Własny radar lotniczy (cz. 1): pierwsze złapane samoloty

Być może niejednokrotnie zastanawiałeś się, skąd leci konkretny samolot, który widzisz na niebie. No dobra, pewno tego nie robiłeś, ale zakładam, że wrodzona w każdego człowieka ciekawość otaczajacego świata, skłoniła Cię kiedykolwiek, być moze w wieku dziecięcy, lub też bardziej dorosłym, do zastanowienia się nad losem samolotów widocznych wysoko na niebie, które zostawiają długie białe smugi. Dzięki obecnemu rozwojowi tehcniki, oraz jej możliwościom, a także ciągłej miniaturyzacji i obniżenia kosztów zakupu elektroniki każdy z nas, dysponując kilkuset złotymi może spróbować swoich sił w elektronice i zbudować miniaturowy radar lotniczy.

Malinowy radar, bo tak też będę nazywał gotowy zestaw bierze swojąnazwę od komputerka będącego podstawą działania radu. Jest to niezwykle popularny minikopmputer Raspberry Pi o wymiarach porównywalnych z kartą kredytową. Jego moc obliczeniowa pozwala na zbudowanie w oparciu o niego domowego serwera, inteligentnego głośnika czy też przenośnej konsoli gier.

Jako źródło danych o samolotach wykorzystamy… je same. Każdy bowiem samolot posiada wbudowane urządzenie rosyłajace informacje o jego cechach identyfikacyjnych, modelu, numerze lotu, czy też wysokości, położeniu i prędkości. System ten, ma nazwę ADS-B. Kierując się portalem dlapitola.pl:

System ADS-B (Automatic Dependent Surveillance – Broadcast) umożliwia prezentację sytuacji ruchowej w czasie rzeczywistym. Uzyskany obraz jest podobny do tego widzianego na radarze, przy czym informacje o pozycji statku powietrznego, obliczone na podstawie sygnału GPS, kierunku, wysokości, numeru lotu, etc., są propagowane przez urządzenia zamontowane na statkach powietrznych. Innymi słowy, każdy obiekt informuje o swojej pozycji wszystkich wokoło.

Odczytana z pokładowych systemów pozycja razem z kierunkiem lotu, wysokością, prędkością, numerem lotu, zostaje zapakowana w „paczkę”  a następnie jest propagowana za pomocą systemu ADS-B na częstotliwościach 1030-1090MHz.

Budowa

Aby zbudować swój własny odbiornik będziesz potrzebował kilku elementów. Zapewnie niektóre z nich, takie jak nieużywana karta pamięci, leżą na dole Twojej szuflady z zapomnianą elektroniką.

  1. Raspberry Pi 4
    • Raspberry Pi 3 lub 2 również mogą zostać użyte, z zastrzeżeniem, że dla wersji 2 potrzebował będziesz również modułu wifi podłączanego na USB;
    • Raspberry Pi Zero W również może zostać wykorzystany do budowy.
  2. Źródło zasilania dla Raspberry Pi – rekomenduję zasilacz dostarczający prąd o napięciu 5.1 V i natężeniu przynajmniej 2.5 A.
  3. Karta pamięci Micro SD o pojemności minimum 8 GB.
  4. Czytnik dla powyższej karty – zdecydowana większość współczesnych kopmuterów wyposażona jest w czytnik kart SD, a odpowiedni adapter zwykle jest dostrczany w zestawie z kartą.
  5. Odbiornik SDR ADS-T – w naszym przypadku albo odpowiedni tuner telewizyjny (co jest tańszym, ale i nieco mniej wydajnym rozwiazaniem), albo specjalny odbiornik FlightAware Pro Stick (który będzie wymagał takze zakupu dodatkowej anteny oraz kabla podłączeniowego).

Z racji tego, że dla wielu z Was wymogi powyżej zawarte mogą nie być do końca jasne, przygotowałem listę linków, którą znajdziesz ponizej, a która zawiera odpowiednio dobrane (i sprawdzone!) komponenty.

Instalacja i konfiguracja

Gdy skompletujesz wszystkie potrzebne komponenty do budowy malinowego radaru możesz przystąpić do instalacji i konfiguracji.

Przygotowanie systemu
  1. Pobierz plik z system PiAware dla Raspberry Pi (ok. 600 MB) i zapisz plik na swoim komputerze.
  2. Ściągnij i zainstaluj program Etcher (około 80 MB) i postępuj zgodnie ze wskazówkami, aby zainstalować program. Będzie on Ci potrzebny w celu wgrania systemu na kartę MicroSD.

Windows

  1. Otwórz zainstalowany program Etcher z uprawnieniami administratora – kliknij prawym przyciskiem myszy na skrót do programu na pulpicie, a następnie wybierz opcję „Uruchom jako administrator ”.

MacOS

  1. Otwórz zainstalowany program Etcher z uprawnieniami administratora – wciskając równoczeńnie przycisk Control kliknij dwukrotnie lewym przyciskiem myszy na skrót do programu.
  1. W okienku, które Ci się wyświetli, wybierz plik zip z systemem PiAware pobrany w pierwszym kroku.
  2. Ostrożnie wybierz odpowiedni napęd z kartą Micro SD. Proces nadpisze dane na dysku. Jeżeli nie jesteś pewien, który z wylistowanych napędów, to Twoja karta MicroSD, rozważ usunięcie zewnętrznych dysków twardych i innych urządzeń, aby uniknąć przypadkowego nieodwracalnego usunięcia danych.
  3. Gdy upewnisz się, że wybrano właściwy dysk, naciśnij „Flash!”.
  4. Po zainstalowaniu PiAware Etcher powinien automatycznie usunąć kartę SD z systemu, jeśli tak się nie stanie, to zrób to ręcznie – bezpiecznie usuń kartę SD i wyjmij z komputera.
Dostęp przez wifi

Jeżeli do połączenia z internetem użyjesz wbudowanej karty wifi lub jej odpowiednika podłączanego na USB, konieczna będzie edycja pliku konfiguracyjnego. Etcher automatycznie wysunie kartę Micro SD po sformatowaniu, dlatego też fizycznie wyjmij kartę ze slotu czytnika oraz włóż ją ponownie, aby ponownie zobaczyć kartę w systemie i tym samym byćw stanie wedytować plik konfiguracyjny.

W przypadku, kiedy zamierzsz skorzystać z połączenia standardowym kablem sieciowym, pomiń ten krok.

Windows

  1. Otwórz program okno Ten komputer/Mój komputer.
  2. Wybierz kartę SD o nazwie piaware.
  3. Otwórz plik o nazwie piaware-config.txt.

MacOS

  1. Otwórz okno Findera.
  2. Wybierz kartę SD o nazwie piaware.
  3. Otwórz plik o nazwie piaware-config.txt

Poniżej przedstawiona jest przykładowa zawartość pliku. W celu zapewnienia połączenia z Twoją siecią wifi uzupełnił plik o prawidłowe infomacje na temat Twojej sieci takie jak jej nazwa oraz hasło dostępu. Miejsce, w którym należy dokonać zmian zaznaczone zostało pogrubionym tekstem.

#
# This file configures the Piaware sdcard image
# configuration. Whenever the system boots, this
# file is read and its contents are used to
# configure the system.
#
# Lines beginning with a '#' are comment lines
# and are ignored. Blank lines are also ignored.
# All other lines specify configuration settings.
#

#
# WIRED NETWORK CONFIGURATION
#
# Should piaware use the wired ethernet port
# for network access?
wired-network yes

# Wired network configuration:
# Most networks will use DHCP
wired-type dhcp

# Alternatively, a static address configuration
# can be provided; set "wired-type" to static to use this.
wired-address 192.168.1.10
wired-netmask 255.255.255.0
wired-broadcast 192.168.1.255
wired-gateway 192.168.1.254
wired-nameservers 8.8.8.8 8.8.4.4

#
# WIRELESS NETWORK CONFIGURATION
#

# Should piaware use a wifi adaptor
# for network access? You will need to attach
# a supported USB wifi adaptor for this to work.

# change this to "yes" to enable wifi
wireless-network yes

# Wifi SSID and password.
# This should be changed to match your wireless
# network SSID and, for networks that require
# a passphrase, the passphrase.
wireless-ssid NazwaTwojejSieci 
wireless-password HasłoDostępowe

# Wifi network configuration:
# Most networks will use DHCP
wireless-type dhcp

# Alternatively, a static address configuration
# can be provided; set "wireless-type" to static to use this.
wireless-address 192.168.1.10
wireless-netmask 255.255.255.0
wireless-broadcast 192.168.1.255
wireless-gateway 192.168.1.254
wireless-nameservers 8.8.8.8 8.8.4.4

Po uzupełnieniu pliku zapisz go, a następnie bezpiecznie usuń kartę (w przypadku systemu Windows) lub ją odmontuj (w systemie MacOS).

Przygotowanie sprzętu

Samo złożenie zestawu nie jest szczególnie trudne, zwłaszcza, że wymaga jedynie podłączenia kilku kabli oraz umieszczenia płytki z komputerem w obudowie (jeśli ją posiadamy).

  1. Wsuń kartę MicroSD (z zainstalowanym PiAware) do czytnika w Raspberry Pi.
  2. Opcjonalnie: umieść płytkę z komputerem w obudowie.
  3. Podłącz odbiornik USB SDR ADS-B do Raspberry Pi.
  4. Dokładnie podłącz kabel antenowy do odbiornika.
  5. Podłącz kabel sieciowy (jeśli korzystasz z wifi, pomiń ten krok).
  6. Podłącz zasilanie do swojego Raspberry Pi.
  7. Powinieneś zaobserwować świecącą czerwoną diodę i migającą zieloną diodę, a w przypadku połączenia do tradycyjknej kablowej sieci, także żółte i zielone diody obok gniazda ethernet.

Gratulacje! Twój domowy radar lotniczy właśnie zaczął działać!

Możesz teraz przejść do strony FlightAware w celu stworzenia swojego profilu. Dzięki temu, zarejestrujesz swój radar, przez co zaczniesz dzielić zdekodowanymi przez niego informacjami z milionami internautów na całym świecie. Zyskasz równiesz dostęp do ustawień oraz statystyk, dzięki czemu bęzdiesz mógł sprawdzić jak Twój sprzęt wypada w porównaniu z innymi.

Poczekaj około czterech lub pięciu minut na uruchomienie PiAware, a następnie możesz przystąpić powiązania swojego konta FlightAware z urządzeniem.

Z komputera podłączonego do tej samej sieci lokalnej wejdź na stronę pozwalajacą na przypisanie Twojego urządzenia do konta, następnie kliknij na link Claim this feeder to assosiate it with your FlightAware account. Gotowe! Teraz możesz ostatecznie skonfigurować radar wprowadzając takie dane jak Twoje położenie czy też wysokość anteny nad poziomem gruntu. W tym celu udaj się na stronę z informacjami o Twoim odbiorniku (dostęp za pomocą przycisku My ADS-B w górnym lewym rogu strony FlightAware) i skonfiguruj swoją lokalizację i wysokość anteny, klikając ikonę koła zębatego znajdującą się po prawej stronie nazwy witryny.

Warto pamiętać, że sygnał nadawany przez samoloty nie penetruje obiektów i przeszkód terenowych, dlatego antenę warto umieścić za oknem lub na dachu budynku.

Mój zestaw, poskładany z części wylistowanych jako wariant zaawansowany, osiąga zasiąg maksymalnie 390 km, co znaczy, że mieszkając w okolicach Krakowa jestem w stanie wykryć samoloty poruszające się w okolicach Zgorzelca.

Warto też dodać, że zarejestowaniu się jako właściciel nadajnika w serwisie FlightAware otrzymujemy też za darmo podwyższenie planu konta do najwyższego możliwego. Plan Enterprise wart jest około 1080 USD rocznie i pozwala na dostęp do statystyk lotów dwa lata wstecz, co może być pomocne w walce o odszkodowanie z tytułu opóźnienia lub odwołania lotu.

Mając już wstępnie skonfigurowany zestaw do śledzenia samolotów, warto zatroszczyć się o dołączenie do społeczności skupionych wokół innych stron. Zapewni to nielimitowany dostęp do nich, dzięki czemu, zakładając częste z nich korzystanie, inwestycja w sprzęt zwróci się w przeciągu kilku miesięcy.

Flightradar24

Jednym z najbardziej popularnych serwisów służących do śledzenia samolotów jest Flightradar24. Warto poświęcić kilka dodatkowych minut i dodać swój odbiornik do bazy urządzeń zasilających serwis w dane. Dzięki temu zyskasz możliwość posiadania konta premium, co pozwoli Ci na przeglądanie historii wstecz, czy też poznanie wszystkich danych udostępnianych przez każdy samolot z poziomu przeglądarki internetowej lub aplikacji mobilnej.

Na samym początku musisz cofnąć się do strony swojego profilu na FlightAware. Znajdź tam informację o lokalnym adresie IP, który został przypisany do twojego Raspberry P. Znajduje się ona w sekcji Site Information, Site Local IP. W moim przypadku jest to 192.168.31.43, ale Twój adres będzie w 99.999% inny.

Przed przystąpieniem do kolejnych kroków, odłącz swój odbiornik od prądu i wykonaj następujące czynności.

  1. Wyciągnij kartę microSD zawierającą system z Rasbperry Pi i umieść ją w czytniku Twojego komputera.
  2. Otwórz następnie Eksplorator plików (Windows) / Menedżer plików (MacOS) i wybierz kartę microSD.
  3. Utwórz teraz nowy pusty plik tekstowy o nazwie SSH (SSH.txt, jeśli masz włączone pokazywanie rozszerzeń plików) w głównym folderze karty microSD.
  4. Wyjmij kartę microSD z komputera z systemem Windows / Mac, włóż ją do z powrotem do Raspberry Pi i uruchom.

Tym sposobem umożliwiłeś zdalne logowanie do Twojego malinowego radaru.

Znając adres IP urządzenia możesz teraz spróbować połączyć się zdalnie z urządzeniem. W poniższych przykładach użyję mojego numeru IP, Ty jednak podmień go na ten, który właśnie uzyskałeś sprawdzając na stronie.

Windows

  1. Ściągnij i zainstaluj program PuTTy.
  2. Po jego otwarciu w oknie dialogowym prowadź adres Twojego odbiornika, a jako Connection type wybierz SSH.
  3. Połącz się. W oknie dialogowym, które się ukaże wybierz opcję Yes.
  4. Po zobaczeniu okna konsoli, wprowadź login pi, a następnie hasło flightaware.

MacOS

  1. Otwórz Terminal i wprowadź następującą komendę:
    ssh [email protected]
  2. Jako hasło podaj
    flightaware.

Następnie wprowadź następujące komendy, rozdzielając je klawiszem Enter.

sudo bash -c "$(wget -O - https://repo-feed.flightradar24.com/install_fr24_rpi.sh)"

Podczas instalacji zostaniesz poproszony o podanie adresu e-mail (najlepszą opcją jest podanie tego, na którym już posiadasz lub na którym utworzysz konto Flightradar24) oraz ponownie – dokładne współrzędne (do czterech miejsc po przecinku) i wysokość bezwzględną, na której znajduje się odbiornik. Pamiętaj tylko, że musisz dodać skrót ft do swojej wysokości. Wszystkie te dane powinieneś mieć już uprzednio skompletowane, dlatego też podkreślałem, że warto je sobie zapisać.

Opisany następnie krok jest kluczowy. Zły wybór spowoduje konieczność formatowania karty pamięci i rozpoczęcie całego procesu konfiguracji od początku.

Właściwa opcja to 4.

Czyli: 4 – ModeS Beast (USB/Network)
Step 4.1 - Receiver selection (in order to run MLAT please use DVB-T stick with dump1090 utility bundled with fr24feed):

 1 - DVBT Stick (USB)
 -----------------------------------------------------
 2 - SBS1/SBS1er (USB/Network)
 3 - SBS3 (USB/Network)
 4 - ModeS Beast (USB/Network)
 5 - AVR Compatible (DVBT over network, etc)
 6 - microADSB (USB/Network)
 7 - SBSx via Basestation (localhost:30006)

Enter your receiver type (1-7)$: 4

Pomimo tego, że odbiornik DVB-T jest podłączony do komputerka przez port USB, to opcje, które należy następnie wybrać sugerują połączenie sieciowe. Związane jest to z mechaniką działania uprzednio już zainstalowanego skryptu służącego do dekodowania sygnału wysyłanego przez samoloty. Jednym ze składowych tego oprogramowania jest swego rodzaju prosty serwer, który wyniki dekodowania dystrybuuje za pomocą wewnętrznego interfejsu sieciowego. Dlatego też, bardzo ważne jest, żeby właściwie podać dane dostępowe do zdekodowanych danych. Podobnie jak poprzednio, właściwe odpowiedzi podane są pogrubionym tekstem.

Step 4.2 - Please select connection type:

1 - Network connection
2 - USB directly to this computer

Enter your connection type (1-2)$: 1

Step 4.3A - Please enter your receiver's IP address/hostname
$: 127.0.0.1

Step 4.3B - Please enter your receiver's data port number
$: 30005

Step 5.1 - Would you like to enable RAW data feed on port 30334 (yes/no)$: no

Step 5.2 - Would you like to enable Basestation data feed on port 30003 (yes/no)$: no

Po przejściu powyższych kroków, usługa powinna być teraz uruchomiona i po podłączeniu do malinki na porcie 8754 powinien być widoczny panel informacyjny.

Po zalogowaniu się do Flightradar24 za pomocą tego samego, co podanego podczas konfiguracji adresu mailowego, powinieneś już mieć konto w planie Business, które otrzymuje za darmo każda osoba zasilająca serwis danymi ze swojego odbiornika.Jest to najwyższy plan subskrypcji, z historią lotów obejmującą 2 lata wstecz i zasadniczo wszystkim, co jest dostępne na platformie. Jest on aktywny tak długo, jak długo dzielisz się wynikami odbiornika ze stroną, a jego wartość to prawie 500 USD rocznie.

Po przejściu wszystkich kroków zawartych w tej części poradnika powinieneś mieć już sprawny i działający miniaturowy radar lotniczy. Co jednak, gdyby okazało się, że na tym jego możliwości nie kończą się i pozwalają także na prezentowanie zasięgu oraz śledzenie samolotów wojskowych? O tym przeczytasz w następnej części poradnika.

Masz pytanie lub komentarz? Pozostaw je poniżej!

Comments.

  • Cieszę się, że znalazłem tą instrukcję. Przeszedłem wszystkie kroki i działa !!! Bardzo dziękuję bo sam bym tego nie zrobił.
    To było moje pierwsze spotkanie z Raspberry i udało się. Nie wiem tylko jak uruchomić desktop żeby można było jeszcze do czegoś wykorzystać Malinkę. Tutaj poległem.
    W drugim podejściu zainstalowałem Raspian i wszystkie skrypty tak jak w instrukcji powyżej. Niestety nie działa mi wtedy SkyAware 🙁

Leave a Comment.