Monitor de zbor folosind un Raspberry PI și un stick DVB: 3 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Dacă sunteți un pasager frecvent sau pur și simplu pasionat de avioane, atunci Flightradar sau Flightaware sunt 2 site-uri web (sau aplicații, deoarece există și aplicații mobile) pe care le veți folosi zilnic.

Ambele vă permit să urmăriți avioanele în timp real, să vedeți programele de zbor, întârzierile etc.

Site-urile web utilizează sisteme combinate pentru a obține date de pe avioane, dar în prezent protocolul ADB-S devine din ce în ce mai popular și răspândit pe scară largă.

Pasul 1: Protocolul ADS-B

Supravegherea automată dependentă sau, în scurt timp, ADS-B este, după cum se afirmă în Wikipedia:

„Supraveghere automată dependentă - Difuzare (ADS – B) este o tehnologie de supraveghere în care o aeronavă își determină poziția prin navigație prin satelit și o transmite periodic, permițându-i să fie urmărită. Informațiile pot fi primite de stațiile terestre de control al traficului aerian ca înlocuitor pentru radar secundar. Poate fi recepționat și de alte aeronave pentru a asigura conștientizarea situației și pentru a permite separarea de sine. ADS-B este „automat” prin faptul că nu necesită pilot sau intrare externă. Este „dependent” prin faptul că depinde de datele de la sistemul de navigație al aeronavei. [1]"

Puteți citi mai multe despre aceasta aici:

en.wikipedia.org/wiki/Automatic_dependent_…

Sistemul este complex, pentru cei interesați de detalii, Wikipedia este un punct bun de început.

Pe scurt, avioanele transmit pe frecvența de 1090Mhz mai multe date de zbor, care conțin informații precum viteză, altitudine, direcție, scârțâit, coordonate care pot fi utilizate de controlul la sol sau alte aeronave pentru a identifica aeronava și poziția exactă a acesteia.

Acesta este un sistem secundar radarului comun, dar va fi introdus ca fiind obligatoriu pe tot mai multe nave aeriene.

Aceste informații pot fi stocate în cache prin intermediul unor receptoare dedicate și transmise către site-uri web specializate care creează o bază de date „live” despre aeronavă.

Astfel de webiști sunt:

Flightradar

www.flightradar24.com/

Flightware

flightaware.com/

Pasul 2: Alimentarea datelor cu un computer cu placă unică Raspberry PI și un stick USB DVB-T

Aceste site-uri web oferă adesea echipamente capabile de recepție ADB-S care vor încărca date în baza lor de date pentru a îmbunătăți acoperirea. Desigur, le furnizează numai în cazul în care locația dvs. de instalare va crește acoperirea existentă în prezent.

În schimb, veți obține un cont premium nelimitat, care vă permite să aveți acces la o mulțime de informații suplimentare pe lângă conturile gratuite. Desigur, veți scăpa și de reclame.

Dar nu aveți nevoie de un receptor ADB-S profesionist și scump. Puteți construi unul folosind câțiva dolari (în general este sub 100 $) folosind câteva componente.

Există tutoriale bune acolo, pentru mai multe informații, puteți consulta paginile web de mai jos, voi încerca doar să fac un rezumat și să explic câteva detalii care sunt ratate în aceste tutoriale:

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

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

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

Aceste legături se concentrează numai pe instalarea software-ului, dar nu se concentrează pe configurarea HW sau Mecanică. Voi încerca să le acoper și pe acestea.

Deci, HW constă dintr-un computer Raspberry PI Single Board. Dacă nu locuiți pe Marte, probabil că ați auzit deja despre asta, este un computer mic foarte popular, care a ajuns deja la a 3-a generație.

Cel mai recent model oferă un procesor quad core 1.2Ghz pe 64 biți, videocore, LAN, Wifi, Bluetooth, toate pentru prețul de vânzare de 35 $:

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

Desigur, în țara dvs. nu veți obține atât de ieftin, dar este totuși ieftin în comparație cu ce puteți face cu el și cât de mare comunitate puteți găsi în spatele acestuia.

Pentru proiectul nostru, folosirea celui mai recent model este un pic excesiv, prin urmare și mai vechi, poate că un model PI 1 B este mai mult decât suficient (asta am folosit și eu).

De asemenea, este mai bine să utilizați primul PI, deoarece are un consum mai mic de energie, prin urmare, și o disipare mai mică a căldurii.

Chiar dacă nu este necesar pentru utilizarea normală, este mai bine să echipați Raspberry cu un radiator (cel puțin pentru CPU), deoarece la final veți instala întreaga configurație într-o cutie impermeabilă și o veți monta în partea de sus a acoperișul, pentru a obține o recepție mai bună a semnalului (asta înseamnă că veți avea o acoperire mai bună) și o linie de vedere bună. Puteți cumpăra un kit de radiator de la revânzători, care vând și placa în sine.

Recepția datelor se va face cu un dongle DVB-T. Deoarece nu toate modelele pot regla frecvența 1090, cel mai bine este să folosiți chipsetul deja dovedit, RTL2832. Este ușor să găsești astfel de tunere pe Aliexpress de la prietenii noștri chinezi pentru câțiva dolari:

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

Aceste unități tind să consume multă energie din portul USB și să funcționeze destul de fierbinte, iar în cazul în care aveți un Raspberry Pi model B (nu cel 2 și 3), cel mai mult vă va plăcea să aveți probleme cu sursa de alimentare.

Am modificat-o pe a mea (am plasat 2 radiatoare pe tunerul IC și pe procesor și am fabricat, de asemenea, un radiator pentru sursa de alimentare IC care furnizează 3.3V.

De asemenea, am tăiat PCB-ul pentru a întrerupe alimentarea de la portul USB și l-am furnizat direct pentru convertorul DC-DC (mai multe despre acest lucru mai târziu).

Puteți vedea modificările din imaginile de mai sus, dar veți avea nevoie de câteva abilități pentru a le realiza. În cazul în care nu doriți să tăiați PCB-ul, puteți conecta stick-ul la un hub USB alimentat.

Dar, de asemenea, în acest caz, recomand cu tărie montarea radiatoarelor, deoarece altfel, din cauza lipsei de ventilație în interiorul incintei și a expunerii la soare direct, se poate încălzi prea mult și arde.

Pentru carcasă, am folosit o carcasă IP67 / 68 pentru a mă asigura că nu va pătrunde apă în interiorul unității. De asemenea, am amplasat antena în casetă, după cum puteți vedea în imaginea de mai sus.

Singurul lucru de rezolvat a fost obținerea sursei de alimentare în incintă și Ethernet.

Deoarece POE (Power over Ethernet) este bine dovedit, am folosit același cablu pentru a le atinge pe ambele. POE înseamnă că veți alimenta dispozitivul cu același cablu Ethernet pe care îl utilizați pentru comunicare.

Cea mai simplă modalitate a fost de a cumpăra o pereche de cablu / conector combo care are deja conexiunile. După aceasta, conectați cele două capete doar prin cablu FTP standard CAT-5 UTP, sau mai bine. Acesta din urmă este mai bun, deoarece are și o izolație externă.

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

Pentru a vă asigura că carcasa rămâne impermeabilă, aveam nevoie de un conector Ethernet care să aibă o etanșare bună

Din fericire, Adafruit are ceva exact în acest scop:

www.adafruit.com/products/827

Având acest lucru rezolvat, tot ce trebuia să fac era să fac un întreg pe carcasă unde puteam monta acest conector.

Raspberry PI are nevoie de o sursă de alimentare stabilă de 5V, la fel și stick-ul USB. Având o oarecare experiență cu electronica, m-am gândit că pe un cablu UTP lung, căderea de tensiune va fi semnificativă, prin urmare am folosit o sursă de alimentare de 12V pentru a alimenta cablul Ethernet. În incintă, am folosit un convertor 5A DC-DC pentru a reduce tensiunea la 5V stabil.

12v s-au dovedit a fi insuficiente pe un cablu de 40 m lungime, deoarece căderea de tensiune la un consum ridicat (când stick-ul Dvb-t a început să funcționeze) a fost prea mare și DC DC convertit nu a putut stabiliza tensiunea la 5V. Am înlocuit sursa de alimentare de 12V cu una care furniza 19V și de data aceasta a fost bună.

Convertorul de 5V DC DC pe care l-am folosit a fost acesta:

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

Puteți utiliza și alții, dar asigurați-vă că este un convertor DC DC în modul de comutare și că poate furniza pe termen lung cel puțin 2,0Amp. Nu strică să lăsați un pic de rezervă, deoarece în acest caz va rula mai rece …

Acum tot ce trebuie să faceți este să puneți împreună toate acestea, de la conectorul POE, conectați ieșirea de 19V la convertorul DC-DC, utilizați o șurubelniță și un voltmetru pentru a seta tensiunea de ieșire la 5v, lipiți un cablu micro USB la ieșire a convertorului DC-DC și utilizați un cablu suplimentar de la convertor la stabilizatorul de 3,3V de la cheia DVB-T. Nu toate dongle-urile au aceeași schemă, de aceea ar trebui să căutați această parte, dar este de obicei similară cu cea din imagine (care are cele 2 fire conectate la ea, galben și gri, 5V, gnd). După ce ați localizat IC-ul, căutați o foaie de date pe internet și veți găsi pinout-ul.

Nu uitați să tăiați PCB-ul între 5V de la conectorul USB și IC, deoarece altfel va fi alimentat și de la PI și acest lucru poate avea efecte nedorite

În cele din urmă, vechiul meu tată a fabricat un suport metalic în care carcasa ar putea fi montată în siguranță.

În imaginea de mai sus puteți vedea totul montat pe acoperișul clădirii.

Pasul 3: Instalarea software-ului

În forumul Flightradar puteți găsi un tutorial bun despre cum să instalați întregul pachet SW, totuși este ușor depășit, deoarece unele părți nu trebuie făcute acum.

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

La început, va trebui să instalați Raspbian OS pe cardurile SD. (Pasul 1)

Ulterior, nu este nevoie să instalați driverul RTL, deoarece este deja inclus în nucleele recente. Nici nu trebuie să instalați dump1090 separat, vine cu instalarea fr24feed.

Dar va trebui să faceți pasul pentru a înscrie pe lista neagră driverul standard dvb-t, deoarece altfel dum1090 nu va putea comunica cu acesta.

După ce ați făcut acest lucru, reporniți PI și instalați programul fr24feed.

Tot ce trebuie să faceți este să actualizați depozitul și să adăugați cel de la flightradar și să instalați întregul pachet, așa cum este explicat aici:

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

Pachetul este format din dump1090, SW care comunică cu dongle-ul USB și alimentează date către aplicația fr24feed. Aceasta va încărca datele pe serverele FR24 (sau piaware, dacă le configurați pe amândouă).

Dacă aveți nevoie de mai multe informații și modificări despre dump1090, puteți găsi o descriere bună aici:

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

Vă rugăm să săriți partea despre instalare, deoarece este deja instalată. Conectați-vă la PI prin ssh și lansați o comandă ps -aux pentru a vedea dacă rulează și cu ce parametri.

Dacă doriți să instalați piaware împreună cu fr24feed, puteți face acest lucru, dar asigurați-vă că numai unul dintre ele pornește dump1090. De asemenea, asigurați-vă că dump1090 transmite date brute pe portul 30005, altfel piaware nu va putea primi date.

Consultați întotdeauna jurnalul pe care îl produc acele aplicații, deoarece acest lucru vă va ajuta la depanare în cazul în care ceva nu funcționează așa cum se așteaptă.