초코볼의 inside Tech

일전에 Raspberry Pi 를 이용하여 ADS-B receiver 를 만든적이 있습니다.

* Hardware | PiAware 로 항공기 추적하기

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-PiAware-FlightAware

직접 만들 때에는 Raspberry Pi 부터 시작하여, 안테나, 필터, RTL-SDR dongle 등을 모두 구입해야 했죠.

이후, FlightAware 사에서 완제품을 제공받아 설치한 후로는, RTL-SDR dongle 을 사용하지 않고 있었습니다.

우연한 기회로 이 RTL-SDR 을 이용하여 주파수 스켄이 가능하다는 것을 알게 되었습니다.

* 19 RTL-SDR DONGLES REVIEWED

- https://hackaday.com/2017/09/05/19-rtl-sdr-dongles-reviewed/

* Group ADS-B test: 19 dongles

- http://www.radioforeveryone.com/p/group-ads-b-test-19-dongles.html

원래 RTL-SDR 은 라디오나 TV 수신을 PC 에서도 할 수 있게 만들어진 제품이지만,

기본 기능만 이용해도 주파수 스켄이 가능하게 되어 있습니다.

참고로 SDR 은 Software-Defined Radio 의 약자로,

예전에는 전자 회로나 DSP 를 이용하여 전파를 분석후 video / audio 로 변환 했으나,

요즘은 범용 CPU 를 사용하는 PC 등의 발달로 이 부분을 Software 로 처리할 수 있게 한 개념 입니다.

* Software-defined radio

- https://en.wikipedia.org/wiki/Software-defined_radio

1. Cable

안테나 하나에서 신호를 받아, 신호 열화 없이 각 기기에 분배해 주는 active splitter - multicoupler 를 운용하고 있습니다.

* Hardware | 전파를 copy 해주는 Multicoupler

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-active-splitter-Multicoupler

Multicoupler 인 MCA204M/T 와 RTL-SDR dongle 의 연결시 어떤 케이블이 적합한지 고민해 봤습니다.

일단 선 굵기에 대한 개념이 필요하더군요. 굵은 copper core 를 가지는 선이 당연 신호 전달에 유리합니다.

* LMR / RG comparison

- LMRComparisonChart1.pdf

위의 PDF 의 캡춰본은 아래와 같습니다.

LMR-240 케이블을 채용한 TNC/SMA male 을 구매하려고 했으나 가격이 비싸고,

RG-58 도 충분히 굵고 신호 특성이 좋으니 RG-58 케이블로 제작된 SMA male/female 을 선택했습니다.

* SMA Connector SMA male to SMA female Extension wifi RG58 cable plug to jack antenna cable coaxial cable 1M 3M 5M 8M 10M 12M 15M

- https://www.aliexpress.com/item/SMA-Connector-SMA-male-to-SMA-female-Extension-wifi-RG58-cable-plug-to-jack-antenna-cable/32900471753.html

케이블은 딱 20일만에 잘 도착했습니다.

제가 필요한 것은 양쪽 다 SMA male 이어야 하지만,

향후 확장용으로 필요할지 모르니, SMA male / female 한쌍으로 된 것을 주문했습니다.

추가로, MCA204M/T 와 직접 연결되는 부분은 TNC/SMA female 에 연결되어야 해서 어뎁터가 필요합니다.

pig tail SMA male/male 을 구매해도 되지만, 그 부분에 잡신호가 들어갈 수도 있어, 메탈 어뎁터를 선택했습니다.

다만, pig tail 어뎁터일 경우는 케이블이 구부러지는 힘이 가해질 때, 자연스럽게 구부러지면서 완충해주는 구조이나,

메탈 어뎁터를 쓰면 서로 꽉 물려있는 형태라 자칫 본체 기판과 연결된 부위에 크렉을 발생시킬 수 있으니 주의해야 겠습니다.

좋은 점으로는 외부 신호가 비집고 들어가지 못하므로 신호 특성은 좋겠네요.

* DSHA New Hot SMA Male to SMA Male Plug in series RF Coaxial Adapter Connector

- https://www.aliexpress.com/item/DSHA-New-Hot-SMA-Male-to-SMA-Male-Plug-in-series-RF-Coaxial-Adapter-Connector/32700416436.html

케이블과 같이 주문해서 그런지, 비슷하게 18일만에 도착했습니다.

양쪽 모두 SMA male 로 되어 있어서, SMA male / female 케이블 양쪽을 male 로 바꿔줄 수 있습니다.

RG-58 SMA female 쪽에 연결하면 이렇게 됩니다.

결국 아래 사진처럼 RG-58 양쪽을 모두 SMA male 로 만들어주기 위한 adapter 였습니다.

MCA204M/T 쪽 남아있는 connector 에 50 ohm terminator 를 달아놨던 부분을 빼고 구매했던 RG-58 SMA male 을 연결합니다.

이렇게 되구요.

PC는 아래와 같이 연결하면 물리적인 작업은 끝 입니다.

참고로 Windows 의 장치관리자에서는 SDR dongle 이 "RTL2832U" 로 검색됩니다.

2. Software

RTL-SDR 을 이용하는 프로그램이 어떤게 좋은지를 찾아 봤습니다.

* THE BIG LIST OF RTL-SDR SUPPORTED SOFTWARE

- https://www.rtl-sdr.com/big-list-rtl-sdr-supported-software/

가장 처음에 소개되는 어플이 SDR# (SDR Sharp) 이라는 군요.

괜찮아 보여서 이걸 사용하기로 합니다.

설치 과정은 아래 사이트에 잘 나와 있습니다만, 이 포스트에서도 과정을 따라가 봅니다.

* QUICK START GUIDE

- https://www.rtl-sdr.com/rtl-sdr-quick-start-guide/

파일은 아래 link 에서 다운로드 받을 수 있습니다.

* Windows SDR Software Package

- https://airspy.com/download/

3. Installation

압축을 풀고 폴더 내부를 살펴 보면, "install-rtlsdr.bat" 파일이 있습니다. 실행시킵니다.

그 뒤, 폴더를 살펴보면 "zalog.exe" 가 생겼습니다.

관리자 실행 권한으로 실행합니다.

Options > List All Devices 를 선택하면, USB 에 연결된 RTL2832U 을 선택할 수 있게 됩니다.

이제야 Device 를 선택할 수 있네요.

오른쪽 밑에 있는 Reinstall Driver 를 누르면 완료됩니다.

4. 실행

사용법은 아래 link 에 있습니다.

* SDRSHARP USERS GUIDE

- https://www.rtl-sdr.com/sdrsharp-users-guide/

이제 본 프로그램인 "SDRSharp.exe" 을 실행시키면 프로그램이 실행됩니다.

여기서 "RTL-SDR (USB)" 를 선택하면 신호을 받기 시작합니다.

마지막으로 톱니바퀴 모양의 옵션에서 RF Gain 을 37.2 dB 로 맞추는 것을 잊지 마세요.

가장 궁금한 인천공항 관제탑과의 신호를 잡아 봅니다.

인천공항에서 사용되는 주파수는 다음과 같습니다.

* 인천국제공항/항행 시설

- https://namu.wiki/w/%EC%9D%B8%EC%B2%9C%EA%B5%AD%EC%A0%9C%EA%B3%B5%ED%95%AD/%ED%95%AD%ED%96%89%20%EC%8B%9C%EC%84%A4

개뿔. 공항과 멀어서 그런지 신호가 살짝 뜨긴 하는데 음성이 거의 들리지 않습니다.

운이 좋으면 한문장 들릴까 말까.

마침, 가지고 있던 transceiver VX-8D 의 안테나 연결부가 SMA female 이라 연결이 가능했습니다.

VX-8D transceiver 에 대해서는 아래 글을 참고해 주세요.

* Hardware | VX-8D transceiver 간단 사용기

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-VX8D-transceiver-simple-usage

잔뜩 잡음만... ㅠㅠ

증폭기를 고려해야 하나...

동일 시간대에 집에서 비교적 가까운 인천공항과 비행기들의 교신을 아래 Live ATC 사이트에서 확인해 봤습니다.

* LiveATC.net LLC

- https://www.liveatc.net/search/?icao=rksi

엄청 교신이 많이 이루어 지고 있었네요.

아침 이른시간이라 그런지 실제 공항 모습도 정신없어 보였습니다.

Air band 교신은 공항에서 멀어 힘들더라도 일반적인 신호들도 잡을 수 있으니, 라디오 방송국 신호를 잡아봅니다.

잘 잡히네요.

이 프로그램의 좋은 점은, 주파수를 정확하게 설정하지 않아도 주변 주파수에서 신호가 있을 시,

파형이 떠서 쉽게 그 주파수로 점프할 수 있습니다.

이게 주파수 스켄이라고 하는군요. 흠흠...

소방서나 경찰 주파수 대역도 궁금해서 오갔으나 뜨는게 없어서 실패.

요즘은 VHF-TRS (디지털) 방식을 사용하여 도청이 불가능하다고 하네요. 

FIN

안테나가 지상 5층에 설치되어 있어, 신호가 세지 않은 전파는 잘 못잡는것 같아 증폭기가 있어야 할 것 같네요.

참고로 안테나를 통해 ADS-B 신호를 잡기 위해 아래 filter 가 설치되어 있었더니, audio 신호는 다 필터링 해버리더군요.

Voice 통신을 듣기 위해서는 아래같은 필터를 제거하고 들으면 됩니다.

항공관제 통신을 청취할 수 있는 transceiver 로는 여러가지가 있지만,

디자인과 기능성을 고루 갖춘 기기로는, 개인적으로 Yaesu (미국/유럽에서는 Standard 브렌드) 의 VX-8D 라고 생각합니다.

저는 구입할 여력이 안되지만, 가까운 분의 배려로 사용할 기회를 얻었습니다.

1. 외관

제품 기본 구성품에 포함된 안테나를 결합한 기본 모습 되겠습니다.

너무 이쁘군요.

기본 사용법은 인터넷에 올라간 PDF에 잘 공개되어 있습니다.

* Manual

- EN : ysu-vx-8dr.pdf

- JP : VX-8D_OM_JPN_EH029M057.zip.001VX-8D_OM_JPN_EH029M057.zip.002

(일본어 버전은 10MiB 를 넘어가는지라 7zip 으로 분할 압축 하였습니다)

- JP upgrade part : VX-8_up-ver_J.pdf

2. unboxing

박스 개봉샷들 입니다.

여러가지 대역을 커버하며, 기본 방수가 됩니다.

일본 관서지방 - 오사카, 나고야 있는 지역에 자리잡은 회사 - Yaeu 사의 제품입니다.

두꺼운 설명서와 함께 제품이 꽉 차게 들어 있습니다.

정작 본체의 크기는 작습니다.

충전은 다행히 프리볼트 이군요.

본체샷 입니다.

정말 깔끔한 모양과 컴팩트한 사이즈, 그리고 무엇보다도 디자인이 다른 트렌시버들과 비교하여 제일 멋집니다.

리튬이온 밧데리 입니다.

풀로 사용하면 한시간 정도인것 같습니다.

야외의 사용을 생각하면, 별매의 대용량 밧데리와 고속 충전 전용 크레들이 꼭 필요해 보입니다.

GPS와 외부 마이크도 별도로 구매해 연결할 수 있습니다.

내부 기판에 직접 Bluetooth 모듈도 부착하여 소리를 Bluetooth 기기로 보낼 수도 있습니다.

모든 옵션을 갖추면 정말 멋진 구성이 됩니다만, 저는 아직 그럴 여유는 없습니다.

가장 괜찮은 구성은 다음 사진과 같습니다.

나중에 여유가 되면 꼭 다 구매해 보고 싶은 구성입니다.

고속 충전 크레들과 결합시키면 고정형으로 사용할 수도 있다네요.

위 사진은 꿈의 시스템 입니다.

3. 안테나

기본 구성품에 안테나도 있습니다만, 그리 성능이 좋지는 않고 기본만 한다고 합니다.

본체를 구입할 수는 없었지만, 안테나만은 구입해 보기로 합니다.

Amazon 에서는 17 USD 로 팔리는 물건입니다만, AliExpress 에서는 5 USD...

물론 동일한 성는은 아니겠지만, 나름 사용할 만 하다고 봅니다.

* Original Nagoya NA-771 SMA-M Male Dual Band Soft 144/430MHz Antenna for Baofeng UV-3R For Yaesu VX-3R VX-7R For TYT

- https://www.aliexpress.com/item/Original-Nagoya-NA-771-SMA-M-Male-Dual-Band-Soft-144-430MHz-Antenna-for-Baofeng-UV/32815917664.html

충격을 받아도 되는 제품인지라, 대충 비닐 포장으로 왔습니다.

정품과의 구별을 못하겠...

안테나가 낭창낭창 하여 잘 구부려집니다.

표기도 NA-771. 이것도 중국으로 기술 이전(?) 된 제품인 것이죠.

연결은 본체의 SMA female connector 에 연결하면 됩니다.

길이도 길어서 믿음이 갑니다.

길어도 낭창낭창 재질 덕분에 메신저 백의 스트렙에 안테나를 묶어도 전혀 문제 없어 보입니다. 

4. 공항

통신이 이루어지는 공항 근처에서 사용하면 바로 교신을 잡을 수 있습니다.

출장 가는 길에 찍은 것이라 비행기 타기 전 시간이 없어, 날씨 및 바람의 정보를 계속 흘러 보내는 주파수를 맞춰 들어 봤습니다.

김포공항에서 317.8 MHz 주파수 입니다.

도착한 공항은 동경의 하네다 공항 입니다.

하네다 공항에서는 정말 통신이 잘 잡히더군요.

아래는 하네다 공항의 주파수 사용 리스트 입니다.

125.1 MHz 와 118.1 MHz 를 동시에 들을 수 있습니다.

다만, 공항에서 동영상을 찍어도 주위 소리때문에 소리를 잘 주울 수 없었습니다.

공항에서 떨어져 있지만, 동경 번화가인 신주꾸의 호텔에서 교신을 잡아 봤습니다.

호텔방의 높이가 있어서 인지, 공항과 떨어져 있어도 그 주위를 지나가는 비행기의 교신은 잘 잡혔습니다.

다만, 공항 관제탑 목소리는 뭉개져서 아쉽네요.

나중에 따로 소리를 뺄 수 있어, 소리를 잘 잡히는 녹화가 가능하게 되면 다시 동영상 찍어서 올려 보겠습니다.

이상, airband 를 위한 transceiver VX-8D 간단 사용기를 마칩니다.

1. 영원한 꿈, 비행기

일전에 항공기 추적을 Raspberry Pi 3 로 만드는 프로젝트를 완료 했었습니다.

* Hardware | PiAware 로 항공기 추적하기

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-PiAware-FlightAware

다만 문제는, linux 의 root 로 로그인 한 상태로 계속 놔둬야만 운영되는 부분이었습니다.

그리고 어플이 죽으면 매번 모니터에 연결해서 실행시켜야 했기 때문에 많이 번거로웠습니다.

몇번 그렇게 하고 나니 너무 짜증이 나서 Raspberry Pi 3 는 다른 용도로 사용하게 되었습니다.

2. FlightAware

PiAware 가 개인이 직접 만들어서 구축할 수 있도록 한 버전이라면,

FlightFeeder 는 해당 회사에서 완성품으로 보내주는 kit 입니다.

다시한번 신청해 봅니다.

신청시, 개인적으로 예전에 PiAware 했었다를 최대한 어필 했습니다.

* FlightAware

- http://flightaware.com/adsb/flightfeeder/

무심하게 다시 신청을 넣어 봅니다.

신청해줘서 고맙고, 추가 질문이 있으니 잘 답변하라고 합니다.

링크를 클릭하여 잘 답변해 줍니다.

오잉? 이게 왠일입니까?

Free Feeder 를 보내주기로 결정했다고 연락이 왔어요!!!

산타크로스는 존재했어!

장비를 곧 보낼 것이니, 정말 이것을 진행함에 문제 없고, 주소가 맞는지 확인 메일이 왔습니다.

순순히 말 잘 듣습니다.

장비를 보냈다고 연락이 왔습니다!!!

정말 꿈이 현실이 되는 순간입니다.

배송에 문제가 없으며, 빠른 배송인 FedEx 를 사용했네요.

오오오 뭔가 달라 !!!

3. 도착

정말로 도착했습니다 !!!

포장된 박스도 비범해 보이는군요.

정말 튼튼한 소재로 포장되어 왔습니다.

예전에 개별 구매했던 친숙한 부품들이 들어 있습니다.

저 주황색이 버전업 된 Feeder 인 듯 합니다.

안테나와 low pass filter 를 연결하는 케이블 입니다.

N type / SMA 네요.

깔끔한 마무리의 케이블 입니다.

네트웍 케이블도 같이 왔습다.

WiFi 를 사용할 것이기에 포장을 뜯지 않습니다.

이것은 1090MHz Mode S Filter 네요.

안테나 지지 브라켓 입니다.

속이 궁금해 지는 Feeder 본체 입니다.

FilghtAware 웹에서는 파란색 금속재질로 보였는데, 완전 다른것 같습니다.

안테나구요.

T-shirt 까지 보내 줬습니다.

이디서 FlightAware 세미나가 있으면 꼭 입고 가보겠습니다.

4. Teardown

PiAware 는 Raspberry Pi 3 를 이용해서 직접 이용해 봤습니다.

이 FlightFeeder 는 어떨지 궁금해 집니다.

우선 내용물을 봅니다.

본체와 터치 팬, 그리고 방수용 실링 고무가 같이 들어 있습니다.

모니터가 기본 장착 되어 있으며, 터치 입력이 가능할 것 같습니다.

그 전에는 직접 HDMI 모니터에 연결하고, USb Keyboard 를 연결 해야 했었는데, 완전 편해졌습니다.

밑면은 환기를 위한 구멍이 있습니다.

분해도 쉬울것 같네요.

어림 짐작해, 이놈도 역시 Raspberry Pi 3 가 들어있을것 같습니다.

커버를 분해해 봅니다.

역시, Raspberry Pi 3 가 들어 있네요.

Low Pass Filter 가 일체형 입니다.

내부에서 USB 로 연결되어 있네요.

터치스크린 입니다.

3.2 inch 라는군요.

터치스크린을 제거한 모습입니다.

간단하지만 필요한 모습을 하고 있습니다.

자동 부팅되도록 이미 microSD 에 OS 도 함께 들어 있습니다.

microSD 는 SanDisk 의 Ultra 8GB 버전입니다. Class 10 이네요.

일반적으로 Raspberry Pi 3 를 구입하면 중국산이 오는데,

보내준 기기는, 본고장 영국 - UK 에서 생산된 버전이 들어 있었습니다.

카메라나 디스플레이 포트는 먼지 들어가지 마라고 실링도 되어 있네요.

기존 제가 직접 구입했던 Raspberry Pi 3 는 PRC - People's Republic of China (중화인민공화국) 생산품 입니다.

5. 부팅

모든 선을 연결하고 전원을 넣어 봅니다.

모니터에 푸른 빛이 돌면서 부팅을 시작합니다.

Linux 부팅 시퀀스가 터치스크린을 통해서 잘 보이네요.

아무 설정을 하지 않아서, Status 가 모두 빨간색으로 뜹니다.

조금 있으니 Radio 가 노란 색으로 바뀌었습니다.

전파는 잡은것 같습니다. 일단, Network 을 잡아야 겠군요.

System 메뉴로 들어가 "Wifi Settings" 를 선택합니다.

Network ID 를 선택합니다.

선택 후, 비번이 필요하면 비번도 넣어 줍니다.

네트웍을 잡으면 Network 과 Gateway 가 녹색으로 바뀌어 문제 없음을 알려 줍니다.

System Status 를 보면, Network 을 통한 통신량 상황과 Raspberry Pi 3 의 보드 온도를 표시해 줍니다.

41도가 나오는데 괜찮을런지 모르겠습니다. 이거 24시간 켜 놓을껀데....

System > Log 를 보면, 관련된 어플들이 어떻게 구동되고 있고 어떤 동작을 하고 있는지 확인할 수 있습니다.

저의 ID도 이미 설정되어 있어서, 자동으로 로그인 되었다고 뜨네요.

업그레이드 된 FlightFeeder 의 정식 명칭은 "FlightFeeder Orange (H8)" 인듯 합니다.

소프트웨어 버전은 7.8.6 이라네요.

Radio 시그널 상황도 볼 수 있습니다.

모두 정상으로 작동하면 Status 에서 모든 항목이 녹색으로 표시되는 것을 확인할 수 있습니다.

아.... 뭔가 편하다.

6. 혹시...?

궁금점이 생겼습니다.

기존에 가지고 있던 Raspberry Pi 3 랑 본체를 바꿔서 구동시켜 보면 어떨까...?

흠흠. 할당된 시리얼 넘버와 다르다고 바로 뜹니다.

아마 MAC Address 를 보고, 발송한 본체와 동일한지 확인하는것 같습니다. UUID 등을 보는 것일까요?

microSD 를 따로 마운트 해서, 자동실행과 관련된 파일을 뒤져보면 알수 있을것 같은데,

뭔가 violation 이 생길듯 합니다. 안되는거 확인만 하고 다시 원래대로 되돌려 놓습니다.

어떻게 준 기회인데, 뭔가 문제가 생기면 안되잖아요?

나중에 시간이 지난 다음 기회가 되면 한번 분석해 보겠습니다.

7. 최종 확인

무사히 Status 에 all green 이 뜨면, 다음과 같은 메일이 조금 있다가 도착합니다.

"우리가 보낸거 잘 설치했네~. 너로부터 data 가 들어오고 있어! Thanks" 라고 메일이 옵니다.

메일에 있는 URL 로 접속해 보면, 저의 space 가 생긴것을 확인할 수 있습니다.

예전에 처음 PiAware 했을때의 친숙한 화면이네요.

다만, 기기가 PiAware 에서 Feeder 로 바뀌었습니다. 당연한거죠.

무사히 모든게 정상 작동하기 시작했습니다.

FIN

이 프로젝트 시작한지 2년째가 되어, 해당 회사에서 기기를 직접 공수받아 다시 시작하는 단계가 되었네요.

이 자리를 빌어 감사의 말씀 전합니다.

Thank you FlightAware~!

이제 하늘을 더 자주 쳐다보게 될것 같습니다.

Update - 20200212

기존 사용하던 WiFi 라우터에 문제가 있어, 라우터를 교체했습니다.

그러더니, FlightFeeder 에서 WiFi 를 못 잡더군요.

한 반년을 유선 네트워크 - Wired 로 사용하다, 캐이블이 너무 복잡해 지는 바람에 마음 잡고 문제를 확인해 봤습니다.

FlightAware 의 서포트에 문의해 보면, 기계같은 답변만 오더군요.

그러다, 제가 가지고 있는 FlightFeeder Orange (H8) 버전이 Raspberry Pi 3 B+ 이 베이스라는 것을 기억해 냈습니다.

구글링에서 라즈베리파이 3 B+ 의 WiFi 문제를 검색해 보니, Region - 지역 설정 때문에 잡히지 않는다는 글이 몇 개 보였습니다.

지역을 United States 로 바꿔 줬습니다.

아... 잘 잡네요. 이제 다시 WiFi 를 사용할 수 있게 되었습니다.

여러 feeder 들 중에, 오로지 FlightFeeder 만 WiFi 를 사용할 수 있어, 케이블이 복잡해 지는 것을 조금이나마 줄여주는 것 같습니다.

또한 제가 수령한 이 기기 이후 버전들은, 모두 철재 깡통으로 만들어지고 있어, 이 Orange (H8) 만 WiFi 사용이 가능합니다.

(철재로 case 를 만들면, 내부 안테나를 이용한 무선 통신이 불가능하게 되기 때문 - 차폐)

Update - 20200226

Corona-19 바이러스 창궐로 중국향, 중국발 항공기편이 줄었다고 합니다.

중국 내륙 공항에 이착륙하는 비행기 숫자는 확연하게 줄었네요.

제가 수집하는 station 에서도 1월부터 꾸준히 position 데이터 수집의 하락세가 관측 되었습니다.

중국 내륙만큼은 아니지만, 하루 700대 관측되던 비행기 숫자가, 500대 정도로 내려왔네요.

Station 을 운용하면, 이렇게 세상 변화도 관측할 수 있어서, 또 다른 즐거움인 듯 합니다.

1. 꿈

대부분의 남자들이라면 어렸을적에 한번쯤 비행기 조종사의 꿈을 가지고 있었을 것입니다.

나의 꿈도 과학자 or 조종사였으니까.

어렸을적 부모님 손잡고 비행기 처음 탔을 때, 슬쩍 보았던 cockpit 의 화려한 불빛들.

옛날 비행기가 그리 대중화 되지 않았을 적에는 승객이 탐승 시, cockpit 을 열어두고 있던 때가 있었습니다.

하물며 7살 남자애가 비행기 탔으니, 승무원들이 귀엽다고 살짝 보여주기도 했었죠.

이런 모습?

이때의 비주얼은 평생 꿈을 꾸게 해주는 경험이었습니다.

돌이켜 생각해 보면, 게임들도 비행기 관련이 많았던것 같네요.

PC 버전이라면, 코만치 시리즈 (그당시 대박인 하복 엔진)

스트라이크 커멘드

Play Station 이라면, Ace Combat 시리즈.

현재 iPhone 에서 자주 띄우는 어플은,

Flight Control

Flightradar24

Air Nav Pro

Spyglass 등등.

하늘에 대한 열망이 식지를 않습니다.

그러던 와중에 Raspberry Pi 를 가지고 놀다가 우연히 이 사이트를 알게 됩니다.

- PiAware : http://flightaware.com/adsb/piaware/

이 사진을 본 순간 전기를 맞은 듯 했습니다.

그래 이거야! 그냥 구축해야겠어! 라고 생각했습니다.

참고로 항공기는 운항하면서 자기를 식별할 수 정보와 운항 정보 (고도, 순항속도, 목적지 등등) 를 ADS-B 라는 전파 규격을 이용하여

지속적으로 전파를 쏴 줍니다.

항공기들끼리 또는 관제탑이나 중간 기지국에서는 이런 전파를 가지고 항공기 운항지도를 만드는 것이죠.

PiAware 는 Raspberry Pi 를 이용하여 개인 기지국을 만들 수 있게 해주는 것이죠.

결국 개인이 ADS-B 전파를 받아서 FlighAware 라는 사이트 및 연계된 application 에 정보를 공유하는 것입니다.

참고로 ADS-B 는 위치/운항 정보 뿐이고, 항공기와 관제탑 끼리의 통화/통신을 들을 수 있는 Air-Band 라는 것도 있습니다.

내용이 길어지니 Air-Band 는 다른 기회에 글을 올려보도록 하겠습니다.

2. 준비

사실은 FlightAware 사이트에서는 "Free Feeder" 제공 하고 있습니다.

아래 site 에서 신청하면 심사를 거쳐서 적합하면 무료로 제공해 줍니다.

- http://flightaware.com/adsb/request

신청하고 한달 이상이 지나도 답은 없더군요.

너의 신청은 잘 받았지만, 심사하고 알려줄께 답장만 받았습니다.

기다리기만 하면 아까운 시간낭비만 될 것 같아, 직접 제작하기로 합니다.

필요한 구성품을 FlightAware 사이트를 참고로 스케치하고 리스트업 해봤습니다.

일단 아래 목록이 최종 리스트 입니다. (위의 그림에서 조금 수정된 버전)

- 1090MHz ADS-B Antenna (연결부가 N-Female)

- N-Male to SMA Male Adapter

- SMA Female/Male RG58 5M Cable

- ADS-B 1090MHz Band-pass SMA Filter

- SMA Male/Male Pigtail Cable

- FlightAware Pro Stick Plus

- Raspberry Pi 3 Model B

- MicroSD 32GB

다음은 웹상에서 볼 수 있는 각 구성품들의 사진들 입니다.

- 1090MHz ADS-B Antenna (연결부가 N-Female)

- ADS-B 1090MHz Band-pass SMA Filter

- FlightAware Pro Stick Plus

- N-Male to SMA Male Adapter

- SMA Female/Male RG58 5M Cable

- SMA Male/Male Pigtail Cable

- Raspberry Pi 3 Model B

- MicroSD 32GB

처음에는 Amazon에서 모든 구성품을 구입하려고 했으나,

배송비 및 AliExpress 보다 비싸다는 것을 알게되어, 가능한 AliExpress 을 이용하기로 합니다.

구입시 가장 신경 쓴 부분은, 기기끼리 연결하는 케이블 체결 부위 adapter 는 Female/Male, SMA/N 등의 콤비네이션이 가능하여

어떤 구성으로 연결할 것인지 정하는 것이었습니다.

만일 딱 맞물리는 connecter/cable 이 없으면,

끝단을 자르고 각 종류의 connecter / 수축고무를 따로 구입하여 직접 모양을 만들려고 했습니다만,

역시 AliExpress... 모든게 다 있습니다.

참고로, AliExpress 에서 취급하지 않는 부품은 아래 3가지이고,

이외의 케이블/어뎁터 등은 AliExpress 에서 입맛에 따라 구입하였습니다.

[Amazon]

- 1090MHz ADS-B Antenna - 66cm / 26in (44.95 USD)

  -- https://www.amazon.com/gp/product/B00WZL6WPO/ref=oh_aui_detailpage_o00_s00?ie=UTF8&psc=1

- ADS-B 1090MHz Band-pass SMA Filter (15.50 USD)

  -- https://www.amazon.com/gp/product/B010GBQXK8/ref=oh_aui_detailpage_o00_s00?ie=UTF8&psc=1

- FlightAware Pro Stick Plus ADS-B USB Receiver with Built-in Filter (18.95 USD)

  -- https://www.amazon.com/gp/product/B01M7REJJW/ref=oh_aui_detailpage_o00_s00?ie=UTF8&psc=1

[AliExpress]

- N-Male to SMA Male Adapter (1.90 USD)

  -- https://ko.aliexpress.com/item/RF-coaxial-coax-N-to-SMA-connector-N-male-to-SMA-male-Plug-adapter-Free-shipping/32531085427.html?isOrigTitle=true

- SMA Female/Male RG58 5M Cable (9.80 USD)

  -- https://ko.aliexpress.com/item/Factory-sales-RF-Coaxial-cable-5M-SMA-to-SMA-connector-SMA-male-to-SMA-female-RG58/32588233061.html?isOrigTitle=true

- SMA Male/Male Pigtail Cable (1.14 USD)

  -- https://ko.aliexpress.com/item/IMC-hot-6-5-Length-SMA-Male-to-SMA-Male-Connector-Pigtail-Cable/32573942384.html?isOrigTitle=true

- Raspberry Pi 3 Model B (37.88 USD)

  -- https://ko.aliexpress.com/item/Original-Raspberry-Pi-3-Model-B-1GB-LPDDR2-BCM2837-64-bit-Quad-Core-1-2-GHz/32623151958.html?isOrigTitle=true

[Danawa]

- MicroSD 32GB (18,800 KRW)

  -- http://prod.danawa.com/info/?pcode=1881487&keyword=microsd%2032g

사실 FlightAware Pro Stick Plus 는 band-pass filter 가 내장되어 있어, ADS-B 1090MHz Band-pass SMA Filter 는 구입할 필요가 없지만

없는것 보단 있는게 좋다고 하는 reviwer 가 있어서 구입했습니다.

3. 구입

구입은 각 사이트에서 결제 했으며, Amazon은 배대지를 사용했습니다.

배송료 포함하여 총 구입비는 대략 18만원 정도 들었습니다. 휴...

4. 도착

찔끔찔끔 도착해서 하나씩 만들어 갔습니다.

마지막으로 SMA Pigtail Cable 은 한달이 넘었지만 아직 도착하지 않았습니다.

다행히 SMA Pigtail Cable 은 중간에 Bandpass filter 와 Stick 연결만을 위함이고, 기기끼리 직접 연결도 되니 당분간 없어도 괜찮습니다.

택배의 배달은 항상 설레입니다.

배달된 구성품들을 사진으로 소개합니다.

Taiwan 생산이네요.

FlightAware 제품에는 모두 명함같은 카드가 들어 있습니다.

5. OS 인스톨

일단 Raspberry Pi 3 Model B 에 Ubuntu Mate 를 인스톨 합니다.

Ubuntu Mate 는 다음 link 에서 다운로드 받습니다.

- https://ubuntu-mate.org/download/

OS 이미지 파일을 받으면 확장자가 xz 입니다. 요즘 뜨는 파일 확장자라고 하네요.

압축을 푸는데 시간은 많이 걸리지만 용량 자체는 많이 줄어드는 것 같습니다.

OS 구축은 다음과 같은 순서 입니다.

"Ubuntu Mate 다운로드 -> unxz 으로 압축 풀기 -> MicroSD 드라이브 확인 -> image 파일을 MicroSD 에 굽기 -> 완료"

아래 사진은 다운로드한 Ubuntu Mate 이미지를 압축 풀고, 설치할 MicroSD 드라이브를 확인하는 과정 입니다.

아래와 같은 경우는 "/dev/sdb" 를 타겟으로 하면 되겠네요.

이미지 굽는 것은 "ddrescue" 코멘드로 실행하라고 하니, "gddrescue" 패키지가 필요합니다. apt-get 으로 인스톨 합니다.

이제 "ddrescue" 로 MicroSD 에 Ubuntu Mate 를 인스톨 합니다.

다음 command 만 따라하면 구축까지 완료 입니다.

wget https://ubuntu-mate.org/raspberry-pi/ubuntu-mate-16.04.2-desktop-armhf-raspberry-pi.img.xz
unxz ubuntu-mate-16.04.2-desktop-armhf-raspberry-pi.img.xz

lsblk

apt-get update
apt-get install gddrescue

ddrescue -D --force ubuntu-mate-16.04.2-desktop-armhf-raspberry-pi.img /dev/sdb

Ubuntu MATE 입니다. 안녕하세요.

잘 깔렸네요.

6. PiAware 인스톨

이제 OS 가 준비되었으니, ADS-B 어플리케이션을 설치합니다.

순서는 다음과 같습니다.

piawre repository 인스톨 -> apt-get update -> piaware 및 dump1090 어플 인스톨

명령어는 다음과 같습니다.

wget http://flightaware.com/adsb/piaware/files/packages/pool/piaware/p/piaware-support/piaware-repository_3.5.0_all.deb
sudo dpkg -i piaware-repository_3.5.0_all.deb

sudo apt-get update
sudo apt-get install piaware

sudo piaware-config allow-auto-updates yes
sudo piaware-config allow-manual-updates yes

sudo apt-get install dump1090-fa

위의 과정이 다 끝나면, 기본적으로 OS 와 application 준비는 끝났습니다.

이제 마지막으로 OS 의 안정성을 위해서 컴포넌트 업데이트를 위하여 apt-get upgrade 와

Raspberry Pi 의 firmware 를 업데이트 해줍니다.

apt-get update
apt-get upgrade

rpi-update

7. 기기 연결

Raspberry Pi 3 Model 3 에 FlightAware Pro Stick Plus 를 USB에 연결하면

다음 스샷처럼 Realtek 칩의 "RTL2832U DVB-T" 으로 인식됩니다.

Raspberry Pi 3 Model B 의 CPU 에 멋진 copper heatsink 도 붙여 줍니다.

Copper heatsink 에 대해서는 다음 글을 참고하세요.

- http://chocoball.tistory.com/entry/HardwareBMRC1heatsink

일단 베란다에 USB 연장선으로 빼고, 베란다 등에 기기를 걸쳐 놨습니다.

처음에는 RG58 케이블과 N-Male to SMA adapter 가 도착하기 전에는 안테나를 직접 연결할 방법이 없어서,

Airband 트렌시버용 안테나를 붙여 봤습니다.

역시 주파수가 다른지 항공기 1대만 잡을 수 있었습니다.

제대로 잡으려면 주파수에 맞는 안테나가 필요합니다.

케이블이 도착하여 전용 안테나를 연결해 보았습니다. 역시 잡는 항공기 숫자는 많이 늘어납니다.

하루 1대정도에서 30대 정도로 늘어나네요.

다만 밖에 설치를 못해서 일단 빨래 건조대 위에 걸쳐 놨습니다.

빨래 걷다가 케이블이 분리되는 사고가 있었습니다.

SMA 단자가 조금 구부려 졌지만 다시 펴주고 연결하니 문제가 없었습니다.

이런 식으로는 유지할 수도 없거니와 전파를 다 받을 수 없으니 가능한 빨리 밖에 설치하도록 합니다.

8. 실외 설치

역시 안네나는 밖에 설치되어야 합니다.

마침 냉방기를 설치하면서 벾들을 뚫어 놓은, 실외기 연결 통로를 이용해 보기로 합니다.

막음재 살짝 옆을 드릴로 구멍을 뚫습니다.

베란다에서 밖으로 나가는 통로도 구멍을 뚫고 케이블을 밖으로 뺍니다.

베란다 난간에 안테나를 고정 시킵니다.

다행이 난간 두께가 딱 맞네요.

이 지역은 환절기에 바람이 장난이 아닙니다.

최대한 흔들리지 않게 고정합니다.

밖으로 뺴낸 케이블을 난간으로 이동시킵니다.

줄 길이가 좀 여유가 있어서 흔들거리지 않게 난간을 감아 올라가면서 안테나에 결속 시킵니다.

안테나 - N male adapter - SMA Female cable 을 잘 연결했습니다.

비올때를 대비하여 이 부분은 나중에 방수 테이프로 감아줘야겠습니다.

케이블을 밖으로 빼면서 구멍에 이격이 생겼으니, 벌레들이 들어올 수 있습니다.

실리콘으로 이격된 부분을 매꾸어 줍니다.

장갑... 그까이꺼 필요 없습니다.

이쁘게 발라줍니다.

베란다와 거실 연결통로도 이격부분을 잘 막아 줍니다.

밖에서 올려다 보았습니다.

좋았어! 눈에 잘 띄지 않아! 성공이야!

9. 등록

FlightAware 사이트에 사용자 등록 합니다.

축하합니다. 당신은 이제 FlightAware 의 노예가 되셨습니다.

Personal Station 을 구축하고 data 를 제공하면, Enterprise 급의 서비스를 무료로 이용할 수 있습니다.

즉 FlightAware 사이트에 있는 모든 항공정보 서비스를 무료로 이용할 수 있다는 것이지요.

전 세계에 돌아다니는 비행기를 보고 있으면, 훌쩍 여행을 떠나고 싶어집니다.

10. 결과

밖으로 안테나를 빼면서 효과는 엄청납니다.

먼저 베란다에서 Airband 용 안테나와 그 다음 베란다에서 전용 안테나를 설치했을 때의 결과 입니다.

Airband 용은 빨간색, 전용 안테나는 파란색으로 둘러 쌓아 보았습니다.

.

두둥~!! 마지막으로 실외에 전용 안테나 결과입니다.

데이터가 나오지 않던 Position / Distance 그래프도 나오기 시작했습니다.

하루 600대 이상도 검출하고 position data 는 10만개 이상도 나옵니다.

저 멀리 전라남도 지역부터 검출이 됩니다.

아~ 뿌듯합니다.

하길 잘 했어!

11. 개선 욕심

FlightAware Pro Stick Plus 을 만져보면 조금 따뜻한 감이 있습니다.

Cooling 을 하고 싶은데, 그렇게 되면 플라스틱 하우징을 잘라야 합니다.

구글에서 찾아보면 꽤 많은 사람들이 쿨링 튜닝을 하더군요.

나중에 시간이 나면, 알루미늄 케이스로 바꾸거나 플라스틱 하우징에 구멍을 뚫고, 구리 히트싱크를 붙여볼 생각입니다.

분해는 다음과 같이 가능합니다.

흠흠... 이런 구조군요.

FIN

이제 뭘하지?

Update

외부에 설치한 안테나의 SMA의 연결부분이 노출되어 있어서,

누수의 걱정이 있었습니다.

역시나 확인해 보니, 조금 녹이 슬었네요.

전기절연용 고무 접착테이프 등장입니다.

이 테이프는 일반 끈적끈적한 절연테이프는 아니고, 조금 두꺼우면서 끈적끈적함이 거의 없습니다.

다만, 쭉~ 늘이면서 돌돌 말면 찰싹 달라 붙습니다.

SMA 부분만 말아 봤습니다.

엄청 깔끔하게 실링이 되네요.

N-Male 커넥터 부분도 마져 감아 줍니다.

절연 고무 짱이네요.

이제 비가 와도 걱정 없습니다.