Monitor leta pomoću Raspberry PI i DVB Sticka: 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Ako često letite ili samo volite avione, tada Flightradar ili Flightaware 2 moraju imati web stranice (ili aplikacije, jer postoje i mobilne aplikacije) koje ćete koristiti svakodnevno.

Oboje vam omogućuje praćenje aviona u stvarnom vremenu, pregled rasporeda letova, kašnjenja itd.

Web stranice koriste kombinirane sisteme za dobijanje podataka iz aviona, ali u današnje vrijeme protokol ADB-S postaje sve popularniji i rašireniji.

Korak 1: ADS-B protokol

Automatski zavisni nadzor, ili ukratko ADS-B je, kako navodi wikipedia:

"Automatski zavisni nadzor - Emitiranje (ADS -B) je tehnologija nadzora u kojoj zrakoplov određuje svoj položaj putem satelitske navigacije i povremeno ga emitira, omogućavajući njegovo praćenje. Informacije mogu primiti zemaljske stanice za kontrolu zračnog prometa kao zamjenu za sekundarni radar. Mogu ga primiti i drugi zrakoplovi radi pružanja svjesnosti o situaciji i omogućavanja samoodvajanja. ADS -B je "automatski" jer ne zahtijeva nikakav pilot ili vanjski ulaz. "Ovisan" je jer ovisi o podacima iz navigacijski sistem aviona. [1]"

Više o tome možete pročitati ovdje:

en.wikipedia.org/wiki/Automatic_dependent_…

Sistem je složen, za one koje zanimaju detalji, Wikipedia je dobar početak.

Ukratko, avioni na frekvenciji 1090Mhz prenose nekoliko podataka o letu, koji sadrže informacije kao što su brzina, nadmorska visina, smjer, škripanje, koordinate koje mogu koristiti zemaljska kontrola ili drugi avioni za identifikaciju aviona i njegov tačan položaj.

Ovo je sekundarni sistem u odnosu na uobičajeni radar, ali će se uvesti kao obavezan na sve više i više zrakoplova.

Ove se informacije mogu predmemorirati putem namjenskih prijemnika i prenijeti na specijalizirane web stranice koje stvaraju "živu" bazu podataka o zrakoplovu.

Takve web stranice su:

Flightradar

www.flightradar24.com/

Flightware

flightaware.com/

Korak 2: Unos podataka pomoću računara sa jednim matičnim računarom Raspberry PI i USB stika DVB-T

Ove web stranice često nude opremu sposobnu za prijem ADB-S koja će učitavati podatke u njihovu bazu podataka radi poboljšanja pokrivenosti. Naravno, pružaju ga samo u slučaju da vaša lokacija za instaliranje poveća trenutno pokrivenost.

U zamjenu ćete dobiti neograničeni premium račun koji vam omogućuje pristup mnogim dodatnim podacima osim besplatnih računa. Naravno, riješit ćete se i oglasa.

Ali ne trebate profesionalni i skupi ADB-S receptor. Možete ga izgraditi koristeći nekoliko dolara (ukupno je ispod 100 USD) koristeći nekoliko komponenti.

Postoje dobri vodiči, za više informacija možete pogledati dolje navedene web stranice, samo ću pokušati napraviti sažetak i možda objasniti nekoliko detalja koji su propustili u tim vodičima:

ferrancasanovas.wordpress.com/2013/09/26/d…

www.jacobtomlinson.co.uk/projects/2015/05/…

forum.flightradar24.com/threads/8591-Raspbe…

Ove veze se fokusiraju samo na instalaciju softvera, ali se ne fokusiraju na HW ili mehaničko postavljanje. Pokušat ću obuhvatiti i ove.

Dakle, HW se sastoji od računara Raspberry PI Single Board. Ako ne živite na Marsu, vjerojatno ste već čuli za to, to je vrlo popularan mali računar koji je dosegao već treću generaciju.

Najnoviji model nudi četverojezgreni 64 -bitni CPU od 1,2 GHz, videocore, LAN, Wifi, Bluetooth, sve po prodajnoj cijeni od 35 USD:

www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-…

Naravno, u vašoj zemlji to nećete dobiti tako jeftino, ali je i dalje jeftino u poređenju sa onim što možete učiniti s tim i koliko veliku zajednicu možete pronaći iza toga.

Za naš projekt, korištenje posljednjeg modela pomalo je pretjerano, stoga je stariji možda i PI 1 model B više nego dovoljan (ovo sam i ja koristio).

Bolje je koristiti i prvi PI, jer ima manju potrošnju energije, a time i manji gubitak topline.

Čak i ako to nije potrebno za normalnu upotrebu, bolje je opremiti Raspberry hladnjakom (barem za CPU), jer ćete na kraju cijelu postavku instalirati u vodootpornu kutiju i montirati je na vrh krov, za bolji prijem signala (to znači da ćete imati bolju pokrivenost) i dobru vidljivost. Komplet hladnjaka možete kupiti od preprodavača koji prodaju i samu ploču.

Prijem podataka će se vršiti pomoću DVB-T ključa. Kako se svi modeli ne mogu podesiti na frekvenciju 1090, najbolje je koristiti već provjereni čipset, RTL2832. Lako je pronaći takve tjunere na Aliexpressu od naših kineskih prijatelja za par dolara:

www.aliexpress.com/item/USB2-0-DAB-FM-DVB-T…

Ove jedinice obično troše mnogo energije s USB priključka i rade prilično vruće, a u slučaju da imate Raspberry Pi model B (ne 2 i 3), najvjerojatnije ćete imati problema s napajanjem.

Modificirao sam svoj (postavio 2 hladnjaka na IC tjuner i na procesor, a takođe sam izradio i hladnjak za IC napajanje koji daje 3.3V.

Također, presjekao sam PCB da prekinem napajanje sa USB porta i isporučio ga direktno za DC-DC pretvarač (više o tome kasnije).

Promjene možete vidjeti na gornjim slikama, ali trebat će vam neke vještine da biste ih izveli. U slučaju da ne želite rezati PCB, tada možete spojiti štap u USB čvorište s napajanjem.

Ali i u ovom slučaju toplo preporučujem ugradnju hladnjaka, jer se u protivnom, zbog nedostatka ventilacije unutar kućišta i izlaganja direktnom suncu, može previše zagrijati i izgorjeti.

Za kućište sam koristio kućište IP67/68 kako bih osigurao da voda neće ući u jedinicu. Takođe sam postavio antenu u kutiju, kao što možete videti na gornjoj slici.

Jedino što je trebalo riješiti bilo je napajanje unutar kućišta i Ethernet.

Kako je POE (Power over ethernet) dobro dokazan, koristio sam isti kabel da postignem oboje. POE znači da ćete napajati uređaj putem istog Ethernet kabela koji koristite za komunikaciju.

Najjednostavniji način je bio kupiti par kabela/konektora koji već imaju veze. Nakon toga povezujete samo dva kraja putem standardnog CAT-5 UTP, ili bolje, FTP kabela. Potonji je bolji, jer ima i vanjsku izolaciju.

www.aliexpress.com/item/POE-Adapter-cable-T…

Da bih osigurao da kućište ostane vodootporno, trebao mi je Ethernet priključak koji ima dobro brtvljenje

Srećom, Adafruit ima nešto upravo za ovu svrhu:

www.adafruit.com/products/827

Nakon što sam ovo riješio, sve što sam trebao učiniti je napraviti cjelinu na kućištu u koju bih mogao montirati ovaj konektor.

Raspberry PI -u je potrebno stabilno napajanje od 5 V, pa tako i USB sticku. Imajući određeno iskustvo s elektronikom, mislio sam da će na dugom UTP kabelu pad napona biti značajan, pa sam upotrijebio napajanje od 12 V za napajanje kabela etherneta. U kućištu sam koristio 5A DC-DC pretvarač za smanjenje napona na stabilnih 5V.

12v se pokazalo nedovoljnim na kablu dužine 40m, jer je pad napona pri velikoj potrošnji (kada je Dvb-t štap počeo raditi) bio prevelik i istosmjerni DC pretvoren nije mogao stabilizirati napon na 5V. Zamijenio sam 12v napajanje sa onim koje je davalo 19V i ovaj put je bilo dobro.

5V DC DC pretvarač koji sam koristio je ovaj:

www.aliexpress.com/item/High-Quality-5A-DC-…

Možete koristiti i druge, ali pazite da se radi o DC DC pretvaraču s preklopnim načinom rada i da može dugoročno osigurati najmanje 2,0 Ampera. Ne šteti ostaviti malo rezerve, jer će u ovom slučaju raditi hladnije …

Sada sve što trebate učiniti je spojiti sve ovo, s POE konektora, spojite 19V izlaz na DC-DC pretvarač, pomoću odvijača i voltmetra postavite izlazni napon na 5v, lemite mikro USB kabel na izlaz DC-DC pretvarača i upotrijebite dodatni kabel od pretvarača do stabilizatora od 3,3 V iz DVB-T ključa. Nemaju svi ključevi istu shemu, stoga biste trebali potražiti ovaj dio, ali obično je sličan onom na slici (koji ima 2 spojene žice, žutu i sivu, 5V, gnd). Nakon što pronađete IC, potražite podatkovnu tablicu na internetu i pronaći ćete ispis.

Ne zaboravite prerezati PCB između 5V iz USB konektora i IC -a jer će se u protivnom napajati i iz PI -ja i to može imati neželjene učinke

Na kraju je moj stari tata izradio metalno postolje u koje se kućište moglo sigurno montirati.

Na gornjoj slici možete vidjeti cijelu stvar montiranu na krovu zgrade.

Korak 3: Instalacija softvera

Na forumu Flightradar možete pronaći dobar vodič o tome kako instalirati cijeli SW paket, međutim, on je pomalo zastario jer neke dijelove ne morate sada raditi.

forum.flightradar24.com/threads/8591-Raspbe…

U početku ćete morati instalirati Raspbian OS na SD kartice. (Korak 1)

Nakon toga, ne morate instalirati RTL upravljački program, jer je već uključen u novije kernele. Niti morate instalirati dump1090 zasebno, dolazi s instalacijom fr24feed.

Ali morat ćete napraviti korak da biste stavili na crnu listu standardni dvb-t upravljački program, jer u protivnom dum1090 neće moći komunicirati s njim.

Nakon što to učinite, ponovno pokrenite PI i instalirajte program fr24feed.

Sve što trebate učiniti je ažurirati spremište i dodati ono iz flightradar -a te instalirati cijeli paket, kako je ovdje objašnjeno:

forum.flightradar24.com/threads/8908-New-Fl…

Paket se sastoji od dump1090, SW -a koji komunicira s USB ključem i šalje podatke u aplikaciju fr24feed. Ovo će prenijeti podatke na FR24 poslužitelje (ili piaware, ako ih konfigurirate oboje).

Ako vam je potrebno više informacija i dotjerivanja dump1090, možda ćete ovdje pronaći dobar opis:

ferrancasanovas.wordpress.com/2013/09/26/d…

Preskočite dio o instaliranju, jer je već instaliran. Prijavite se na PI putem ssh -a i izdajte naredbu ps -aux da vidite radi li i s kojim parametrima.

Ako želite instalirati piaware zajedno s fr24feed, to možete učiniti, ali pazite da samo jedan od njih pokrene dump1090. Također, pobrinite se da dump1090 prenosi neobrađene podatke na port 30005, u protivnom piaware neće moći primiti podatke.

Uvijek provjerite dnevnik koji te aplikacije proizvode, jer će vam to pomoći u otklanjanju pogrešaka u slučaju da nešto ne radi kako se očekuje.