O que dá para fazer com rádio definido por software (SDR) (2024)

• Rádio definido por software (SDR) é uma forma de rádio digital em que o computador faz a maior parte do processamento de sinais
• Usando SDR, é possível fazer experimentos muito variados, como ouvir rádio FM, receber informações de aeronaves/navios e meteorologia, e decodificar sinais de IoT (sensores)
• Com apenas um dongle USB barato e um kit de antena, já dá para experimentar facilmente o potencial de uso do SDR
• Combinando várias frequências, modos de modulação e software open source, o usuário pode explorar amplamente o mundo dos sinais analógicos e digitais
• Observando sinais de comunicação ligados ao cotidiano, é possível vivenciar diretamente os princípios das comunicações sem fio e o estado atual das tecnologias de comunicação

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Introdução e fundamentos de SDR

• Rádio definido por software (SDR) é uma tecnologia de rádio digital que faz o processamento de sinais por software no computador em vez de hardware analógico
• Ele consegue detectar uma faixa de frequências muito mais ampla do que rádios analógicos tradicionais, oferecendo um ambiente de experimentação bastante diversificado
• Um dispositivo popular é o RTL-SDR Blog V4 USB dongle, que custa cerca de $30, e pode ser usado em vários experimentos quando comprado junto com um kit de antena
• Ao usar SDR, é possível explorar o espectro de frequências e decodificar sinais com diferentes softwares, como o SDR++
• Também existem mapas públicos de SDR acessíveis remotamente pela internet, permitindo fazer experimentos sem comprar hardware adicional

Montando o ambiente prático de SDR

Preparação do hardware

• Em geral, usa-se antena dipolo e telescópica para fazer testes com diferentes configurações de frequência
• O comprimento da antena adequado para cada faixa de frequência pode ser estimado e aplicado aproximadamente pela fórmula “72 ÷ (MHz)”
• Em situações específicas, como recepção de satélites e aeronaves, pode ser necessária uma configuração de antena separada

Como usar o software

• SDR++ : permite explorar o espectro de frequências de forma fluida e inclui uma interface moderna
• SDRangel, rtl_433, WSJT-X, fldigi e outros softwares open source permitem decodificar/analisar vários sinais sem fio e sinais digitais

Vários exemplos de experimentos com SDR (principais exemplos por dia)

Segunda-feira

• Rádio FM (87.5-108 MHz): experimentar ouvir várias estações locais com um sinal forte
• Freenet (149.01-149.11 MHz) : experiência de recepção de sinais de comunicação de curto alcance em um canal aberto alemão de uso livre
• ATIS de aeroporto (frequência varia, AM) : recebimento de boletins meteorológicos automáticos para verificar dados reais do tempo
• ADS-B (1090 MHz) : receber e analisar sinais de vigilância de aeronaves com uma antena feita manualmente para ver a posição dos aviões em tempo real
• Análise da estrutura estéreo do FM: explorar visualmente o formato do sinal estéreo do rádio FM (pilot tone, informações L+R/L−R)
• RDS e informações de trânsito: decodificar informações das estradas por meio de dados digitais (Radio Data System) na frequência 3 vezes maior que a do pilot tone
• Rádio amador (144-146 MHz, FM) : observar exemplos de comunicação remota com repetidoras e acompanhar várias conversas do hobby de rádio
• Rádio digital (DAB) : receber transmissão digital sem ruído e até imagens extras de capa
• PMR446 (446.0-446.2 MHz) : escutar sinais de transceptores privados de curto alcance em áreas urbanas e verificar a presença de sinais digitais

Terça-feira

• Detecção de sensores na faixa de 433 MHz: receber vários sinais na banda ISM de uso industrial e médico, como sensores de temperatura/umidade e beacons de transporte público
• Verificação de posição de embarcações com AIS: coletar identidade/estado de vários navios em porto e gerar um mapa naval em tempo real
• GSM (876-959 MHz) : visualizar mudanças no sinal durante chamadas de celular e a relação com o volume do som

Quarta-feira

• Sinais de satélite (137 MHz) : receber diretamente sinais de satélites como NOAA e observar o deslocamento de frequência causado pelo efeito Doppler
• TETRA (sistema digital de rádio) : observar a estrutura espectral de sinais de comunicação criptografados de polícia e órgãos públicos
• Rádio de táxi e sinais não identificados: detectar sinais de comunicação anônimos/privados e tentar deduzir a natureza de alguns deles
• Rastreamento de balões meteorológicos: coletar sinais reais de radiossondas e decodificar em tempo real dados de posição e temperatura
• Experiência de caça a balões: adquirir conhecimento e trocar experiências com a comunidade de SDR em um processo real de rastreamento e busca
• Packet radio amador (Automatic Packet Reporting System) : gerar automaticamente mapas de sinais em pacote e observar redes de comunicação em tempo real

Quinta-feira

• Construção de antena longwire e experimentos em baixa frequência: melhorar bastante a sensibilidade em baixa frequência com uma antena improvisada de 21.6 m
• Comunicação internacional em CW (código Morse) : decodificar diretamente indicativos de chamada de vários países europeus na faixa de 10.1-10.13 MHz
• Boletim meteorológico marítimo (RTTY) : decodificar com sucesso sinais RTTY em ondas curtas e receber previsões para áreas marítimas importantes
• FT8 (contato digital) : receber em tempo real mensagens curtas do moderno protocolo digital de rádio amador vindo do mundo inteiro
• Problema de interferência eletromagnética do carregador do notebook: identificar a causa do ruído na recepção em baixa frequência e uma solução simples (desconectar o plugue)
• Ionossonda e radar CODAR: experimentar sinais de sistemas de pesquisa científica, como estudo da ionosfera e detecção de sinais de radar costeiro
• Comunicação de voz SSB (banda lateral única) : receber diretamente sinais de contatos amadores de longa distância em baixa frequência e vivenciar esse modo de modulação
• Transmissão AM em ondas curtas à noite: receber emissões intercontinentais no período noturno, incluindo transmissões distantes da China e outros sinais variados

Sexta-feira

• Rádio CB (26.965-27.405 MHz) : experimentar comunicações internacionais na faixa do cidadão, como as de caminhoneiros, superando um ambiente com muito ruído
• Projeto internacional de beacons: diagnosticar o estado atual da propagação de rádio por meio de sinais beacon em ondas curtas
• Sinal de tempo (RWM, 9996 kHz) : explorar a possibilidade de ajuste simples de relógio recebendo sinais periódicos da Rússia
• Fax meteorológico (WEFAX) : decodificar em tempo real imagens meteorológicas transmitidas com o fldigi e obter mapas meteorológicos reais
• Imagem de satélite (137 MHz) : decodificar com sucesso imagens infravermelhas da Terra enviadas em tempo real por satélites NOAA
• Observação do efeito Doppler: experimentar as características do deslocamento de frequência em sinais de satélite e calcular a velocidade relativa real
• Numbers station (faixa de 5-30 MHz) : ouvir transmissões cifradas de espionagem russas e vivenciar canais famosos de comunicação sigilosa

Sábado

• SSTV amador (Slow Scan TV) : reconstruir em tempo real imagens transmitidas por rádio (como cartões-postais) e experimentar a comunicação por imagem entre emissoras e radioamadores
• The Buzzer (4625 kHz) : receber um sinal misterioso e detectar a ocupação da frequência com sinais em intervalos de poucos segundos
• LoRaWAN (868 MHz) : visualizar as características de propagação e a estrutura do sinal desse protocolo de comunicação IoT de baixo consumo e longo alcance
• Medidores utilitários (Wireless M-Bus) : decodificar sinais de medidores sem fio espalhados pela cidade e verificar em tempo real a temperatura de cômodos/radiadores
• Observação do espectro de canais de TV DVB-T/T2: verificar apenas a estrutura espectral de sinais de TV tradicionais (sem recuperação de vídeo)
• Sinais beacon IBIS de veículos e ônibus: detectar em tempo real vários sinais de transporte público e veículos, como pressão dos pneus, e verificar os dados
• Distorção de sinal por nível de bateria/variação de temperatura: deduzir a causa de fenômenos peculiares em sinais de vários dispositivos
• Beacon Morse de satélite (145.860/145.960 MHz) : receber beacons em código Morse de pequenos satélites e decodificar diretamente o nome do satélite e o indicativo
• Pagers (formato POCSAG) : receber sinais criptografados que não são públicos segundo as regras alemãs; o conteúdo é muito conciso

Domingo

• Detecção de sinal NFC (13.56 MHz) : detectar o liga/desliga do transceptor NFC do smartphone e observar o forte sinal característico no desbloqueio
• Comunicação sem fio com smartphone e livro: experimentar mini comunicação em Morse com NFC e um livro, visualizando o sinal em tempo real
• Beacon de navegação aeronáutica (108.00-117.95 MHz) : decodificar sinais de medição angular de estações terrestres de aeroporto e estimar posição por cálculo real de ângulo
• Tentativa prática com ferramentas de processamento de sinais como GNU Radio: experiência de aplicação real de toolkits open source para decompor/interpretar sinais (barreira de entrada baixa, mas exige alta capacidade)

Conclusão e dicas

• Experimentos com SDR são uma plataforma ideal para coletar inúmeros sinais sem fio e dados do mundo real, além de aprender ferramentas e algoritmos
• Com equipamentos baratos e software aberto, é possível explorar diretamente o ambiente de rádio, as tecnologias de comunicação e o fluxo de dados do mundo inteiro
• Por meio de experiências diversas, é possível adquirir uma noção prática de comunicação sem fio, processamento de sinais, modulação digital e vários padrões
• Há muita tentativa e erro, mas com experimentação repetida e troca com a comunidade, é possível continuar ampliando o conhecimento
• Você pode usar sua curiosidade e criatividade para descobrir diretamente novos sinais de rádio e possibilidades de aplicação

[GN⁺]

Comentários no Hacker News

• Quando eu tinha 8 anos, ganhei um par de walkie-talkies de presente de Natal, mas foi um presente meio cruel para alguém sem irmãos nem amigos, um dia deixei um deles ligado e, no meio do chiado, achei que ouvi alguém falando, então respondi, e aquela voz respondeu de volta, o que me deixou em choque, agora, algumas décadas depois, vou me casar na semana que vem, e aquela voz que ouvi pelo rádio naquela época será meu padrinho
  • Eu tinha visto uma comédia romântica recentemente e fui influenciado demais por ela, então achei que ia terminar com "aquela voz era minha noiva", mas mesmo assim é uma história incrível
  • Enquanto lia, eu também estava esperando que aquela voz fosse a futura esposa, mas ainda assim é uma história muito legal, parabéns
  • Minha família tinha uma pequena TV portátil GE 7-7150B, que usávamos principalmente no porão durante mau tempo, e certa vez descobri que ela conseguia captar vários sinais que não eram de TV, inclusive conversas dos vizinhos em telefones sem fio, eu adorava essa TVzinha e usei bastante até a transição para transmissões digitais OTA vídeo no YouTube
  • Que história ótima, parece a cena de abertura de Stand By Me
  • Meu pai era entusiasta de rádio amador HAM (W7AAI), e quando eu era criança eu procurava frequências de walkie-talkie no receptor dele, depois do Natal era divertido ouvir as crianças com seus walkie-talkies novos dizendo "está me ouvindo? eu estou te ouvindo?"
• SDR é realmente impressionante, compartilhando mais algumas coisas que dá para fazer com RTL-SDR
  • Receber satélites meteorológicos Meteo (a versão russa dos satélites NOAA, digitais, com qualidade mais alta e em cores), Digital Radio Mondiale (rádio digital para ondas curtas), TV analógica (onde ainda existe transmissão, com vídeo em preto e branco e legendas, também dá para usar a saída analógica de VCR/DVD), GPS (também Galileo e BeiDou, GLONASS é um pouco diferente), receber áudio secundário oculto em rádio FM, o fenômeno de retransmissores ilegais no Brasil e piratas de UHF usarem satélites militares americanos dos anos 70, TEMPEST/Van Eck phreaking (leitura remota de tela por vazamento de sinal de monitores/linhas de vídeo próximos), análise de sinais de sistema de pouso por instrumentos (ILS), hack de controle remoto infravermelho, radar passivo (detectar aviões próximos por reflexos de sinais ATSC/VOR) etc., tudo isso realmente é possível
    • Achei muito engraçada a pergunta se retransmissores ilegais no Brasil e piratas de UHF ainda usam satélites militares dos anos 70 artigo relacionado
• Hoje em dia não é fácil receber imagens de satélites NOAA, o NOAA-15 e o 19 foram aposentados em 19 de agosto de 2025, e o NOAA-18 foi aposentado em junho, para receber os sinais dos novos satélites é preciso uma antena muito mais potente, mas ainda assim o SDR faz a gente perceber que vivemos num mundo em que informação está sempre flutuando ao nosso redor em forma de ondas eletromagnéticas
  • Fica a dica de que é fácil comprar equipamento para satélites GOES na Amazon e o processo é simples link de compra
  • Queria saber onde encontrar mais informações, por exemplo que tipo de antena é necessária
  • Fiquei curioso sobre o que significa aposentar satélites NOAA, se simplesmente desligam ou se fazem cair em alguma região específica
  • Já recebi imagens de satélites NOAA antes e foi realmente muito divertido, uma pena
• Uns 7 ou 8 anos atrás, soube que o medidor analógico de energia da minha casa seria trocado por um medidor inteligente, então decidi que queria acompanhar meu consumo em tempo real e comprei um RTL-SDR no ano passado, mas meu medidor aparentemente é de um modelo que não transmite dados para dispositivos domésticos pela banda ISM, então no fim só consegui captar informações de TPMS (pressão dos pneus) dos carros que passavam, o que até foi interessante, mas não era o que eu queria, e vale notar que, se você comprar hoje, provavelmente vai receber a versão RTL-SDR v4, que não é compatível com os drivers antigos do repositório apt do Ubuntu, é preciso baixar e instalar os drivers mais recentes direto do GitHub ou de outro lugar, porque os antigos não reconhecem o v4
  • Recomendo o produto EMU-2 da Rainforest Automation, ele se integra ao medidor de energia e exporta dados em XML para o Home Assistant ler link do produto
  • No meu caso, uso o v5 no Fedora 42 e não tive problema nenhum, na instalação até procurei as notas para Ubuntu, mas no meu ambiente não precisei de nada daquilo
  • Captar sinais TPMS dos carros passando é como ficar na porta de casa gritando "verifique a pressão dos pneus!"
  • Pelo que sei, muitos medidores inteligentes se comunicam pela própria rede elétrica, especialmente em áreas menos densamente povoadas, houve até planos de oferecer internet pela rede elétrica, mas imagino que isso não tenha se espalhado por causa da velocidade
• Há alguns meses, quando houve muitas emergências na minha região, o Broadcastify não estava subindo o feed, então passei a receber diretamente com SDR e compartilhar online, fui além e imaginei um sistema que convertesse o conteúdo da transmissão em feed de texto, adicionasse informações de localização e mostrasse num relance o que estava acontecendo na região em tempo real, também pensei em usar IA para estruturar os dados de forma mais organizada, e, se isso fosse um dado valioso, quem compraria, talvez hospitais ou veículos de imprensa, cheguei até a pensar em vender isso como produto, passei dias e dias organizando o conceito, mas pesquisando descobri que o Citizen.com já implementou isso como um serviço bastante maduro, então acho que minha ideia bilionária vai ter que ficar para a próxima, ainda assim quero continuar usando SDR para saber antes o que está acontecendo ao meu redor
  • Ter um produto maduro que já faz isso é algo bom, é sinal de que o mercado é grande o suficiente, dá para se diferenciar do Citizen com outro público-alvo, branding, UX e interpretação dos dados, sempre existem várias empresas no mesmo setor entregando resultados parecidos de maneiras um pouco diferentes, esse tipo de serviço pode ser uma excelente fonte de notícias ao vivo vindas do local
  • Mesmo que não seja uma ideia bilionária, ainda recomendaria construir algo parecido mesmo que já exista, quase nada no mundo é totalmente novo, e mesmo algo que outra pessoa já fez acaba ganhando sua própria cara, você aprende muito ao construir de verdade e isso pode levar a oportunidades de sucesso no futuro, talvez eu diga isso porque eu mesmo venho adiando minhas ideias
  • Acho que o Citizen exagera demais no marketing baseado em ansiedade, cobrar pelo serviço em si tudo bem, mas a geração de medo e as notificações push são um problema, mesmo que a taxa de criminalidade nos EUA esteja caindo na prática, usar o Citizen passa a sensação oposta
• O próprio autor aqui, foi um projeto realmente divertido, e eu recomendaria a todos a técnica de "fazer 50 coisas", eu até apresentei isso em uma palestra de 10 minutos no !!Con vídeo da palestra no YouTube
• Na minha região, durante a pandemia de covid, o sistema de paging não era criptografado e era fácil de receber com SDR, às vezes o hospital enviava por ali informações pessoais identificáveis (PII) e até qual paciente estava em qual quarto, durante a covid era possível acompanhar internações, alertas de oxigênio, chamadas para o necrotério e ver quase em tempo real a situação interna do hospital, ter acesso a esse tipo de informação que normalmente não se vê foi interessante, mas ao mesmo tempo foi uma experiência muito triste
  • Eu também recebi mensagens de pager de hospital em 2013, e mesmo sem relação com a covid as mensagens já eram deprimentes demais, experiência não recomendada
  • Acho difícil que alguém realmente tenha conseguido receber páginas de texto a ponto de saber tanto assim da situação interna
• Foi muito divertido usar rtl_433 com RTL-SDR para receber dados de sensores em 433MHz, você também pode enviar isso via MQTT para o Home Assistant ou simplesmente como texto, consegui ver vários sinais, como sensores dos vizinhos e sensores de pressão dos pneus dos carros passando, e havia realmente muitos dispositivos usando 433MHz, o rtl_433 é fácil de expandir link do GitHub
  • Dispositivos nas bandas de 433/915MHz são muito mais confiáveis que WiFi ou Zigbee e a bateria dura bem mais, também não é tão difícil adicionar um decodificador de protocolo ao rtl_433, meu favorito é o decodificador de medidor de água, com ele detectei cedo um vazamento na irrigação e economizei muito dinheiro
  • Eu também queria que houvesse mais dispositivos de 433MHz ao meu redor, mas pelo visto meus vizinhos não têm nenhum
• "Fiquei impressionado ao perceber que todos os sinais que recebi estão sempre por toda parte ao nosso redor, em todos os lugares, o tempo todo, se você souber como encontrá-los" essa parte me marcou especialmente
• Como leitura relacionada, há "50 coisas que você pode fazer com rádio definido por software" discussão no Hacker News