Un time server GPS TrueTime XL-AK del 1995 torna a fare il suo mestiere, ma con un cuore nuovo. Il progetto sostituisce l’elettronica originale con un Raspberry Pi 5 e un HAT GNSS, e il risultato è un server NTP stratum 1 per la rete locale. La scocca, il display LCD 16×2 e il LED bicolore restano quelli di trent’anni fa.
La scheda è stata acquistata a giugno e ricevuta il 22 giugno. Sedici giorni dopo, un simile time server GPS ha causato un’interruzione del servizio cellulare in Australia per 12 ore. Un episodio che racconta quanto questi strumenti fossero diffusi e quanto ancora contino, anche quando smettono di funzionare.
Il Raspberry Pi 5 e il modulo GNSS
Il Raspberry Pi 5 esegue Pi OS Lite e comunica con il modulo GNSS u-blox NEO-M9N tramite l’HAT GNSS. Il software dell’HAT crea un bridge per trasferire le frasi NMEA, che contengono data e ora, a gpsd e chrony. Inoltre fornisce un segnale PPS per una temporizzazione precisa.
Si può usare anche un Raspberry Pi 5 da 1GB di RAM, al costo di 44 dollari. La versione impiegata nel progetto ha 4GB, ma la differenza non sta nella memoria: sta nella stabilità del clock e nella gestione termica, che qui contano più di tutto.
La configurazione di chrony e del PPS
Chrony è configurato per usare il refclock PPS come sorgente preferita e il refclock SHM, che arriva da gpsd, come riferimento. La configurazione include un offset di 0.0 e un delay di 0.05 per lo SHM. Il refclock PPS è impostato con poll 3 e filter 16.
Per la massima precisione, il sistema è stato spinto sui parametri di clock. Ecco i valori principali della configurazione di chrony:
- maxclockerror impostato a 0.5
- maxupdateskew 100.0 e makestep 1000 3
- maxchange 0.1 1 -1 per limitare le correzioni improvvise
La stabilità termica è un altro punto chiave. Il Raspberry Pi è configurato con force_turbo, che consuma circa 1W in più in modo continuo, e con una ventola a ciclo costante. La ventola è impostata al 50% del ciclo di lavoro per ridurre il rumore, mentre il 75% offre performance leggermente migliori. Inoltre è stato aggiunto isolamento termico.
Il display LCD e il LED bicolore originali sono pilotati dal Raspberry Pi per mostrare lo stato del server. Il LED, ad esempio, segnala lo stato GPS. Il server NTP fornisce poi servizi di sincronizzazione oraria ai client sulla rete locale tramite chrony.
Il progetto è stato realizzato in vista del VCF Midwest, un evento dedicato al retrocomputing. Il video che documenta il restauro mostra l’intero processo, dalla scheda originale al funzionamento del server NTP. Chi vuole rifare il lavoro trova anche il software dell’HAT GNSS e la utility per il controllo della ventola, inclusa nel repository Time Pi.
