DAB+ Labs สำหรับ Raspberry Pi

โครงการแล็บการเรียนรู้ DAB+ (Digital Audio Broadcasting Plus) โดยใช้ Raspberry Pi และ RTL-SDR

📋 รายการแล็บทั้งหมด

Lab 0: Introduction to DAB+ และ PyQt5 (เตรียมพร้อม)

• แนะนำเทคโนโลยี DAB+ และข้อดีเมื่อเทียบกับ FM
• เรียนรู้พื้นฐาน PyQt5 GUI programming ใน 1 ชั่วโมง
• การสร้าง Touch-Friendly UI สำหรับหน้าจอสัมผัส 7"
• ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับ RTL-SDR และ welle.io

Lab 1: การติดตั้งและทดสอบ RTL-SDR

• ทดสอบการเชื่อมต่อและการทำงานของ RTL-SDR dongle บน Raspberry Pi
• ตรวจสอบการรู้จำอุปกรณ์และแก้ไขปัญหาไดรเวอร์
• เขียนฟังก์ชัน Python ทดสอบพื้นฐาน
• Jupyter Notebook: lab1_rtlsdr_connect.ipynb - ทดสอบการเชื่อมต่อ RTL-SDR ผ่าน rtl_tcp

Lab 2: การใช้งาน welle.io ผ่าน Python

• เรียนรู้การควบคุม welle.io เพื่อรับสัญญาณ DAB+
• สแกนหาสถานี DAB+ และเล่นเสียง
• จัดการข้อมูลเมทาดาต้าและสไลด์โชว์

Lab 3: Learning DAB+ with RTL-SDR (Progressive Development) ✅ COMPLETED

• Progressive Development: เรียนรู้ DAB+ แบบ step-by-step ใน 5 phases
• Phase 1a: lab3_1a.py - RTL-SDR I/Q data acquisition (pyrtlsdr)
• Phase 1b: lab3_1b.py - Network RTL-SDR client (rtl_tcp)
• Phase 2: lab3_2.py - ETI stream processing (eti-cmdline)
• Phase 3: lab3_3.py - ETI parser และ service extraction
• Phase 4: lab3_4.py - Audio playback และ slideshow
• Phase 5: lab3_5.py - Complete PyQt5 GUI application
• Google Colab Notebooks 📓:
  • Lab3_Phase1_IQ_Acquisition_Colab.ipynb - I/Q data acquisition และ spectrum analysis
  • Lab3_Phase2_ETI_Processing_Colab.ipynb - ETI stream processing และ parsing
  • ดูคู่มือใน README_Colab_Notebooks.md
• เอกสารเปรียบเทียบ: Lab3_SDR_vs_SI4684.md - เปรียบเทียบ RTL-SDR กับ SI4684 chip

Lab 4: สร้าง DAB+ Station Scanner (การบ้าน - 3-4 ชั่วโมง)

• สร้างแอปพลิเคชันสแกนสถานี DAB+ อย่างง่าย
• ใช้ Lab 3 pipeline สำหรับหาสถานี
• เก็บข้อมูลสถานีในฐานข้อมูล SQLite พื้นฐาน

Lab 5: สร้าง DAB+ Program Recorder (การบ้าน - 3-4 ชั่วโมง)

• สร้างระบบบันทึกรายการ DAB+ อย่างง่าย
• ใช้ Lab 3 pipeline สำหรับบันทึกเสียง
• จัดการตารางเวลาการบันทึกพื้นฐาน

Lab 6: สร้าง DAB+ Signal Analyzer (การบ้าน - 3-4 ชั่วโมง)

• สร้างเครื่องมือวิเคราะห์สัญญาณ DAB+ อย่างง่าย
• ใช้ Lab 3 pipeline สำหรับวิเคราะห์สัญญาณ
• แสดงค่า SNR, RSSI, BER แบบ real-time

📓 รองรับ Google Colab

Lab 1 และ Lab 3 มี Jupyter Notebooks ที่สามารถรันบน Google Colab ได้:

• เชื่อมต่อกับ RTL-SDR บน Raspberry Pi ผ่าน rtl_tcp และ FRP tunnel
• ไม่ต้องติดตั้ง software บนเครื่องตัวเอง
• เหมาะสำหรับการเรียนรู้และทดลอง
• ดูคู่มือใน Labs/Lab3/README_Colab_Notebooks.md

🔧 ข้อกำหนดระบบ

Hardware ที่จำเป็น:

• Raspberry Pi 4 (แนะนำ 4GB RAM ขึ้นไป)
• RTL-SDR V4 dongle หรือเทียบเท่า
• หน้าจอสัมผัส HDMI 7 นิ้ว (อุปกรณ์เสริม)
• หูฟัง 3.5mm สำหรับฟังเสียง
• เสาอากาศ DAB/FM สำหรับรับสัญญาณ

Software ที่จำเป็น:

• Raspberry Pi OS Bookworm (64-bit แนะนำ)
• Python 3.11+
• PyQt5 สำหรับ GUI
• RTL-SDR drivers และ libraries
• welle.io สำหรับ DAB+ decoding

🚀 การติดตั้ง

วิธีที่ 1: ใช้สคริปต์อัตโนมัติ (แนะนำ)

# โคลนโครงการ
git clone <repository-url> DAB_Plus_Labs
cd DAB_Plus_Labs

# รันสคริปต์ติดตั้งอัตโนมัติ
chmod +x install_deps.sh
sudo ./install_deps.sh

# ติดตั้ง Python packages
pip install -r requirements.txt

วิธีที่ 2: ติดตั้งแมนนวล

# อัพเดทระบบ
sudo apt update && sudo apt upgrade -y

# ติดตั้ง dependencies หลัก
sudo apt install -y python3-pyqt5 python3-pyqt5.qtmultimedia \
    rtl-sdr librtlsdr0 librtlsdr-dev \
    cmake build-essential git \
    python3-matplotlib python3-scipy python3-numpy

# ติดตั้ง welle.io
sudo apt install -y qt5-qmake qtbase5-dev qtchooser \
    qtmultimedia5-dev libqt5multimedia5-plugins \
    libfaad-dev libmpg123-dev libfftw3-dev
    
# คอมไพล์ welle.io จากซอร์ส (ถ้าไม่มีใน apt)
git clone https://github.com/AlbrechtL/welle.io.git
cd welle.io && mkdir build && cd build
cmake .. && make -j4
sudo make install

📱 การรองรับหน้าจอสัมผัส

โครงการนี้รองรับหน้าจอสัมผัส 7 นิ้วด้วย:

• ปุ่มขนาดใหญ่ที่เหมาะสำหรับการสัมผัส
• Font ขนาดใหญ่เพื่อการมองเห็นที่ชัดเจน
• การจัดเรียง UI ที่เหมาะกับหน้าจอเล็ก
• รองรับ touch events และ gestures

การตั้งค่าหน้าจอสัมผัส:

# ตั้งค่าความละเอียดใน /boot/config.txt
echo "hdmi_group=2" | sudo tee -a /boot/config.txt
echo "hdmi_mode=87" | sudo tee -a /boot/config.txt
echo "hdmi_cvt 1024 600 60 6 0 0 0" | sudo tee -a /boot/config.txt

# รีสตาร์ทระบบ
sudo reboot

🔊 การตั้งค่าเสียง

# ตั้งให้เสียงออกทาง 3.5mm jack
sudo raspi-config nonint do_audio 1

# ทดสอบเสียง
speaker-test -t wav -c 2

📚 วิธีใช้งาน

สำหรับผู้เรียน (ใช้โฟลเดอร์ Labs/):

1. เปิดไฟล์ Labs/Lab[X]/lab[X].py
2. อ่านคู่มือใน Labs/Lab[X]/LAB[X].md
3. เติมโค้ดในส่วนที่มี TODO comments
4. ทดสอบการทำงานตามคู่มือ

สำหรับผู้สอน (ใช้โฟลเดอร์ Solutions/):

• ไฟล์ใน Solutions/ เป็นเฉลยครบถ้วน
• สามารถใช้เป็นตัวอย่างหรือเฉลยให้ผู้เรียน

การรันแล็บแต่ละตัว:

# Lab 0: PyQt5 Introduction (เริ่มต้นที่นี่)
cd Labs/Lab0
python3 lab0.py

# Lab 1: RTL-SDR Testing
cd Labs/Lab1
python3 lab1.py

# Lab 2: Welle.io Integration  
cd Labs/Lab2
python3 lab2.py

# ฯลฯ สำหรับแล็บอื่นๆ

🔍 การแก้ไขปัญหาเบื้องต้น

ปัญหา RTL-SDR ไม่รู้จำอุปกรณ์:

# ตรวจสอบการเชื่อมต่อ USB
lsusb | grep RTL

# ตรวจสอบไดรเวอร์
rtl_test -t

ปัญหา welle.io ไม่ทำงาน:

# ตรวจสอบการติดตั้ง
which welle-io

# ทดสอบการทำงาน
welle-io --help

ปัญหา PyQt5 GUI ไม่แสดง:

# ตรวจสอบ X11 forwarding (ถ้าใช้ SSH)
echo $DISPLAY

# ตั้งค่า DISPLAY variable
export DISPLAY=:0.0

📈 การพัฒนาเพิ่มเติม

หลังจากทำแล็บทั้ง 6 แล็บแล้ว สามารถพัฒนาต่อได้ด้วย:

• การเชื่อมต่อกับ web API สำหรับข้อมูลสถานี
• การสร้าง mobile app ควบคุมผ่าน HTTP
• การบันทึกข้อมูลลง database
• การสร้าง streaming server

🤝 การสนับสนุน

หากพบปัญหาหรือต้องการความช่วยเหลือ:

1. ตรวจสอบไฟล์ LAB[X].md ในแต่ละแล็บ
2. ดู Solutions/ สำหรับตัวอย่างโค้ดที่ใช้งานได้
3. ตรวจสอบ logs และ error messages
4. ทดสอบ hardware connections

📄 License

โครงการนี้ใช้ MIT License - ดูรายละเอียดใน LICENSE file

---

หมายเหตุ: โครงการนี้พัฒนาขึ้นเพื่อการศึกษาเรียนรู้เท่านั้น ไม่ใช่เพื่อการใช้งานเชิงพาณิชย์