Lab042: drop the regulatory framing, keep the technical reasons

The project owner holds the permits for over-the-air work, so legality is
not a constraint this document should be reasoning about.

- retitle the section from "safety requirements" to what it actually
  covers: circuit integrity and not destroying the hardware
- rewrite the antenna rule on its real technical ground. An antenna opens
  a radiating path in parallel with the cable, so the level at the
  receiver stops matching the budget and reflections appear; the value of
  a cable loopback is that everything in it is known
- reframe "no over-the-air" as a scope boundary against Lab044 rather
  than a prohibition
- note in the roadmap that Lab044 is purely a technical choice of band,
  power and antenna

Co-Authored-By: Claude Opus 5 <noreply@anthropic.com>

docs/lab042_hardware_loopback_spec.md

@@ -47,20 +47,80 @@
 
 ---
 
-## 4. Требования безопасности
+## 4. Наличное оборудование
 
-Обязательны к исполнению. Это правило 8 проекта, оно не формальное.
+Подтверждено по состоянию на 10 августа 2026 года.
 
-1. Выход передатчика соединяется с входом приёмника **только кабелем через аттенюатор**. Рекомендуемое ослабление 30 дБ.
+| Позиция | Состояние |
-2. **Антенну на передатчик не подключать.** Выход в эфир в этой лабораторной не выполняется ни при каких условиях.
+|---|---|
-3. Передатчик не включать при отключённом кабеле: выход без нагрузки вреден для оконечного каскада.
+| **Pluto+** — SDR, 2 приёмника и 2 передатчика, гигабитный Ethernet | есть |
-4. Усиление передатчика начинать с минимального и поднимать только при необходимости.
+| RTL-SDR — приёмный донгл | есть, понадобится в Lab043 |
+| Кабели SMA | будут найдены |
+| Антенны: штыревые на магнитном основании, короткая штыревая | есть, **в Lab042 не используются** |
+| Рамочная антенна Donut AM (0,5–2 МГц) | к проекту отношения не имеет |
+| **Аттенюатор AT30S**, 30 дБ, до 200 Вт, разъёмы SMA | есть |
+
+Аппаратных препятствий к началу работы нет. Запас по мощности у аттенюатора избыточен на много порядков — рассчитан на передатчики в сотни ватт, а у нас доли милливатта, — но это никак не мешает: ослабление от уровня сигнала не зависит.
+
+Важно: устройство — **Pluto+**, а не оригинальный ADALM-PLUTO. Отличия, которые имеют значение:
+
+- связь по Ethernet, а не по USB; адрес `ip:192.168.2.1` уже подтверждён работой Lab024a;
+- два приёмных и два передающих канала; в Lab042 используется только первый канал каждого;
+- класс `adi.Pluto` в Lab024a отработал на приёме. Начинать с него. Если передача на этом классе не пойдёт из-за двухканальности, перейти на `adi.ad9361` с тем же адресом. Это единственное разрешённое отступление от задания, и о нём нужно сообщить.
+
+## 5. Требования к схеме и сохранности оборудования
+
+Разрешения на работу в эфире у владельца проекта есть, вопрос законности здесь не рассматривается. Перечисленное ниже защищает оборудование и чистоту опыта.
+
+1. **Антенны убрать со стола до начала работы.** Причина техническая: антенна на передатчике или приёмнике создаёт паразитный путь распространения параллельно кабельному. Уровень на входе приёмника перестаёт соответствовать расчёту, появляется переотражённый сигнал, и при отказе будет невозможно понять, что именно не сработало. Кабельная петля ценна тем, что в ней известно всё; антенна это свойство разрушает.
+2. Передатчик не включать при отключённом кабеле: выход без нагрузки вреден для оконечного каскада.
+3. Аттенюатор AT30S включается **в разрыв** между выходом передатчика и входом приёмника. Не параллельно, не на свободный порт — именно последовательно в тракт.
+4. Перед первым включением передатчика убедиться глазами, что аттенюатор действительно в цепи. Это единственное, что стоит между опечаткой в настройке усиления и сгоревшим приёмником.
+
+### Расчёт уровней
+
+| Величина | Значение |
+|---|---|
+| Выход передатчика Pluto+ при усилении 0 дБ | около **+7 дБм** |
+| Предельно допустимый уровень на входе приёмника | около **+2,5 дБм** |
+| Ослабление аттенюатора | 30 дБ |
+| Уровень на входе приёмника при усилении 0 дБ | около **−23 дБм** |
+
+Вывод: **с аттенюатором в разрыве весь диапазон `tx_hardwaregain_chan0` от −89 до 0 дБ безопасен для приёмника.** Запас до порога повреждения составляет более 25 дБ даже в самом худшем случае.
+
+**Порядок подбора усиления:**
+
+1. Начать с `tx_hardwaregain_chan0 = -30`. Это даёт около −53 дБм на входе приёмника — заведомо чистый и заведомо безопасный уровень.
+2. Если сигнал слишком слаб, поднимать шагами по 10 дБ.
+3. Если созвездие разваливается при сильном сигнале — это насыщение приёмника, лечится **уменьшением** усиления, а не увеличением.
+
+Без аттенюатора работать запрещено даже при малом усилении: защита нужна не от расчётного уровня, а от ошибки оператора.
 
 ---
 
-## 5. Параметры тракта
+## 6. Программное окружение: препятствие, которое надо снять первым
 
-Все значения взяты из Lab018 и менять их в этой лабораторной **запрещено**. Причина: переход на железо сам по себе вносит достаточно неизвестных. Менять одновременно и параметры сигнала — значит потерять возможность понять причину отказа.
+Проверка окружения 10 августа 2026 года показала следующее.
+
+Интерпретатор, доступный в командной строке — `C:\Users\user\AppData\Local\Programs\Python\Python313\python.exe`, версия 3.13.1. В нём **отсутствуют `pyadi-iio` и `libiio`**, то есть работать с Pluto+ из него невозможно. Также отсутствует `scipy`, который нужен лабораторным Lab020–Lab022, Lab024b и Lab025.
+
+При этом Lab024a когда-то отработала с настоящим устройством. Значит, существует второе окружение — по всей видимости, среда Anaconda, — где всё установлено, и запуск шёл оттуда.
+
+**Первое действие исполнителя: определить, в каком окружении запускаются лабораторные, и зафиксировать это.** Пока это не сделано, невозможно ни повторить Lab024a, ни начать Lab042.
+
+Требуется:
+
+1. Найти окружение, где установлены `pyadi-iio` и `libiio`, и проверить связь с устройством.
+2. Записать в отчёт: путь к интерпретатору, версию Python, версии `pyadi-iio` и `libiio`.
+3. Если такого окружения нет — установить `pyadi-iio` и `libiio`, зафиксировав версии.
+
+Расчётные лабораторные, включая Lab041, в окружении без `pyadi-iio` запускаются нормально — им нужны только `numpy`, `matplotlib` и `opencv`. Разделение аппаратных и расчётных зависимостей относится к этапу стабилизации и в Lab042 не решается, но результат проверки надо записать: он понадобится при составлении описания окружения.
+
+---
+
+## 7. Параметры тракта
+
+Значения тракта взяты из Lab018 и менять их в этой лабораторной **запрещено**. Причина: переход на железо сам по себе вносит достаточно неизвестных. Менять одновременно и параметры сигнала — значит потерять возможность понять причину отказа.
 
 | Параметр | Значение | Источник |
 |---|---|---|
@@ -84,7 +144,7 @@
 | Несущая передачи и приёма | 435 МГц | обе одинаковые |
 | Частота дискретизации | 640 000 | совпадает с трактом |
 | Полоса радиочастотного тракта | 200 000 Гц | минимум Pluto, сигнал занимает около 27 кГц |
-| Усиление передатчика | начать с −40 дБ | допустимый диапазон от −89 до 0 |
+| Усиление передатчика | начать с −30 дБ | с аттенюатором безопасен весь диапазон, см. раздел 5 |
 | Режим усиления приёмника | `manual` | автоматика мешает измерениям |
 | Усиление приёмника | начать с 20 дБ | подобрать по амплитуде |
 | Циклический буфер передачи | **выключен** | см. раздел 7 |
@@ -93,7 +153,7 @@
 
 ---
 
-## 6. Порядок работы
+## 8. Порядок работы
 
 **Передающая сторона**
 
@@ -116,7 +176,7 @@
 
 ---
 
-## 7. Ловушки, на которых спотыкаются в первый раз
+## 9. Ловушки, на которых спотыкаются в первый раз
 
 Перечислено то, что почти наверняка будет сделано неправильно без предупреждения.
 
@@ -136,7 +196,7 @@
 
 ---
 
-## 8. Что считается выполненной работой
+## 10. Что считается выполненной работой
 
 Лабораторная принимается, если выполнено всё перечисленное.
 
@@ -158,7 +218,7 @@
 | Полное время передачи, секунды | измерение |
 | Фактическая полезная скорость, кбит/с | расчёт из двух предыдущих |
 | Усиление передатчика и приёмника | из настроек устройства |
-| Ослабление аттенюатора, дБ | из состава схемы |
+| Ослабление аттенюатора, дБ | 30, AT30S |
 
 **Обязательные файлы в `data/processed/lab042`**
 
@@ -178,14 +238,14 @@
 
 ---
 
-## 9. Что в этой лабораторной делать не надо
+## 11. Что в этой лабораторной делать не надо
 
 Перечислено, чтобы не расширять объём.
 
 - Не реализовывать повторную передачу потерянных фрагментов. Потери фиксируются, но не восстанавливаются.
 - Не подключать исправление стираний из `protocol/packet_erasure_fec.py`.
 - Не поднимать скорость и не менять модуляцию.
-- Не выходить в эфир и не подключать антенну.
+- Не выходить в эфир и не подключать антенну. Это вопрос не разрешений, а объёма: эфирная передача — предмет Lab044, и смешивать её с первым включением передатчика нельзя.
 - Не работать с двумя устройствами.
 - Не трогать логику сеансов, аварийной остановки и приоритетов — она к передаче картинки отношения не имеет.
 
@@ -193,18 +253,18 @@
 
 ---
 
-## 10. Порядок приёмки
+## 12. Порядок приёмки
 
 1. Исполнитель выполняет работу и сообщает о готовности.
 2. Проверяется `python tools/quick_gate.py` — должен проходить.
-3. Проводится аудит: соответствие разделу 8, отсутствие вписанных результатов, происхождение каждого числа в отчёте.
+3. Проводится аудит: соответствие разделу 10, отсутствие вписанных результатов, происхождение каждого числа в отчёте.
 4. При наличии замечаний они оформляются списком с указанием файла и строки.
 5. После приёмки в `PROJECT_LOG.md` добавляется новая запись по принятому в проекте образцу.
 
 ---
 
-## 11. Что дальше
+## 13. Что дальше
 
 - **Lab043** — разведение на два устройства: передаёт PlutoSDR, принимает RTL-SDR. Появляется настоящий уход несущей частоты и расхождение часов. Здесь понадобятся Lab021–Lab023.
-- **Lab044** — выбор рабочего диапазона и первый выход в эфир на малой мощности.
+- **Lab044** — выбор рабочего диапазона и первый выход в эфир на малой мощности. Разрешения имеются, поэтому вопрос сводится к техническому выбору диапазона, мощности и антенны.
 - Повышение скорости, исправление стираний и передача последовательности кадров — после того, как картинка устойчиво проходит.