Monitor de vuelo con Raspberry PI y DVB Stick: 3 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Si eres un viajero frecuente, o simplemente te apasionan los aviones, entonces Flightradar o Flightaware son 2 sitios web imprescindibles (o aplicaciones, ya que también hay aplicaciones móviles) que utilizarás a diario.

Ambos le permiten rastrear aviones en tiempo real, ver horarios de vuelo, retrasos, etc.

Los sitios web utilizan sistemas combinados para obtener datos de los aviones, pero hoy en día el protocolo ADB-S se vuelve cada vez más popular y ampliamente difundido.

Paso 1: el protocolo ADS-B

La vigilancia dependiente automática, o en breve ADS-B, es, como lo indica wikipedia:

"La vigilancia dependiente automática: transmisión (ADS-B) es una tecnología de vigilancia en la que una aeronave determina su posición a través de la navegación por satélite y la transmite periódicamente, lo que permite rastrearla. La información puede ser recibida por estaciones terrestres de control de tráfico aéreo como reemplazo para radar secundario. También puede ser recibido por otras aeronaves para proporcionar conciencia de la situación y permitir la auto-separación. ADS-B es "automático" en el sentido de que no requiere ningún piloto o entrada externa. Es "dependiente" en el sentido de que depende de los datos de el sistema de navegación de la aeronave. [1]"

Puedes leer más sobre esto aquí:

en.wikipedia.org/wiki/Automatic_dependent_…

El sistema es complejo, para aquellos interesados en los detalles, Wikipedia es un buen punto de partida.

En pocas palabras, los aviones transmiten en la frecuencia de 1090Mhz varios datos de vuelo, que contienen información como velocidad, altitud, rumbo, graznido, coordenadas que pueden ser utilizadas por el control de tierra u otra aeronave para identificar la aeronave y su posición exacta.

Este es un sistema secundario al radar común, pero se introducirá como obligatorio en cada vez más aeronaves.

Esta información puede almacenarse en caché a través de receptores dedicados y transmitirse a sitios web especializados que crean una base de datos "en vivo" sobre la aeronave.

Tales webistes son:

Radar de vuelo

www.flightradar24.com/

Flightware

flightaware.com/

Paso 2: alimentación de datos con una computadora de placa única Raspberry PI y una memoria USB DVB-T

Estos sitios web a menudo ofrecen equipos capaces de recibir ADB-S que cargarán datos en su base de datos para mejorar la cobertura. Por supuesto, lo proporcionan solo en caso de que su ubicación de instalación aumente la cobertura existente actualmente.

A cambio, obtendrá una cuenta premium ilimitada que le permitirá tener acceso a mucha información adicional además de las cuentas gratuitas. Por supuesto, también se deshará de los anuncios.

Pero no necesita un receptor ADB-S profesional y costoso. Puede construir uno con unos pocos dólares (en general, menos de $ 100) usando un par de componentes.

Hay buenos tutoriales, para obtener más información, puede consultar las páginas web a continuación, solo intentaré hacer un resumen y tal vez explicar algunos detalles que se pierden en esos tutoriales:

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

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

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

Estos enlaces solo se centran en la instalación del software, pero no en la configuración mecánica o de hardware. Intentaré cubrir también estos.

Entonces, el HW consiste en una computadora de placa única Raspberry PI. A menos que viva en Marte, probablemente ya haya oído hablar de él, es una pequeña computadora muy popular que ya llegó a la tercera generación.

El último modelo ofrece una CPU de cuatro núcleos a 1.2Ghz de 64 bits, videocore, LAN, Wifi, Bluetooth, todo por un precio de venta de 35 $:

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

Por supuesto, en su país no lo obtendrá tan barato, pero sigue siendo barato en comparación con lo que puede hacer con él y la gran comunidad que puede encontrar detrás de eso.

Para nuestro proyecto, usar el último modelo es un poco exagerado, por lo tanto, y uno más antiguo, quizás un PI 1 modelo B sea más que suficiente (esto es lo que también he usado).

También es mejor utilizar el primer PI, ya que tiene un menor consumo de energía y, por lo tanto, también una menor disipación de calor.

Incluso si no es necesario para el uso normal, es mejor equipar la Raspberry con un disipador de calor (al menos para la CPU), ya que al final instalará toda la configuración en una caja de caja a prueba de agua y la montará en la parte superior de el techo, para obtener una mejor recepción de la señal (eso significa que tendrá una mejor cobertura) y una buena línea de visión. Puede comprar un kit de disipador de calor de los revendedores que también venden la placa.

La recepción de los datos se realizará con un dongle DVB-T. Como no todos los modelos pueden sintonizar la frecuencia 1090, es mejor utilizar el chipset ya probado, RTL2832. Es fácil encontrar estos sintonizadores en Aliexpress de nuestros amigos chinos por un par de dólares:

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

Estas unidades tienden a consumir mucha energía del puerto USB y se calientan bastante, y en caso de que tenga una Raspberry Pi modelo B (no la 2 y 3) lo más probable es que tenga problemas con la fuente de alimentación.

Modifiqué el mío (coloqué 2 disipadores de calor en el IC del sintonizador y en el procesador, y también fabricé un disipador de calor para el IC de la fuente de alimentación que proporciona los 3.3V.

Además, corté la PCB para interrumpir el suministro del puerto USB y la suministré directamente para el convertidor CC-CC (más sobre esto más adelante).

Puede ver las modificaciones en las imágenes de arriba, pero necesitará algunas habilidades para realizarlas. En caso de que no desee cortar la PCB, puede conectar el dispositivo a un concentrador USB con alimentación.

Pero también en este caso, recomiendo encarecidamente montar disipadores de calor, ya que de lo contrario, debido a la falta de ventilación dentro del recinto y la exposición al sol directo, puede calentarse demasiado y quemarse.

Para el gabinete, he usado un gabinete IP67 / 68 para asegurar que no entre agua dentro de la unidad. También coloqué la antena dentro de la caja, como puede ver en la imagen de arriba.

Lo único que había que resolver era colocar la fuente de alimentación dentro del gabinete y la ethernet.

Como POE (Power over ethernet) está bien probado, he usado el mismo cable para lograr ambos. POE significa que alimentará su dispositivo a través del mismo cable ethernet que está utilizando para la comunicación.

La forma más sencilla fue comprar un par de combo de cable / conector que ya tiene las conexiones. Después de esto, solo conecte los 2 extremos a través de un cable estándar CAT-5 UTP, o mejor, FTP. Este último es mejor, ya que también tiene un aislamiento externo.

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

Para asegurar que la caja permanezca impermeable, necesitaba un conector ethernet que tuviera un buen sellado

Afortunadamente, Adafruit tiene algo exactamente para este propósito:

www.adafruit.com/products/827

Habiendo resuelto esto, todo lo que tenía que hacer era hacer un todo en el gabinete donde podría montar este conector.

La Raspberry PI necesita una fuente de alimentación estable de 5 V, al igual que la memoria USB. Teniendo algo de experiencia con la electrónica, pensé que en un cable UTP largo, la caída de voltaje sería significativa, por lo tanto, he usado una fuente de alimentación de 12v para alimentar el cable ethernet. En el gabinete, he usado un convertidor DC-DC de 5A para reducir el voltaje a 5V estables.

El 12v demostró ser insuficiente en un cable de 40 m de longitud, ya que la caída de voltaje en el alto consumo (cuando el dispositivo Dvb-t comenzó a funcionar) fue demasiado y el DC DC convertido no pudo estabilizar el voltaje a 5V. Reemplacé la fuente de alimentación de 12 V por una que proporcionaba 19 V y esta vez fue buena.

El convertidor de 5 V CC CC que he usado fue este:

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

También puede usar otros, pero asegúrese de que sea un convertidor CC CC en modo de conmutación y que pueda proporcionar a largo plazo al menos 2,0 amperios. No está de más dejar un poco de reserva, ya que en este caso funcionará más fresco …

Ahora todo lo que necesita hacer es juntar todo esto, desde el conector POE, conectar la salida de 19V al convertidor DC-DC, usar un destornillador y un voltímetro para ajustar el voltaje de salida a 5v, soldar un cable micro USB a la salida del convertidor DC-DC y use un cable adicional desde el convertidor al estabilizador de 3.3V del dongle DVB-T. No todos los dongles tienen el mismo esquema, por lo tanto, debe buscar esta parte, pero generalmente es similar a la de la imagen (que tiene los 2 cables conectados, amarillo y gris, 5V, tierra). Una vez que haya localizado el IC, busque una hoja de datos en Internet y encontrará el pinout.

No olvides cortar la PCB entre los 5V del conector USB y el IC, ya que de lo contrario se alimentará también desde el PI y esto puede tener efectos no deseados

Al final, mi viejo padre ha fabricado un soporte metálico en el que se podía montar el armario de forma segura.

En la imagen de arriba se puede ver todo montado en el techo del edificio.

Paso 3: instalación del software

En el foro de Flightradar puede encontrar un buen tutorial sobre cómo instalar todo el paquete de software, sin embargo, está un poco desactualizado, ya que algunas partes no necesitan hacerse ahora.

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

Al principio, deberá instalar el sistema operativo Raspbian en las tarjetas SD. (Paso 1)

Posteriormente, no es necesario instalar el controlador RTL, ya que ya está incluido en los kernels recientes. Tampoco es necesario instalar dump1090 por separado, viene con la instalación de fr24feed.

Pero deberá realizar el paso para incluir en la lista negra el controlador dvb-t estándar, ya que, de lo contrario, dum1090 no podrá comunicarse con él.

Una vez hecho esto, reinicie el PI e instale el programa fr24feed.

Todo lo que necesita hacer es actualizar el repositorio y agregar el de flightradar, e instalar el paquete completo, como se explica aquí:

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

El paquete consta de dump1090, el software que se comunica con el dongle usb y envía datos a la aplicación fr24feed. Esto cargará los datos en los servidores FR24 (o piaware, si configura ambos).

Si necesita más información y ajustes sobre dump1090, puede encontrar una buena descripción aquí:

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

Omita la parte sobre la instalación, ya que ya está instalada. Inicie sesión en PI a través de ssh y emita un comando ps -aux para ver si se está ejecutando y con qué parámetros.

Si desea instalar piaware junto con fr24feed, puede hacerlo, pero asegúrese de que solo uno de ellos inicie dump1090. Además, asegúrese de que dump1090 transmita datos sin procesar en el puerto 30005, de lo contrario, piaware no podrá recibir datos.

Siempre consulte el registro que producen esas aplicaciones, ya que esto lo ayudará a depurar en caso de que algo no funcione como se esperaba.