Monitor letenja z uporabo Raspberry PI in DVB palice: 3 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Če pogosto letete ali ste samo navdušeni nad letali, potem morata Flightradar ali Flightaware 2 imeti spletna mesta (ali aplikacije, saj obstajajo tudi mobilne aplikacije), ki jih boste uporabljali vsak dan.

Oba vam omogočata sledenje letalom v realnem času, ogled urnikov letov, zamud itd.

Spletne strani uporabljajo kombinirane sisteme za pridobivanje podatkov iz letal, danes pa je protokol ADB-S vedno bolj priljubljen in razširjen.

1. korak: Protokol ADS-B

Samodejno odvisen nadzor ali na kratko ADS-B je, kot navaja wikipedia:

"Samodejno odvisen nadzor - Oddajanje (ADS -B) je tehnologija nadzora, pri kateri zrakoplov določi svoj položaj s satelitsko navigacijo in ga občasno oddaja, kar mu omogoča sledenje. Podatke lahko kot nadomestilo prejmejo zemeljske postaje za kontrolo zračnega prometa. za sekundarni radar. Lahko ga sprejmejo tudi druga letala, da bi zagotovili zavedanje situacije in omogočili samostojno ločitev. ADS -B je "samodejen", saj ne potrebuje pilota ali zunanjega vnosa. "Odvisen" je, ker je odvisen od podatkov iz navigacijski sistem letala. [1]"

Več o tem si lahko preberete tukaj:

en.wikipedia.org/wiki/Automatic_dependent_…

Sistem je kompleksen, za tiste, ki jih zanimajo podrobnosti, je Wikipedia dobra točka za začetek.

Na kratko, letala na frekvenci 1090 Mhz pošiljajo več podatkov o letu, ki vsebujejo informacije o hitrosti, nadmorski višini, smeri, škripanju, koordinatah, ki jih lahko uporabljajo zemeljski nadzor ali druga letala za identifikacijo letala in njegov natančen položaj.

To je sekundarni sistem skupnega radarja, vendar bo uveden kot obvezen za vse več letalskih plovil.

Te podatke je mogoče predpomniti prek namenskih sprejemnikov in jih poslati na specializirana spletna mesta, ki ustvarijo „živo“bazo podatkov o letalu.

Takšne spletne strani so:

Flightradar

www.flightradar24.com/

Letalska programska oprema

flightaware.com/

2. korak: Hranjenje podatkov z enosmernim računalnikom Raspberry PI in USB ključem DVB-T

Te spletne strani pogosto ponujajo opremo za sprejem ADB-S, ki bo nalagala podatke v njihovo bazo podatkov, da bi izboljšala pokritost. Seveda ga ponujajo le v primeru, da bo mesto namestitve povečalo trenutno obstoječo pokritost.

V zameno boste dobili neomejen premium račun, ki vam poleg brezplačnih računov omogoča dostop do številnih dodatnih informacij. Seveda se boste znebili tudi oglasov.

Vendar ne potrebujete profesionalnega in dragega receptorja ADB-S. Enega lahko zgradite z nekaj dolarji (na splošno je pod 100 USD) z uporabo nekaj komponent.

Tam so dobre vaje, za več informacij si lahko ogledate spodnje spletne strani, od tam bom poskušal narediti samo povzetek in morda razložiti nekaj podrobnosti, ki so v teh vadnicah zamujene:

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

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

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

Te povezave se osredotočajo le na namestitev programske opreme, ne pa tudi na HW ali mehansko nastavitev. Poskušal bom zajeti tudi te.

HW je torej sestavljen iz enosmernega računalnika Raspberry PI. Če ne živite na Marsu, ste verjetno že slišali za to, je zelo priljubljen majhen računalnik, ki je dosegel že tretjo generacijo.

Najnovejši model ponuja štirijedrni 1,2 GHz 64 -bitni CPU, videocore, LAN, Wifi, Bluetooth, vse za 35 $ prodajne cene:

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

Seveda v vaši državi tega ne boste dobili tako poceni, vendar je še vedno poceni v primerjavi s tem, kaj lahko storite z njim in kako veliko skupnost najdete za tem.

Za naš projekt je uporaba najnovejšega modela nekoliko pretirana, zato je starejši model morda model PI 1 več kot dovolj (to sem tudi jaz uporabil).

Prav tako je bolje uporabiti prvi PI, saj ima manjšo porabo energije, zato tudi manjši odvod toplote.

Tudi če to ni potrebno za običajno uporabo, je bolje, da malino opremite s hladilnikom (vsaj za CPE), saj boste na koncu celotno postavitev namestili v vodotesno ohišje in jo namestili na vrh streho, za boljši sprejem signala (to pomeni, da boste imeli boljšo pokritost) in dobro vidljivost. Komplet hladilnika lahko kupite pri preprodajalcih, ki prodajajo tudi samo ploščo.

Sprejem podatkov bo potekal z ključem DVB-T. Ker se vsi modeli ne morejo prilagoditi frekvenci 1090, je najbolje uporabiti že preizkušen nabor čipov RTL2832. Takšne sprejemnike je enostavno najti na Aliexpressu od naših kitajskih prijateljev za nekaj dolarjev:

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

Te enote običajno porabijo veliko energije iz vrat USB in delujejo precej vroče. V primeru, da imate model Raspberry Pi modela B (ne 2 in 3), boste imeli najraje težave z napajanjem.

Svoj sem spremenil (postavil sem 2 hladilnika na IC sprejemnika in na procesor, izdelal pa sem tudi hladilnik za IC napajalnik, ki zagotavlja 3.3V.

Prav tako sem prekinil tiskano vezje, da prekinem napajanje iz vrat USB, in ga dostavil neposredno za pretvornik DC-DC (več o tem kasneje).

Spremembe lahko vidite na zgornjih slikah, vendar boste za njihovo izvedbo potrebovali nekaj spretnosti. Če ne želite odrezati tiskanega vezja, lahko palico priključite v USB zvezdišče z napajanjem.

Toda tudi v tem primeru toplo priporočam vgradnjo hladilnikov, saj se sicer zaradi pomanjkanja prezračevanja v ohišju in izpostavljenosti neposredni sončni svetlobi lahko preveč segreje in izgori.

Za ohišje sem uporabil ohišje IP67/68, da zagotovim, da voda ne bo prišla v enoto. Anteno sem namestil tudi v škatlo, kot lahko vidite na zgornji sliki.

Edino, kar je bilo treba rešiti, je bilo napajanje v ohišju in ethernet.

Ker je POE (Power over ethernet) dobro dokazan, sem za dosego obeh uporabil isti kabel. POE pomeni, da boste napajali svojo napravo prek istega ethernetnega kabla, ki ga uporabljate za komunikacijo.

Najenostavnejši način je bil kupiti par kablov/priključkov, ki že imajo povezave. Nato povežete samo 2 konca prek standardnega kabla CTP-5 UTP ali bolje, kabla FTP. Slednji je boljši, saj ima tudi zunanjo izolacijo.

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

Za zagotovitev, da ohišje ostane vodotesno, sem potreboval ethernetni priključek, ki dobro tesni

Na srečo ima Adafruit nekaj točno za ta namen:

www.adafruit.com/products/827

Ko sem to uredil, sem moral samo narediti celoto na ohišju, kamor lahko namestim ta konektor.

Raspberry PI potrebuje stabilen 5V napajalnik, prav tako USB ključek. Ker imam nekaj izkušenj z elektroniko, sem mislil, da bo na dolgem kablu UTP padec napetosti precejšen, zato sem za napajanje v ethernetni kabel uporabil napajalnik 12v. V ohišju sem uporabil 5A DC-DC pretvornik za znižanje napetosti na stabilnih 5V.

12v se je na kablu dolžine 40 m izkazalo za nezadostno, saj je bil padec napetosti pri visoki porabi (ko je palica Dvb-t začela delovati) prevelik in pretvornik enosmernega toka ni mogel stabilizirati napetosti na 5 V. 12v napajalnik sem zamenjal z enim, ki je zagotavljal 19V, in tokrat je bilo dobro.

5V DC pretvornik, ki sem ga uporabil, je bil tale:

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

Uporabite lahko tudi druge, vendar se prepričajte, da gre za DC DC pretvornik v preklopnem načinu in da lahko dolgoročno zagotavlja vsaj 2,0Amps. Ne škodi pustiti malo rezerve, saj bo v tem primeru delovalo hladneje …

Zdaj morate samo sestaviti vse to, od priključka POE, priključiti 19-voltni izhod na DC-DC pretvornik, z izvijačem in voltmetrom nastaviti izhodno napetost na 5 V, spajkati kabel mikro USB na izhod pretvornika DC-DC in uporabite dodatni kabel od pretvornika do stabilizatorja 3,3 V iz ključa DVB-T. Vsi ključi nimajo enake sheme, zato morate poiskati ta del, vendar je ponavadi podoben tistemu na sliki (na njem sta povezani 2 žici, rumeni in sivi, 5V, gnd). Ko najdete IC, poiščite podatkovni list v internetu in našli boste pinout.

Ne pozabite prerezati tiskanega vezja med 5V iz priključka USB in IC, saj se v nasprotnem primeru napaja tudi iz PI, kar ima lahko neželene učinke

Na koncu je moj stari oče izdelal kovinsko stojalo, v katerega bi lahko ohišje varno namestili.

Na zgornji sliki lahko vidite celoto, nameščeno na strehi stavbe.

3. korak: Namestitev programske opreme

Na forumu Flightradar lahko najdete dobro vadnico o tem, kako namestiti celoten paket SW, vendar je nekoliko zastarel, saj nekaterih delov zdaj ni treba narediti.

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

Najprej boste morali namestiti Raspbian OS na kartice SD. (Korak 1)

Potem vam ni treba namestiti gonilnika RTL, saj je že vključen v zadnja jedra. Prav tako vam ni treba namestiti dump1090 ločeno, prihaja z namestitvijo fr24feed.

Toda korak za uvrstitev standardnega gonilnika dvb-t morate uvrstiti na črni seznam, saj sicer dum1090 ne bo mogel komunicirati z njim.

Ko to storite, znova zaženite PI in namestite program fr24feed.

Vse, kar morate storiti, je posodobiti skladišče in dodati tistega iz flightradarja ter namestiti celoten paket, kot je razloženo tukaj:

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

Paket je sestavljen iz dump1090, SW, ki komunicira z usb ključem in posreduje podatke v aplikacijo fr24feed. To bo naložilo podatke na strežnike FR24 (ali piaware, če jih konfigurirate oboje).

Če potrebujete več informacij in prilagoditev o dump1090, boste našli dober opis tukaj:

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

Del o namestitvi preskočite, saj je že nameščen. Prijavite se v PI prek ssh in izdajte ukaz ps -aux, da preverite, ali deluje in s katerimi parametri.

Če želite namestiti piaware skupaj s fr24feed, lahko to storite, vendar pazite, da se samo eden od njih zažene dump1090. Prepričajte se tudi, da dump1090 prenaša neobdelane podatke na vrata 30005, sicer piaware ne bo mogel prejeti podatkov.

Vedno si oglejte dnevnik teh aplikacij, saj vam bo to pomagalo pri odpravljanju napak, če kaj ne bo delovalo po pričakovanjih.