https://hamfair.jp バナーについてはからおかりしました。

去年の模様は下記の記事をご覧下さい。

今年もこの季節がやってきましたね。ハムフェア2025！！

今年のスローガンは、【GYM-EXでじゃばたこう　アマチュア無線の世界】だそうです。
いつもこれ誰が決めているのでしょうね。

さて会場は！？

今年も有明 GYM-EXです。

2023年までは、東京ビックサイトで開催されておりましたが、2024年からこちらで開催となっています。

最寄り駅

新交通ゆりかもめ 「有明駅」徒歩8分 /「有明テニスの森駅」下車 徒歩5分程度でしょうか！？

ゆりかもめは、新橋から終点豊洲までを結んだ交通機関です。
https://www.yurikamome.co.jp/sightseeing/area/

今年からQRコードによる入場

事前に購入手続きを行って、QRコードが発行される為、そのコードを持って入場ようのリストバンドが配布されるといった仕組みのようです。来年も、同様のシステムが使われるかは分かりませんが、今年は、そのような状況でした。

また、YouTuberやWebのニュースサイトなどを運営している報道関係者については、プレス登録を行うと無料で入場することが出来ます。ただし、ニュースサイトやメディアなどを提出し、評価していただく必要がありますので、その点注意が必要です。当ブログについても、プレス登録で先行入場して取材しております。来年も同様に申請しようと思っています。開会式などは、一般で見ようとすると、相当朝早く並ばないと見えないと思います。

開会式

2025年08月23日 9時30分より開会式が行われました。

一般入場が開始され場内賑わっておりました。YouTuberさんなど、大変たくさんお見かけしました。
取材することが出来ませんでしたが、わっふるさんとはアイボールで出来ました。

ICOMブース

ID-5200

しれっと、参考出品ということで、新しいモービル機などが展示されておりました。
カラー液晶になっている事と、GPS等も搭載していると思われる。KISS 96と表示がでているので
APRSの搭載もされていると思われる。もう少し、想像すると、KISSモードで動いているなら、デジピーター機能も内蔵されている可能性もあると思いました。

販売時期や価格については未定だそうですが、割と発売したら検討しても良いかもと思いました。
モービルには、ワイヤーズを乗せているので、この機種がでたら別途搭載して、D-STAR等でターミナルモード＋モニター機能が実装されているような表示にはなっていたので、ネットワークなどが確保出来る状態では、かなり利便性が高く使える可能性が高いかなと思いました。

IC-7300MK2

アイコム発のCWデコーダーを内蔵したそうです。英文・和文どちらも対応しているようです。
私も、打つのは打てますが、受信が全くできないからCW出たことがありません・・・。
受信用のアンテナ端子等もついているようで、色々な遊び方で出来そうでした。
LAN端子が内蔵されているそうなので、リモート運用も手軽に出来る仕様になっているそうです。
HDMIが標準搭載となっているので、固定運用もかなり画面が見やすく便利じゃないかと思いました。

八重洲無線

八重洲無線では、やはり今話題のFTX-1シリーズをメインで展示されておりました。

また、高級機の展示もありました。FTDX101MPです
https://connect.yaesu.com/indivisual/items/ft-dx101mp

KENWOODブース

KENWOODブースでは、TM-D750が展示されておりました。
今年度中に発売までこぎ着けたいとおっしゃっていました。
CQオームでは仮予約はスタートしているので、そちらで予約しておくと発売されるとすぐ手にはいるのではないでしょうか！？

https://www.cqcqde.com/c/54/tmd750_preyoyaku

TS-990

こちらは、高級機になりますが、やはりかなり貫禄がありますね。
定価ベースでは100万を超えてますからね。こういった無線機も将来的には使ってみたいですね。
https://www.kenwood.com/jp/com/amateur/hf/products/ts-990g/

Uniden

なんと40年ぶりにハムフェアに参加との事らしいです。昔、Unidenが作っていたワイヤレス固定電話を自宅で使っていたのを思い出しました。アマチュア無線なんて作っていたのですね。初めて知りました。

CB無線機

よくトラック野郎などで、見かけるCB無線機ですね。現在もこのモデルは海外では販売されているようです。また、奥にうつっているハンディ機もあるようで、国内技適を取得して頂いて、0．5ｗにしてリリースされると、大変楽しい機種になるんじゃないかと思いましたが、メーカーさんとしては、リリースの予定は無いそうでした。

デスクトップ受信機

こちらについても、出来が良さそうな感じでした。お話を聞けなかったので詳しい事は分かりませんが、来年もまた来られているようなら、お話を聞ければと思います。

FrexRadio

海外を拠点にしているメーカーが新しく国内進出されたようです。
下記で情報があります。

The post #ハムフェア2025 レポート first appeared on ～下町物語～.

機材保守について

構築編は、一段堕落したので構築したADS-B環境の運用保守について書いて行こうと思います。
現時点としては、正常に動作しており、さらに解決しないといけない課題も出てきましたが、
季節的な問題ということで詳細は最後に書いています。

物理破損が無いか確認

目視確認と防水ボックスをあけて、雨漏りなどがしていないかをチェックする。
雨漏りなどで、ボックス内水が確認された場合は、シリコンコーキングなどを適切に実施し
防水性を担保する。

OSアップデート(定期的に実施する)

sudo apt update
sudo apt list –upgradable
sudo apt upgrade

上記の様にアップデートが無い状態で運用する方がベストである。

データが正常にFeedされているか確認

feed状況を確認出来るコンソールにログインし状況を確認する。
Nginx等でリバプロ構成の場合は、ドメインつけて外部からSSL等で安全にACCESSできる。
その場合でも、いちおうのダイジェスト認証を設定しておく方が安全性は高い。

http://ラズパイのIPアドレス:8754 でブラウザーで確認出来ると思う。
リバプロ入れると、外部からドメインでAccess出来る様になる。

総合監視について

だいたい、この位を見ておけばとりあえず状況がつかめると思います。
監視項目を左上から右へと解説をして行きます。

普段は、この監視画面を見るだけで、ほぼほぼ状況がつかめるので問題ないと思います。
SDカードが書込上限を迎えそうになると、何かと不安定になるので、その時点で読み出しができる状態のまま停止させて、バックアップを取得して、そのままを新しいSDカードに書き戻せばリフレッシュ回復いたします。あとは、M.2 SSD化する方法もラズベリーパイ5ならあります。
長期間の稼働を想定するなら、絶対そちらがいいと思います。

SDR受信機が見えなくなる障害について

ラズベリーパイの電源事情によって、USBポートを多用した場合、一時的に電源提供電量を超えた場合、
不安定になって電流をたくさん食べているデバイスを強制リジェクトしている状況が発生している。
今までは、防水ボックス以外に設置していた際下記構成であった

USB Port0 : USB温度計
USB Port1 : クーリングファン
USB Port2 : SDR受信機

ところが、防水ボックスに組み込んだ際、上記構成＋ボックス内の温度を管理するコントロールユニットとFAN(5V)＋動作確認用LEDを取り付けてあるので、その消費電力が微妙らしく、SDR受信機をディスコネクトさせているようだ。

USB Port0 : USB温度計
USB Port1 : クーリングファン
USB Port2 : SDR受信機
USB Port3 : ボックス内FANコントローラー　5Vファン　LED（赤:常時点灯）　LED（青:動作中点灯）

OSからはケースファンと温度管理用コントロールユニットは見えてないけど、それらがUSBポートに電源供給オンリーとして接続されています。

全てUSB電源で動くように、5V定格の物を接続はしていますが、右下のFANを駆動した際のリレーがONになる瞬間少し起動電流がUSBの電圧を不安定にしているものと思われます。部屋の中で稼働していた時は特に問題なかったのですが、外に設置してからその事象がではじめたので、その影響かもしれません。LANケーブルで電源を送っている関係で、このボックス内にコンセントがなく、これについての対応はデバイスリセット自動化で実装しています。

動作設定について

今は、気温が下がってしまって、FANは日中・夜間も含めて動くタイミングが無いので、なんとも検証出来なくなってます。現在、FANが駆動していない為か、デバイスディスコネクトは発生して折らずです。
温度設定については、ラズベリーパイは60度を超えない限り、ヒートセーブモードに入らないそうなので、もう少し高めに設定しても大丈夫そうですが、基本はFAN寿命を考慮すると、あまり回さず、必要な時に回すの良い感じの閾値で設定をしていますが、場合により設定変更をする事もあります。

この辺りは、FANが停止－＞起動してボックス内の温度を自動で下げていることが見て取れます。
こういう時、廃熱口に手を当てると、かなり暖かい風を感じれますので、基本的には上手く想定通り動いているものと思われます。

USB単体の消費電力確認方法

ADS-B@ads-b:/script/com $ lsusb -v 2>/dev/null | grep -e ‘MaxPower’ -e ‘Bus [0-9]’
Bus 002 Device 001: ID 1111:1111 Linux Foundation 3.0 root hub
-> MaxPower 0mA
Bus 001 Device 004: ID 1111:1111 PCsensor TEMPerGold
-> MaxPower 100mA
Bus 001 Device 003: ID 1111:1111 Realtek Semiconductor Corp. RTL2832U DVB-T
-> MaxPower 500mA
Bus 001 Device 002: ID 1111:1111 VIA Labs, Inc. Hub
-> MaxPower 100mA
Bus 001 Device 001: ID 1111:1111 Linux Foundation 2.0 root hub
-> MaxPower 0mA

ラズベリーパイ4だと、USB端子に接続したデバイスの合計の供給電力は1.2Aまで と指定されています。

この時点で最大700mAを消費する可能性があることが分かります。
ラズベリーパイ4は、1.2Aが最大供給量だと考えると、のこり500mAでファンコントロールユニットとFANとケースFANとLED最大2つを稼働させないといけないことになります。

定格電圧:5V DC、電流:0.2A を消費しますので、残り300mA

LEDが1つ20mAで2つ最大点灯するので、40mA 残り260mAでケースファンも上記の電流とすると
残り60mAとなって、コントロールユニットが60mAで動作するとは思えずおそらくオーバーしてますね。推定で240mA程度オーバーしているタイミングがあって、そこで、SDRがディスコネクトして見えない事象となっていると結論づけました。

おそらく自動復帰型のヒューズが入っているそうなので、それが一時的に飛んで見えなくなっている気がします。

解決方法

PoEからUSB電源を取って、ファンコントロールユニットとFANに流すか、何らかの方法を検討しないといけないですね。ボックス内に蓄電池を設置して、ソーラーパネルを設置して、そちらからケースファンを給電する方法も検討出来そうです。夜間だけフルで回っても持つバッテリーさえ格納出来れば、日中ソーラーでその蓄電池を充電さえ出来れば解決も出来そうですね。

色々検討も出来そうなのですが、いったん、デバイス初期化して再認識させる監視プログラムを1分おきに流して乗り切ろうと思ってます。といっても、これで再認識出来るかは！？ちょっと事象が再発していないので分からないです。コントロールユニットの設定を低くして、ファンを強制起動かけて実験する方法もあるかもしれません。時間があったらやってみたいと思います。

総括

どうでしたでしょうか？
これは、数年動かした状態を維持することになると思いますので、保守メンテも必須になってきます。
構築したから放置してると、いつか動かない状態も発生しますので、保守しながら長くロングランで稼働させれると良いですね。

次回は、SDカードのバックアップ方法や、実際にリストアして動きなどを書いていければと思います。
お楽しみに待っておいてください。また、ラズベリーパイ5にreplaceも検討しています。

The post 本気でADS-B受信環境運用 第1回 #ADS-B first appeared on ～下町物語～.

長い間かかりましたが、今回で構築編は完了になります。移行は、運用編で書いていければと思います。

振り返り

下記をまだ読まれてない方は、技術情報を確認する以外であれば、そちらを先に読むとわかりやすいかも知れません。

アンテナ設置

今回でようやくやってきたProjectも終わりを迎えます。最終回は、受信の要となるアンテナ設置やって行きましょう。
必要部材は、アンテナと取付金具と同軸ケーブルとなります。
何本か専用アンテナも出ているのでどれを使うかを考えて見ましょう。

1つ目 ADS-B専用アンテナ 120cm 14dBi

本来、ADS-B専用のアンテナを使うべきなのかもしれませんが、私はアマチュア無線家でもありますし、下記がADS-B専用のアンテナですが、120ｃｍで公表利得が14dBiですが、これはこれで闇があって、120cmで14dBiも利得を稼げる訳もなくと、評価を見てもいまいちですし、さらにこれSWRを測定すると、1090MHｚ辺りでSWRが落ちてる訳ではなさそうですし、受信出来ない事はないとは思いますが、もっと広範囲を狙うには、ぶっちゃけ役不足です。

2本目 9dBi flightradar推奨アンテナ

もう一本は、9dBiのflightradar推奨のアンテナがあり12dBiみたいです。価格は、2025/10/14時点では9010円となっています。
こちらも、利得が公表値の物であれば、かなり遠方の電波を拾える可能性があるという話になります。ただ、出本がちょっと不安なのでそこだけですね。懸念点としてはそこだけですね。
といっても、ディスコーンアンテナは、2.15dBi程度だと言われているので、
流石にそちらより良いですよね？きっと！？

本命　アマチュア無線用 144MHz / 430MHz / 1200MHz CP-98アンテナ

こちらですね。本来アマチュア無線用のアンテナですが、3バンドタイプです。ADS-Bの周波数は1090MHｚとなり、上記アンテナでは1200MHzも送受信可能なアンテナとなっています。
さらに、利得が1200MHz：13.5dBi (5/8λ 12段)とかなりあるので、かなり期待が出来ます。

え！？それは、1200MHｚの時だろって声が聞こえてきそうですが、マッチングが取れているのは1200MHｚなのは間違いは無いですが、このアンテナの凄い所は、ワイドバンド受信機能がついていますので、下記周波数を受信できるように作られています。

ワイド受信　100～170MHz，350～470MHz，840～1400MHz

よって、ADS-Bの1090MHzはもちろんの事、小型機用の978MHzも問題無く対応出来るアンテナとなっています。価格は、だいたい26,400円くらいが相場です。前者の2つのアンテナは、受信専用であるCP-98は送信も出来るアンテナなので、それなりに高価ですが、かなりの性能を期待できると思います。

今回は、こちらを調達することにしました。2025年ハムフェアでCQオームさんに事前オーダーをして会場にて受け渡しをさせていただきました。

ケーブルの話

ケーブルですが、本当は損失が高いので1ｍでも10D-FBを使いたい所！
でも、1ｍの10D-FBの片側N型オス、型側SMAオスのケーブルなんてこの世にないので
自作するしかないので、ちょっとめんどくさいので、RG58ケーブル（3D-FB相当）を
当初用意してましたが、少しでも損失が少ない5D-FBのケーブルに変更しました。

3Dと5Dと2mmしか違わないので、そんなに変わらないと思いますけど
10DのNtoNケーブルにコネクターN型からSMAに変換して
RG58ケーブルとかで引き込みとか考えましたが、
実はこの変換コネクターとか割とインピーダンスが大きめで、
変換コネクターつければつけるほど損失が増えて、結局10Dラズパイまで引っ張ってきても
結局5D-FBの方が損失が少なかったになったのでは意味がないと考えました。
妥協点としては、3D(RG58)から5Dへの格上げで10D化計画はいったんお蔵入りです。

この辺りは、直下にラズベリーパイを設置しないといけない件については下記の記事にて詳しくは書いてます。

ステップ1

HFのMLA(HFアンテナ)を鉄管の真ん中付近までずらしつつ、アンテナチューナーも同時に下に下げる。
下げると鉄管のてっぺんがあくので、そこにアンテナを取り付ける。
同軸を取り付けて、ブチルテープで巻いて防水加工を施す。
鉄管の途中にラズパイ受信ユニット（第6回で解説して作成したボックス）を取り付ける。

当初は、アンテナ直下にラズベリーパイを設置予定でしたが、メンテナンスのやりやすさとMLAであるHFアンテナから50ｗで電波出す事もあると思うので、その影響でラズベリーパイが故障して困るので、ADS-B受信用のアンテナからMLA間は同軸でパスすることにして、MLA用アンテナチューナーの下もしくは、物干し竿の別ポールにラズベリーパイを取り付けるかのいずれかとなります。

アンテナ設置完成

こんな感じで施工しました。ディスコーンアンテナより広範囲で拾えることを願ってます。
いちおうロケーションにもよりますが、上空数千メーターから5ｗ出力でAMで送信されているようなのである程度距離は稼げそうですけどね。飛行機に取り付けてあるアンテナがどっち向きに
取り付けてあるのか？下向きなのか？衛星に向けて上向きみたいなのでなんとも言えないですけどね。
それでなくても1GHzを越える周波数は指向性が強いので。

とりま上空からアンテナに向かって飛行機が直線上で障害物がないと、結構な距離飛んでくるみたいです。現時点では、ディスコーンアンテナにRXブースター導入でだいたい137km程度電波が届いているようです。今回設置したアンテナはかなり利得が高いので、200ｋｍ程度の範囲受信出来るといいなと思っています。

ステップ2（野外から家内へ通線）

LANケーブルを防水ケース（受信ユニット）から室内に通線してLANコネクターを圧着する。
HFアンテナ部分だけ、LANケーブルにアルミテープを巻き付けて
出来るだけ電波の影響を受けない様にする。
後は、PoEインジェクター経由でL2 Switchに接続する。
これで、電源が入ってラズパイが起動し、SSHでログイン出来る様になります。

テスト

1. ラズパイにpingが通ること
2. SSHで接続ができる事
3. ブラウザーでラズパイIPの8080ポートと8754ポートに接続できる事
4. Feedが送信されて正常にカウントアップされていること
   Feed先全サービスを確認する
5. HFを5ｗ位で3.5MHz/7MHz/18MHz/21MHz/24MHz/28MHzと送信して
   ラズパイの動作に問題が無いかを確認する。
6. HFの上記周波数を50ｗで送信して問題が出ないかを確認する。
   もし問題が出た場合は、問題が出ない出力まで絞っていって
   その出力を最大値として、それ以下のアマチュア無線運用とする。
   といっても、HFはFT8しかつかってないので、出力を絞って運用するがいいですね。

後は、Zabbix Agentが監視をしてくれるので状況をみつつ、次の第8回（ファイナル）運用編に進みます。
いよいよ長かったこの企画も次で最終回ですね。
思い立って、ざっと2ヶ月くらいで駆け足で作りながら検証しながら来ましたが
なんとかなりましたね。これらの記事を読めば、同じ環境が難なく作れると思います。
これから環境を構築しようと思っている方いらっしゃいましたら
参考にしていただき、分からない事があればコメントを頂ければ補足します。
キットが必要なら提供しますよ。ECサイト持っているので即時販売開始出来るかも。

設置後の性能検証

2025/09/29にアンテナをディスコーンアンテナから、今回設置したCP-98に変更してあります。
それまで、50,000強だったものが翌日140,000になり2025/10/05には200,000を越えました。

右が、ディスコーンアンテナで左が今回正式に設置したCP-98です。同一の場所で受信している環境で、これほど差がでるとは思いませんでした。中華製のアンテナもいいかも知れませんが、是非日本製のCP-98を使ってみてください。あまり売れないアンテナっぽいので、在庫も少なくなってきている気がしますので、

新潟付近まで見え始めました。

グラフで見ると2025/09/29を境にぐっと受信数や距離が伸びていることが確認出来ました。
AIRNaviのJapanの順位でいうと、2025/10/14時点のでは192ステーション中の69位くらいまではあがってきました。

最高受信距離については、上記の通り308.189kmが一番遠方の飛行機を受信したとなっています。
400kmまではなかなか行きませんでしたが、都内のめちゃくちゃロケーションが悪い中の設置でしたが、これはかなり満足した結果を得られたなと思っています。これが、山の上などに設置した場合、おそらく500ｋｍとか800ｋｍとか範囲が見える用になる気がしています。

考察（flightradar24では見えてるが実受信環境で見えない）

flightradar24で表示測位されている飛行機と実受信環境で比較してみた。
ピンクでマーキングした飛行機が、実環境とflightradar24の画面で一致している便である。
逆に言うとそれ以外は受信出来ていないということになる。
期待値的には、出来るだけ上空測位可能エリア内は、flightradar24と同じくらい見えてほしい思いがある！
しかし、現実は下記スクショの通りである。
※これは、仮のアンテナ　ダイヤモンドのディスコーンアンテナで受信した状況です。
　期待値としては、今回設置したアンテナの方が利得は高いはずなので、もう少し見える様になるかも知れません。

このように見ると、羽田空港も成田空港も受信エリアである事は間違いない。
特に羽田は滑走路も分かる位の軌跡を描いているのが見て取れる。

受信した履歴から表示される受信エリア（最大レンジ128km）

考えられる原因を探っていこう。ADS-Bを送信していない飛行機もあるかも知れないが
それはいったん置いておいて、電波特性の切り口で考察を進めて行く。

1GHz（正確には1090MHz）の電波は直進性が高い事と障害物を通過することが出来ない特性のため
下記の様な届き方をするはず。
リアル受信の飛行機とflightradar24で高度が低い飛行機は、都市部のビルや山などに遮られて届かない。
よって、高度が高い飛行機しか現在の受信場所のロケーションでは測位することができないはず。

左が羽田空港周辺、右が成田空港周辺、羽田はともかくとして、成田なんかなにも見えていない。

本当は、このように見えるのが一番理想ではある。
（左が羽田空港　右が成田空港のflightradar24でみた画面）

画像は、成田発旭川行きの飛行機だが、空港を離陸してぐるっと旋回し、少し高度が上がらないと測位出来ていない。上の図の通り、山だったり木だったり、ビルだったりに電波が遮られている為、このように見えます。

ということでサテライト計画を考えた！

妄想　サテライト計画

実家のある県にじーちゃんが、山を持っていると聞いた事があって、
そこに上記環境を設置したらサテライトとして、かなり実績が出るんじゃ無いかと思い始めました。
ただ、問題はその山もどこにあって、どこから登っていったらいいか全く分からないと
話を聞いた事があります。ただ、場所が分かれば上記環境を構築すれば、
サテライト環境としてかなりロケーションがいい場所に設置出来る可能性があります。

衛星回線を使わなくても、4Gが受信出来さえすれば、モバイル回線を固定回線として使える可能性もある訳なので。ただ、ハングアップとかした場合は誰かに再起動を頼まないといけないという。

草かりとか出来ないから、バッテリー交換時にはかなりかき分けていかないと
行かない感じになりそうですね。これは、あくまでも妄想なので実現出来る可能性はかなり低いです。そもそも、山の位置が分からないとの事ですので。ロケーションも分からずです。

まとめ

いよいよ、アンテナも設置完了し、所定の場所に所定の機材が設置出来ました。
運用編は、次の最終回で書こうと思います。この企画、かなり実験と構築と
仕様・仕組みなどで、記事をたくさん書きましたね。

開発に使ってきましたディスコーンアンテナですが、案外受信用のアンテナとしては完全無指向性のアンテナは良かったのですが、受信感度はやはりかなり平べったく数十MHｚから1．3GHｚくらいまで受信出来る事になっていますが、とがってる部分がないので、ADS-Bの受信感度としてはいまいちという結果となりました。

ただ、これはまだ出発点に過ぎないと思ってます。
東京の街の中で、ロケーションも良く無い上で、どこまでエリアを拡大できるか？
そんな所が研究ポイントかと思います。ただ、これ力つきて壊れるまで運用して
終わりになる可能性もありますし、それこそサテライト計画を実際に実施する方向で
検討するかも知れません。

日々の運用が始まりますので、どのようにしたら出来るだけ手をかけず
運用が出来るかなど、ファイナルの記事で書こうと思います。
ラズパイのSDカードの劣化も気になる所ではありますが
その話は次の回でで詳しく書きますね。

The post 本気でADS-B受信環境構築 第7回 #ADS-B first appeared on ～下町物語～.

さて、この企画第6回がやってきました。ラズパイの本番機は既に構築済みで、
実際に稼働しているので今回は、防水ボックスへの組込を行って行きます。

部材調達にまだ時間がかかっており、完全には組み込めないですが
とりあえず、温度制御基板が到着したら、ケースにだけは入れれると思うので
そちらでやって行こうと思います。

第5回まで読んで無い方は、まず第1回から是非読んで見てください。
これから、秋の夜長じっくり読んで部材をそろえると、冬にはADS-Bの受信が楽しめるかも知れません。

最終的な構成

諸々考えた結果、このような構成になりました。
この構成で作っていきましょう。

ケース加工

加工と言っても、ケース底面の穴をくりぬいたり、自在ボードにタップビスを打っていくくらいです。
こういうケースに元々、ケーブルを通す穴については、穴をきれいに抜くにはコツがあります。
マイナスドライバーと、ゴムのハンマーを使ってサクッと抜いていきます。

丸印の部分に、マイナスドライバーをあてて、ゴムハンマーで軽く叩きます。
そうすると、簡単にくりぬくことができます。後はバリがあれば、それを取れば完了になります。

自在ボードの加工

内部は、M3の15ｍｍのねじで、自在ボードにねじうちして、ラズパイはメンテナンスを行う前提で
ねじとねじの間に結束バンドを通して、固定出来る部分を作って、そこにマジックバンドを通して
ざっくり固定する方式にしました。ちょっと、見た目的にも改善の余地はありそうです。
設置までにもうちょい考えて見ます。

下記工程で結束バンド連結によるステーは止めて再加工をしました。
USB温度ドングルのケーブルがかっこ悪いので、これは極細ケーブルに交換してSmartに配線を行います。
また、SDRドングルについても配線を見直すかも知れません。

自在ボードに固定すると、それなりにきれいな配置になったかと思っています。
将来的に978MHz帯を受信する場合、SDRドングルの場所やケースの変更など
考えないと行けないですが、雑にSDRドングルを2階建てとかにすれば
このケースでも問題ないかも知れません。その時考えましょうかね。
ワンプレートでのってしまうのがいいですね。

ケース内部処理

自在ボードにM3のタップビスを打って、ラズパイとチューナーとフィルターの設置場所を作成し
内側にアルミテープを全面に貼り付けて、出来るだけ外部電波を遮断します。

アルミテープについては、HFのアンテナが取り付けてある鉄管に取り付ける事と
50ｗ程度ですが、いちおう電波発射時影響を出来るだけ避ける為に内部をアルミテープにて加工をするものです。
ただし、どうしても囲いきれない部分があるので、実はあまり意味がないかも知れません。
気持ちの持ちようかも知れません

※本件施工については、ノイズ対策とHF帯の送信アンテナが取り付けている
　鉄管に取付る特殊環境の為にやってますので、そのような環境で無い限りアルミテープ施工は必要無いと思っています。

こんな感じでどんどんアルミテープを貼っていきます。これは、以外に楽しい作業でした。

かなり時間がかかりましたが、大まかにはこんな感じで施工しました。

ケース冷却ファン

ケースの底面に4ｘ4ｃｍの2500rpmのファンを搭載します。
これらは、ある一定以上で動作するように、サーミスターを搭載した
温度管理モジュールによって【ON・OFF】される仕様となる。
ONの時は、外部から眺めても、ファンが動作している事を示すLEDを搭載する。
いずれも、5ｖのUSB電源を起点として動作する設計にする。

FAN取付場所については、ケース通線部にあうようにファンを設置し
アルミテープで目張りして、ケース内の空気を吸わないように、
フレッシュな外部の空気を吸うように施工しています。
電源ケーブルについては、アルミテープで固定し、
ケース上部に設置予定の温度制御基板につなぎ込むため施工してます。

自在ボード

こんな感じでM3のタップビスで各基板の取付位置に処理を行いました。

自在ボードの裏にある鉄管取付用のブラケットを止めている
ねじもコーキング剤を流し込んでビス打ちして、その上からコーキング剤を塗って防水加工し
さらに、コーキング剤ごとアルミテープを貼り付けてます。自在ボードの裏が底上げされているので
そのような加工を行っても、全くクリアランス的に問題ありませんでした。

動作LEDについての処理

シリコンのコーキング剤をぬって防水加工しました。写真のケーブルは、温度制御基板が来たら
適切な長さに切ってSmartに処理します。

グロメットにて通線処理

上記のように、5つ並んでいるので、真ん中を除く4つを貫通させます。
貫通方法は、上記ケース加工で記載した通りです。
一番外の穴は、通気口と取風口となるので、グロメットは入れないで運用する

LANと書かれている場所と、同軸と書かれている場所は、配線を通線する関係でグロメットを入れて
防水処理した上で、害虫の侵入を防ぎつつ通線を行う

外装は、こんな感じで網を張って、野外に設置するので、暖かい所にはGが入り込む可能性があるので
フィルターを設置して、害虫が入って中でぬくぬく卵を産む等を防ぐ仕様にしました。

害虫侵入防止網も下記のように加工しました。網の端が浮き上がって、雨風にまけて剥がれそうだったので
アルミテープにて加工しました。この上から金網をはって電波の侵入を防止しようかとも思いますが
さび等の影響もあるので、ここはこれで良いかなと思います。

さすがに、通気口ですが、防水コネクターを取り付けて、PF管を２０ｃｍ程度伸ばして
下からの雨水の侵入を防ぎたいと思います。いったん、部材を追加して加工します。
普段の雨ならおそらく問題ないんですが、台風とかそういうのも考慮したら、
若干の下からの逆流対策を考えておいたほうがいいといった決断になりました。

ケース裏面について

自在ボードのねじ部分からの電波侵入を防ぐため、裏面も処理してみました。
特に意味があるかどうかは？いまいち分かりませんが
自己満足の世界ということで

動作表示LEDについて

温度制御基板にインプットする電源は、USBから5Vをとって
ラズパイ動作確認LEDとして外部から確認出来る仕様にする。

温度制御基板について

温度制御基板回路図的には以下の通りで、温度制御基板からはマイナス制御でON・OFFさせるみたいだ。
表示は、12Vになっているが、5V用のデバイスをチョイスしているので、5Vでも動作するはず。

ケース上に取り付け予定で配線類を調整する
仮設置ではこの当たりの予定で、温度制御基板の下は空間があってそこに配線を格納する。
画像左下のは、一次的にモバイルバッテリーで駆動させているので
ラズパイの代わりの電源として、テストを行っている最中です。

サーミスタは、左上に見にくいですが固定しました。
全体をアルミテープで覆っていますので、熱も伝わりやすいかなと思います。

ケースに格納イメージ

※結局、USBチューナーが不調になって、チューナーを別のに交換したのでプリアンプ及びフィルターは廃止となりました。下記が最終形態となります。シンプルイズベストですね。中央に鎮座する温度計は、本番運用時撤去します。一時的にどのくらいの庫内温度か把握する為に、一時的に設置した物となります。

後で分かりましたが、チューナーが不調は、USBポートに接続する機器が多いと、電圧が不安定になってチューナーが見えなくなる事象を確認してあります。そのため、不調と思っていたチューナーも故障ではなかったと思っています。道具箱に入れてしまったので、既に行方不明ですが

動作確認

左が設定温度以下でありファンが停止してて温度監視中及び
ラズパイが起動しておりUSBから電源が出力されている場合点灯する。
ラズパイは、OSが生きていないとUSB電源がでない為、このLEDが点灯している事は
ラズパイに電源が投入されており、OSが動作している目安となる。

右が、設定温度以上の庫内温度になっていてファンによって、
外気を強制導入して冷やしている時点灯する。
夏場は、24時間ずーとONの状態でしょうけど、
春秋は日中のみ冬は日中でもついたり消えたりを繰り返し
庫内の温度を出来るだけ一定に保つように動作する。
下記のように期待通りの動きになりました。

あと、delayを入れているので、ちょっと位設定温度を超えたくらいでは起動せず、
それによって、オン・オフを繰り返す様な動きにはならない設定を入れてます。

当初SDRドングルがかなりの発熱で、これに強制冷却用のファンを取り付ける予定でしたが
ケースファンが定期的に稼働することを考えると、今の所問題なさそうということで
いったんファンの取付は、今回は見送りました。また、来年夏に不安定になるようでしたら
とりつけしようと思います。

悩ましい設定温度について

ぶっちゃけ、ラズパイってCPUの温度60℃でも動作OKで、80℃越えると処理制限が入るので
季節も考慮すると、35℃とかの設定でも良さそうですが、出来るだけ低い温度を担保した方が良い気はするので30℃くらいの設定でいいかな？とも思いつつ。ラズパイ、強制冷却して涼しい部屋で設置して36℃表示です。

リモートでは設定変更できないのでファン劣化も考えると、32℃とかの設定でいいのかもですね。
といっても、夏はそれでも庫内40℃越えているでしょうから、常時動き続ける事にはなってしまいそうです。
ただ、庫内温度は、ラズパイにUSB温度センサーを取り付けて監視はしているので
あまりにも高い温度になるようでしたら、若干低めの設定に変更するかも知れません。
いったんは32℃設定で行きます。

ケースに自作ステッカー貼り付け

特にこれは見た目重視として、ボックスに受信機材が入っている事をぱっと見分かる様に
ステッカーを作って防水シートで保護した仕様で貼り付けています。
市販する気もないですし、あくまでも個人使用の為に作成して貼り付けました。

温度管理について

上記ファンのところでも記載しましたが、それとは別にラズパイにUSBドングルを取り付けて
ボックス内の温度とラズパイ自体の温度を測定し、監視サーバに送る仕組みを作ります。

購入したのは、上記のデバイスです。こいつをラズパイに接続し
このセンサーがゲットした情報を元に、監視サーバでalert等を行います。
ちょっと癖があるデバイスなので、注意事項が何点かあります。

ラズパイに直接刺したら駄目です。
理由は、ラズパイの温度を拾ってかなり高い温度で検知します。
必ず、USB延長ケーブル等で接続する必要があります。

次に、このデバイス内部のファームが購入時期によって、違うという事です。
対応したスクリプトが、気持ち良く動作しない事が多々あります。
私が買ったこの機材は、実はファームが1つあがっていて、古いスクリプトでは
全くノーレスポンスでした。

まずは、動作からみていただくと、下記のコマンドで温度を取得できるようにします。
temper.py は　【https://github.com/urwen/temper/issues/9】からゲット出来ます。

rurineko@ads-b:/tmp/temper $ sudo temper.py
Bus 001 Dev 007 3553:a001 TEMPerGold_V3.5 25.00C 77.00F - - - -
                                          ------ 温度が取得出来てます

このデバイスは、 TEMPerGold_V3.5であり、センサーIDは【3553:a001 】であることが分かる。
これに対応したソフトは1つしかありませんでした。

$ cd /tmp
$ git clone https://github.com/ccwienk/temper.git
$ cd temper

rurineko@ads-b:/tmp/temper $ ls -lrt
total 60
-rw-r--r-- 1 rurineko rurineko  1855 Sep  2 10:23 DOCKER.md
-rwxr-xr-x 1 rurineko rurineko  1346 Sep  2 10:23 temper-service.py
-rwxr-xr-x 1 rurineko rurineko 17293 Sep  2 10:23 temper.py
-rw-r--r-- 1 rurineko rurineko   778 Sep  2 10:23 setup.py
-rw-r--r-- 1 rurineko rurineko 10705 Sep  2 10:23 README.md
-rw-r--r-- 1 rurineko rurineko   275 Sep  2 10:23 Makefile
-rw-r--r-- 1 rurineko rurineko  1062 Sep  2 10:23 LICENSE
-rw-r--r-- 1 rurineko rurineko   663 Sep  2 10:23 Dockerfile
-rw-r--r-- 1 rurineko rurineko   220 Sep  2 10:23 docker-compose.yml

★temper.pyがある事を確認して
$ sudo cp ./temper.py /usr/local/bin
$ cd /usr/local/bin
$ sudo chmod 755 temper.py

これで、パスが通っているので、どこのディレクトリからも下記でコマンドが動きます
$ sudo temper.py
rurineko@ads-b:/tmp/temper $ sudo temper.py
Bus 001 Dev 007 3553:a001 TEMPerGold_V3.5 25.00C 77.00F - - - -

監視組込

まずは、ラズパイ側のZabbix Agentの設定

$ sudo nano /etc/zabbix/zabbix_agentd.conf

最終行に下記を追加します
#Box Temp Get
UserParameter=box_temp,sudo temper.py | awk '{ print $7 }' | cut -b 1-5

CTRL+OとCTRL+Xでセーブして編集画面を出ます。

★Zabbix agentを再起動させて起きます
sudo systemctl restart zabbix-agent

続いて、Zabbix Serverがわにアイテムを作っていきます。

温度を取得できるか？テストを行います。
ピンクで囲った枠にUSB温度センサーからの情報が取得出来ていると正常動作です。

ダッシュボードに項目追加を行います。
これで、24時間ボックス内の温度が把握できるようになりました。
トリガーを設定して、alertを仕掛けるなど適時行ってください。

次に、ラズパイのマザーボードについてる
温度センサーをつかってラズパイの温度も監視しましょう。

ラズパイは、下記の場所に温度を保存しています。
ただ、値としては1000倍で保存されているので、これをZabbix Agentに渡すところで
1／1000に演算して、温度として監視サーバに渡してます。

温度保存場所
/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp

$ sudo nano /etc/zabbix/zabbix_agentd.conf

最終行に下記を追加します
#pi tmp
UserParameter=pi_temp,cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp |awk '{print $1/1000}'
CTRL+OとCTRL+Xでセーブして編集画面を出ます。

★Zabbix agentを再起動させて起きます
sudo systemctl restart zabbix-agent

監視サーバ側の設定を入れます。

テストをしてみましょう。
ピンクに囲った所に、温度が出ていることが確認出来れば、正常に

ダッシュボードに項目追加

必要部材がなかなか届かず

温度制御基板が到着が10月になりそうなので、それが届き次第いったんケースに組み込んで
自宅内で運用し、アンテナ等の部材が届き次第、設置する感じになります。
それも、11月くらいになりそうですね。正式運用をことし一杯で始めれるような感じで
段取りしたので、オンスケと言えばオンスケですね。

届かない部材は、下記の部材です。今の状況だと、日本国内までは届いて居るが
そこから、配達業者が動いていない。そもそも、一番安い送料で来てるから現時点で10月25日目安です
国内まで来てるので、早急に配達してくれてもいいんじゃないかと思います。
それか、配達がいやなら、自分とりに行きますよ。とは思います。

例によって、こんなのはアリエクスプレスにしかありませんので
アリエクスプレスの発送事情については、別記事にて書こうと思っています。
何気に早い配達の場合とそうじゃないものがあって、だいたい肌感が分かってきたので。
2024/09/12の夜に物が届きましたので、夜な夜な半田ごてで配線作って組み込んで動作確認までしました。

最後は

ボックスに鍵を取り付ける場所があるので、雨風に晒される事もあって
さびない頑丈な鍵をして、常時施錠して管理出来ればと思います。
次は、アンテナ設置取付編でまたお会いしましょう。

ここまでかなり急ピッチでやってきましたが、アンテナ取付とかかなり暑いとしんどいので
部材は出来るだけ早く集めきりますが、設置は秋深くなってきてからになると思います。
現実ついてるHFのアンテナを若干、下に下げたり鉄管を上に出したりとか
色々あるので、また、詳細は次の第7回で記載しますね。

余談ですが、ADS-B受信キットとして商品化するなら
今まで書いた内容で全部キットにすると、結構高めになっちゃいますね。
選べるオプションで松竹梅ですね。

完全に構築済みで、IPとかDNSとかだけで動く様な仕様の物が高くて
結構手を動かさないと行けないキットは安めの設定でだすか。
ぶっちゃけ、これ、手を動かした方が楽しくていいんだけどな。

はい。そんなことを考えております。
それではまたお会いしましょう。
ここまで読んで頂きありがとうございました。

The post 本気でADS-B受信環境構築 第6回 #ADS-B first appeared on ～下町物語～.

前回、ラボを記事としてあげましたが、それからまた少し実験をしています。
そちらを読まれてない方は、ぜひ、そちらから読んでみてください。

わかったこと

下記のSDR　ADS-Bドングルですが、こちらは内蔵しているフィルターとブースターは、かなり強力ですが
近く（40cm）くらいの近さで20wの出力で送信している無線機があります。
常時ではないけど、1日おそらく10時間くらいは送信してるんじゃないかと思いますが
その無線機が送信状態の時、見事に受信画面から飛行機がさーと消えて行ってしまいます。

ということは、そこそこブースターで持ち上げている信号の中、
フィルターが430MHz帯域の抑圧を除去出来ていないという事に気がつきました。

本番環境については、下記のような構成で、こちらに使っているフィルタ／ブースターでは
430MHz帯で送信しても、抑圧をフィルタで除去してくれて、全く飛行機が見えなくなることはありませんでした。
よって、フィルタの性能については、本番機で導入した機種の方に軍配が上がります。
また、ラボ1で、ブースターもイマイチと書きましたが、スプリットケーブルを用いて
1本の電波を2つに分けていた為、そこでかなり減衰が発生して、フルスペックを発揮出来ていなかった様で
そこを取り外して直接接続することで、ブースターの実力も見えた感じになりました。

下記がその後の受信エリアとなります。
北は福島県いわき市付近まで、南は静岡県静岡市、房総沖40km程度
西は千葉県鹿島市沖50km程度まで、現在の仮のディスコーンアンテナで拾えるようになりました。
本命のアンテナは、利得が公表値でアンテナ利得14dBiとなっており、ディスコーンアンテナが1200MHz帯で
アンテナ利得2.15dBiの為、公表値であった場合、+100km～200km程度見えるエリアが広がる可能性がある。

仮に（筆者的には絶対そうだと思ってる）公表値以下として、9dBi程度としても
100km位は見える範囲が広がれば良いなと言った感じ。
範囲としては、山形・新潟・長野・静岡・愛知位まで拾えれば優秀ですね。

ただし、スプリッターで本番機とstaging機と比べると

やっぱり、staging機に接続しているSDR ASD-Bドングルの方が高い解像度を持っているように思う。
そして、高い解像度ゆえ、430MHzの抑圧を抑制出来ないでいる気がする。
ドングルを入れ替える事も出来るけど、さてどうしたものか！？

アンテナ利得とは？

アンテナ利得とは、アンテナが受信した電波の強さをどの程度出力できるのかを数値化したもので、
アンテナの性能を表す指標です。単位はデシベル（dB）で、数値が大きいほどアンテナの性能が良いとされています。
dBi表記は、すべての方向に均等に電波が放射される仮想アンテナを基準とした利得表示で、アイソトロピック比と呼ばれています。 両者の間には0dB＝2.14dBiという関係があります。 dBiで表示すると数値が2.14大きくなるため、カタログ表示で多用されています。

簡単に言うと、3dBの利得があるアンテナだと、基準アンテナの2倍の強さで受信が出来る性能である。
6dBだと、基準アンテナの4倍の性能が出る。
20dBだと、基準アンテナの100倍の性能のアンテナであるという事。

ただし、カタログ値では、dBi表記なので、14dBiだとdB表記だと6.54dBという事になる。
それでも、基準のアンテナの4倍の性能になるので期待は持てると思っています。

なんとなくラズパイが熱いと受信感度低下？

受信する飛行機の数が減る気がする。
今、PoEHATをラズパイに取り付けて運用実験をしていますが、
このPoEHATには、小型のFANが内蔵されています。
そのFANは、どうも50℃を越えると起動し、48℃位で停止をするという制御が入っているようで
基本的に下記の通り50℃前後を保てるような設定になっているっぽいです。

結論からすると、受信はできてるっぽい気はするので、今日はたまたま到着便・出発便が少なく
且つ、成田から通過していく便も少ないだけのように思うので、ちょっと様子見します。
そもそも、ラズパイが熱くても、受信しているのはSDRドングルな訳で
あまり関係無い気はしますよね。80℃越えると処理リミッターが入る様ですが
そこまで熱くはないので、いったん様子見で本番運用する際は24時間強制FANを稼働させるので
外気温によって変わると思いますが、そこそこの温度帯で稼働できるのではないかと思ってます。

受信状況をグラフにするツール

Performance Graphsというオープンソースを入れました。
ADS-Bの受信についての詳細がとれるようになりました。

続いて、スペックについての詳細も取れるようになりました。
ただ、これは、Zabbixで採取しているので、あまりこちらではざっと確認する程度に使っています。
alert機能はないので、あくまでも過去そうでしたというグラフになりますが
かなり参考に出来るので、今後の研究に使えるかなと思いました。

導入方法　ラズパイ標準OSにて

いつものようにSSHでログインします。

インストール

sudo bash -c "$(curl -L -o - https://github.com/wiedehopf/graphs1090/raw/master/install.sh)"

これで、上手く行けば下記で見れるはずです。
※ただし、最初のグラフを書き出すまで10分程度時間が必要との記載があるので
　最初アクセスしても、枠だけでグラフは表示されていないかも知れません。
　10分程度まって、グラフが表示されてきたことを確認して頂ければと思います。

http://ラズパイ/graphs1090/

このツール、SDカードへの書込ストレスを緩和する為、1日1回ざっと書き込んでいるようですので
途中でシャットダウンやリブートをすると、空白時間が出来る様なので、厳密に空白時間を作りたく無い場合等は
リブート・シャットダウンする前に、強制的にセーブするコマンドを実行し、SDカードにデータセーブが必要になるようです。

SD カードへの書き込みを減らす (デフォルトで有効)

SD カードへの書き込みを減らすため、データは 24 時間ごとに SD カードに書き込まれます。データ損失に関する注意: 電源を取り外したり失ったりすると、前日の 23:42 以降に生成されたグラフ データが失われます。この問題を回避するには、sudo shutdown nowPi を抜く前に対処してください。詳細については、書き込みの削減に関するセクションを参照してください。再起動やシャットダウンは問題ではなく、データ損失の原因にはなりません。

データがディスクに書き込まれる頻度を変更する場合は、/etc/cron.d/collectd_to_diskコンテンツを編集して、次のいずれかのオプションに置き換えます。(graphs1090 インストール スクリプトを更新/実行すると、これがデフォルトに上書きされます)

# every day at 23:42
42 23 * * * root /bin/systemctl restart collectd

# every Sunday
42 23 * * 0 root /bin/systemctl restart collectd

# every 6 hours
42 */6 * * * root /bin/systemctl restart collectd

この動作を無効にするには、次のコマンドを使用します。

sudo bash /usr/share/graphs1090/git/stopMalarky.sh

動作を再度有効にするには、次のコマンドを使用します。

sudo bash /usr/share/graphs1090/git/malarky.sh

上記の動作の仕組みについての説明: systemd サービスの構成が変更され、グラフ データが /run (メモリ) で管理され、毎晩のみディスクに書き込まれるようになります。再起動/シャットダウン時にディスクに書き込まれ、システムが再起動するとデータが再び /run にロードされます。電源が失われると、最大 24 時間分のデータが失われます。

これはうまく機能しており、多くの人が SD カードの消耗を懸念しているため、これをデフォルトにしました。
rrd データベースは毎分書き込まれ、1 時間あたり約 100 メガバイトが書き込まれます。最近の SD カードのほとんどは、これを 10 年以上簡単に処理できるはずですが、必要に応じて書き込み量を減らすことができます。デフォルトでは、Linux はキャッシュに最大 30 秒保存した後、データをディスクに書き込みます。これを 10 分に増やすと、実際のディスク書き込みは 1 時間あたり約 10 メガバイトに減ります。

最後の 10 分間を失いたくないデータを Raspberry Pi で処理する場合は、これを変更しないでください。
この書き込み遅延を 10 分に増やすには、次のようにします (再起動後に有効になります)。

sudo tee /etc/sysctl.d/07-dirty.conf <<EOF
vm.dirty_ratio = 40
vm.dirty_background_ratio = 30
vm.dirty_expire_centisecs = 60000
EOF

Raspberry Pi の電源が切れたときにデータが失われても構わないので、これを 1 時間に設定しました。

sudo tee /etc/sysctl.d/07-dirty.conf <<EOF
vm.dirty_ratio = 40
vm.dirty_background_ratio = 30
vm.dirty_expire_centisecs = 360000
EOF

ほぼほぼ運用に必要なツールはそろってきたので、これでいったんバックアップを取って
何かあった時に、そこまでは戻れる環境にしたいと思います。

総括

如何だったでしょうか？
ラボ2回目ですが、仮運用し始めて色々課題も見つかって、それをどのように解決するか？
データ分析するも、必要な情報をどのようにゲットするか等、今後も探求は続きます。
別件ですが、AISの受信もし始めようかと思いつつ、海が近くありません。
SDRドングルを追加して、そっちをAISの受信機として別途160MHz帯のアンテナを取り付けて
見ても楽しいのではないかと思っています。

The post 本気でADS-B受信環境構築 ラボ Vol.2 #ADSB first appeared on ～下町物語～.

staging環境と本番環境がほぼほぼ稼働状況になりましたので、
諸々ラボとして実験をしていきたいと思います。
正式運用開始しちゃうと、出来るだけ止めたりしたくないので、
色々実験するにはstaging環境を今後は使う形になりますが、
今は本番環境も気軽に止めれるので、じゃんじゃんやって行きましょう。

SDRドングル

まずは、SDRドングルの違いによる受信感度の件からです。
今回実験の為、入手したSDRドングルは下記の2つです。

特徴

テスト環境について

ディスコーンアンテナから、インピーダンス度外視で、2股のスプリッターという名の下の
分岐ケーブルを使って、V4にはフィルター／ブースターが内蔵されていないので
外付けのフィルター／ブースターを取り付けて、その下にSDRドングルを取付
もう一方は、スプリッターから直接SDRドングルに接続して同時接続の下感度測定を行っている。
おそらく、スプリッター部分での損失も出ていると思うので、フルスペックでの測定ではない事に注意されたし。

感度について

RTL-SDR V4には、フィルターもブースターも内蔵されていない為、
単純に比較は出来ないけど外付けフィルター／ブースターを追加して、感度比較してみた。

右がRTL-SDR V4　左がADS-B Mode-S TV Tuner Stickである。
これだけを見ると若干ADS-B Mode-S TV Tuner Stickに軍配が上がる気がする。
RTL-SDR V4につけているブースターが結構いいお値段した割にイマイチなのかも知れない結果になっている気がする。

ディスコーンアンテナの特性や開けている向きもあって、若干でこぼこしているが
本番機をADS-B Mode-S TV Tuner Stickに変更した方が、良い結果が出る気はし始めている。
このまま継続し検証を進めていき、本設置となる時に決断してどちらかにしたいと思う。

ブースター・filterについて

数種類出ているフィルター／ブースターですが、今回入手した製品は以下の製品です。
商品詳細を見る限り、他よりブーストされる出力が大きかった事でこれにしました。

スペック

Nooelec SAWbird+ ADS-B:プレミアム、デュアルチャンネル、カスケード超低ノイズアンプ(LNA)&飛行機追跡アプリケーション用フィルターモジュール1090MHz(ADSB)および978MHz(UAT)センター周波数

この製品は、競合製品と比較して、プレーン トラッキング信号強度 (SNR) を大幅に向上させるように設計されています。 入手可能なすべての低コスト ADS-B アンプおよびフィルタを大幅に上回ります。
SAWbird+ ADS-B は、ADS-B と UAT の両方のアプリケーションに対してクラス最高の雑音指数 (0.9dB 以下) と大幅なゲイン (34dB 以上) を提供することで、SNR を向上させ、したがって信号範囲を拡大します。
購入品には、美しい黒色のカスタム アルミニウム エンクロージャにプレインストールされた完全に組み立てられた SAWbird+ ADS-B モジュール、2 つのオス – オス SMA アダプタ、およびマイクロ USB – DC バレル コネクタ アダプタ ケーブルが含まれています。
注: 他のアンプと同様に、結果として受信が増加することを確認するには、ゲイン レベルを下げるか、シグナル チェーン内の他のアンプを削除する必要があります。 そうしないと、無線に過負荷がかかり、受信が減少するか受信がゼロになります。 意図したとおりにセットアップすると、SAWbird+ ADS-B はほぼすべての飛行追跡セットアップのパフォーマンスを大幅に向上させます。
デバイスの両側には、バイアス ティー電源オプション (3 ～ 5 V DC および 140 mA 以上の電流が利用可能) が用意されています。 あるいは、バイアス ティー電源が利用できない場合や不適切な場合に、マイクロ USB ポートを使用して外部電源を供給することもできます。

結論としては、それなりにフィルターされていて、それなりに受信出来る範囲が広くなったので
動作している事は間違い無いということと、978MHz帯のフィルター／ブースターも内蔵されているので
将来的に有意義に使える可能性は高い。日本国内においては、いちおう導入実績はあれども
1090MHzがメインであるには違いないので。

後は、他社のモデルは、動作ＬＥＤ等がなくて、動作しているのか？どうか肌感で知るしかないので
その点は、この製品はＬＥＤがついているので、動作を目視確認出来る点が良いかなと思う。
バイアスティに対応しているので、ＳＭＡアンテナ端子から5ｖを出力してあげると
特にこれについては、電源を確保する必要が無いというのも良い点だと思う。

アンテナ直下にラズパイごと設置を考えているので、PoEでＬＡＮケーブル1本で
全て電源も完結できるのは大きいと思う。100ｖの電源ケーブルとＬＡＮケーブルと
2本引き回すのはとても大変なので。

まちがってもこの構成はNG（やるとしても条件付き）

もっと感度を上げるため、下記の様にADS-B Mode-S TV Tuner Stickの手前に
フィルター／ブースターを噛ませると、増幅した電波をさらにADS-B Mode-S TV Tuner Stick内部で
増幅する2段ブーストターができあがるのですが、これは、実は止めた方がいいです。

ブースターは、受信できるか？できないか？の電波を底上げして、受信出来るレベルまで引き上げる物である。
そもそも、かすかにも聞こえていない物を、大音量にしても聞こえないのと同じく
さらに、大音量にした場合、ノイズも同時に増幅されるため本来必要なパルス波が
増幅した雑音がうるさすぎてかき消されてしまう現象が起こる。

よって、この構成にする場合は、必要な増幅幅を調整出来るアッテネーター自作等で
ちょうどいい増幅幅になるように調整出来る機構が必要になります。
フルパワーで増幅すると、せっかくブースターで増幅し微細なパルス波が復調できるようになったのに
逆効果になりかねないと言った事も、頭に置いて考える必要があります。

総括

今回も色々やってきましたが、部材がなかなかそろわず、手を動かせないので
ちょっと実験って感じでやっています。アンテナも来月位で涼しくなってから
設置になるので、それまでは色々実験していきたいと思います。
記事に書くかどうかは、また別の話ですので、何か試して見てほしいこと等があれば
コメントいただければと思います。

電波については、アマチュア無線技師なのでいちおう、その当たりの知見をつかいつつ
少し濃い領域まで記事にしています。何か参考になればと思います。
次は、SE観点でADS-Bのビーコンフォーマットや仕組みについて
もうちょい深掘りしてみましょうかね。

アンテナについても、ロケーションが良いとそれほど高スペックなものでなくても
良い気はしますけど、ロケーションがわるいと出来るだけ高利得なものが相性が良いと思います。
ただ、都市ノイズが多いと、利得が高いとそれらも拾ってきてしまう気はします。
設置は、出来るだけ高い部分に設置することがおすすめですが、例えば屋根の上などです。
筆者は、これからアンテナは設置しますが、ベランダに衛星アンテナ用の基台を取り付けて
それに鉄管を固定して立ち上げています。

テスト中は、1300MHzまで受信出来る上記紹介のディスコーンアンテナを使っています。
指向性は全く0が特徴ですが、それにしても利得としては、効率の良い物では無い気がします。
あくまでも、広範囲受信出来ますよって程度かと思います。

それでは、次の第6回防水ボックス制作編でお会いしましょう。

The post 本気でADS-B受信環境構築 ラボ Vol.1 #ADSB first appeared on ～下町物語～.

今年もなんとか行く事が出来ましたので、少し時がたってしまいましたが
レポートをさらっと書こうと思います。
暑すぎてあまり覚えていないのですが、写真みつつでレポートします。
雰囲気だけでも味わっていただければと思います。

有明テニスの森駅からスタート

初日に参加してきました。2024年ハムフェアですが、毎年ビックサイトで開催しているハムフェアですが
今年から有明GYM-EXでの開催になっています。

駅に着いて、FT3Dに入感するハムフェア記念局からのCQですが、
野外からハンディ機で5ｗフルパター出しても、抑圧で全くとってもらえないという
洗礼を受けて！中はまた偉い事になってるんじゃないか？と思いつつ会場に向かって歩いて行きました。

会場入り口

開場してすぐは、大変混雑が予想されたので、今年からは12時に駅に着くように移動して
だいたいこんな感じですんなり、チケット購入が出来る状況でした。

いよいよホール入り口へ

ここで、チケットを提示して会場の中に入る事が出来ます。

KENWOODブース

まずは、正面にKENWOODさんが見えてきました。

TS-990

KENWOODさんでは、TS-990等が展示されていました。
さすが高級機ですね。ボタンが一杯並んでてきっと買ったら楽しいんだろうなと思いつつ
私は、この機種は一生使う事が無いんだろうなと思いつつ見てました。
HFで2波同時受信ってめちゃくちゃいいですよね。
CWfilterとかもそうですし、受信限界点から先にさらに解像度をあげて判別出来る所まで
持っていくって言うのは、コンテストとかでは死活問題なはずなので、性能差が出ちゃう所ですね。

TH-D75

TH-D75の実機が展示されていました。この機種は、DSTARとAPRSが売りなようで
APRSでは、TH-D75がデジピーターの機能を持っているそうで、山の上でAPRS通信（パケット通信）の電波を
受信して再送信してくれる機能が内蔵されたようです。

パケット通信をされた事がある方なら、中継機能で昔遊んだ記憶があると思います。
当時、東京ハイパワーのTNCで144と430や144と1200とか430と1200とかで、クロスコネクトが出来る
デジピーターを運用されている局がいまして（当局も当時運用してました）そこで周波数変換しながら
どこまで登っていけるかで遊んだ物でした。

話はそれましたが、DSTARも使えるので、かなり利便性が高い機種だと思いました。
予算が許すなら買って見たい機種の1台だと思います。

八重洲無線ブース

今回の目玉が展示されているという事で見に行って来ました。

FTX-1F

ICOMのIC-705の対抗馬と言われている機種が、来年リリースされるようです。
X（旧Twitter）で、ハムフェア2024直前に情報が出回り始めて
もしや、展示されるのでは？と噂された機種がこれになります。

実際みた感想ですが、結構でかいなって事と車にFTM-400XDHをつけてるけど
これ1台に集約した方がと考えましたが、出力の問題で今の現状維持がいいかなと
思い直しました。バッテリーだと6ｗ出力でDC接続なら10ｗ出力とのことで
ちょっと、今144/430 HFも50wのリグなので現状維持ですね。
705持ってなければ、買ってもいいかなと思いましたが。
後は金額の問題ですね。

ICOMブース

ICOMブースは、今回は新製品のIC-7760が展示されていました。

IC-7760

ICOMさんの目玉はこの機種だと思います。
コントローラーとRFデッキのツーピース構成を採用した、
200WのHF+50MHzトランシーバー。

ALINCO

アルインコさんは、他社とは別ベクトルでの開発が行われているようで
アナログ重視を打ち出していました。

比較的現在のラインナップを展示されていました。

DIAMONDこと第一電波工業ブース

今年も参考出品も含めて結構色々出されていたいと思います。

気になったのはこれ

KV200Aという、ATU用アンテナエレメントと基台のセットが参考出品の形で
展示されていました。1.8MHz～30MHzまで対応のアンテナエレメントのセットらしいです。
現在リリースされているATU用エレメントは、3.5MHz～50MHzなので、こちらはよりトップバンドからでれるようです。

ももすけさんが、詳しく話を聞いてレポートいただいてますので
その動画をどうぞご覧ください。

そのほかの結構色々なアンテナリリースされておりました。

COMET

その他小売店のブースにて

欲しい第一電波工業さんのATU用エレメントも売られていました。
今年は、本当にフリーランスかなり厳しい税制にやられていまして、
軍資金が無くて、去年は4万円位のアンテナサクッと2本くらい買って帰ったのですが
今年は、全く予算が無くて指をくわえて見て素通りしました

一通りみて、最後はハムフェア記念局運用ブース

毎年やっているこの記念局運用ブースですが、今年は会場が変わった事によって
野外にタワーアンテナを立てれない事によって、HF帯はリモートで200ｗ運用を行い
UHF/VHF/1200MHz/5.6GHzについては、室内にアンテナを立てて運用するという
そんな感じになっていた模様です。

で、抑圧問題が多発です。場内にGPをたてて、50ｗで波を出すという事で
またもや、430MHzは使いものにならない状況になってました。
冒頭に書きましたが、会場外から430MHzでCQに5ｗで応答しても
取ってもらえない状況でした。当局だけではなく、皆さん応答されてましたが
全く抑圧にまけて波が消されててノーメリットでした。

こっそり場内で運用を！

ということで、今回はFT3DとDj-G7をもって行ってたので
430MHzは使いものにならないので、145MHzメインをワッチしてると
CQを出されていたクラブ局のブースを発見し、後ろから周波数をのぞき込むと
145MHz帯だったので、サクッと真後ろで周波数を合わせて応答しました。
わりかし、2メーターは安定して通信出来てました。といっても、
本当3ｍくらい近接から5ｗで電波をだしていたので流石に大丈夫でしたね。

さらに快適だったのが、Dj-G7による1200MHz帯です。
全く抑圧もなく、超クリアーに聞こえてました。
記念局と追加で会場にお越しの局長さんと2局交信をおこないました。

最後に

今年は、予算も全く無かったことと、ハムフェアの後飲み会という事もあり
荷物的制限が半端なかったので、ゲルマニウムラジオキットだけ990円で購入し
帰宅しました。来年は、QSLカード持参で通信したらアイボールして即カードを渡す等
やってみたいなと思っています。来年の事なので、行けるか行けないか分かりませんが
その際、よろしくお願いします。

The post #ハムフェア2024 レポート first appeared on ～下町物語～.

第3回の追加分で、軽微な所だけなので追加で記事をアップします。
本番機も構築してきて、安定してきたのでAiRNav(radarbox)にFeed先を追加しましたので
その手順を追加します。

ラズパイにいつものようにログインします。

下記コマンドを実行します

$ sudo bash -c "$(wget -O - http://apt.rb24.com/inst_rbfeeder.sh)"

 Selecting previously unselected package sysuser-helper.
 Preparing to unpack .../sysuser-helper_1.3.5.1_all.deb ...
 Unpacking sysuser-helper (1.3.5.1) ...
 Selecting previously unselected package rbfeeder.
 Preparing to unpack .../rbfeeder_1%3a1.0.10+bullseye_arm64.deb ...
 Unpacking rbfeeder (1:1.0.10+bullseye) ...
 Setting up dh-sysuser (1.3.5.1) ...
 Setting up sysuser-helper (1.3.5.1) ...
 Setting up rbfeeder (1:1.0.10+bullseye) ...
 Checking if service is running and restart, if needed...
 Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/rbfeeder.service → /lib/systemd/system/rbfeeder.service.
 Processing triggers for man-db (2.9.4-2) ...
 Do you wish to install dump978-rb program? (y/n) n　※978MHzは受信ないのでNを入力
 
 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
 !!!! IMPORTANT !!!!
 
 By default, RBFeeder is configured to connect to your local dump1090 instance (localhost,
 port 30005). If you want to use a USB RTL-SDR dongle instead, please run this command:
 
 sudo rbfeeder --set-network-mode off --no-start
 
 Then, restart the daemon:
 
 sudo systemctl restart rbfeeder
 
 After a few seconds, RBFeeder will connect to the AirNav servers and you can view your
 sharing-key with this command:
 
 sudo rbfeeder --showkey
 
 If you already have a sharing-key from previous a installation, you can set the same
 key using this command:
 
 sudo rbfeeder --setkey ‹your sharing key›
 
 Installation finished.
 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

Feedが成功しているか確認

下記のURLにアクセスして、アカウントを作成しておく
https://www.radarbox.com

ラズパイのConsoleから、下記の手順で確認する

Feedが成功していれば、下記を入力するとキーが表示される
$ sudo rbfeeder --showkey --no-start

rurineko@ads-b:~ $ sudo rbfeeder --showkey --no-start
==============================================================================
Sharing key: nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
You can link this sharing key to your account at http://www.radarbox.com
Configuration file: /etc/rbfeeder.ini
==============================================================================
逆にkeyが表示されていない場合は、下記を確認する。
$ cat /var/log/rbfeeder.log

下記の様なログが出ていれば、FWなどで通信が阻害されてAIR NAV側のサーバへ接続出来ていない
[2024-09-05 10:49:41]  ******** Statistics updated every 60 seconds ********
[2024-09-05 10:49:41]  Packets sent in the last 60 seconds: 0, Total packets sent since startup: 0
[2024-09-05 10:49:41]  Data sent: 0 B
[2024-09-05 10:49:41]  Data received: 0 B
[2024-09-05 10:49:53]  Can't connect to AirNav Server. Retry in 60 seconds.

次に下記のURLからキー情報を入力して紐付けを行う
https://www.radarbox.com/sharing-data/claim

ピンクで囲った部分に上記で表示したKeyを入力して「CLAIN」のボタンを押す

次に受信場所を入力する画面になるので、緯度経度や地名で入力し
設定を行えば設定は完了です。

送信FW開放

いつもの事ですが、FWが稼働している環境では別途設定が必要があるかもです。
AIR NAV側に通信しているポートは、33755で接続されているようなので、
送信firewallを設定して通信を通す必要があるかも知れません。
普通の環境では、こちらの作業はおそらく必要無いです。

ラズパイ上で確認

下記のコマンドでログを見ることで、Feed状況を確認出来る。

$ cat /var/log/rbfeeder.log

黒字部分が、KBとかでなくてBとかになってると、何か設定がおかしくてFeedが正常ではない

[2024-09-05 12:44:34]  ******** Statistics updated every 60 seconds ********
[2024-09-05 12:44:34]  Packets sent in the last 60 seconds: 46, Total packets sent since startup: 2301
[2024-09-05 12:44:34]  Data sent: 69.2 KB

★駄目なパターン(ヘッダーしか送信されていない)
=================================================================================
[2024-09-05 10:59:52]  ******** Statistics updated every 60 seconds ********
[2024-09-05 10:59:52]  Packets sent in the last 60 seconds: 1, Total packets sent since startup: 1
[2024-09-05 10:59:52]  Data sent: 33 B
[2024-09-05 10:59:52]  Data received: 37 B
[2024-09-05 10:59:52]  Timeout waiting for new key. Will try again in 30 seconds.
=================================================================================

★だいたいこの辺りをチェックする
/etc/rbfeeder.ini
---------------------------
[network]
mode=beast
external_port=30005
external_host=127.0.0.1
---------------------------

ブラウザー上で確認

正常に設定ができていれば、下記のファイルに情報が書かれている

$ cat /etc/rbfeeder.ini

[client]
network_mode=true
log_file=/var/log/rbfeeder.log

key=固有Key
sn=EXTID
lat=35.0000000000000000000
lon=139.000000000000000000
alt=??

[network]
mode=beast
external_port=30005
external_host=127.0.0.1

[mlat]
autostart_mlat=true
#mlat_cmd=/usr/bin/python3.9 /usr/bin/mlat-client

[dump978]
#dump978_enabled=true

表示させたsnのEXTから始まるIDを下記のEXTID部分に入力しブラウザーで接続する
https://www.radarbox.com/stations/<EXTID>

ピンクの左枠内がFeedで受信したパケットなどの情報が表示されている。
中央上の□が、現在Feedで受信している飛行機・ヘリなどの情報が表示されている。
Feedが成功していないと、こちらには何も表示されていないので
rbfeeder.iniファイルを確認して、再度設定して下記コマンドを実行して状況確認してください。

$ sudo systemctl restart rbfeeder

総括

これで、第3回に＋0.1回追加分についての記事は終わりです。
Feed先を3箇所に対してFeedを行って、3サービスともビジネスアカウント取得が
できたと思いますので、後は存分にお楽しみ頂けるかなと思います。

続きは、第6回防水ボックス内組込を、現在部材をそろえつつ書いて行っているので
そちらをお待ちください。ボックス内加工はほぼ終わっており
後は、運用中のラズパイをいったん止めて、ざっと組み込めば完了になる予定です。

The post 本気でADS-B受信環境構築 第3．1回 #ADSB first appeared on ～下町物語～.

早くも5回目となる、ADS-B受信環境の構築ですが、ここからは本番機の構築です。
防水ケース組込（第6回）・アンテナ設置（第7回）・正式運用開始（第8回）を予定しています。

過去第1回から第4回まで、読んで無い方はそちらを先に読んで下さい。
今回は、staging環境から本番環境となるので、第3回と内容がかぶりますので
新規で1環境しか作らない場合は、第5回目は特に読まなくてもOKです。

ただし、第4回まで作った環境が壊れた場合、この記事と同じ事をしないと
行けないはずなので、その際の参考にしてもらえたらと思います。

本番機用意

staging環境は、手持ちのラズパイ3Bを使って構築しました。
全く問題無く動作はしていましたが、本番機はラズパイ4Bを使って構築していきます。

ラズパイ4B本体ですが、何気に一番安く買えるのはアリエクスプレスでした。
セールなどの時は、このくらいの金額で買えたりします。

ただし、届くまで結構時間がかかりますのでその点だけ要注意ですね。
あとは、全体的にサポートも良く無いです。安かろう悪かろうです。
壊れて届く物も多く、キットでは組み立ててもノイズがのったり
上手く動かないものも多いです。組立後なので、返品もどうなの？ってことでよくゴミ箱に捨てます。

本日時点では、ラズパイ4B（1GB）は下記の金額でした。

PoE HAT組込

今回は、アンテナ直下に設置するのでPoEを使って、データと電源をLANケーブル1本で
配信したい為、PoEHATを組み込んでケースに入れて行きます。

LANケーブル1本でラズパイが動いている事が確認出来る。

OSインストール

話がそれましたが、ラズパイ4B（4GB）を8000円弱で購入し、
手元に届きましたのでいつもの様にOSをSDカードに焼いていきます。

Bukkseye以外（Bookworm）OSイメージだと、なんか上手く行かなかったのと、
過去解説しているサイトが最新のイメージに対応しているのが少なく、あえてこれを入れています。
いちおう最新のイメージで試して見ましたが、どうもツール類はインストールまでは問題無かったですが
きれいに動いていない様子でした。

OSを焼き込んだSDカードを、ラズパイに挿入して電源をオンにして動作確認してください。

ネットワーク設定

DHCPでIPを設定するのも良いのですが、SSH等で接続するなどの使い方では
特定のIPに固定した方が管理が楽だったりするので、そちらを設定していきます。

なお、こちらはBukkseyeのOSとなります。最新のBookwormはまた別の方法で設定する必要があります。

sudo nano /etc/dhcpcd.conf
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
下記を追加する
ip_address　　　　　 ＝　固定したいIPアドレス/ネットワークマスク
routers　　 　　　　 ＝　デフォルトゲートウェイ（ルーター）
domain_name_servers ＝　DNSサーバ　基本はルーターか、ISPのDNSサーバを指定
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

interface eth0
static ip_address=192.168.3.44/24
static routers=192.168.3.1
static domain_name_servers=192.168.3.1

CTRL+OでSAVEして、CTRL+Xで抜ける
sudo reboot

起動してきたら下記で確認する
ip a

下記の様に設定されている事が分かる。
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    inet 192.168.3.44/24 brd 192.168.3.255 scope global noprefixroute eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever

ミドルウェアインストール

必要なソフトウェアをインストールしていきましょう

ドライバーインストール

★RTLドライバーをインストールする
$ sudo apt update
$ sudo apt install libusb-1.0-0-dev git cmake
$ sudo apt install debhelper

$ git clone https://github.com/rtlsdrblog/rtl-sdr-blog
$ cd rtl-sdr-blog
$ sudo dpkg-buildpackage -b --no-sign
$ cd ..

$ sudo dpkg -i librtlsdr0_*
$ sudo dpkg -i librtlsdr-dev_*
$ sudo dpkg -i rtl-sdr_*
$ sudo reboot

★認識してるかのテストを実施する
再起動後、下記のコマンドを実行しデバイスが認識されていることを確認する
$ rtl_test

デバイスが1つ見つかればOKです。表示内容は機種毎に違うので全く同じである必要はないです。

次にpiawareとdump1090-faをインストールする

$ wget https://ja.flightaware.com/adsb/piaware/files/packages/pool/piaware/f/flightaware-apt-repository/flightaware-apt-repository_1.2_all.deb
※上記wgetから最後のbまで1行で入力する

$ sudo dpkg -i flightaware-apt-repository_1.2_all.deb
$ sudo apt update
$ sudo apt install dump1090-fa
$ sudo apt install piaware

★下記のオプションを追加設定
$ sudo piaware-config allow-auto-updates yes
$ sudo piaware-config allow-manual-updates yes

$ sudo piaware-status　下記黒字を確認する
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
PiAware master process (piaware) is running with pid 671.
PiAware ADS-B client (faup1090) is running with pid 733.
PiAware ADS-B UAT client (faup978) is not running (disabled by configuration settings)
PiAware mlat client (fa-mlat-client) is running with pid 793.
Local ADS-B receiver (dump1090-fa) is running with pid 503.

dump1090-fa (pid 503) is listening for ES connections on port 30005.
faup1090 is connected to the ADS-B receiver.
piaware is connected to FlightAware.

dump1090 is NOT producing data on localhost:30005.

Your feeder ID is ID (from /var/cache/piaware/feeder_id)
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

★ブラウザで下記に接続（紐付けを行う）
https://flightaware.com/adsb/piaware/claim/上記ID

下記が表示されたら30分以内に、受信スコアのページが自動作成されるので待つ

プロファイルについて

同じアカウントに複数プロファイルが作られるが、基本は放置しておいて問題無いようだ。
半年たったら消していいか？問い合わせが来るらしく、問題無ければそこで削除される。
ただ、どうしても消したい方はサポートの問い合わせると消してくれるそうだ。

筆者は、staging環境と本番環境を作ったので、2つのプロファイルが作成された状態である。
下記の様に、オレンジのバーをクリックすることで、紐付けられたアカウントが見れるので
適当に名前をつけてどっちがどっちであるか、分かる様に設定しておくと良い。

今回は、staging環境と本番環境と作ったが、物理的ロケーションが違う場合、
どこに設置した物なのか？を記載した方が良い。

動作確認

http://ラズパイIP:8080 ブラウザーで接続

上記の様に飛行機が見えていれば、正常に動作している。

flightradar24にFeedを送る

$ sudo bash -c "$(wget -O - https://repo-feed.flightradar24.com/install_fr24_rpi.sh)"sudo bash -c "$(wget -O - https://repo-feed.flightradar24.com/install_fr24_rpi.sh)"

シェルがキックされて、インストールが行われます。
その最中下記の質問事項が対話式で出てくるので、それぞれを入力してください。

入力に必要な物を先にパラメーターとして、準備しておいてください。
・観測点の緯度経度　－＞　https://fukuno.jig.jp/app/map/latlng/
・メールアドレス

Step 1.1 - Enter your email address (username@domain.tld)
$:＜★flightradar24で使うメールアドレスを入力（stagingと同じ物を入力）＞ Enter

Step 1.2 - If you used to feed FR24 with ADS-B data before, enter your sharing key.
If you don't remember your sharing key, you can find it in your account on the website under "My data sharing".
https://www.flightradar24.com/account/data-sharing

Enter your sharing key or press ENTER/RETURN to continue.
$:＜★stagingで発行されたIDを入力＞ Enter

Step 1.3 - Would you like to participate in MLAT calculations? (yes/no)$:
＜★MLATのサービスを使うかどうか？の設定で、他のサービス（flightAwarcなど）に情報共有してる場合は "no" を入れる＞ Enter

上記1．2でIDを入れているので、次いきなり下記が表示される

Would you like to continue using these settings?
Enter your choice (yes/no)$:＜★設定値確認なので問題無ければ "yes"＞ Enter

We have detected that you already have a dump1090 instance running. We can therefore automatically configure the FR24 feeder to use the existing receiver configuration, or you can manually configure all the parameters.

Would you like to use autoconfig (*yes*/no)$:＜★dump1090-fa が同居し稼働してる場合 "yes"を入力する＞ Enter

Submitting form data...OK

Congratulations! You are now registered and ready to share ADS-B data with Flightradar24.

Thank you for supporting Flightradar24! We hope that you will enjoy our Premium services that will be available to you when you become an active feeder.

To start sending data now please start the fr24feed daemon again by running the following command: sudo systemctl start fr24feed!

Saving settings to /etc/fr24feed.ini...OK
Settings saved, attempting to enable and start the fr24feed service
Enabled fr24feed service...OK
Restarted fr24feed service...OK
All done, you can check the status by using the fr24feed-status command

Starting the fr24feed service, it may take a while if dump1090 needs to be installed...
Installation and configuration completed!

$ fr24feed-status 下記を確認する
FR24 Feeder/Decoder Process: running.
FR24 Stats Timestamp: 2024-08-31 15:39:08.
FR24 Link: connected [UDP].
FR24 Radar: T-R
FR24 Tracked AC: 0.
Receiver: connected (611207 MSGS/0 SYNC).

動作確認

ブラウザで下記でAccessする。
http://ラズパイのIPアドレス:8754

上記のような画面が出れば、現在Feedしている数等も表示されているので、
上手く動作しているか確認出来ます。続いて、アカウントとFeedを紐付けを行います。
Aircraft Tracked / Aorcraft Uploadesがカウントアップされているか確認する

下記のURLに接続して確認します。
https://www.flightradar24.com/account/data-sharing

上記の様に、Onlineになっていれ、正常にFeedされています。
ただ、時間帯によっては飛行機が飛んでない時間帯もあるので
その場合、1つ前の確認事項でAircraft Tracked / Aorcraft Uploadesがカウントアップされているか確認する。
ここが0の場合、何も受信できてなくて、Online (No Data)表記になる。

設定ミスなどで、正常にFeed出来ていない状況も考えられるので
下記で再度確認し、飛行機が測位できているのにもかかわらず
Aircraft Tracked / Aorcraft Uploadesがカウントアップされないのであれば
トラブルシューティングを行う必要がある

http://ラズパイIP:8080 ブラウザーで接続

小テクニック

ラズパイには、電源LEDとACT LEDが用意されています。
電源LEDは、電源をさした状態で赤に点灯します。エラーがあれば、点滅もするようですが
いったん、正常であれば赤点灯でOSを起動しても赤点灯のままなのです。
ACTは、SDカードにアクセスしている時にストレージアクセスLEDとして点滅します。

問題は、ラズパイは電源ぶち切りに対応していないということです。
ルーターなどは、内部で組込型のLinuxが動作していますが、
それはROMに焼かれた物が動作している為、電源をぶち切りしても
データ破損がされないような設計になっています。

ラズパイは、普通のSDカードをストレージにしたPCなので
起動中オープンになっているファイルが、停止プロセスを行わず
ぶち切ってしまうと、壊れる事があるというのが問題となっている。
メーカー側でも、最小2回、最大20回程度でOSが壊れると記載がある。
その場合、あきらめてOSの焼き直しから始めるしかないと書かれている。

これらの課題を解決すべく、今動いているのか？
シャットダウンして電源だけが供給されている状態なのか？を
ぱっと見で判断出来る様にするのが、今回の設定である。

 $ sudo nano /boot/config.txt

[all]の下に下記を追加する
dtparam=pwr_led_trigger=heartbeat

CTRL+OでSAVEして、CTRL+Xで抜けて
$ sudo reboot

これで下記の様な動きになる

上記の様に点滅している時は、SSHやConsoleに入って、シャットダウンコマンドを実行し
点灯状態になった事を確認して電源コードを抜く必要がある。

適当に監視を設定する

ZabbixAgentインストール

$ sudo apt install zabbix-agent
$ sudo nano /etc/zabbix/zabbix_agentd.conf

★Zabbix Server のIPを設定する
Server=192.168.3.?? 

CTRL+OでSAVEして、CTRL+Xで抜ける

★Zabbix Agentを再起動させる
$ sudo systemctl restart zabbix-agent

Zabbix Serverにホストを作成する

このようになれば、オンラインで監視状態になっている

受信している飛行機の数を監視したいのであれば下記をラズパイ側に追加設定する

$ sudo nano /etc/zabbix/zabbix_agentd.conf

★下記コードを設定ファイル最終行に追加する
UserParameter=flight_wc,cat /run/dump1090-fa/aircraft.json | grep hex | wc -l

CTRL+OでSAVEして、CTRL+Xで抜ける

★Zabbix Agentを再起動させる
$ sudo systemctl restart zabbix-agent

Zabbix Server側設定

アイテムとして、下記のように設定を入れる。

テストボタンがあるので、そちらをクリックする。
こちらで値が返ってきていれば、現在7件測位出来ている事が分かる。

測位できた飛行機の数を時間単位で、夜中も含めて確認することが出来る。

ADS-B 本番機用監視ダッシュボードを作成する

だいたいこの当たりの監視をしておけば、とりあえず問題ないと思われる。
防水ボックスに組み込んだ場合、USBの温度センサードングルを搭載予定なので
その防水ボックス内の温度もZabbixにて監視できる用に設定を行う。

2024/09/03 追記
ボックス内の温度（現在はまだ設置前なのでオープンエアー）やラズパイの温度、
fr24feed Versionが日次バッチで勝手にあがるのでそのversion情報
mlat msg/s received countの情報収集して表示できるようにしました。
だいたい、これだけ情報収集していれば、状況は把握出来るでしょう。

外部から見える様にリバプロを設定

これもいつも通りですが、8080と8754ポートについて、外部から確認したいので
適当にドメインふって、ダイジェスト認証かけてローカルは、http接続でアクセスさせて
フロントは、Nginxでリパプロさせてhttpsでアクセスするように設定する。
ローカル環境は、ローカルのDNSで制御し、ダイジェスト認証レスで
グローバルIPから来た物については、ダイジェスト認証で認証後使える環境に設定する

例＞stg.pi.rurikara.com / stg.frf.rurikara.com PiAware SkyAware
　　prd.pi.rurikara.com / prd.frf.rurikara.com flightradar24 Feed

Nginxに食わせる設定サンプルとしては以下の通り。

server {
    listen 80;
    server_name 管理画面にアクセスするドメイン名;
    return 301 https://手持ちのドメイン名$request_uri;
}

server {
    listen 443 ssl;
    server_name         管理画面にアクセスするドメイン名;
    ssl_certificate     /opt/psk/any_ssl_cert/SSL証明書.fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /opt/psk/any_ssl_cert/SSL証明書鍵.key.pem;
    ssl_session_timeout 5m;                     #
    ssl_prefer_server_ciphers on;

    access_log            /var/log/nginx/管理画面ドメイン名.ssl-access.log  main;
    error_log             /var/log/nginx/管理画面ドメイン名.ssl-error.log;

    location / {
        satisfy any;
        allow 222.222.222.222/32;     # 自宅 GIP
        deny all;

      ######################################################
      # Access制限
        auth_basic  "digest authentication";
        auth_basic_user_file .login_auth;
        proxy_pass http://ラズパイIP:8080;
        proxy_redirect http:// https://;
   }

      proxy_set_header Host $http_host;
      proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;

      proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
      proxy_set_header X-Forwarded-Host $host;
      proxy_set_header X-Forwarded-Server $host;
      proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
      proxy_set_header X-Forwarded-Proto https;
      proxy_set_header X-Forwarded-Port 443;
  }

本番機構築が終わって所感

なんだか分からないけど、性能が上がってデコード率がよくなったのか？
今まで見えなかった距離の飛行機が見え始めました。
アンテナやチューナーは、既に使ってきたものなので性能は変わらないはず。
変わったのは、ラズパイ3Bがラズパイ4Bになった事と、メモリーが1GBから4GBに増えたことなどです。

演算性能が上がれば、遠くまで見える！！
なんと奥が深いですね。これで、専用の9dbiのアンテナに付け替えたら
どこまで拾えるでしょうね。そして、次に1090MHｚのフィルターとブースタをつけると
どこまでの飛行機の通信を測位出来るか？結果が楽しみです。

後は、雨とか曇りとか、雪とかの減衰も確認したい所。
BSとかCSは、天気が悪化するとブロックノイズが出始めますよね。
それは、雲の厚さがどんどん増してきて、BSやCSから発進された電波が減衰するからなのですが
1GHｚを越えている電波なので、直進性も高く途中雲とかが出ると減衰すると思うんですよね。
雨の日は、ちょっと見える範囲が減るなとか、雪の日はとか色々な条件で見て行ければと思います。

残作業

基本的に、もう本番環境で測位しているので、後はPoEインジェクターを買って
DMZのVLANにつなぎ込むこと、今はとりあえずPoE HATをいったん取り外しており
TYPE-CのUSBで給電して、DMZのVLANに接続してセットアップを行っています。
PoE Switchが接続されているVLANがポート開放とかやって無くて
DMZIPに全部転送しているので、基本的に設計したポートに通信が出来ない
という制約があって構築時はそのような感じになってます。

PoEインジェクターを買えば、DMZのL2 SwitchからPoEインジェクターを経由して
PoE HATを接続したラズパイに接続でき、そこまで来たらケースに稼働状況に
組み込む事が可能になるので、とりあえず、PoEインジェクターを次は購入しようと思っています。

また、上でも書きましたが、USB温度センサードングルを買っているので
そちらも設定して、測定された温度をZabbix Agent経由で吸い上げて
Zabbix Serverでグラフを書かせて、指定以上の温度の場合、アラートがあがるような
設定にしようと思っています。

番外編で第5．1回というのが、USB温度センサー組込で記事を書くかも知れません。
防水ボックスと一緒にしちゃうかも知れません。お楽しみにしてください。

The post 本気でADS-B受信環境構築 第5回 #ADSB first appeared on ～下町物語～.

今回は、本番環境で構築しようと思っている
アンテナ直下防水ケースの設計などをメインとして記載します。

アンテナ直下受信機の設置案

第1回の時に、アンテナ直下にラズパイを設置する意味を記載したと思います。
おさらい的に記載すると、周波数が高いと同軸ケーブル内で損失が高い為
出来るだけ太いアンテナケーブルを使って、屋内に引き込んで来る必要がある。

損失とは？

イメージではあるが、アンテナで受信した信号強度が10だとすると、
同軸が細く抵抗が高いと、SDRトングルに接続した際に、5位まで落ち込む事もある。
粗悪なケーブルを使うともっと落ち込む事がある。

よって、アンテナの下では受信出来ていたADS-B信号ですが、同軸ケーブルの損失により
微細な距離を渡ってきた電波がかき消され、SDRトングルで復調出来ない状況となる。

対策

では、損失を出来るだけ少なくするにはどうしたら良いか？

対策その1

ラズパイとSDRトングルを屋内に置きたい場合は、10D（同軸の太さ）とか15Dとかの
太さの高品質なケーブルを使う必要がある。ケーブルは、太くなればなるほど高価であり
さらに、太くなればなるほど、取り回しが難しいという局面がある。

参考までに、下記は、10d-fbのケーブルであるが、実にこの太さであり
さらに、これ1ｍ3990円である。よって、アンテナから10ｍで39900円になるし
20ｍならその倍と考えると、どれだけケーブルが高いか想像出来る。

対策その2

こちらは、筆者が元々取ろうとしている対策であり、
アンテナ端子部が電波が一番強い事もあり受信部をアンテナ直下に設置すると、
アンテナからSDRトングルまでの距離を最小限にすることで
比較的細い低品質なケーブルであっても、損失が低く抑えられるという事。

ただし、良いことばかりではない。
アンテナ直下に置くと言う事は、雨の問題等を解消しないと行けない。
1つは、防水ボックスの設計と組込である。

もう1つは電源の問題。電源ケーブルとLANケーブルを2本通線して引き回す事を考えないと行けない。
これについては、第1回でも語っている通り、世の中LANケーブルに電源も載せて配信出来る
そんな規格が存在するPoE（power of Ethernet）である。

ラズパイにも、PoEを対応する為にHATが出ており、そちらをドッキングさせると
電源とネットワークをLANケーブル1本に集約出来る。
そのため、アンテナ直下に防水ボックスを取り付けて、LANケーブル1本で引き込みが完結出来る利点がある。
ただし、PoEHUBもしくは、PoEインジェクターが必要だったり手配する機材意外に高価である。

第1回にも乗せましたが、ICOMのIC-905は同様な思想に基づいて設計されています。

実際の防水ボックスの設計

こちらは、第1回・第3回でも記載があるが、レイアウトや装備・仕様について設計を行っている。
現段階としては、この程度で発熱や安定稼働する事が予想される設計にしている。

クーリングファンの5Vについては、ラズパイのUSBPortは4つついており
1つにはSDRトングルが接続されて、後3つあまっているので、そちらからUSB電源で
ファンを24時間駆動する仕様にしたいと思います。
PoEから電源取れるので、それで枯渇する事無く24時間給電が可能と思われます。
ボールベアリングタイプの高寿命タイプの4ｘ4のファンを搭載したいと思います。
SDRトングルが相当熱いです。ヒートシンクも結局横に2枚追加しましたが
まだまだ熱いです。

ラズパイの電源、SDRトングルの電源、その先にあるフィルター／ブースターの電源についても
USBからSDRトングルへ電源を供給し、さらにSDRトングルのアンテナ端子から5ｖを出力し
フィルター／ブースターに電源を供給し動作させる。

ラズパイについては、メンテナンス向上の為、裏面にマジックテープを使い
取り外してメンテナンスしやすい様に固定する。SDカード等も生ものなので
長時間使っていると劣化してきて最後は故障しますので、その点も注意が必要。
リカバリー／再構築手順を用意しておく事で、有事の際、サクッと再構築出来る様に準備しておく。
余裕があったら、ラズパイ基板とSDRトングルとブースターは、もう1セットあると心強い。

SDRトングルは高発熱であることから、ヒートシンクを貼り付け、さらに防水ボックス側にも
アルミ板を設置し熱伝導シートにて固定する。発熱はヒートシンクとアルミ板へ伝達されて
クーリングファンにて防水ボックス外へ排出される。
ファンの吸気側と排気側の間に仕切りを設けて、必ず、ラズパイを通ってSDRトングルを通って
ブースターを通ってから排気出来るようにエアフローの流れを作る事にする。

ケース内張は、全面ステンレスのテープでいったんHFのアンテナも近い事から
出来るだけ影響を受けない様に加工を行う。
ヒートシンクは、下記のように熱伝導シートを使って、SDRトングルに貼り付けて使用している。
かなり放熱は良くなったと思われる。熱は水晶の精度を狂わせるので復調品質に影響する為
実は結構重要だと思っている。

978MHzについて

978MHzのADS-Bは、国内ではあまり運用されていないとの事で、
いったん保留にしていつでも、設置出来る状況にだけ準備しておく感じにしましょう。
よって、もう少しボックスの中が簡易な感じになりそうですね。
といっても、SDRトングル1つが無くなる位ですが。
本件について、色々調べたのですが、いまいち日本国内の運用についての記事事例がなかったので
おそらく運用されていない？と判断しました。よって、978MHzについてはがっつりカットしました。

総括

第4回はここまでです。部材がそろわないと組込が出来ないので
現在部材をそろえ中でございます。いったん机上でできる所はここまでになります。
せめて、ラズパイ4BとSDカードを買えば、本番環境をつくれるので、そちらを進めて行こうと思います。
この防水ケースもセットでキットで出すといいかも知れない。
必要部材全部入りって感じで。

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