Meteorológiai szondák keresése RaspberryPi-vel


    Gyakran előfordul, hogy a keresni kivánt szondát otthonról nem sikerült eléggé alacsonyról venni, ezért szükségessé válik a helyszinen pontositani a koordinátákat, esetleg a helyzet úgy kivánja, hogy "rókavadász" módszert kell bevetni a szonda keresésekor. Ezekben az esetekben tehet jó szolgálatot ez a kis program, A futtatáshoz egy RaspberryPi-re van szükségünk, amelyhez egy erintőkijelző van kapcsolva. Mivel a program kezelése az érintőkijelzőn keresztül történik, a terepen nincs szükség egyébre mint egy rtl-sdr rádiót kapcsolni a RPi-hez. Ha a "rókavadász" módszert akarjuk bevetni, akkor termeszetesen egy iranyitott antennára is szükség lesz. Ha csak a koordinátákra vagyunk kiváncsiak, akkor eleg egy körsugárzó. Én azonban erősen javaslom a HB9CV antenna használatát. Ennek az antennának eléggé kicsi a mérete ahhoz, hogy a terepen is jól hsználható legyen, és mind keresésre mint koordináta dekódolásra kifogástalanul alkalmas.



Telepités:

    Első lépésként föl kell telepiteni az operációs rendszert a grafikus felülettel, és a használt érintőkijelző megfelelő meghajtóit. Ha minden megfelelően működik, akkor következhet magának a programnak a telepitése.
    Ha egy ujonnan telepitett operációs rendszerünk van, akkor nyissuk meg a konzol ablakot és irjuk be:

sudo wget www.om3bc.com/docs/SF/install_all.sh

ez a parancs az aktuális könyvtárba lehúzza a telepitő programot.
Irjuk be:

sudo chmod a+x install_all.sh
./install_all.sh

ha minden jól alakul, akkor a teljes programcsomag az összes kiegészitővel föltelepül.

Ha valami gond adódik, meg lehet probálni a kezi telepitest. Lehet hogy kiderül a probléma oka.

sudo apt-get install cmake build-essential python-pip libusb-1.0-0-dev python-numpy git pandoc -y

sudo apt-get remove rtl-sdr -y

sudo apt-get install git-core libusb-1.0-0-dev pkg-config cmake -y

git clone https://github.com/keenerd/rtl-sdr

cd rtl-sdr/

mkdir build

cd build

cmake ../ -DINSTALL_UDEV_RULES=ON -DDETACH_KERNEL_DRIVER=ON

make

sudo make install

sudo ldconfig

sudo apt-get install sox

sudo pip install pyrtlsdr

mkdir /home/pi/SondeFinder

cd /home/pi/SondeFinder

sudo wget www.om3bc.com/docs/SF/sondefinder.tar.gz

tar -zxf sondefinder.tar.gz

sudo rm sondefinder.tar.gz

cd Desktop

cp sondefinder.desktop /home/pi/Desktop

cd ..

Ha a könyvtárak egyszer már föl voltak telepitve, és csak magát a programot akarjuk frissiteni akkor a parancssorba ezt irjuk:

./install_prg.sh

vagy kézzel:

cd /home/pi/SondeFinder

sudo wget www.om3bc.com/docs/SF/sondefinder.tar.gz

tar -zxf sondefinder.tar.gz

sudo rm sondefinder.tar.gz


Beállitás - használat:

    Ha a program megfelelően lett föltelepitve, akkor az asztallapon meg kell jelennie egy SondeFinder ikonnak. Ezzel indithatjuk a programot. Ha inditásnál valamilyen progléma merül föl, akkor megprobalhatjuk a programot a parancssorból elinditani:
cd /home/pi/SondeFinder/
python sondefinder.py
A vevő csatlakoztatása nélkül a program nem indul el!
Indulás után a spektrumanalizátornak kell megjelennie:



Ezt az üzemmódot használhatjuk keresésnél, vagy hogy megállapitsuk, hogy a szonda milyen irányban található. Ezzel a dekodolás megbizhatóbb és gyorsabb lesz.
Ha változtatni kell a beállitásokon, akkor megnyomjuk a CONFIG gombot:



Itt meg tudjuk adni a vételi valamint a mintavételezési frekvenciát, az érzékenységet, a frekvencia-korrekciót, a spektrumanalizátor alsó és felső határát, valamint kiválaszthatjuk a szonda tipusát.
Ha a BACK gombbal lépünk ki, akkor a beállitott értékek nem kerülnek eltárolásra. Ha a SAVE gombot választjuk, akkor a beállitott paraméterek eltárolódnak és a következő bekapcsoláskor is ezek lesznek érvényesek. A paraméterek a "device.cfg" állományban tárolódnak el. Ennek az állománynak az utolsó sorában található a 'debug' paraméter. Ha ennek az értékét ON-ra változtatjuk, akkor a vett adatok úgy a szonda mint a GPS esetében a terminál ablakban folyamatosan kiiródnak.
Ha a jel erőssége alapján keresünk (rókavadász módszer), akkor az érzékenységet folyamatosan csökkenteni kell - a szonda közelében akár nullára is. A dekódoláshoz viszont ajánlatos maximális érzékenységet beállitani (50dB vagy AUTO). A kijelzőn mindig a beirt értékhez legközelebbi, a vevő által elfogadott érték lesz látható (ebben az esetben 49.6dB). A frekvenciát beirhatjuk kézzel, vagy választhatunk a listából. A lista a "frequency.lst" állományban található, amit egy szövegszerkesztővel lehet módositani. Az első adat a fölengedési hely azonositója, a második a frekvencia megahetzekben a harmadik pedig a szonda tipusa. A "#" -el kezdődő sorok nincsenek figyelembe véve.



A CLEAR gombbal nullázzuk a paramétert, a DELETE gombbal lehet kitörölni az utolsó karaktert. A CANCEL esetén a régi érték marad meg, mig az ACCEPT esetén a most beirt érték lesz érvényes. Hasonló módon lehet megváltoztatni a többi paramétert is.
Ha mindent jól adtunk meg, akkor a spektrumanalizátor kijelzőjén látnunk kell a szonda jelet.



A program csak az RS41, DFM09, DFM17, PS15, PilotSonde, M10, M20,MP3H és iMet szondák dekódolására alkalmas. Mivel a programot valószinüleg olyan helyen fogjuk használni, ahol az internet nem érhető el, ezért az RS92-es szondák dekódolásához nem állna rendelkezésre eléggé friss almanach vagy ephemeris. Ezeknél a szondáknál marad a klasszikus rókavadászat. Mivel a program nem tartalmaz AFC-t, megtörténhet, hogy a DFM, PilotSonde vagy az M10 pontos frekvenciáját kézzel kell beállítani. Erre szolgálnak a < és az > gombok. A PilotSonda esetében a névlegestől való eltérés akár 30-40 kHz is lehet. A jelnek szimmetrikusan kell elhelyezkednie a függőleges sárga vonalak között. A frekvencia ugyan csak 3 tizedesjegyre van feltüntetve, de a CONFIG-ban akár  hertznyi pontosséggal is beirhatjuk (6 tizedes). Amikor megérintjük a képernyő közepét, az összes információ eltűnik, és csak a spektrum analizátor görbéje marad. Ez előnyös, amikor a jel erőssége alapján keresünk.
Ha ez a jel eleggé erős, akkor megpróbálkozhatunk a koordináták dekódolásával:



Az adatok minden hibátlanul vett csomag után  frissülnek. Hogy ebből az üzemmódból a BACK megnyomása után visszatérjünk a spektrum analizátorhoz, néha estleg néhány másodpercet várni kell. A pillanatnyi poziciót a SAVE gombbal el lehet tárolni. Ha a SAVE felirat helyett WAIT van piros háttérszinnel, az azt jelenti, hogy még nincs érvényes adat. A DFM szondák esetén a szonda azonositójára néha 10-15 másodpercet is várni kell.  A keletkezett állomány neve a szonda azonositója. Amikor a pozició eltárolódik, a SAVE gomb háttere olajzöldre vált.
Ha a Raspberryhez egy USB csatlakozóval ellátott GPS vevőt kapcsolunk (vagy egy hagyományos soros portos GPS vevőt USB-COM átalakitóval), akkor megkönnyithetjük a keresést. Először előnyös dekódolni a szonda helyzetét, és a SAVE gombbal elmenteni a poziciót. Ez után kilépünk a dekóder menüből, és belépünk a SEARCH menübe. Ilyenkor ez a képernyő fogad:



Ha elég erős a szondából jovő jel vagy előzőleg dekódoltuk a szonda helyzetét, és a GPS vevő elég műholdat lát a helyzetünk meghatározásához, akkor kezdődhet a keresés. Ebben az üzemmódban a szonda és a GPS vétele is folyamatosan működik, igy akár a még a levegőben lévő szonda iránya is folyamatosan megállapitható. A sárga nyil a mozgásunk irányát mutatja, a piros pont pedig azt, hogy merre kéne mennünk ahhoz, hogy a szondához jussunk. A piros pontot mindig a sárga nyil hegyénel kell tartani. A LAT és a LON gombok segitségével kézzel is be tudjuk irni a keresett poziciót. Ez olyankor jöhet jól, ha olyan szondát keresünk ami már nem ad, de tudjuk a pontos pozicióját. Ha a SEARCH gomb megnyomása után nem a fönt megadott képernyő jelenik meg, hanem valamilyen hibaüzenet, akkor az ott feltüntetett hibát kell elháritani. Ezek lehetnek a követkeyők: a GPS vevő nincs hozzákapcsolva a Raspberryhez, nem jól van beállitva a GPS vevő soros portjának a sebessége, vagy előzőleg nem dekódoltuk a szondát. Mivel nincs beépitett iránytű, ezért a helyes irányt csak akkor tudjuk tartani ha mozgasban vagyunk. Álló helyzetben hiába forgunk, a piros pont helyzete nem változik. Sajnos ez az ára az egyszerű hardvernek. A bal alsó sorban láthatjuk a saját pillanatnyi poziciónkat. A saját poziciónkat a SOC (SAVE OWN COORDINATES). gombbal menthetjük el. Ezt aztán a mycoordinates.txt nevű állományban talaljuk meg. Az AUTO OFF bombot megyomva kapcsolhatjuk be  a rendszeres mentést. Ilyenkor a saját poziciónk 30 másodpercenként elmentésre kerül, amit aztán elemezhetünk, és megnézhetjük az általunk megtett utat. Az SOC gomb törli a régi mycoordinates.txt fájlt, és megnyit egy újat. Az AUTO nem törli a régi mycoordinates.txt fájlt. Ha meg akarjuk tartani a régi útvonalat, akkor ne használjuk az SOC-ot, csak az AUTO-t.

Elérhetőség:

előtelepitett SD kártya
image az RPi2, RPi3 és RPi4-hez op. rendszer Buster.
induláskor klasszikus HDMI kijelző az aktiv. Ha át akarsz kapcsolni 3.5" kijelzőre, ird be a parancssorba:
cd ~/LCD-show/
sudo ./LCD35-show
vissza a standard HDMI kijelzőre:
cd ~/LCD-show/
sudo ./LCD-hdmi
ha szükséges kalibrálni az érintő érzékelőjét, ird be a parancssorba:
ts_calibrate
teljes telepitő régebbi operációs rendszerhez

teljes telepitő Bullseye 32bit

teljes telepitő Bullseye 64bit

frissites régebbi operációs rendszerhez

frissités Bullseye32-höz

frissités Bullseye64-hez
program     regebbi verzió (gps vevő nelkül)

program Bullseye32 operacios rendszerhez python3-al

program Bullseye64 operacios rendszerhez python3-al

a program, amelyik az ötletet adta

A program egy "saját gyártmányú" (USB-TTL átalakitó + L86 vevő) és egy ilyen GPS-GLONASS USB vevővel volt tesztelve: