Raspberry PI ve DVB Stick Kullanarak Uçuş Monitörü: 3 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Sık uçan bir yolcuysanız veya sadece uçak tutkunuysanız, Flightradar veya Flightaware, günlük olarak kullanacağınız web sitelerine (veya mobil uygulamalar da olduğu için uygulamalara) sahip olmalıdır.

Her ikisi de uçakları gerçek zamanlı olarak izlemenize, uçuş programlarını, gecikmeleri vb. görmenize olanak tanır.

Web siteleri, uçaklardan veri almak için birleşik sistemler kullanıyor, ancak günümüzde ADB-S protokolü giderek daha popüler ve yaygın hale geliyor.

Adım 1: ADS-B Protokolü

Otomatik bağımlı gözetim veya kısaca ADS-B, wikipedia tarafından belirtildiği gibi:

"Otomatik Bağımlı Gözetim - Yayın (ADS–B), bir uçağın konumunu uydu navigasyonu aracılığıyla belirlediği ve periyodik olarak yayınlayarak izlenmesini sağlayan bir gözetim teknolojisidir. Bilgi, hava trafik kontrol yer istasyonları tarafından yedek olarak alınabilir. ikincil radar için. Durumsal farkındalık sağlamak ve kendi kendine ayrılmaya izin vermek için diğer uçaklar tarafından da alınabilir. ADS–B, pilot veya harici girdi gerektirmediği için "otomatiktir". uçağın navigasyon sistemi.[1]"

Bununla ilgili daha fazla bilgiyi buradan okuyabilirsiniz:

en.wikipedia.org/wiki/Otomatik_bağımlı_…

Sistem karmaşıktır, ayrıntılarla ilgilenenler için Wikipedia başlamak için iyi bir noktadır.

Özetle, uçaklar 1090Mhz frekansında hız, irtifa, istikamet, ciyaklama, koordinatlar gibi yer kontrol veya diğer uçaklar tarafından uçağı ve tam konumunu tanımlamak için kullanılabilecek bilgileri içeren birkaç uçuş verisi iletir.

Bu, yaygın radara ikincil bir sistemdir, ancak giderek daha fazla hava aracında zorunlu olarak tanıtılacaktır.

Bu bilgi, özel alıcılar aracılığıyla önbelleğe alınabilir ve uçak hakkında 'canlı' bir veri tabanı oluşturan özel web sitelerine iletilebilir.

Bu tür web siteleri şunlardır:

Uçuş radarı

www.flightradar24.com/

uçuş gereçleri

flightaware.com/

2. Adım: Raspberry PI Tek Kartlı Bilgisayar ve DVB-T USB Stick ile Veri Besleme

Bu web siteleri genellikle kapsama alanını iyileştirmek için veri tabanlarına veri yükleyecek ADB-S alımı yapabilen ekipman sunar. Tabii ki, bunu yalnızca kurulum yerinizin mevcut kapsama alanını artırması durumunda sağlarlar.

Karşılığında, ücretsiz hesapların yanı sıra birçok ek bilgiye erişmenizi sağlayan sınırsız premium hesap alacaksınız. Elbette reklamlardan da kurtulacaksınız.

Ancak profesyonel ve pahalı bir ADB-S alıcısına ihtiyacınız yok. Birkaç bileşen kullanarak birkaç dolar (genel olarak 100$'ın altında) kullanarak bir tane oluşturabilirsiniz.

Orada iyi eğitimler var, daha fazla bilgi için aşağıdaki web sayfalarına başvurabilirsiniz, sadece oradan bir özet çıkarmaya çalışacağım ve belki bu eğitimlerde kaçırılan birkaç ayrıntıyı açıklayacağım:

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

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

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

Bu bağlantı yalnızca yazılım kurulumuna odaklanır, ancak Donanım veya Mekanik kuruluma odaklanmaz. Bunları da kapsamaya çalışacağım.

Dolayısıyla HW, bir Raspberry PI Tek kartlı bilgisayardan oluşur. Mars'ta yaşamıyorsanız, muhtemelen zaten duymuşsunuzdur, 3. nesle ulaşmış çok popüler küçük bir bilgisayardır.

En son model, tümü 35$ satış fiyatına dört çekirdekli 1.2Ghz 64 bit CPU, videocore, LAN, Wifi, Bluetooth sunuyor:

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

Tabii ki, ülkenizde o kadar ucuza alamayacaksınız, ancak bununla yapabileceklerinizle ve bunun arkasında ne kadar büyük bir topluluk bulabileceğinizle karşılaştırıldığında hala ucuz.

Projemiz için en son modeli kullanmak biraz abartılı, bu nedenle ve daha eski olanı, belki bir PI 1 model B fazlasıyla yeterli (Ben de bunu kullandım).

Daha düşük güç tüketimine sahip olduğundan ve dolayısıyla daha düşük ısı yayılımına sahip olduğundan 1. PI'yi kullanmak da daha iyidir.

Normal kullanım için gerekli olmasa bile, Raspberry'yi bir ısı emici (en azından CPU için) ile donatmak daha iyidir, çünkü sonunda tüm kurulumu su geçirmez bir muhafaza kutusuna kuracak ve üstüne monte edeceksiniz. çatı, daha iyi sinyal alımı (bu, daha iyi kapsama alanına sahip olacağınız anlamına gelir) ve iyi görüş alanı elde etmek için. Kartın kendisini de satan satıcılardan bir ısı emici kiti satın alabilirsiniz.

Verilerin alınması bir DVB-T dongle ile yapılacaktır. Tüm modeller 1090 frekansına ayarlanamadığından, en iyisi zaten kanıtlanmış olan RTL2832 yonga setini kullanmaktır. Çinli arkadaşlarımızdan Aliexpress'de birkaç dolara bu tür tunerleri bulmak çok kolay:

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

Bu birimler, USB bağlantı noktasından çok fazla güç tüketmeye ve oldukça sıcak çalışmaya eğilimlidir ve bir Raspberry Pi model B'ye (2 ve 3 değil) sahip olmanız durumunda, güç kaynağı ile ilgili sorunlardan en çok hoşlanacaksınız.

Madeni değiştirdim (tuner IC'sine ve işlemciye 2 ısı emici yerleştirdim ve ayrıca 3.3V sağlayan güç kaynağı IC'si için bir ısı emici ürettim.

Ayrıca, USB bağlantı noktasından beslemeyi kesmek için PCB'yi kestim ve doğrudan DC-DC dönüştürücü için sağladım (bunun hakkında daha sonra bilgi vereceğim).

Yukarıdaki resimlerde değişiklikleri görebilirsiniz, ancak bunları gerçekleştirmek için bazı becerilere ihtiyacınız olacak. PCB'yi kesmek istemiyorsanız, çubuğu elektrikli bir USB hub'ına takabilirsiniz.

Ancak bu durumda da, soğutucuların monte edilmesini şiddetle tavsiye ederim, aksi takdirde muhafazanın içinde havalandırma olmaması ve doğrudan güneşe maruz kalması nedeniyle çok ısınabilir ve yanabilir.

Muhafaza için, ünitenin içine su girmemesini sağlamak için bir IP67/68 muhafaza kullandım. Yukarıdaki resimde gördüğünüz gibi anteni de kutunun içine yerleştirdim.

Çözülmesi gereken tek şey güç kaynağını kasanın ve ethernetin içine almaktı.

POE (Power over ethernet) kendini kanıtlamış olduğundan, her ikisini de elde etmek için aynı kabloyu kullandım. POE, iletişim için kullandığınız aynı ethernet kablosu üzerinden cihazınıza güç besleyeceğiniz anlamına gelir.

En basit yol, zaten bağlantıları olan bir çift kablo/konektör kombinasyonu satın almaktı. Bundan sonra, yalnızca 2 ucu standart CAT-5 UTP veya daha iyisi FTP kablosuyla bağlarsınız. İkincisi, aynı zamanda bir dış izolasyona sahip olduğu için daha iyidir.

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

Muhafazanın su geçirmez kalmasını sağlamak için sızdırmazlığı iyi olan bir ethernet konektörüne ihtiyacım vardı

Neyse ki Adafruit'in tam da bu amaç için bir özelliği var:

www.adafruit.com/products/827

Bunu hallettikten sonra tek yapmam gereken, bu konektörü monte edebileceğim muhafaza üzerinde bir bütün oluşturmaktı.

Raspberry PI'nin sabit bir 5V güç kaynağına ihtiyacı var, USB çubuğu da öyle. Elektronik konusunda biraz deneyimim olduğundan, uzun bir UTP kablosunda voltaj düşüşünün önemli olacağını düşündüm, bu nedenle ethernet kablosuna güç beslemek için 12v güç kaynağı kullandım. Muhafazada, voltajı sabit 5V'a düşürmek için 5A DC-DC dönüştürücü kullandım.

Yüksek tüketimde (Dvb-t çubuğu çalışmaya başladığında) voltaj düşüşü çok fazla olduğundan ve dönüştürülen DC DC voltajı 5V'a sabitleyemediğinden, 40m uzunluğunda bir kabloda 12v'nin yetersiz olduğu kanıtlandı. 12v güç kaynağını 19V sağlayan bir güç kaynağıyla değiştirdim ve bu sefer iyiydi.

Kullandığım 5V DC DC dönüştürücü şuydu:

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

Başkalarını da kullanabilirsiniz, ancak bunun bir anahtarlama modu DC DC dönüştürücü olduğundan ve uzun vadede en az 2.0 Amper sağlayabildiğinden emin olun. Biraz rezerv bırakmaktan zarar gelmez, çünkü bu durumda daha serin çalışacaktır…

Şimdi yapmanız gereken tek şey, POE konektöründen tüm bunları bir araya getirmek, 19V çıkışı DC-DC dönüştürücüye bağlamak, çıkış voltajını 5v'a ayarlamak için bir tornavida ve bir voltmetre kullanmak, çıkışa bir mikro USB kablosu lehimlemek DC-DC dönüştürücünün ve dönüştürücüden DVB-T dongle'dan 3.3V sabitleyiciye ek bir kablo kullanın. Tüm dongle'lar aynı şemaya sahip değildir, bu nedenle bu parçayı aramalısınız, ancak genellikle resimdekine benzer (buna bağlı 2 kablo vardır, sarı ve gri, 5V, gnd). IC'yi bulduktan sonra, internette bir veri sayfası arayın ve pin çıkışını bulacaksınız.

USB konektöründen gelen 5V ile IC arasındaki PCB'yi kesmeyi unutmayın, aksi takdirde PI'den de beslenecektir ve bunun istenmeyen etkileri olabilir

Sonunda, eski babam, muhafazanın güvenli bir şekilde monte edilebileceği metalik bir stant üretti.

Yukarıdaki resimde binanın çatısına monte edilen her şeyi görebilirsiniz.

Adım 3: Yazılım Kurulumu

Flightradar forumunda tüm SW paketinin nasıl kurulacağına dair iyi bir eğitim bulabilirsiniz, ancak bazı bölümlerin şimdi yapılması gerekmediğinden biraz eskidir.

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

İlk başta, Raspbian OS'yi SD kartlara kurmanız gerekecek. (Aşama 1)

Daha sonra, RTL sürücüsünü yüklemeniz gerekmez, çünkü son çekirdeklere zaten dahil edilmiştir. Ayrıca dump1090'ı ayrı olarak kurmanıza gerek yok, fr24feed kurulumu ile birlikte geliyor.

Ancak standart dvb-t sürücüsünü kara listeye alma adımını yapmanız gerekecek, aksi takdirde dum1090 onunla iletişim kuramaz.

Bu yapıldıktan sonra, PI'yi yeniden başlatın ve fr24feed programını kurun.

Tek yapmanız gereken depoyu güncellemek ve Flightradar'dan bir tane eklemek ve burada açıklandığı gibi tüm paketi kurmak:

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

Paket, usb dongle ile iletişim kuran ve fr24feed uygulamasına veri besleyen yazılım olan dump1090'dan oluşur. Bu, verileri FR24 sunucularına (veya her ikisini de yapılandırırsanız piaware) yükleyecektir.

dump1090 hakkında daha fazla bilgiye ve ince ayar yapmaya ihtiyacınız varsa, burada iyi bir açıklama bulabilirsiniz:

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

Lütfen yükleme ile ilgili kısmı atlayın, zaten yüklü. PI'de ssh ile oturum açın ve çalışıp çalışmadığını ve hangi parametrelerle çalıştığını görmek için bir ps -aux komutu verin.

Piaware'i fr24feed ile birlikte kurmak istiyorsanız, bunu yapabilirsiniz, ancak bunlardan yalnızca birinin dump1090'ı başlattığından emin olun. Ayrıca dump1090'ın 30005 numaralı bağlantı noktasında ham veri akışı sağladığından emin olun, aksi takdirde piaware veri alamaz.

Bir şeyin beklendiği gibi çalışmaması durumunda hata ayıklamada size yardımcı olacağından, her zaman bu uygulamaların ürettiği günlüğe bakın.