アマチュア無線とインターネット融合を科学する

ADS-Bとは？

飛行機において、現在航行中の高度や場所などの位置情報を基地局に送信して
位置情報を共有しているシステムとなっている。

これらの電波を受信して、下記のサイトでは実際に飛行している
飛行機の情報を地図とマッピングして表示している。
無償で受信アンテナとユニットを配って、不感地帯に設置してもらって
それらのデータと、ボランティアで個人設備で受信して
そのデータも下記のサイトにインプットして情報源として利用している。

https://www.flightradar24.com/

無償機材の提供を申請してみましたが結果

flightradar24の審査に落ちた件

ADS-B受信環境を作ろう

概要図は、以下の通り

https://www.ne.jp/asahi/nature/kuro/RDBX/RD_ADS.htm からおかりしました。

必要な資材

だいたいこのような部材があれば、受信して可視化するところまで作れると思います。

アンテナについて

まずは、HF帯のMLAアンテナを固定している鉄管の一番上に
ADS-B受信アンテナを設置しようかと思ってます。
イメージはこんな感じです

今は鉄管の一番上にMLAをつけていますが、もう少し全体的に下にさげて
鉄管の上を伸ばします。その先に、1090MHzに調整された
アンテナを買ってきて接続します。これ、ディスコーンでもいけるんじゃない？と
思っているんですが、ディスコーンアンテナで当該周波数をSearchしても
何も受信されてるようには見えないですよね。

受信した際、どのような変調が聞いた事がないので
なんとも言えませんが、SDRウォーターホールでみても
受信しているようには見えない。

単純に電波が飛んでいないだけかもしれないが、
航空機は空を飛行しているので、
少しのパワーでもかなり遠方まで飛ぶと思うのよね。
なので、受信しても良さそうなんだけど。

ディスコーンのケーブルが細いので、減衰して聞こええてない可能性もある。
ただし、5Dとか10Dとかのアンテナケーブルは引き込めないので
結局極細のテフロンケーブルになる気がする。

取り付けるアンテナはアマゾンで調達可能

だいたいこの位の利得だと、約400km位のデータを受信できるとされている。
周波数が高いので、直進性が高いのですが、そもそも航空機が上空を飛んでいるので
それなりの範囲データが受信出来る。

受信機について

ここが問題で、USBのチューナーをラズベリパイにLinuxをいれて
受信するパターンと専用のチューナーをつかうパターンがあります。
ただ、今の所どうするか？悩ましいと思ってます。

利点・欠点

こちら再開します。

ざっと構成を考えました。

アンテナ直下受信ボックスの設計

Ver.1　Draft

Ver.2　机上にてかなり煮詰めて記載した

実際に部材がそろい次第、ボックスの加工にとりかかる。
ボックス内にアルミテープを前面に貼るところからスタートです。

実際に動作している画面

バイアスティについて

SDRドングルからフィルタ／ブースターには、電源4．5Vが出力出来ます。
それをもって、ブースターには電源レスで稼働できる様になります。

制御コマンド

バイアスティ電源Off : rtl_biast -b 0
バイアスティ電源On： rtl_biast -b 1

 0:  RTLSDRBlog, Blog V4, SN: 00000001

まだフィルター／ブースターを取り付けていないので、
バイアスティはｏｆｆに設定して起きましょう。

バイアスティ電源が出力されていると、
アンテナ端子の横に小さなＬＥＤが点灯するようになっています。

温度調整に伴う方式検討

SDRドングルに搭載した、ヒートシンクを強制空冷するファンも
温度制御基板配下に入れようと思ったのですが
おそらく、ラズパイより何よりも、SDRドングルが発熱がもっとも多い為
そこは常に24時間ファンを直結で駆動させておいて
ケースファンを、ケース上部にて温度を測って内部が温度が上がってきたら
ファンを駆動し、外気を入れて冷やす方式とする。

詳しくは、本文一番下の第4回に記載しています。
ブログと一部変わっている情報としては、FAN制御基板を取付ようと思ったので
いったん記載を追記して部材調達に入りました。
夏場はずーっとONのままでしょうけど、秋と春は日中だけ、冬はボックス内が
既定の温度を超えた場合のみONになって、後はOFFになるように設定したい。

下記の5Vの温度制御基板を使う予定
USB－＞5V－＞温度制御基板－＞USB端子－＞4cm x 4cm ボールベアリングタイプの高寿命タイプFANを駆動。温度は、ケース上部で測定し、30度を超えたら稼働くらいかなと。
様子をみつつ熱暴走するなら、もう少し早めに感度良く回す感じで。
5Vで0.2Aなので、24時間回しておいても害はないですけどね。
まあ、いちおう少しでも節電ということで。

だいたいのサイズ感

通電表示LEDを仕込む

底面については

保守について

ラズパイの定期保守は、SSHで接続し、OS等のセキュリティパッチ適用や
Feedツールのversionアップなどは行うとして、機材保守については
ファンが今回回転数を検知出来る様な物で無いので、
通電してるかどうかは、防水ボックス表面に通電監視用のLEDを取り付けるので
目視出来るが、実際にファンが動いているかどうかは不明の為
月1回は内部を開けて、漏水のチェックとファン稼働を目視確認を行う必要がある。

いちおう、あまりケースを開けずに済むように
ボールベアリングタイプの高寿命タイプのファンを搭載する。
プラスチック製のスリーブベアリングなどは、安くて良いけど
ロングランで24時間稼働するような用途には向いていない。

MTBFを考慮し、スリーブベアリングを採用せずボールベアリングタイプの高寿命タイプとする。
とはいえ、スリーブベアリングでも、だいたい25000時間程度の稼働を基準に設計されているので、2．8年弱動き続ける計算になる。
ボールベアリングタイプは、だいたい50000時間を基準に設計されているので
5.7年ほど動き続ける計算になる。あくまでも理論値である。

ファン騒音について

この項目だけ取ると、スリーブベアリングに軍配が上がる。
ボールベアリングは、どうしても内部でボールが転がっている為
じゃらじゃらという連続音（ザー）が聞こえてくる。
外部に設置するので、こちらについても問題無いため騒音については静観とする。

下記に詳しく構築手順を書きました。