การตรวจสอบเที่ยวบินโดยใช้ Raspberry PI และ DVB Stick: 3 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

หากคุณเป็นนักบินประจำหรือหลงใหลในเครื่องบินเพียงอย่างเดียว Flightradar หรือ Flightaware ต้องมีเว็บไซต์ 2 แห่ง (หรือแอปเนื่องจากมีแอปบนอุปกรณ์เคลื่อนที่ด้วย) ที่คุณจะใช้เป็นประจำทุกวัน

ทั้งสองช่วยให้คุณติดตามเครื่องบินแบบเรียลไทม์ ดูตารางเที่ยวบิน ความล่าช้า ฯลฯ

เว็บไซต์ใช้ระบบที่รวมกันเพื่อรับข้อมูลจากเครื่องบิน แต่ทุกวันนี้โปรโตคอล ADB-S ได้รับความนิยมและแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ

ขั้นตอนที่ 1: โปรโตคอล ADS-B

การเฝ้าระวังโดยอัตโนมัติขึ้นอยู่กับ ADS-B ตามที่ระบุไว้ในวิกิพีเดีย:

"Automatic Dependent Surveillance – Broadcast (ADS–B) เป็นเทคโนโลยีการเฝ้าระวังที่เครื่องบินกำหนดตำแหน่งผ่านการนำทางด้วยดาวเทียมและออกอากาศเป็นระยะ ทำให้สามารถติดตามได้ สามารถรับข้อมูลได้โดยสถานีภาคพื้นดินควบคุมการจราจรทางอากาศแทน สำหรับเรดาร์รอง นอกจากนี้ เครื่องบินลำอื่นสามารถรับมันได้เพื่อให้ทราบสถานการณ์และอนุญาตให้แยกตัวเองได้ ADS–B เป็นแบบ "อัตโนมัติ" โดยไม่จำเป็นต้องมีนักบินหรืออินพุตจากภายนอก "ขึ้นอยู่กับ" โดยขึ้นอยู่กับข้อมูลจาก ระบบนำทางของเครื่องบิน [1]"

คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้ที่นี่:

th.wikipedia.org/wiki/Automatic_dependent_…

ระบบนี้ซับซ้อน สำหรับผู้ที่สนใจในรายละเอียด วิกิพีเดียเป็นจุดเริ่มต้นที่ดี

โดยสรุป เครื่องบินส่งข้อมูลการบินด้วยความถี่ 1090 เมกะเฮิร์ตซ์ ซึ่งประกอบด้วยข้อมูลความเร็ว ความสูง ทิศทาง การย่อ พิกัดที่สามารถใช้โดยการควบคุมภาคพื้นดินหรือเครื่องบินอื่นๆ เพื่อระบุเครื่องบินและตำแหน่งที่แน่นอนของเครื่องบิน

นี่เป็นระบบรองของเรดาร์ทั่วไป แต่จะมีการแนะนำว่าเป็นระบบบังคับสำหรับยานบินมากขึ้นเรื่อยๆ

ข้อมูลนี้สามารถแคชผ่านเครื่องรับเฉพาะและส่งไปยังเว็บไซต์เฉพาะที่สร้างฐานข้อมูล 'สด' เกี่ยวกับเครื่องบิน

เว็บไซต์ดังกล่าวคือ:

Flightradar

www.flightradar24.com/

Flightware

flightaware.com/

ขั้นตอนที่ 2: ป้อนข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยว Raspberry PI และ USB Stick ของ DVB-T

เว็บไซต์เหล่านี้มักเสนออุปกรณ์ที่สามารถรับสัญญาณ ADB-S ซึ่งจะอัปโหลดข้อมูลไปยังฐานข้อมูลเพื่อปรับปรุงความครอบคลุม แน่นอนว่ามีให้เฉพาะในกรณีที่ตำแหน่งการติดตั้งของคุณจะเพิ่มความครอบคลุมที่มีอยู่ในปัจจุบัน

ในทางกลับกัน คุณจะได้รับบัญชีพรีเมียมแบบไม่จำกัดซึ่งช่วยให้คุณเข้าถึงข้อมูลเพิ่มเติมมากมายนอกเหนือจากบัญชีฟรี แน่นอน คุณจะกำจัดโฆษณาด้วย

แต่คุณไม่จำเป็นต้องมีตัวรับ ADB-S แบบมืออาชีพและมีราคาแพง คุณสามารถสร้างได้โดยใช้เงินไม่กี่ดอลลาร์ (โดยรวมแล้วต่ำกว่า 100$) โดยใช้ส่วนประกอบสองสามอย่าง

มีบทช่วยสอนดีๆ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม คุณสามารถศึกษาจากหน้าเว็บด้านล่างนี้ ฉันจะพยายามทำสรุปจากที่นั่น และอาจอธิบายรายละเอียดบางอย่างที่พลาดไปในบทช่วยสอนเหล่านั้น:

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

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

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

ลิงก์เหล่านี้เน้นที่การติดตั้งซอฟต์แวร์เท่านั้น แต่ไม่ได้เน้นที่การตั้งค่า HW หรือกลไก ฉันจะพยายามครอบคลุมสิ่งเหล่านี้ด้วย

ดังนั้น HW จึงประกอบด้วยคอมพิวเตอร์บอร์ด Raspberry PI Single เว้นแต่คุณจะอาศัยอยู่บนดาวอังคาร คุณอาจเคยได้ยินเกี่ยวกับมันแล้ว มันเป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่ได้รับความนิยมอย่างมากที่มาถึงรุ่นที่ 3 แล้ว

รุ่นล่าสุดมีซีพียูควอดคอร์ 1.2Ghz 64 บิต, videocore, LAN, Wifi, Bluetooth ทั้งหมดในราคาขาย 35$:

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

แน่นอน ในประเทศของคุณ คุณจะไม่ได้ราคาถูกขนาดนั้น แต่ก็ยังถูกเมื่อเทียบกับสิ่งที่คุณทำได้ และชุมชนขนาดใหญ่ที่คุณจะพบเบื้องหลังนั้น

สำหรับโปรเจ็กต์ของเรา การใช้โมเดลล่าสุดนั้นยากเกินไป ดังนั้นและรุ่นเก่ากว่า บางที PI 1 รุ่น B ก็เพียงพอแล้ว (นี่คือสิ่งที่ฉันเคยใช้ด้วย)

นอกจากนี้ ควรใช้ PI ตัวแรก เนื่องจากมีการใช้พลังงานต่ำ จึงมีการกระจายความร้อนต่ำลงด้วย

แม้ว่าจะไม่จำเป็นสำหรับการใช้งานปกติ แต่ควรติดตั้งชุดระบายความร้อนให้กับ Raspberry (อย่างน้อยสำหรับ CPU) เพราะในท้ายที่สุด คุณจะต้องติดตั้งการตั้งค่าทั้งหมดลงในกล่องกันน้ำและติดตั้งที่ด้านบนของ หลังคาเพื่อให้รับสัญญาณได้ดีขึ้น (หมายความว่าคุณจะครอบคลุมได้ดีขึ้น) และระยะการมองเห็นที่ดี คุณสามารถซื้อชุดฮีทซิงค์จากผู้จำหน่ายรายใหม่ที่จำหน่ายบอร์ดเองด้วย

การรับข้อมูลจะดำเนินการโดยใช้ดองเกิล DVB-T เนื่องจากไม่ใช่ทุกรุ่นจะสามารถปรับความถี่ 1090 ได้ จึงควรใช้ชิปเซ็ตที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว RTL2832 หาเครื่องรับสัญญาณดังกล่าวใน Aliexpress จากเพื่อนชาวจีนของเราได้ง่ายด้วยเงินสองสามเหรียญ:

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

หน่วยเหล่านี้มักจะกินไฟมากจากพอร์ต USB และทำงานค่อนข้างร้อน และในกรณีที่คุณมี Raspberry Pi รุ่น B (ไม่ใช่ 2 และ 3) คุณจะชอบมีปัญหากับแหล่งจ่ายไฟมากที่สุด

ฉันได้แก้ไขของฉันแล้ว (วางฮีทซิงค์ 2 ตัวบนจูนเนอร์ IC และบนโปรเซสเซอร์ และยังผลิตฮีทซิงก์สำหรับไอซีพาวเวอร์ซัพพลายที่ให้ 3.3V

นอกจากนี้ ฉันได้ตัด PCB เพื่อขัดขวางการจ่ายไฟจากพอร์ต USB และจ่ายให้กับตัวแปลง DC-DC โดยตรง (เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในภายหลัง)

คุณสามารถเห็นการดัดแปลงในภาพด้านบน แต่คุณจะต้องมีทักษะบางอย่างในการดำเนินการเหล่านี้ ในกรณีที่คุณไม่ต้องการตัด PCB คุณสามารถเสียบแท่งเข้ากับฮับ USB ที่จ่ายไฟได้

แต่ในกรณีนี้ ฉันขอแนะนำอย่างยิ่งให้ติดตั้งฮีตซิงก์ มิฉะนั้น เนื่องจากขาดการระบายอากาศภายในตัวเครื่อง และการสัมผัสกับแสงแดดโดยตรง จึงทำให้ร้อนเกินไปและหมดไฟได้

สำหรับกล่องหุ้ม ฉันใช้กล่องหุ้ม IP67/68 เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีน้ำเข้าไปในตัวเครื่อง ฉันยังวางเสาอากาศไว้ในกล่องดังที่คุณเห็นในภาพด้านบน

สิ่งเดียวที่ต้องแก้ไขคือการจัดหาแหล่งจ่ายไฟภายในตัวเครื่องและอีเธอร์เน็ต

เนื่องจาก POE (Power over ethernet) ได้รับการพิสูจน์อย่างดี ฉันจึงใช้สายเคเบิลเดียวกันเพื่อให้ได้ทั้งสองอย่าง POE หมายความว่าคุณจะจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ของคุณผ่านสายอีเธอร์เน็ตเดียวกันกับที่คุณใช้ในการสื่อสาร

วิธีที่ง่ายที่สุดคือซื้อคู่สายเคเบิล/คอนเนคเตอร์คอมโบที่มีการเชื่อมต่ออยู่แล้ว หลังจากนี้ คุณจะเชื่อมต่อ 2 ปลายด้วยสาย CAT-5 UTP มาตรฐาน หรือดีกว่านั้นคือสาย FTP อันหลังดีกว่าเพราะมีฉนวนภายนอกด้วย

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

เพื่อให้มั่นใจว่าตัวเครื่องยังคงกันน้ำได้ ฉันต้องการขั้วต่ออีเทอร์เน็ตที่มีการปิดผนึกที่ดี

โชคดีที่ Adafruit มีบางอย่างสำหรับจุดประสงค์นี้:

www.adafruit.com/products/827

เมื่อจัดการสิ่งนี้แล้ว ทั้งหมดที่ฉันต้องทำคือสร้างทั้งหมดบนกล่องหุ้ม ซึ่งฉันสามารถต่อเชื่อมตัวเชื่อมต่อนี้ได้

Raspberry PI ต้องการแหล่งจ่ายไฟ 5V ที่เสถียร ดังนั้น USB stick ก็เช่นกัน จากประสบการณ์ด้านอิเล็กทรอนิกส์ ฉันคิดว่าเมื่อใช้สาย UTP แบบยาว แรงดันไฟตกจะมีนัยสำคัญ ดังนั้นฉันจึงใช้แหล่งจ่ายไฟ 12v เพื่อป้อนพลังงานเข้าสู่สายอีเทอร์เน็ต ในกล่องหุ้ม ฉันใช้ตัวแปลง DC-DC 5A เพื่อลดระดับแรงดันไฟฟ้าเป็น 5V ที่เสถียร

12v พิสูจน์แล้วว่าไม่เพียงพอสำหรับสายเคเบิลยาว 40 ม. เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าตกที่การบริโภคที่สูง (เมื่อแท่ง Dvb-t เริ่มทำงาน) มากเกินไป และ DC DC ที่แปลงแล้วไม่สามารถทำให้แรงดันไฟฟ้าคงที่ที่ 5V ได้ ฉันได้เปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟ 12v ด้วยแหล่งจ่ายไฟ 19V และคราวนี้ก็ดี

ตัวแปลง DC DC 5V ที่ฉันเคยใช้คือตัวแปลงนี้:

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

คุณสามารถใช้ตัวอื่นได้เช่นกัน แต่ต้องแน่ใจว่าเป็นตัวแปลง DC DC แบบสลับโหมด และสามารถจ่ายไฟได้อย่างน้อย 2.0 แอมป์ในระยะยาว สำรองไว้สักนิดก็ไม่เสียหาย เพราะกรณีนี้จะเย็นลง…

ตอนนี้สิ่งที่คุณต้องทำคือรวบรวมทั้งหมดนี้จากขั้วต่อ POE เชื่อมต่อเอาต์พุต 19V กับตัวแปลง DC-DC ใช้ไขควงและโวลต์มิเตอร์เพื่อตั้งค่าแรงดันเอาต์พุตเป็น 5v บัดกรีสายไมโคร USB เข้ากับเอาต์พุต ของตัวแปลง DC-DC และใช้สายเคเบิลเพิ่มเติมจากตัวแปลงไปยังตัวกันโคลง 3.3V จากด็องเกิล DVB-T ไม่ใช่ดองเกิลทั้งหมดที่มีแผนผังเหมือนกัน ดังนั้น คุณควรค้นหาส่วนนี้ แต่มักจะคล้ายกับที่แสดงในภาพ (ที่มีสายไฟ 2 เส้นเชื่อมต่ออยู่ สีเหลืองและสีเทา 5V, gnd) เมื่อคุณพบ IC แล้ว ให้ค้นหาแผ่นข้อมูลบนอินเทอร์เน็ตแล้วคุณจะพบพินเอาต์

อย่าลืมตัด PCB ระหว่าง 5V จากขั้วต่อ USB กับ IC ไม่เช่นนั้นจะป้อนจาก PI ด้วย ซึ่งอาจส่งผลที่ไม่พึงประสงค์ได้

ในท้ายที่สุด พ่อคนเก่าของฉันได้ผลิตขาตั้งโลหะซึ่งสามารถติดตั้งกล่องหุ้มได้อย่างปลอดภัย

ในภาพด้านบน คุณจะเห็นสิ่งของทั้งหมดติดตั้งอยู่บนหลังคาของอาคาร

ขั้นตอนที่ 3: การติดตั้งซอฟต์แวร์

ในฟอรั่ม Flightradar คุณจะพบกับบทช่วยสอนที่ดีเกี่ยวกับวิธีการติดตั้งแพ็คเกจ SW ทั้งหมด แต่มันค่อนข้างจะล้าสมัยเล็กน้อย เนื่องจากบางส่วนไม่จำเป็นต้องทำในตอนนี้

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

ขั้นแรก คุณจะต้องติดตั้ง Raspbian OS ลงใน SDcard (ขั้นตอนที่ 1)

หลังจากนั้น คุณไม่จำเป็นต้องติดตั้งไดรเวอร์ RTL เพราะมันรวมอยู่ในเคอร์เนลล่าสุดแล้ว คุณไม่จำเป็นต้องติดตั้ง dump1090 แยกต่างหาก มันมาพร้อมกับการติดตั้ง fr24feed

แต่คุณจะต้องทำตามขั้นตอนเพื่อขึ้นบัญชีดำไดรเวอร์ dvb-t มาตรฐาน มิฉะนั้น dum1090 จะไม่สามารถสื่อสารกับมันได้

หลังจากเสร็จสิ้น ให้รีบูต PI และติดตั้งโปรแกรม fr24feed

สิ่งที่คุณต้องทำคืออัปเดตที่เก็บและเพิ่มจาก flightradar และติดตั้งแพ็คเกจทั้งหมดตามที่อธิบายไว้ที่นี่:

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

แพ็คเกจประกอบด้วย dump1090 ซึ่งเป็น SW ที่สื่อสารกับดองเกิล usb และป้อนข้อมูลไปยังแอปพลิเคชัน fr24feed การดำเนินการนี้จะอัปโหลดข้อมูลไปยังเซิร์ฟเวอร์ FR24 (หรือ piaware หากคุณกำหนดค่าทั้งสอง)

หากคุณต้องการข้อมูลเพิ่มเติมและการปรับแต่งเกี่ยวกับ dump1090 คุณสามารถหาคำอธิบายที่ดีได้ที่นี่:

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

โปรดข้ามส่วนที่เกี่ยวกับการติดตั้งไป เนื่องจากได้ติดตั้งไว้แล้ว ล็อกอินเข้าสู่ PI ผ่าน ssh และออกคำสั่ง ps -aux เพื่อดูว่ากำลังทำงานอยู่หรือไม่และใช้พารามิเตอร์ใด

หากคุณต้องการติดตั้ง piaware ร่วมกับ fr24feed คุณก็ทำได้ แต่ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีเพียงตัวเดียวที่เริ่ม dump1090 นอกจากนี้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่า dump1090 สตรีมข้อมูลดิบบนพอร์ต 30005 ไม่เช่นนั้น piaware จะไม่สามารถรับข้อมูลได้

ศึกษาบันทึกที่แอปสร้างขึ้นเสมอ เนื่องจากจะช่วยคุณในการดีบักในกรณีที่บางอย่างไม่ทำงานตามที่คาดไว้