Listing 2
FONTFACE="Terminus" FONTSIZE="16x32"
Abbildung 4: Der Raspberry Pi mit dem kleinem Analogbildschirm. Das Kombimessgerät zeigt die anliegende Spannungsversorgung und die Leistungsaufnahme (5 Volt, 180 mA).
Raspberry als Navigationsgerät
Ausgestattet mit einem Akku-Powerpack, Kabelmaus, Bluetooth-Klapptastatur und Composite-Bildschirm ist das Raspberry-Notebook nahezu perfekt. Abbildung 5 zeigt den Prototypen eines autarken Navigationsgeräts. Der Raspberry Pi (rechts unten) speist mit seinen USB-Schnittstellen den Monitor, die Maus sowie einen GPS-Empfänger (nicht im Bild). Die mittlere Stromaufnahme liegt dabei unter 800 mA.
Abbildung 5: Der Raspberry Pi im Einsatz als einfaches Navigationsgerät.
Die Navigationssoftware Foxtrotgps stellte die Zeitschrift LinuxUser vor einigen Monaten vor [1]. Normalerweise lädt das Programm Straßen- und Wegekarten online nach. Auf Wunsch speichert es die Kartenausschnitte jedoch auch als Rasterbilder, um sie später offline aufzurufen (so wie hier geschehen). Das Programm Navit [2] löst das Kartenproblem eleganter: Es arbeitet mit Vektorkarten, die deutlich weniger Speicherplatz beanspruchen als pixelbasierte Grafiken.
RasPi als Flugzeugscanner
Flugzeuge senden kontinuierlich Statussignale auf der Frequenz 1090 MHz aus. Über eine Software-Anpassung empfängt ein DVB-T-Stick diese ADS-B Signale. Die dafür nötige Software Dump1090 haben wir in der letzten Ausgabe [3] ausführlich vorgestellt. Die auf dem Schirm dargestellte Karte holt sich die Anwendung aus dem Internet. Steht kein WLAN zur Verfügung, hilft ein Handy als Hotspot. Alternativ begnügen Sie sich mit den Statusinformationen, die im Terminalfenster auch ohne Internet-Verbindung erscheinen.
Dump1090 optimiert die Ausgabe nicht für kleine Bildschirme, das könnte man aber im HTML- beziehungsweise Javascript-Quellcode anpassen. Dasselbe gilt für die Entfernungsangabe: Sie vernachlässigt die Höhe. Gerade in Flughafennähe macht es aber einen Unterschied, ob sich ein Flugzeug im Landeanflug nur wenige Kilometer Luftlinie entfernt befindet oder ob es den Flughafen in einer Reiseflughöhe von 10 Kilometern passiert.
Hier beschränken wir uns auf die Einstellungen der Konfigurationsdatei public_html/config.js. Die Variablen aus Listing 3 legen den Beobachtungsstandort für die Karte und Entfernungsbestimmung fest, hier 51 Grad Breite und 7 Grad Länge. Die Variable SiteCirclesDistances = new Array(100,150,200,300) zeichnet Kreise im Abstand von 100, 150, 200 und 300 Kilometer Abstand zu diesem Standort (SiteLat/SiteLon. Auf Abbildung 6 sind sie allerdings kaum zu erkennen.
Listing 3
CONST_CENTERLAT = 51.0 CONST_CENTERLON = 7.0 SiteLat = 51.0 SiteLon = 7.0
Abbildung 6: Der ADS-B-Kontrollschirm der Anwendung Dump1090 zeigt Verkehrsflugzeuge im Umkreis.
Die dem DVB-T-Stick beiliegende Stummelantenne funktioniert zwar, deutlich bessere Ergebnisse erzielen Sie in der Praxis jedoch mit einer Antenne mit höheren Gewinn. Solch eine COCO-Antenne (“coaxial collinear antenna”) lässt sich mit einfacher Hardware relativ leicht herstellen. Um sie nachzubauen, benötigen Sie 30 Minuten Zeit, ein Antennenkabel sowie entsprechende Stecker.
Damit das Antennenkabel als Antenne fungiert, müssen Sie dieses im Abstand von einer halben Wellenlänge aufschlitzen. Je mehr Schlitze, desto stärker fokussiert die Antenne in der Ebene. Im Test kam eine 5-Elemente-Antenne zum Einsatz, deren Verstärkung bei 3 bis 6 dB liegt. Bei mehr als zehn Elementen steigt jedoch der Leistungsverlust übermäßig an.
Statt die Schirmung mühselig aufzutrennen, schneiden Sie besser nach dem Muster von Abbildung 7 einzelne Antennenglieder zurecht. Anschließend schieben Sie die Mittelleiter jeweils in die Schirmung des Nachbarstücks und stabilisieren den Aufbau mit einem Stab (Abbildung 8). Der Stromlauf sieht dann so aus, dass ein Kontakt über eine Entfernung von einer halben Wellenlänge (11 cm) durch den Mittelleiter läuft, anschließend eine halbe Wellenlänge durch die Schirmung. Für den anderen Kontakt gilt dasselbe in umgekehrter Reihenfolge.
Abbildung 7: Ein 11 Zentimeter langes Element einer COCO-Antenne, aus einem Antennenkabel geschnitten.
Abbildung 8: Hier haben wir fünf Elemente zu einer COCO-Antenne kombiniert und sie mit dem DVB-T-Stick verbunden.
Passen Sie bei der Montage auf: Wenn Sie die Elemente zu dicht aufeinanderschieben, berühren sich die Schirmungen und schließen die Antenne kurz. Stellen Sie am besten mithilfe einer Messung mit einem Ohmmeter zwischen Mittelleiter und Schirmung sicher, dass es keinen Strompfad zwischen beiden Leitern gibt. Über einen F-Stecker (ebenfalls ein Massenartikel aus dem TV-Antennenbau) findet die Eigenbauantenne Anschluss. Mit einem passenden Adapter (Abbildung 9) vom F-Stecker zum MCX-Adapter klinkt sich die Antenne dann sicher in den Stick ein.
Abbildung 9: Mithilfe eines Adapters verbinden Sie die Antenne mit dem DVB-T-Receiver.
Im Test konnte die Eigenbauantenne voll überzeugen: Mit ihr verfünffachte sich die Zahl der Flugzeuge, die gleichzeitig auf dem Schirm erscheinen. Zudem ließen sich die Maschine bis zu einer Entfernung von 240 Kilometern verfolgen (Abbildung 10). Standortbedingt hatte die Antenne allerdings nur in Richtung Süden freie Sicht.
Abbildung 10: Die COCO-Antenne mit fünf Elementen empfängt Signale von bis zu 250 Kilometer entfernten Flugzeugen.
Vom Boden aus lassen sich Flugzeuge (bei entsprechender Sicht) mit einer Flughöhe von 10 Kilometern bis zu einer Entfernung von 360 Kilometern beobachten, erst dann verschwinden Sie hinter dem Horizont. Allerdings stehen Sie schon ab einer Entfernung von 200 Kilometern nur noch 2 Grad über dem Horizont. Um also noch Flugzeuge jenseits dieser Marke sehen zu können, darf der Horizont nicht verbaut sein.
Dank der transportablen Lösung mit dem Raspberry stellt es kein Problem mehr dar, den optimalen Standort zu finden. Die Eigenbauantenne lässt sich schnell aufstellen und an den TV-Dongle anschließen. Das Zuleitungskabel zur Antenne sollte dabei möglichst kurz und der DVB-T-Empfänger der Antenne nahe sein. Dafür dürfen Sie andererseits mit dem USB-Kabel zwischen Empfänger und RasPi ruhig ein paar Meter überbrücken.
