem beliebigen Verzeichnis, muss diese Datei zum Radio hochgeladen werden. Dies erfolgt am einfachsten mit einem modernen Browser. Hier die einzelnen Schritte:
Die serielle Schnittstelle des Radios erscheint nun in der Auswahl. Nachdem die Verbindung hergestellt ist meldet das ESP-Tool etwa:
Serial port WebSerial VendorID 0x303a ProductID 0x1001Das Radio schaltet sich ab.
Sollte sich die Firmware seltsam verhalten, so ist meist als Ursache die Speicherbelegung einer vorherigen Firmware auszumachen. Vor der Übertragung sollte dann mit dem ESPTool der gesamte Speicher gelöscht (Erase) werden. Hinweis: Neuere Geräte zeigen manchmal Probleme mit dem jeweils eingebauten Display. Es ist sinnvoll die Original-Firmware vom Kauf zu sichern. Unter Windows erfolgt das auf bequeme Art mit dem Flash Download Tool V3.9.8 vom Hersteller des ESP32. Eingestellt auf ESP32-S3 und Developer öffnet sich das Tool. Darin findet man den neuen Tab chipInfoDump zum Download der Firmware auf den PC. Nach richtiger Wahl der seriellen Schnittstelle (port) erhält man mit Chip Info Details zum angeschlossenen ESP. Die Sicherung der Firmware erfolgt mit Read Flash adsdress 0x0 size 0x200000. Das Tool speichert so 2 MB Flash als Datei mit der Endung *.bin in einem Verzeichnis flash_dump. Diese Datei kann, wie weiter oben beschrieben, im Browser wieder hochgeladen werden, um den Originalzustand wiederherzustellen. Da ein ESP32-S3 keinen eigenen Hardware UART (serielle Schnittstelle) besitzt, kann es passieren, dass die Verbindung nicht funktioniert, weil das System nicht hochfährt. Fehlen die beiden Taster Boot/Reset so kann man versuchen mit einem seriellen Terminal-Programm die beiden Leitungen DTR und RTS zu schalten, um so ein Reset zu erzeugen bzw. den ESP in den Download-Modus zu versetzen - ohne das Gerät öffnen zu müssen. |
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Die Software startet mit einem kurzen Splash-Screen und stellt sich danach in etwa wie folgt dar: Der voreingestellte sogenannte Info-Modus stellt möglichst viele Informationen auf dem Bildschirm dar. In der Abbildung wird ein UKW-Sender auf 104,2 MHz um 11:21 Uhr empfangen. 
Morsezeichen auf den Amateurfunkbändern sind meist schwierig zu dekodieren. Regelmäßige Morsesignale liefern NDB-Stationen im Bereich 280 bis 420 kHz in AM. Um den 1 kHz-Ton zu erhalten muss trotzdem USB oder LSB verwendet werden. Eine Ton-Quelle zur Übung findet man auf 9995 kHz USB. Der Zeitzeichen-Sender sendet verschiedene Muster, worunter auch der eigene Stationsname RWM in Morse. Ab den Minuten :09 :39 ertönt für 55 Sekunden die Morse Code Station Identification: "RWM RWM RWM...". Auch bei guten Ausbreitungsbedingungen kann die Dekodierung eine Herausforderung sein. 
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