เรดาร์เครื่องบินตั้งโต๊ะที่สร้างด้วย ESP32

 (blog.ktz.me)
1 คะแนน โดย GN⁺ 3 시간 전 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp
  • สร้างเรดาร์ตั้งโต๊ะด้วย ESP32-C3 และจอทรงกลมขนาด 1.28 นิ้ว เพื่อแสดงระยะ·ทิศทางและข้อมูลรายละเอียดของเครื่องบิน ADS-B รอบตัว
  • การประกอบที่ต้องบัดกรีเล็กน้อยใช้เวลาประมาณ 15 นาที และการติดตั้งเฟิร์มแวร์ผ่านเครื่องมือเว็บของ ESPHome เสร็จในไม่ถึง 30 วินาที
  • โมเดล 3D เดิมมี ค่าความเผื่อของบอร์ดแน่นเกินไป จึงพิมพ์เคสตัวอื่น และมีแผนจะออกแบบโมเดลทางเลือกที่เผื่อพื้นที่มากขึ้นเองในอนาคต
  • ปรับปรุงเฟิร์มแวร์โดยเพิ่ม ต้นทาง·ปลายทางและรุ่นเครื่องบินแบบละเอียด รวมถึงข้อมูลสภาพอากาศ·เวลาในพื้นที่ และทำให้เปลี่ยนพิกัดกับการตั้งค่าการแสดงผลต่าง ๆ ได้ผ่านเว็บ
  • รองรับ การอัปเดต OTA แบบยืนยันตัวตน จึงติดตั้งไบนารีที่คอมไพล์ในเครื่องผ่านเบราว์เซอร์ได้โดยไม่ต้องต่อ USB

การประกอบฮาร์ดแวร์และการเลือกเคส

  • ESP32-Plane-Radar เป็นโปรเจกต์โอเพนซอร์สที่ใช้ ESP32-C3 และจอทรงกลมขนาด 1.28 นิ้ว เพื่อแสดงเครื่องบิน ADS-B รอบตัวในลักษณะหน้าจอเรดาร์
    • จัดวางเครื่องบินตามระยะและทิศทางจากตำแหน่งปัจจุบัน พร้อมแสดงข้อมูลรายละเอียดบนหน้าจอ
    • ใช้สายไฟหุ้มซิลิโคนแบบบาง และประกอบเสร็จในเวลาประมาณ 15 นาที รวมงานบัดกรีเล็กน้อย
  • หากใช้ เครื่องมือแฟลชเว็บของ ESPHome ก็สามารถติดตั้งเฟิร์มแวร์ลง ESP32 ตัวใหม่ผ่านเบราว์เซอร์ได้ในเวลา ไม่ถึง 30 วินาที
  • เคส ESP32 Plane Radar ที่เลือกตอนแรกภายนอกดูดี แต่ค่าความเผื่อของบอร์ดแน่นเกินไปจึงไม่เหมาะกับการประกอบจริง
    • จึงพิมพ์ โมเดล ESP32-S3 1.28" Waveshare Plane Radar แทน
    • ในอนาคตมีแผนจะออกแบบ เคสพิมพ์ 3D ของตัวเองที่เผื่อค่าความคลาดได้มากกว่า

ปรับปรุงข้อมูลการบินและฟังก์ชันการตั้งค่า

  • หากมีข้อมูลเที่ยวบิน จะแสดง ต้นทางและปลายทาง แทนทะเบียนหางเครื่อง และถ้าไม่มีข้อมูลก็ใช้สัญญาณเรียกขานเป็นข้อมูลทดแทน
    • รุ่นเครื่องบินก็แสดงแบบเจาะจงมากขึ้น เช่น B737-800 แทน B737
    • เพิ่มข้อมูลสภาพอากาศท้องถิ่น อุณหภูมิ ความชื้น เวลา และวันที่ด้วย
  • หลังตั้งค่าเริ่มต้นเสร็จแล้ว ก็ยังเปลี่ยน พิกัดและตัวเลือกหน้าจอ ได้จากเว็บอินเทอร์เฟซ
    • เปลี่ยนตัวเลือกการแสดงผลได้โดยไม่ต้องรีเซ็ตการตั้งค่า Wi-Fi
    • ตั้งค่าหน่วย รันเวย์ สภาพอากาศ รูปแบบอุณหภูมิ และระบบเวลา 12·24 ชั่วโมงได้
    • เพิ่มขนาดตัวอักษรเริ่มต้นขึ้น 10% และเพิ่ม สไลเดอร์ปรับขนาด 80~130% ที่บันทึกค่าไว้ได้
  • ผ่าน การอัปเดต OTA แบบยืนยันตัวตน สามารถอัปโหลดไบนารีที่คอมไพล์จากโน้ตบุ๊กในเครื่องไปยัง ESP32 ผ่านเบราว์เซอร์ได้โดยไม่ต้องต่อ USB
  • งานถัดไปที่กำลังพิจารณาคือการพอร์ตไปยังจอที่ใหญ่ขึ้นและการออกแบบเคสพิมพ์ 3D ที่มีค่าความเผื่อกว้างขึ้น

บทความที่เกี่ยวข้อง

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 3 시간 전
ความเห็นจาก Hacker News

  • ในช่วงไม่กี่เดือนที่ผ่านมา มีผลิตภัณฑ์คล้ายกันออกมาหลายตัว และตัวล่าสุดก็เป็นสินค้าที่เปิดพรีออร์เดอร์จริงแล้ว
    มีตัวอย่างที่เกี่ยวข้องอย่าง ESP32 Plane Radar ของ MakerWorld, micro-radar, ผลิตภัณฑ์ของ Gadgies และส่วนตัวชอบอุปกรณ์ ติดตามเครื่องบินขนาดเล็ก แบบนี้มาก

  • ผมอาศัยอยู่ห่างจากสนามบินที่เป็นฐานของเครื่องบินเติมน้ำสำหรับดับเพลิงทางอากาศไม่กี่ไมล์ และปีนี้ในพื้นที่นี้อย่างเดียวก็ไหม้ไปแล้ว 120,000 เอเคอร์ เลยค่อนข้างกลัวไฟป่า
    เคยทำโปรเจ็กต์วิทยุสมัครเล่นด้วยการสร้างเสาอากาศราว 1MHz แล้วต่อเข้ากับ Raspberry Pi ที่รัน dump1090 ซึ่งรับสัญญาณได้ไกลประมาณ 50 ไมล์ข้ามแนวภูเขาสูง 12,000~14,000 ฟุต
    ตอนนี้ใช้เว็บ ADS-B ที่มีข้อมูลติดตามละเอียดกว่า และสนุกมากที่ได้ดูเครื่องบินดับเพลิงหลายแบบ เช่น C-130, MD-80 และ Canadair แบบสะเทินน้ำสะเทินบก ขึ้นบิน
    โดยเฉพาะถ้าระบุเครื่องบินลาดตระเวนได้ ก็จะพอรู้ได้เร็วกว่าบน WatchDuty เล็กน้อยว่าหน่วยงานต่างๆ กำลังตรวจดูไฟป่าลูกไหนอยู่

  • พูดให้แม่นคือมันเป็น หน้าจอที่คล้ายเรดาร์ ไม่ใช่เรดาร์

    • ใช่ เรดาร์หมายถึง “radio detection and ranging” และตามคำนิยามคือการส่งคลื่นวิทยุออกไปแล้วรับสัญญาณสะท้อนกลับจากวัตถุ เพื่อนำมาวัดระยะ ทิศทาง และความเร็วเชิงรัศมี
      โปรเจ็กต์นี้แค่รับข้อมูลตำแหน่งดิจิทัลที่เครื่องบินส่งออกมาเองแบบ passive เท่านั้น ไม่ได้ส่งคลื่นวิทยุออกไปหรือวัดตำแหน่งเครื่องบินทางกายภาพ
      ถ้าเทียบเรดาร์ปฐมภูมิกับลิงก์ที่เกี่ยวกับ ADS-B ที่โปรเจ็กต์นี้รับ ก็จะเห็นความต่างชัดเจน
    • เป็นโปรเจ็กต์ที่เจ๋งนะ แต่ตอนแรกผมคาดว่าจะเป็นอุปกรณ์คนละแบบโดยสิ้นเชิง และอาจจะผิดกฎหมายด้วยซ้ำ
    • ผมกดเข้ามาอย่างรีบร้อนเพราะคิดว่าใครสักคนทำอุปกรณ์ที่ไม่ใช่แค่เอาข้อมูล ADS-B แบบเปิดมาแสดงบนหน้าจอได้แล้ว

  • ควรเรียกว่า หน้าจอเรดาร์ จะถูกกว่า และถ้าทำเครื่องส่งเรดาร์บน ESP32 ได้ก็คงเจ๋งกว่านี้อีก

    • หน้าจอแบบนี้เรียกว่า PPI(https://en.wikipedia.org/wiki/Plan_position_indicator)
      ก่อนยุคคอมพิวเตอร์ สารเรืองแสงของหน้าจอเองทำหน้าที่เป็นหน่วยความจำ จึงต่อเข้ากับเรดาร์แบบสแกนหมุนได้ง่าย

  • ดูเหมือนว่าผู้ใช้ต้องกรอกละติจูดและลองจิจูดของ ‘เรดาร์’ เอง แต่ถ้าใช้ การระบุตำแหน่งผ่าน Wi‑Fi บนไมโครคอนโทรลเลอร์โดยตรง ก็น่าจะสะดวกขึ้นมากโดยไม่ต้องมีเว็บพอร์ทัล

  • ใช้ ipgeolocation.io เพื่อดึงตำแหน่งได้ แต่ก็ยังต้องตั้งค่า API key อยู่ดี
    ถ้ามีแบ็กเอนด์ให้ตัวอุปกรณ์เชื่อมต่อ และใช้เครื่องมืออย่าง comitup สำหรับตั้งค่า Wi‑Fi ก็จะไม่ต้องล็อกอินเข้าอุปกรณ์โดยตรง

  • ผมอยู่ในเส้นทางบินที่มีเครื่องบินผ่านเยอะ เลยเคยทำอุปกรณ์คล้ายกันด้วย จอ ESP32 XiaoZhi AI ราคา 12 ดอลลาร์
    เมื่อมีเครื่องบินเข้ามาในน่านฟ้าที่เลือกไว้ มันจะแสดงการจราจรทางอากาศ และเมื่อไม่มีเครื่องบินใหม่ก็จะแสดงการใช้งาน Claude กับเวลาที่เหลือก่อนรีเซ็ต เพื่อให้ใช้งานได้หลายแบบ
    มันเชื่อมกับ ESPHome และยังใส่ Home Assistant Voice Assistant เข้าไปด้วยเพื่อทดลอง HA Assist แบบ local ล้วน

  • ค่อนข้างเจ๋ง แต่การดึงข้อมูลจาก adsb.fi มารู้สึกเหมือน โกงนิดๆ
    ถ้าจะให้ ESP32 รับและถอดรหัส ADS-B เอง น่าจะต้องใช้อุปกรณ์ที่แรงกว่านี้มาก

    • แม้การใช้ ADS-B แล้วเรียกมันว่า ‘เรดาร์’ จะฟังดูไม่แม่นยำ แต่ตัวโปรเจ็กต์เองก็เจ๋งดี
    • คาดว่าภาระคำนวณของการถอดรหัสทราฟฟิก ADS-B จริงๆ น่าจะน้อยกว่าการเชื่อมต่อ TLS มาก
    • บน ESP32 ก็สามารถ รับและถอดรหัส ADS-B ได้ แต่ MLAT ยังไม่เคยทำสำเร็จ
      ปัญหาหลักไม่ใช่พลังประมวลผล แต่เป็นแบนด์วิดท์ของพอร์ต USB ที่ใช้กับ SDR ส่วนใหญ่ไม่ได้ และถ้าใช้เทคนิคที่รับแค่บางส่วนของข้อความผ่าน USB ที่ช้ากว่า ก็ยังถอดรหัส ADS-B ได้
    • มีโปรเจ็กต์อย่าง adsbee
    • ใช้ Pi Zero กับ RTL-SDR ก็ทำให้มีขนาดไม่ใหญ่ไปกว่าเคสที่แสดงไว้นักได้เหมือนกัน

  • ตัวชิป ESP32 เองราคาแค่ไม่กี่ดอลลาร์ แต่สินค้าที่รวมจอด้วยราคาอยู่ราว 40 ดอลลาร์ เลยสงสัยว่าจะประกอบเองให้ถูกกว่านี้ได้ไหม

    • ผมซื้อ ESP32 3 ตัวกับหน้าจอ 1 อันจาก Amazon ในราคาราว 20 ดอลลาร์ ซึ่งเป็นตัวเลือกที่ถูกที่สุดที่หาเจอ
    • ตระกูล CYD มักหาได้ในราคาไม่เกิน 15 ดอลลาร์
      ดู ESP32 Cheap Yellow Display ได้ และยังเชื่อมกับ Home Assistant ได้ง่ายด้วย

  • ADS-B ไม่ใช่เรดาร์ แม้ว่าการควบคุมการจราจรทางอากาศจะเรียกระบบแบบนี้ว่า เรดาร์ทุติยภูมิ ก็ตาม

    • ในเชิงประวัติศาสตร์ เรดาร์ทุติยภูมิเป็นเรดาร์จริงๆ และ ADS-B อาจมองได้ว่าเป็นเทคโนโลยีที่มาแทนหรือเสริมมัน
      น่าจะเป็นเหตุผลว่าทำไมถึงยังถูกจัดอยู่ใต้คำเดียวกัน