Flight Monitor Med hjälp av en Raspberry PI och en DVB Stick: 3 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Om du är en flitig flygare, eller bara brinner för flygplan, måste Flightradar eller Flightaware 2 ha webbplatser (eller appar, eftersom det också finns mobilappar) som du kommer att använda dagligen.

Båda låter dig spåra flygplan i realtid, se flygplan, förseningar etc.

Webbplatserna använder kombinerade system för att hämta data från flygplanen, men numera blir ADB-S-protokollet mer och mer populärt och utbrett.

Steg 1: ADS-B-protokollet

Automatisk beroende övervakning, eller inom kort ADS-B är, enligt Wikipedia:

"Automatic Dependent Surveillance - Broadcast (ADS – B) är en övervakningsteknik där ett flygplan bestämmer sin position via satellitnavigering och regelbundet sänder det, vilket gör det möjligt att spåra den. Informationen kan tas emot av flygtrafikkontrollens markstationer som en ersättning för sekundär radar. Det kan också tas emot av andra flygplan för att ge situationsmedvetenhet och möjliggöra självavskiljning. ADS – B är "automatisk" genom att det inte kräver någon pilot eller extern inmatning. Det är "beroende" genom att det beror på data från flygplanets navigationssystem. [1]"

Du kan läsa mer om det här:

en.wikipedia.org/wiki/Automatic_dependent_…

Systemet är komplext, för dem som är intresserade av detaljerna är Wikipedia en bra punkt att börja.

I ett nötskal sänder flygplan på 1090Mhz -frekvensen flera flygdata, som innehåller information som hastighet, höjd, kurs, squawk, koordinater som kan användas av markkontroll eller andra flygplan för att identifiera flygplanet och dess exakta position.

Detta är ett sekundärt system till den gemensamma radarn, men det kommer att införas som obligatoriskt för fler och fler luftfartyg.

Denna information kan cachas via dedikerade mottagare och överföras till specialiserade webbplatser som skapar en "live" databas om flygplanet.

Sådana webistes är:

Flightradar

www.flightradar24.com/

Flightware

flightaware.com/

Steg 2: Mata data med en Raspberry PI Single Board-dator och ett DVB-T USB-minne

Dessa webbplatser erbjuder ofta utrustning som kan ADB-S-mottagning som laddar upp data till sin databas för att förbättra täckningen. Naturligtvis tillhandahåller de det bara om din installationsplats ökar den befintliga täckningen.

I utbyte får du obegränsat premiumkonto som gör att du kan få tillgång till mycket mer information förutom de kostnadsfria kontona. Självklart kommer du också att bli av med annonserna.

Men du behöver inte en professionell och dyr ADB-S-receptor. Du kan bygga en med några dollar (totalt är det under 100 $) med ett par komponenter.

Det finns bra handledning där ute, för mer information kan du konsultera webbsidorna nedan, jag kommer bara att försöka göra en sammanfattning därifrån och kanske förklara några detaljer som saknas i dessa självstudier:

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

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

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

Dessa länkar fokuserar endast på programvaruinstallationen, men fokuserar inte på HW eller mekanisk installation. Jag kommer att försöka täcka även dessa.

Så HW består av en Raspberry PI Single board -dator. Om du inte bor på Mars har du säkert hört talas om det redan, det är en mycket populär liten dator som nådde redan den tredje generationen.

Den senaste modellen erbjuder en fyrkärnig 1,2 GHz 64 -bitars CPU, videokärna, LAN, Wifi, Bluetooth, allt för 35 $ försäljningspris:

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

Naturligtvis får du det inte så billigt i ditt land, men det är fortfarande billigt jämfört med vad du kan göra med det och hur stort samhälle du kan hitta bakom det.

För vårt projekt är att använda den senaste modellen lite överkill, därför och äldre, kanske är en PI 1 -modell B mer än tillräcklig (det här har jag också använt).

Det är också bättre att använda den första PI: n, eftersom den har lägre strömförbrukning och därför lägre värmeavledning.

Även om det inte krävs för normal användning är det bättre att utrusta Hallon med en kylfläns (åtminstone för CPU: n), eftersom du i slutändan kommer att installera hela installationen i en vattentät kapslingsbox och montera den ovanpå taket, för att få bättre signalmottagning (det betyder att du får bättre täckning) och bra sikt. Du kan köpa ett kylflänspaket från återförsäljarna som också säljer själva brädan.

Mottagningen av data sker med en DVB-T-dongel. Eftersom inte alla modeller kan ställa in 1090 -frekvensen är det bäst att använda den redan beprövade chipset, RTL2832. Det är lätt att hitta sådana tuners på Aliexpress från våra kinesiska vänner för ett par dollar:

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

Dessa enheter tenderar att konsumera mycket ström från USB -porten och kör ganska varmt, och om du har en Raspberry Pi modell B (inte 2 och 3) kommer du mest att få problem med strömförsörjningen.

Jag har modifierat min (placerat 2 kylflänsar på tunern IC och på processorn, och även tillverkat en kylfläns för strömförsörjningen IC som ger 3,3V.

Jag har också klippt ut kretskortet för att avbryta tillförseln från USB-porten och levererat det direkt till DC-DC-omvandlaren (mer om detta senare).

Du kan se ändringarna på bilderna ovan, men du behöver vissa färdigheter för att utföra dessa. Om du inte vill klippa av kretskortet kan du ansluta minnet till en USB -hubb.

Men också i det här fallet rekommenderar jag starkt att montera kylflänsar, eftersom det annars kan bli för varmt och bränna ut på grund av bristande ventilation i höljet och exponering för direkt sol.

För kapslingen har jag använt en IP67/68 -kapsling för att säkerställa att inget vatten kommer in i enheten. Jag har också placerat antennen inuti lådan, som du kan se på bilden ovan.

Det enda som skulle lösas var att få strömförsörjningen inuti höljet och etern.

Eftersom POE (Power over ethernet) är väl bevisat har jag använt samma kabel för att uppnå båda. POE betyder att du kommer att mata ström till din enhet via samma Ethernet -kabel som du använder för kommunikation.

Det enklaste sättet var att köpa ett par kabel/kontaktkombinationer som redan har anslutningarna. Efter detta ansluter du bara de två ändarna via standard CAT-5 UTP, eller bättre, FTP-kabel. Den senare är bättre, eftersom den också har en yttre isolering.

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

För att försäkra mig om att kapslingen förblir vattentät behövde jag en Ethernet -kontakt som har bra tätning

Lyckligtvis har Adafruit något exakt för detta ändamål:

www.adafruit.com/products/827

Efter att ha löst detta var allt jag behövde göra att skapa en helhet på höljet där jag kunde montera denna kontakt.

Raspberry PI behöver en stabil 5V strömförsörjning, det gör USB -minnet också. Med lite erfarenhet av elektronik trodde jag att spänningsfallet på en lång UTP -kabel kommer att bli betydande, därför har jag använt en 12v strömförsörjning för att mata ström till ethernetkabeln. I höljet har jag använt en 5A DC-DC-omvandlare för att minska spänningen till stabil 5V.

12v visade sig vara otillräckligt på en 40m lång kabel, eftersom spänningsfallet vid hög förbrukning (när Dvb-t-pinnen började fungera) var för mycket och DC DC konverterad kunde inte stabilisera spänningen till 5V. Jag har bytt ut 12V -strömförsörjningen med en som gav 19V och den här gången var det bra.

5V DC DC -omvandlaren jag har använt var den här:

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

Du kan också använda andra, men se till att det är en växelström DC DC -omvandlare, och att den kan ge på längre sikt minst 2,0 ampere. Det skadar inte att lämna lite reserv, eftersom det i detta fall kommer att gå kallare …

Allt du behöver göra är att sätta ihop allt detta, från POE-kontakten, anslut 19V-utgången till DC-DC-omvandlaren, använd en skruvmejsel och en voltmeter för att ställa in utspänningen till 5v, löd en mikro-USB-kabel till utgången på DC-DC-omvandlaren och använd en extra kabel från omvandlaren till 3,3V-stabilisatorn från DVB-T-dongeln. Inte alla donglar har samma schema, därför bör du söka efter den här delen, men den brukar likna den på bilden (som har de 2 trådarna anslutna till den, gul och grå, 5V, gnd). När du har hittat IC: n söker du efter ett datablad på internet så hittar du pinout.

Glöm inte att klippa kretskortet mellan 5V från USB -kontakten och IC, eftersom det annars matas också från PI och detta kan ha oönskade effekter

I slutändan har min gamla pappa tillverkat ett metallställ där skåpet skulle kunna monteras säkert.

På bilden ovan kan du se det hela monterat på byggnadens tak.

Steg 3: Installation av programvara

På Flightradar -forumet kan du hitta en bra handledning om hur du installerar hela SW -paketet, men det är något föråldrat, eftersom vissa delar inte behöver göras nu.

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

Först måste du installera Raspbian OS på SD -korten. (Steg 1)

Efteråt behöver du inte installera RTL -drivrutinen, eftersom den redan ingår i de senaste kärnorna. Du behöver inte heller installera dump1090 separat, det kommer med installationen av fr24feed.

Men du måste göra steget för att svartlista standard dvb-t-drivrutinen, eftersom annars dum1090 inte kommer att kunna kommunicera med den.

När detta är gjort startar du om PI: n och installerar fr24feed -programmet.

Allt du behöver göra är att uppdatera förvaret och lägga till det från flightradar och installera hela paketet, som förklaras här:

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

Paketet består av dump1090, SW som kommunicerar med usb -dongeln och matar data till fr24feed -applikationen. Detta överför data till FR24 -servrarna (eller piaware, om du konfigurerar dem båda).

Om du behöver mer information och justera om dump1090 hittar du en bra beskrivning här:

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

Hoppa över delen om installation, eftersom den redan är installerad. Logga in på PI via ssh och ge ett ps -aux -kommando för att se om det körs och med vilka parametrar.

Om du vill installera piaware tillsammans med fr24feed kan du göra det, men se till att bara en av dem startar dump1090. Se också till att dump1090 strömmar rådata till port 30005, annars kan piaware inte ta emot data.

Konsultera alltid loggen som dessa appar producerar, eftersom det här hjälper dig att felsöka om något inte fungerar som förväntat.