Ein Frontpanel für den USB-Empfänger

Der USB-Sprachempfänger für 144,300 MHz demoduliert korrekt, sieht aber wie jeder andere GRC-Flowgraph aus: Schieberegler übereinander, zwei Spektrumplots, fertig. Ein echtes Empfangsgerät hat ein S-Meter, eine Signalanzeige, ein Bedienfeld mit fester Anordnung. Dieser Artikel bestandsaufnimmt, was GNU Radio Companion dafür von Haus aus mitbringt, und was jenseits davon möglich ist — als Grundlage für die spätere Umsetzung.

1. Was GNU Radio Companion nativ mitbringt

Neben den bereits im Empfänger genutzten Elementen (QT GUI Range-Schieberegler, QT GUI Freq Sink-Spektrumplots) bringt GRC 3.10 eine ganze Reihe weiterer QT-Widgets mit, die deutlich mehr nach Empfangsgerät aussehen:

Alle Anzeige-Widgets (Dial Gauge, Level Gauge, LED) haben eine feste Farbpalette (14 benannte Farben wie green, amber fehlt allerdings — am nächsten kommt orange/yellow), keine freien Hex-Werte — für ein grobes Retro-Empfänger-Design reicht das meist, für ein exaktes Markenlayout nicht.

2. Live-Werte in die Anzeige bekommen

Dial Gauge und Level Gauge erwarten ihren Wert nicht als Signal-Stream, sondern als GRC-Variable oder Message — das Signal muss also erst in eine periodisch aktualisierte Zahl umgewandelt werden. Das Standardmuster dafür kombiniert zwei Blöcke:

1. Probe Avg Mag^2 (analog.probe_avg_mag_sqrd_f) hängt am Signalpfad und stellt eine .level()-Methode bereit, die die aktuelle (geglättete) Signalleistung zurückgibt.
2. Function Probe (variable_function_probe) ruft diese Methode in einem eigenen Thread mit fester Rate (z. B. 10 Hz) ab und schreibt das Ergebnis in eine GRC-Variable — genau diese Variable trägt man dann als value in den Dial Gauge ein.

self.qtgui_ledindicator_0 = qtgui.GrLEDIndicator('Signal', "green", "red", level_var > 0.05, 40, 1, 1, 1, self)
...
bkgnd = "background-image: url(" + '/pfad/zu/sdr-hintergrund.png' + "); background-repeat: repeat_n; background-position: center;"
self.setStyleSheet(styleSht)
...
_qtgui_dialgauge_0_lg_win = qtgui.GrDialGauge('S-Meter', "green", "black", "white", 0, 1, 150, 1, isFloat, True, True, self)

self.qtgui_ledindicator_0 = qtgui.GrLEDIndicator('Signal', "green", "red", level_var > 0.05, 40, 1, 1, 1, self)
...
bkgnd = "background-image: url(" + '/pfad/zu/sdr-hintergrund.png' + "); background-repeat: repeat_n; background-position: center;"
self.setStyleSheet(styleSht)
...
_qtgui_dialgauge_0_lg_win = qtgui.GrDialGauge('S-Meter', "green", "black", "white", 0, 1, 150, 1, isFloat, True, True, self)

3. Globales Reskinning: Stylesheet und Hintergrundbild

Zwei unabhängige Hebel für den Gesamteindruck:

• qt_qss_theme (Parameter des Options-Blocks, bislang in unseren Projekten leer): Pfad zu einer externen .qss-Datei (Qt Style Sheets, syntaktisch an CSS angelehnt) — damit lassen sich Farben, Schriftarten und Rahmen aller Widgets der Anwendung auf einen Schlag umstellen, z. B. auf ein dunkles Thema mit heller Digitalanzeige-Schrift.
• QT GUI App Background: setzt gezielt ein Hintergrundbild (und/oder eine Hintergrundfarbe) für das gesamte Fenster — genau der Mechanismus, mit dem sich eine Gehäusegrafik hinter die Bedienelemente legen ließe. Für den USB-Empfänger böte sich unser bereits vorhandenes sdr-hintergrund.png als Ausgangsmaterial an.

4. Layout: GUI Hint und Tab Widget

Jedes QT-Widget hat einen GUI Hint-Parameter der Form [tab_id@tab_index]: [row, col, row_span, col_span] — exakt damit ist im Empfänger bereits die feste Anordnung der beiden Spektrumplots (0,0,1,2 bzw. 1,0,1,2) gesetzt. Mit QT GUI Tab Widget lässt sich zusätzlich in mehrere Reiter gliedern — z. B. ein Reiter „Empfang" mit S-Meter/LED/Reglern und ein separater Reiter „Spektrum" mit den Frequenzanzeigen, näher am Bedienkonzept eines echten Empfängers als eine einzige, immer volle Fläche.

5. Grenzen der nativen QT-Widgets

• Feste Formen: Der Dial Gauge zeichnet einen gefüllten Bogen, keine frei gestaltbare Zeigernadel-Grafik — für einen klassischen Zeiger-S-Meter-Look reicht das nicht.
• Begrenzte Farbpalette: 14 benannte Farben, keine beliebigen Hex-/RGB-Werte in den Standardparametern.
• Ein Hintergrundbild fürs ganze Fenster, nicht pro Widget — einzelne Regler lassen sich nicht individuell mit eigener Grafik hinterlegen.
• Kein Vektor-/SVG-Rendering der Bedienelemente selbst — es bleiben Qt-Standardwidgets mit angepassten Farben, kein eigenes Icon-/Skin-System.

6. Alternativen jenseits von GRC

7. Empfehlung für die Umsetzung

Zwei sinnvoll trennbare Ausbaustufen:

1. Schneller Weg, native QT-Widgets: App-Background mit Gehäusegrafik, Dial Gauge als S-Meter (gespeist über Probe + Function Probe wie in Abschnitt 2), LED-Indikator für den Squelch-Status, Tab Widget zur Gliederung — alles direkt im bestehenden ssb_usb_144300.grc ergänzbar, keine neue Laufzeitumgebung nötig.
2. Aufwendiger, aber freier: eigene ZMQ-App — der Empfänger sendet Messwerte (Signalpegel, Squelch-Status, Frequenz) per ZMQ, eine separate PyQt5-Anwendung nach dem Vorbild des DCF77-Displays zeichnet ein vollständig frei gestaltetes Empfänger-Frontpanel, inklusive echter Zeigernadel-Grafik.
3. Dritter Weg, schrittweiser Umbau in Kivy — GRC bleibt nur noch für die reine Signalverarbeitung im Einsatz, die komplette Oberfläche wird Widget für Widget in Kivy nachgebaut. Schritt 1 (Frequenzanzeige + Spektrum) ist bereits umgesetzt und dokumentiert im eigenen Artikel Kivy-Frontpanel: Frequenzanzeige + Spektrum — dort insbesondere Abschnitt 2 für die Kommunikation zwischen GRC und Kivy im Detail.