Продолжаем разбирать изложенную в вводной части статьи методику реализации D.I.Y. проектов на примере выполнения любительского проекта автором статьи. Описание проектной деятельности ведётся с использованием методики и терминологии ГОСТ Р 54869-2011 «Проектный менеджмент. Требования к управлению проектом». Описание мероприятий на стадии планирования проекта для наглядности дополнено некоторой «отраслевой спецификой».
Резюме проекта
Проект начат 01.01.2018 года и находится в стадии эскизного проекта.
Цель проекта: популяризация и развитие любительской радиосвязи на коротких волнах.
Минимально жизнеспособный продукт проекта: доступный по цене старшекласснику радиоконструктор для самостоятельной сборки приемника радионаблюдателя (SWL).
Бюджет проекта не утверждён, затраты на проект в 2018 году составили 6481 рублей 42 коп.
Расписание проекта без указания конкретных сроков.
Предыстория проекта
Мысль о самостоятельной разработке несложной современной любительской радиостанции в первый раз посетила меня во время сборки нового трансивера из готовых модулей отечественной разработки. Приятно было «потрогать руками» новую для меня DDC/DUC технологию обработки сигналов, но процесс отягощался каким-то непонятным мне «тяжёлым наследием проклятого прошлого»: исходные коды прошивок опубликованы не были; схемы модулей были опубликованы, но не соответствовали действительности; получить своевременную квалифицированную консультацию было проблематично. Так появилось желание сделать «всё, как надо».
Процесс инициации проекта
Окончательно в мысли начать проект я укрепился, когда однажды заехал в гости в радиоклуб моего бывшего наставника. Ситуация там сложилась, на мой взгляд, весьма любопытная: коллективная радиостанция есть, а детям радио не интересно, и что-то паять, кстати, тоже! Но при этом дети интересуются роботами и что-то там программируют…
Тут-то замысел проекта и сформировался окончательно:
- в рамках проекта разрабатывается основная плата с 2,4” TFT дисплеем, напоминающая STM32F4DISCOVERY, но с органами управления (энкодеры, кнопки) рядом с дисплеем, а также с синтезатором частоты и аудиокодеком I2S «на борту»;
- основная плата имеет возможность подключения к компьютеру в качестве звукового устройства USB, а также COM-порта USB для управления платой по CAT-интерфейсу;
- дисплей служит, в том числе, для отображения панорамного индикатора;
- изделия на основе основной платы имеют блочно-модульную конструкцию: основная плата устройства может быть расширена платами радиоканала SDR (Software-defined radio) приёмника, радиоканала CB (Civil Band) радиостанции, радиоканала SDR трансивера и т.п.
- текстовые, графические и видеоматериалы проекта публикуются на условиях лицензии CC BY-SA 3.0;
- разработанное и адаптированное в рамках проекта программное обеспечение публикуется на условиях лицензии GNU GPLv3.
В замысле проекта ничего принципиально нового нет:
- блочно-модульный принцип построения радиостанции подробно описан в книге Я.С. Лаповка (UA1FA) «Я строю КВ радиостанцию» – М., ДОСААФ, 1983;
- математический аппарат обработки сигналов, используемый в SDR, описан в главе 3 «Фазовый метод формирования и приема SSB сигналов» книги В.Т. Полякова (RA3AAE) «Трансиверы прямого преобразования». – М., ДОСААФ, 1984;
- пример реализации приёмного тракта с ключевым смесителем приведен в статье В.Т. Полякова «Синхронный АМ приёмник» – «Радио», 1984, № 8, с.31-34.
Первые два источника любовно хранятся в моём книжном шкафу уже скоро как 35 лет. Их фотография использована в качестве КДПВ. Не смотря на то, что технические решения, описанные в этих публикациях, давно устарели, изложенные там идеи актуальны по-прежнему.
И ещё: сразу было понятно, что и финансировать проект, и руководить проектом придётся самостоятельно.
Процесс планирования содержания проекта
Примером реализации уникального продукта проекта является трансивер mcHF QRP TRX M0NKA. Схема, чертежи и исходные коды трансивера находятся в открытом доступе.
Трансивер M0NKA является полностью автономной радиостанцией: у него есть локальные органы управления, цветной дисплей с панорамным индикатором, обработка сигналов производится собственными вычислительными средствами. Трансивер имеет возможность подключения к компьютеру в качестве звукового устройства USB и COM порта USB. Система команд CAT-интерфейса аналогична системе команд популярного трансивера YAESU FT-817.
Перспективность трансивера M0NKA подтверждается, в том числе, тем, что для него существует, как минимум одна, альтернативная open source прошивка, и тем, что китайская промышленность выпускает несколько «клонов» этого устройства:
В качестве минимального жизнеспособного продукта проекта можно рассматривать реализацию функционала следующих изделий:
- Приёмник SoftRock Lite II RX by KB9YIG (экстремально минимальный жизнеспособный продукт).
- Трансивер Peaberry SDR V2 by AE9RB (просто MVP).
Схемы, чертежи и исходные коды этих изделий находятся в открытом доступе. И SoftRock Lite II RX, и Peaberry SDR V2 можно приобрести, как в собранном виде, так и в виде наборов для самостоятельной сборки.
Обе разработки не имеют локальных органов управления и работают «приставками» к компьютеру. Для управления режимами работы и обработки сигналов, как правило, используется freeware программа HDSDR:
Приёмник SoftRock Lite II RX подключается к разъёму USB и аналоговому входу звуковой карты компьютера, Трансивер Peaberry SDR V2 подключается только к USB, т.к. содержит в своем составе звуковое устройство USB. Управление настройкой частоты и режимами работы этих устройств, поскольку CAT-интерфейса у них нет, HDSDR осуществляет с помощью open source ПО, разработанного радиолюбителем из Нидерландов PE0FKO.
В результате анализа существующих решений для разработки MVP основной платы была выбрана следующая элементная база: MCU STM32F103RET6, синтезатор частоты si5351B, кодек TLV320AIC3105, TFT дисплей ILI9341 с интерфейсом SPI. Окончательный выбор MCU был отложен до получения результатов реализации звукового устройства USB. В качестве альтернативы рассматриваются STM32F407 и STM32F429.
В тракте радиоканала MVP использована хорошо проверенная на практике схема QSD (квадратичного ключевого детектора) и QSE (квадратичного ключевого возбудителя) трансивера Peaberry SDR V2.
Процесс планирования персонала проекта
Время гениев-одиночек осталось в далёком прошлом. В наши дни проекты исполняются силами команды проекта. Даже в таком несложном проекте, как рассматриваемый, необходимы компетенции:
— руководителя проекта;
— инженера-конструктора;
— инженера-схемотехника;
— трассировщика печатных плат;
— инженера-программиста.
Моих профессиональных навыков хватало в этом списке на всё, кроме программирования. Поработать в моём проекте бесплатно коллегам-программистам предлагать не стал. Решил компетенцию инженера-программиста освоить самостоятельно, а в ходе обмена мнениями с коллегами получил дельные советы:
- Делать всё самому, пока не получу работающий прототип.
- Отрабатывать навыки программирования STM32 на недорогих готовых отладочных платах наподобие Blue Pill.
- Применять в разработке строго определённое ПО (если, конечно, хочу получать от коллег консультации).
Хотя с проектом я, по-прежнему, оставался один на один, коллеги, тем не менее, частенько выручали меня словом и делом.
Процесс планирования закупок проекта
Поскольку опыта работы ни с чем из выбранной элементной базы у меня не было, в план закупок попали:
- Всякая мелочёвка в пределах 1000 рублей.
- Отладочная плата NUCLEO-F103RB, с рекомендованной ценой $10.32.
- Отладочная плата TLV320AIC3105EVM-K, с рекомендованной ценой $99.
- Отладочная плата Si535X-B20QFN-EVB, с рекомендованной ценой $150.
- Анализатор логический Saleae Logic 8, с рекомендованной ценой $399.
- Осциллограф цифровой Rigol DS-1102E, с рекомендованной ценой $461.
После преодоления планом закупок психологического барьера $1000 решил планирование закупок на время отложить и заняться планированием рисков.
Процесс планирования реагирования на риски
Риском проекта называется вероятное событие, наступление которого может как отрицательно, так и положительно отразиться на результатах проекта. Риски документируют и ранжируют их по вероятности и по степени влияния на проект.
Ниже приведён совершенно неканонический простейший реестр рисков рассматриваемого проекта. Глубже анализировать не стал:
Событие 1: уникальный продукт проекта разработан и поставлен на производство. Вероятность: низкая. Сценарий реагирования: изначально ориентироваться на промышленное производство, заложить в технические требования параметры технологичности изделия.
Событие 2: проект закрыт после успешных испытаний MVP проекта. Вероятность: средняя. Сценарий реагирования: разработка в процессе реализации проекта рабочей конструкторской (программной) документации в объёме, достаточном для публикации после закрытия проекта.
Событие 3: проект закрыт до окончания разработки MVP проекта. Вероятность: высокая. Сценарий реагирования: изначально ориентироваться на минимизацию затрат проекта.
Даже из этого простейшего анализа очевидно, что вероятность успешного завершения проекта невелика. Что касается вероятности возврата инвестиций в проекте, то она стремится к нулю. Вывод из этого один: при любом развитии событий в любительском проекте закупки должны быть сведены к минимуму, а все работы должны выполняться самостоятельно.
План закупок с учётом рисков
После анализа рисков план закупок в проекте стал скромнее:
- Китайская отладочная плата STM32F103RET6 за 450 рублей.
- Программатор ST-Link v.2 за 500 рублей.
- Клон Saleae Logic 8 за 500 рублей.
- Всякая мелочёвка для макетирования в пределах 5000 рублей.
Процесс разработки расписания проекта
Расписание проекта получилось очень простым:
- Получение навыков программирования STM32 на отладочной плате.
- Отладка работы органов локального управления (энкодеры, кнопки, дисплей).
- Отладка работы si5351B и радиоканала, реализация экстремально минимального продукта.
- Отладка работы CAT-интерфейса, si5351B и радиоканала.
- Отладка работы TLV320AIC3105, отладка звукового устройства USB, реализация MVP.
Организация работ направлена на поступательное движение в реализации функционала MVP от простого к сложному. Сроки отсутствуют принципиально.
Предварительные итоги
В заключение первой части статьи хочу сказать, что кажущаяся избыточность в описании процесса планирования введена для лучшего раскрытия особенностей этого процесса в любительском проекте. Данный подход к планированию обеспечил снижение затрат и упорядочил выполнение работ при реализации проекта. В настоящее время выполняется третий пункт расписания: радиоканал уже принимает сигнал с генератора, ведётся оптимизация работы si5351B. Затраты на проект в течение года составили 6481,42 руб.
И ещё, коллеги! Не расценивайте всё вышесказанное как догму. Это всего лишь попытка описания конкретного опыта планирования любительского проекта. Очень надеюсь, что любая оценка будет сопровождаться комментарием.
73! До связи!
Автор: Дмитрий Руднев
