Монитор на полета с помощта на Raspberry PI и DVB стик: 3 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Ако често пътувате или просто сте запалени по самолетите, тогава Flightradar или Flightaware са 2 трябва да имат уебсайтове (или приложения, тъй като има и мобилни приложения), които ще използвате ежедневно.

И двете ви позволяват да проследявате самолети в реално време, да виждате разписания на полети, закъснения и т.н.

Уебсайтовете използват комбинирани системи за получаване на данни от самолетите, но в наши дни протоколът ADB-S става все по-популярен и широко разпространен.

Стъпка 1: ADS-B протокол

Автоматично зависимо наблюдение или накратко ADS-B е, както е посочено от wikipedia:

„Автоматично зависимо наблюдение - излъчване (ADS – B) е технология за наблюдение, при която въздухоплавателното средство определя позицията си чрез сателитна навигация и периодично я излъчва, което му позволява да бъде проследено. Информацията може да бъде получена от наземните станции за управление на въздушното движение като заместител за вторичен радар. Той може да бъде получен и от други въздухоплавателни средства, за да осигури ситуационна осведоменост и да позволи саморазделяне. ADS – B е „автоматичен“, тъй като не изисква пилотен или външен вход. Той е „зависим“, тъй като зависи от данните от навигационната система на самолета. [1]"

Можете да прочетете повече за това тук:

en.wikipedia.org/wiki/Automatic_dependent_…

Системата е сложна, за тези, които се интересуват от подробностите, Уикипедия е добра точка за започване.

Накратко, самолетите предават на честота 1090Mhz няколко полетни данни, които съдържат информация като скорост, надморска височина, посока, крякане, координати, които могат да бъдат използвани от наземния контрол или други самолети за идентифициране на самолета и неговата точна позиция.

Това е вторична система към общия радар, но ще бъде въведена като задължителна за все повече въздушни кораби.

Тази информация може да се кешира чрез специални приемници и да се предава към специализирани уебсайтове, които създават „жива“база данни за самолета.

Такива уеб сайтове са:

Flightradar

www.flightradar24.com/

Flightware

flightaware.com/

Стъпка 2: Захранване на данни с едноплатен компютър Raspberry PI и DVB-T USB стик

Тези уебсайтове често предлагат оборудване, способно да приема ADB-S, което ще качва данни в тяхната база данни с цел подобряване на покритието. Разбира се, те го предоставят само в случай, че мястото за инсталиране ще увеличи съществуващото в момента покритие.

В замяна ще получите неограничен премиум акаунт, който ви позволява да имате достъп до много допълнителна информация освен безплатните акаунти. Разбира се, ще се отървете и от рекламите.

Но не се нуждаете от професионален и скъп ADB-S рецептор. Можете да изградите такъв, като използвате няколко долара (като цяло е под 100 $), като използвате няколко компонента.

Има добри уроци, за повече информация можете да посетите уеб страниците по -долу, аз ще се опитам само да направя обобщение от там и може би ще обясня някои подробности, които са пропуснати в тези уроци:

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

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

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

Тези връзки се фокусират само върху инсталирането на софтуера, но не се фокусират върху HW или механична настройка. Ще се опитам да покрия и тези.

Така че HW се състои от Raspberry PI едноплатен компютър. Освен ако не живеете на Марс, вероятно вече сте чували за него, това е много популярен малък компютър, достигнал вече 3 -то поколение.

Най -новият модел предлага четириядрен 1.2Ghz 64 -битов процесор, videocore, LAN, Wifi, Bluetooth, всичко това за 35 $ продажна цена:

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

Разбира се, във вашата страна няма да го получите толкова евтино, но все пак е евтино в сравнение с това, което можете да направите с него и колко голяма общност можете да намерите зад това.

За нашия проект използването на най -новия модел е малко пресилено, затова и по -старият, може би PI 1 модел B е повече от достатъчен (Това също използвах).

Също така е по -добре да използвате първия PI, тъй като той има по -ниска консумация на енергия, следователно и по -ниско разсейване на топлината.

Дори и да не се изисква за нормална употреба, по-добре е да оборудвате Raspberry с радиатор (поне за процесора), тъй като в крайна сметка ще инсталирате цялата настройка във водонепроницаема кутия и ще я монтирате върху покрива, за да получите по-добро приемане на сигнал (това означава, че ще имате по-добро покритие) и добра видимост. Можете да закупите комплект радиатор от препродавачите, които продават и самата платка.

Приемането на данните ще се извършва с DVB-T ключ. Тъй като не всички модели могат да настроят честотата 1090, най -добре е да използвате вече доказания чипсет RTL2832. Лесно е да намерите такива тунери в Aliexpress от нашите китайски приятели за няколко долара:

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

Тези устройства са склонни да консумират много енергия от USB порта и да работят доста горещо, а в случай, че имате Raspberry Pi модел B (не 2 и 3), най -много ще харесате проблеми с захранването.

Модифицирах моята (поставих 2 радиатора на IC тунера и на процесора, а също така произведох радиатор за IC захранването, което осигурява 3.3V.

Също така, прекъснах печатната платка, за да прекъсна подаването от USB порта и я доставих директно за DC-DC конвертора (повече за това по-късно).

Можете да видите промените на снимките по -горе, но ще ви трябват някои умения, за да ги изпълните. В случай, че не искате да отрежете печатната платка, можете да включите пръчката в захранван USB хъб.

Но и в този случай горещо препоръчвам да монтирате радиатори, тъй като в противен случай поради липсата на вентилация вътре в корпуса и излагането на пряка слънчева светлина може да се нагрее твърде много и да изгори.

За корпуса използвах корпус IP67/68, за да се уверя, че в устройството няма да попадне вода. Също така поставих антената вътре в кутията, както можете да видите на снимката по -горе.

Единственото нещо, което трябва да се реши, беше захранването в корпуса и Ethernet.

Тъй като POE (Power over ethernet) е добре доказан, използвах същия кабел, за да постигна и двете. POE означава, че ще захранвате устройството си със същия Ethernet кабел, който използвате за комуникация.

Най -простият начин беше да закупите чифт комбинация от кабел/конектор, която вече има връзки. След това свързвате двата края само чрез стандартен CAT-5 UTP или по-добре FTP кабел. Последният е по -добър, тъй като има и външна изолация.

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

За да гарантирам, че корпусът остава водоустойчив, имах нужда от Ethernet конектор, който има добро уплътнение

За щастие Adafruit има нещо точно за тази цел:

www.adafruit.com/products/827

След като реших това, всичко, което трябваше да направя, беше да направя едно цяло на корпуса, където мога да монтирам този конектор.

Raspberry PI се нуждае от стабилно 5V захранване, както и USB флашът. Имайки известен опит с електрониката, мислех, че при дълъг UTP кабел спадът на напрежението ще бъде значителен, затова използвах 12v захранване, за да захранвам захранването в Ethernet кабела. В кутията използвах 5A DC-DC преобразувател, за да понижа напрежението до стабилни 5V.

12v се оказа недостатъчно на кабел с дължина 40 м, тъй като спадът на напрежението при висока консумация (когато Dvb-t пръчката започна да работи) беше твърде голям и преобразуваният DC DC не може да стабилизира напрежението до 5V. Смених 12v захранването с такова, което осигуряваше 19V и този път беше добре.

5V DC DC конвертор, който използвах, беше този:

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

Можете да използвате и други, но се уверете, че това е DC DC преобразувател в режим на превключване и че може да осигури в дългосрочен план поне 2,0 ампера. Не боли да оставите малко резерв, тъй като в този случай ще работи по -хладно …

Сега всичко, което трябва да направите, е да съберете всичко това, от конектора POE, свържете 19V изхода към DC-DC преобразувателя, използвайте отвертка и волтметър, за да настроите изходното напрежение на 5v, запоявайте микро USB кабел към изхода на DC-DC преобразувателя и използвайте допълнителен кабел от преобразувателя към 3.3V стабилизатор от DVB-T ключа. Не всички ключове имат една и съща схема, затова трябва да потърсите тази част, но тя обикновено е подобна на тази на снимката (към нея са свързани 2 проводника, жълт и сив, 5V, gnd). След като локализирате интегралната схема, потърсете лист с данни в интернет и ще намерите разпечатката.

Не забравяйте да прережете печатната платка между 5V от USB конектора и IC, тъй като в противен случай тя ще се захранва и от PI и това може да има нежелани ефекти

В крайна сметка старият ми баща е произвел метална стойка, в която корпусът може да се монтира сигурно.

На горната снимка можете да видите цялото нещо, монтирано на покрива на сградата.

Стъпка 3: Инсталиране на софтуер

Във форума на Flightradar можете да намерите добър урок за това как да инсталирате целия SW пакет, но той е леко остарял, тъй като някои части не трябва да се правят сега.

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

Първо ще трябва да инсталирате Raspbian OS на SD картите. (Етап 1)

След това не е необходимо да инсталирате RTL драйвера, тъй като той вече е включен в последните ядра. Нито трябва да инсталирате dump1090 отделно, той идва с инсталирането на fr24feed.

Но ще трябва да направите стъпката, за да включите в черния списък стандартния драйвер на dvb-t, тъй като в противен случай dum1090 няма да може да комуникира с него.

След като това стане, рестартирайте PI и инсталирайте програмата fr24feed.

Всичко, което трябва да направите, е да актуализирате хранилището и да добавите това от flightradar и да инсталирате целия пакет, както е обяснено тук:

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

Пакетът се състои от dump1090, SW, който комуникира с USB ключа и подава данни към приложението fr24feed. Това ще качи данните на сървърите FR24 (или piaware, ако ги конфигурирате и двете).

Ако имате нужда от повече информация и настройка за dump1090, можете да намерите добро описание тук:

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

Моля, пропуснете частта за инсталиране, тъй като тя вече е инсталирана. Влезте в PI чрез ssh и издайте команда ps -aux, за да видите дали работи и с кои параметри.

Ако искате да инсталирате piaware заедно с fr24feed, можете да го направите, но се уверете, че само един от тях стартира dump1090. Също така се уверете, че dump1090 поточно изпраща необработени данни към порт 30005, в противен случай piaware няма да може да получава данни.

Винаги се консултирайте с дневника, който тези приложения произвеждат, тъй като това ще ви помогне при отстраняването на грешки в случай, че нещо не работи както се очаква.