tinySA เป็นเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม (Spectrum Analyzer) และเครื่องกำเนิดสัญญาณ (RF signal generator) แบบพกพาที่มีขนาดกะทัดรัดและราคาย่อมเยา ออกแบบมาสำหรับผู้ที่ทำงานด้านงานอดิเรก, นักวิทยุสมัครเล่น, ครูอาจารย์ และวิศวกร สามารถใช้งานได้หลากหลาย เช่น การดีบักสัญญาณ RF การตรวจสอบสัญญาณ การค้นหาสัญญาณรบกวน การทดสอบฟิลเตอร์ การวัดที่เกี่ยวข้องกับเสาอากาศ และการเรียนรู้พื้นฐานด้าน RF ทั้งภาคสนามและบนโต๊ะทดลอง
โดยผลิตภัณฑ์ในตระกูล tinySA มีทั้งหมด 3 รุ่น ได้แก่ tinySA Basic, tinySA Ultra และ tinySA Ultra+ ซึ่งแตกต่างกันหลัก ๆ ที่ช่วงความถี่ที่รองรับและประสิทธิภาพการทำงาน โดย tinySA Basic รองรับความถี่ตั้งแต่ 100 kHz ถึง 350 MHz ที่พอร์ตอินพุตแบบความถี่ต่ำ และสูงสุดประมาณ 960 MHz ที่พอร์ตอินพุตความถี่สูง ส่วนรุ่น Ultra และ Ultra+ สามารถตรวจวัดสัญญาณได้สูงสุด 12 GHz อุปกรณ์ทั้งหมดใช้พลังงานจากแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ในตัว รองรับการชาร์จผ่านพอร์ต USB-C สามารถอัปเดตเฟิร์มแวร์ได้ มีฟังก์ชันทดสอบและคาลิเบรตตัวเองภายใน รองรับการตั้งมาร์กเกอร์และตรวจจับค่าสูงสุด (peak detection) การตั้งค่าช่วงความถี่และระดับแอมพลิจูดได้ตามต้องการ รวมถึงการควบคุมผ่านคอมพิวเตอร์ทาง USB, ขีดจำกัดการป้องกันอินพุตถูกกำหนดไว้ที่กำลัง RF สูงสุด +10 dBm และแรงดัน DC ไม่เกิน 10 โวลต์ โดยแนะนำให้ใช้อุปกรณ์เสริม เช่น ตัวลดทอนสัญญาณ (attenuator) ภายนอก หรือ DC block เมื่อทำการวัดสัญญาณที่มีระดับสูงกว่านี้
สเปคของ tinySA :
| คุณสมบัติ | tinySA Basic | tinySA Ultra (ZS405) | tinySA Ultra+ (ZS406) | tinySA Ultra+ (ZS407) |
|---|---|---|---|---|
| ไมโครคอนโทรลเลอร์หลัก (MCU) | STM32F072 | STM32F303 |
||
| หน่วยเก็บข้อมูล | เชื่อมต่อกับพีซีผ่าน USB เท่านั้น | ช่องใส่ MicroSD Card |
||
| จอแสดงผล | หน้าจอสัมผัส TFT 2.8 นิ้ว (320×240) | หน้าจอสัมผัส TFT 4.0 นิ้ว (480×320) |
||
| ช่วงความถี่ (โหมดวิเคราะห์สเปกตรัม) | อินพุตต่ำ: 100 kHz – 350 MHz อินพุตสูง: 240 MHz – 960 MHz | โหมดปกติ: 100 kHz – 800 MHz โหมด Ultra: สูงสุด 5.3 GHz โหมด Harmonic: ประมาณ 10–12 GHz | โหมดปกติ: 100 kHz – 900 MHz โหมด Ultra: สูงสุด 5.4 GHz โหมด Harmonic: ประมาณ 10–12 GHz | โหมดปกติ: 100 kHz – 900 MHz โหมด Ultra: สูงสุด 7.3 GHz โหมด Harmonic: ประมาณ 10–12 GHz |
| ฟิลเตอร์ RBW | 2.6 kHz – 640 kHz | 200 Hz – 850 kHz |
||
| จำนวนจุดสแกน | สูงสุด 290 จุด | สูงสุด 450 จุด |
||
| เครื่องกำเนิดสัญญาณ (คลื่นไซน์) | 100 kHz – 350 MHz | 100 kHz – 800 MHz | 100 kHz – 900 MHz |
|
| เครื่องกำเนิดสัญญาณ (คลื่นสี่เหลี่ยม) | 240 MHz – 960 MHz | สูงสุด 4.4 GHz | สูงสุด 6.3 GHz | |
| เครื่องกำเนิดสัญญาณภายใน (Internal SG) | ไม่มี | สูงสุด 5.3 GHz | สูงสุด 5.4 GHz | สูงสุด 7.3 GHz |
| สัญญาณรบกวนเฟส (@30MHz, offset 100kHz) | -98 dBc/Hz | -108 dBc/Hz |
||
| LNA (ขยายสัญญาณรบกวนต่ำ) | ไม่มี | มีในตัว 20 dB (เปิด/ปิดได้) |
||
| ตัวลดทอนสัญญาณ (Attenuator) | 0 dB – 31 dB (ปรับมือ/อัตโนมัติ) | 0 dB – 31 dB (แบบ Step Attenuator) |
||
| เอาต์พุตเสียง | ไม่มี | ช่องหูฟัง 3.5 มม. |
||
| USB | USB-C (CDC Serial) |
|||
| พลังงาน | USB-C สำหรับจ่ายไฟและชาร์จแบตเตอรี่ ใช้งาน ~2 ชั่วโมง (แบต LiPo ภายใน) | USB-C สำหรับจ่ายไฟและชาร์จแบตเตอรี่ ใช้งาน ~2 ชั่วโมง (แบต LiPo ภายใน) | USB-C สำหรับจ่ายไฟและชาร์จแบตเตอรี่ ใช้งานมากกว่า 3 ชั่วโมง (5000 mAh) |
|
| ขนาด | 54 × 85.5 × 11 มม. | 117 × 72 × 23 มม. | 117 × 72 × 23 มม. | 117 × 72 × 23 มม. |
หมายเหตุ: สามารถดูตารางเปรียบเทียบอย่างเป็นทางการบนหน้า wiki
ในด้านการรองรับซอฟต์แวร์ tinySA ใช้เฟิร์มแวร์แบบโอเพนซอร์สทั้งหมด ซึ่งเผยแพร่บน GitHub และดูแลโดยกลุ่ม community, มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องทั้งสำหรับรุ่น tinySA Basic และรุ่น tinySA Ultra / Ultra+ เฟิร์มแวร์สามารถคอมไพล์ได้ด้วย GNU Arm Embedded toolchain มาตรฐาน หรือผ่าน Docker โดยใน repository จะมีคำแนะนำในการบิลด์และเป้าหมาย สำหรับทั้งรุ่น Basic และ Ultra รวมไว้ครบถ้วน การอัปเดตเฟิร์มแวร์สามารถทำได้ด้วยเครื่องมือ เช่น STM32CubeProgrammer, dfu-util และแอปพลิเคชันแบบกราฟิก (GUI) ที่รองรับ โดยต้องตั้งค่าอุปกรณ์ให้อยู่ในโหมด USB DFU ก่อน แล้วจึงแฟลชไฟล์ .bin หรือ .dfu ขั้นตอนการอัปเดตอย่างเป็นทางการ รวมถึงไดรเวอร์ที่จำเป็น มีเอกสารอธิบายไว้บน tinySA wik และแหล่งข้อมูลจากกลุ่ม community, สำหรับการเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ ตัวอุปกรณ์จะปรากฏเป็นอินเทอร์เฟซ USB CDC serial ทำให้สามารถควบคุมจากระยะไกล ส่งข้อมูล และใช้งานร่วมกับเครื่องมือเสริมของบุคคลที่สาม เช่น tinySASaver และแอปพลิเคชันฝั่งโฮสต์อื่น ๆ ได้ การสนับสนุนจากชุมชน คู่มือทางเทคนิค และการแจกจ่ายเฟิร์มแวร์ จะถูกรวบรวมและดูแลผ่านหน้า wiki และฟอรัมสนับสนุน ซึ่งผู้ใช้งานสามารถเข้าไปแลกเปลี่ยนข้อมูลเกี่ยวกับเวอร์ชันเฟิร์มแวร์ ขั้นตอนการอัปเดต และการแก้ไขปัญหาต่าง ๆ ได้
The wiki has some additional useful information:
- อินพุต RF – tinySA Basic ใช้อินพุต RF แยกเป็นความถี่ต่ำและความถี่สูง โดยมีเส้นทางสัญญาณคนละชุด อินพุตความถี่ต่ำถูกออกแบบมาเพื่อให้มีความไวสูงที่ย่านความถี่ต่ำ ส่วนอินพุตความถี่สูงเหมาะสำหรับย่านความถี่ที่สูงกว่าและสัญญาณที่มีระดับแรงกว่า สำหรับรุ่น Ultra จะมีสวิตช์ภายในที่ควบคุมด้วยซอฟต์แวร์
- ความเร็วในการกวาดสัญญาณ (Sweep speed) – tinySA ทำการวัดแบบกวาดความถี่ (swept measurement) ไม่ใช่การวิเคราะห์แบบเรียลไทม์ ดังนั้นการตั้งช่วงความถี่กว้างร่วมกับค่า RBW ที่แคบ จะทำให้เวลาสแกนนานขึ้น และอาจพลาดสัญญาณชั่วคราวที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้น ๆ
- ความแม่นยำของแอมพลิจูด – รุ่น Ultra ได้รับการคาลิเบรตระดับสัญญาณจนถึงความถี่สูงสุดตามที่ระบุในโหมด Ultra (เช่น 5.3 GHz หรือ 7.3 GHz) หลังจากนั้นอุปกรณ์ยังสามารถมองเห็นสัญญาณได้สูงถึงประมาณ 12 GHz แต่ไม่สามารถรับประกันความแม่นยำของระดับแอมพลิจูดได้
- ข้อจำกัดของเครื่องกำเนิดสัญญาณ – เครื่องกำเนิดสัญญาณในตัวให้เอาต์พุตพื้นฐานแบบคลื่นไซน์และคลื่นสี่เหลี่ยม โดยควบคุมระดับสัญญาณได้จำกัดและมีฮาร์มอนิกค่อนข้างสูง จึงไม่ได้ออกแบบมาเพื่อทดแทนเครื่องกำเนิดสัญญาณ RF ที่ผ่านการคาลิเบรตอย่างแท้จริง
- สัญญาณรบกวนจาก USB – การวัดขณะจ่ายไฟผ่านพอร์ต USB อาจพบสัญญาณรบกวนหรือสัญญาณหลอกเพิ่มขึ้น โดยทั่วไปการใช้งานด้วยแบตเตอรี่จะให้ผลการวัด RF ที่สะอาดกว่า
- LNA และ Attenuator ในรุ่น Ultra – ในรุ่น Ultra ไม่สามารถเปิดใช้งาน LNA และตัวลดทอนสัญญาณพร้อมกันได้ ทั้งสองฟังก์ชันเป็นแบบเลือกใช้อย่างใดอย่างหนึ่ง
- การวัดความถี่สูงกว่าโหมด Normal – ความถี่ที่สูงกว่าช่วง Normal (โดยทั่วไปมากกว่า 800–900 MHz) จะถูกวัดด้วยเทคนิคการผสมฮาร์มอนิกภายใน ซึ่งอาจก่อให้เกิดสัญญาณภาพหรือสัญญาณหลอก ดังนั้นผลการวัดในโหมด Ultra ควรพิจารณาและตีความด้วยความระมัดระวัง
ก่อนหน้านี้เราเคยเขียนบทความเกี่ยวกับบอร์ด Red Pitaya board และต่อมาคือ Red Pitaya STEMlab 125-14 PRO Gen 2 ซึ่งรวมออสซิลโลสโคป เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม และเครื่องกำเนิดสัญญาณไว้ในอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดเพียงเครื่องเดียว อย่างไรก็ตาม ราคามักสูงกว่า tinySA ประมาณ 3–5 เท่า ทำให้ tinySA เป็นตัวเลือกที่ประหยัดกว่ามากสำหรับการวัด RF ขั้นพื้นฐานและการทดลองต่าง ๆ
ซีรีส์ tinySA series มีวางจำหน่ายบน Amazon ราคาเริ่มต้นที่ $57.76 (~1,800฿) สำหรับรุ่น Basic และสูงสุด $260.99 (~8,200฿) สำหรับรุ่น ultra, นอกจากนี้ยังมีจำหน่ายผ่านร้านของ Zeenko บน AliExpress store, โดยรุ่น tinySA Basic มีราคา $49 (~1,500฿), รุ่น tinySA Ultra ZS-405 ราคา $139 (~4,380฿), รุ่น ZS-406 ราคา $138 (~4,350฿) และรุ่น ZS-407 ซึ่งเป็นรุ่นที่ฟีเจอร์ครบที่สุดราคา $178 (~5,600฿) ทั้งนี้ราคาบน AliExpress ยังไม่รวมภาษีและค่าจัดส่ง
แปลจากบทความภาาษอังกฤษ : tinySA is a low-cost handheld spectrum analyzer with built-in signal generator
บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT