초코볼의 inside Tech

1. DC pass through

ADS-B 및 GPS 신호를 이용하여 비행기를 추적하고 있습니다.

관련하여, 한개의 GPS 신호를 복수의 수신기에서 분배해 줄 수 있도록, splitter 를 구매해서 사용하고 있었죠.

관련 내용은 아래 링크 참조.

* Hardware | Mini-Circuits ZN4PD-272-S+ Power Splitter 구매기

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-MiniCircuits-ZN4PD272S-Power-Splitter-buy

다만, planefinder 에서는 아래에서처럼 GPS 에 빨간 불이 들어옵니다.

기껏 splitter 를 구매해서 장착 해 줬더니만, 만족스럽지 않군요.

이유는 양방향 통신을 하는 GPS 가 있다는 군요.

아래 그림처럼 DC Block 이 일반적이고, 고가의 장비일 수록 DC bypass 가 가능하다 합니다.

* GNSS SIGNAL SPLITTER

- https://www.gps-repeaters.com/solutions/gnss-signal-splitter/

더더 고가가 되면, 복수의 port 에서 DC bypass 가 가능하고, 내부 회로적으로 voltage 가 높은 쪽을 우선시 하는 방식이라 합니다.

기존에 구입했던, Mini-Circuits ZN4PD-272-S+ 는 깡통 splitter 이다 보니,

DC pass through 를 요구하는 장비에서는 제대로 양방향 통신이 되지 않는 문제가 발생한 것 이었습니다. 비싼 공부 합니다.

2. PD594A

GPS splitter 조사하면서 눈여겨 봤던 INSTOCK 사이트를 뒤져 보니 TNC 이면서 DC pass through 기능이 지원되는 장비를 찾았습니다.

* PD594A - DC & 10 MHz Block L-Band Splitter

- https://www.instockwireless.com/pd594a-l-band-splitter.htm

pd594A.pdf

회로도를 보면 DC PASS 포트가 하나 마련되어 있습니다.

이 회로도 대로라면 planefinder 에서 GPS 양방향 통신이 가능할 듯 합니다.

여러 다른 장비들도 조사 했으나, 이 기기가 적당한 듯 하여, 눈물을 머금고 주문을 넣습니다. 배송비 포함 약 200 USD 가 들었네요.

3. 도착

한 일주일 만에 도착. 빠른 배송으로 FedEx 의 신뢰 +1.

Splitter 하나만 들어 있으니, 포장도 심플.

조심히 다뤄 달라는 주의 스티커.

내부 코드인 듯한 문구와 장비명을 매직으로 적어 놨네요.

미국스러운 충격 흡수재.

PD594A 하나가 포장되어 있다는 표시와 회사 홍보 카드 한 장.

뽁뽁이를 뜯어 보니, 묵직한 본체가 나옵니다. 통 알루미늄으로 꽤 무겁네요.

다른 각도에서 한 컷.

분해해 보고 싶은 마음은 간절하나, 실링 스티커를 훼손해야 하는지라 단념.

극히 심플한 뒷면.

Invoice 도 기록을 위해 올려 놓습니다.

FedEx 의 운송장 정보.

4. TNC 모듈

SMA 연결 및 termination 을 위해 TNC Male to SMA Female 모듈을 구매했습니다.

아래 JXRF 는 예전에 구입 했던 가게 입니다. 품질이 좋아서 이번에 2개 구입 했네요.

* JXRF connector TNC male to SMA female adapter RF Coaxial Kits Cover Test Coverter

- https://www.aliexpress.com/item/32258486664.html

아래 업자는 가격이 살짝 저렴하여 3개 구입해 봤습니다.

* 1pce Adapter Connector SMA to BNC / N / UHF SO239 PL259 / TNC / SMA RF Coaxial Kits Cover Test Coverter Right angle

- https://www.aliexpress.com/item/4000315373415.html

한국 우체국에서 한개로 모아 배송을 해 주셨습니다. 아마 통관 도착이 거의 동시였던 듯 합니다.

사이좋게 한꺼번에 도착.

조금 더 비싼 제품.

좀더 저렴한 제품. 사용해본 느낌으로는 JXRF 에서 판매하는 제품이 조금 더 완성도 있습니다.

TNC Male to SMA Female 모듈을 PD594A 에 장착한 모습.

신호 인입 port 부분.

분배 신호 port 부분.

5. 연결

입력 port 에는 GPS 안테나와 연결하고, split port 의 DC PASS 는 planefinder, DC BLOCK 포트 중 하나는 flightrader24 에 연결.

나머지 비어있는 포트는 50 ohm terminator 를 달아 줬습니다.

6. 확인

PD594A 를 장착하는 순간 planefinder 에서 "Doing Fixes" 와 "Performing survey..." 를 시작합니다.

확인이 모두 끝나고 GPS 부분이 green 으로 바뀌었습니다! 문제가 해결 되었네요.

로그를 살펴 봐도, 예전에 나왔던 아래 문구의 GPS 에러 로그가 사라졌습니다.

Data upload failed with error: 'Waiting for GPS to acquire location.'

Indicator 도 정상으로 돌아 왔습니다.

개운해 졌습니다 :-D

FIN

GPS 신호를 분배해 주는 스플리터를 구매해 봤습니다.

GPS 안테나 하나만을 이용하여, GPS 신호를 요구하는 복수의 장비에 넣어주기 위한 장치 입니다.

ADS-B 신호를 이용하여 비행기를 추척하는 아래 두 장비에서 사용하기 위함입니다. 일상생활에서는 전혀 필요가 없죠.

* Hardware | planefinder unboxing

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-planefinder-unboxing

* Hardware | Flighradar24 신청에서 설치까지

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Flighradar24-unboxing

1. 장비 선택

아래는 ADS-B 를 위해 일전에 구입한 Active Splitter 입니다.

* Hardware | 전파를 copy 해주는 Multicoupler

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

단순히 GPS 신호만 분배해주면 되기 때문에, active (전원을 인가하여 신호 저감을 차단하는 방식) splitter 를 구하는 것 보다, 신호 세기가 조금 깎이더라도 저가의 Passive splitter 를 구매하기로 합니다.

* New 4 Way SMA Power Splitter 380mhz~2500MHz,SMA female power divider signal cable splitter female divider Free shipping

- https://www.aliexpress.com/item/32428689758.html

* low Pim 380mhz~2500mhz 2 3 4 Way Sma Power Splitter Sma Female Connector Power Divider Splitter Divider For Wifi Gps Booster

- https://www.aliexpress.com/item/32879818245.html

위의 두 사이트에서는 COVID-19 영향으로 업자가 발송을 캔슬 하였습니다.

아래 사이트에서 발송 받은 기기는 LTE 4G Repeater... 완전 다른 장비가 와서 진행이 안되고 있었습니다.

* 4-Way SMA Power Divider GSM CDMA 3G Signal Booster Splitter 380-2500MHz SMA Female Signal Repeater Divider RF SMA Connector

- https://www.aliexpress.com/item/32883146329.html

그 다음으로 eBay 에서 지불한 깡통 splitter. 가능한 싼 가격으로 구매해 보려고 했습니다.

* RF Microwave Power Divider Splitter 2-Way Combiner 100-2700MHz 20dB

- https://www.ebay.com/itm/RF-Microwave-Power-Divider-Splitter-2-Way-Combiner-100-2700MHz-20dB/184084749329

만, COVID-19 때문이었는지, 이 제품도 한달 넘게 기다린 후, 판매자로부터 캔슬 + refund 당합니다.

정말 진행하기 힘든 장비군요.

그러던 중, Mini-Circuits ZN4PD-272-S+ 이라는, GPS 신호 대역을 split 해주는 장비가 eBay 에 뜹니다.

비싸긴 하지만, 현실적으로 구할 수 있는 제품이 이것밖에 없는 듯 하여 구매 진행 합니다.

* Mini-Circuits ZN4PD-272-S+ Power Splitter, 500 - 2700 MHz

- https://www.ebay.com/itm/264550202564

2. Mini-Circuits ZN4PD-272-S+

Mini-Circuits ZN4PD-272-S+ 스펙은 다음과 같습니다.

* ZN4PD-272-S+

- https://www.minicircuits.com/WebStore/dashboard.html?model=ZN4PD-272-S%2B

- ZN4PD-272-S+_dashboard.pdf

아래는 사이트에 올라온 사진 입니다.

전체적인 크기는 가늠할 수 없지만, 견고하게 잘 만들어진 것 같습니다.

확실하게 고정되는 TNC connector 제품을 찾았으나, 별로 없더군요. SMA 라도 만족하고 쓰렵니다.

Source 부분.

뒷면.

판매자가 동일한 제품 두 개를 팔고 있네요.

배송료를 아껴 보고자, 8천원짜리 Economy 배달료를 지불하고 기다리길 한 달... ㅠㅠ. 도착하지 않았습니다.

판매자와 연락하여 상황을 이야기 하니, 미안하다며 환불 해줬습니다.

그렇지만, 아래처럼 잘 포장해서 보냈는데 도착하지 않았다는 것은, COVID-19 때문이 아닐까 합니다.

한창 세계적으로 마스크 도난이 일어나고, 배송사고가 많이 일어날 때 였거든요. 아예 국가적으로 마스크 컨테이너를 훔치던 시기.

Finland 에서 Economy 로 국제화물을 보내는 것은 위험하다는 것을 이번에 알게 되었슴. 참고로 Economy 발송은 추적이 되지 않습니다.

3. 재구매

판매자에게는 미안하지만, 동일한 제품을 다시 구매했습니다. 이번에는 Tracking number 가 붙는 28 USD 짜리 배송으로.

송장 번호가 붙은 내용으로 안내가 왔습니다. FedEx 군요.

맙소사. 3일만에 Finland 로부터 배송 완료되었습니다.

다만 마지막 도착지에서 이모양... 배달 아저씨가 대충 던져 놓고 가셨습니다. 비대면이고 상황이 그런지라... 요즘은 경비실에도 맡기지 않네요.

4. unboxing

중고품이지만, 포장을 뜯는 것은 항상 설레입니다.

계획하고 6개월만에 받은 GPS 용 splitter !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

이런 모양이었군요. 외형이 통짜 알루미늄 입니다.

뒷면입니다. 글씨가 씌여 있는데, 어떤 의미인지는 모르겠어요. 판매자에게 물어봐야 겠습니다.

커버가 나사로 고정되어 있어서, 한번 풀어 봅니다. 뒷면은 아무것도 없군요.

앞면도 풀어봅니다.

이런식으로 전파 분배가 일어나는 군요. 중간 중간에 저항으로 연결되어 있는데, 주파수 대역별로 뭔가 조정하는 듯 합니다.

저 구부러진 각도와 저항이 주파수 특성을 손상시키지 않고 분배하는 것이겠죠?

5. 연결

Flightradar24 와 planefinder 만을 연결할 것이므로, 남는 port 는 50 ohm 짜리 terminator 를 연결해 줍니다.

30cm 짜리 male SMA to male SMA 를 연결합니다.

마지막으로 GPS source 선을 연결하고, 각 기기의 GPS 부분에 연결 했습니다.

6. planefinder

planefinder 에서는 분배기를 거치지 않으면, 아래처럼 정삭적으로 GPS 부분이 초록색으로 표시됩니다.

이번에 splitter 를 이용해서 연결하니, PF Radar GPS 를 3분정도 확인 하더니만...

아래처럼 "GPS Status: Antenna Fault" 와 "Antenna Short: No" 에러가 뜨면서 빨간 색으로 표시됩니다.

아래와 같이 로그에서도 GPS 와 관련된 에러가 발생하고, reset 이 정기적으로 일어나고 있습니다.

다만, data upload 는 되는 것 같습니다.

장비에서는 아래와 같이 빨간색으로 뜨지만, 일단 data upload 에는 문제가 없는 듯 하니, 이 상태로 운영하기로 합니다.

GPS 통신에서 어떤 부분이 이용 되는지, 어떤 기능들이 이용되어 splitter 에서도 지원해야 하는지 좀더 조사해 봐야 할것 같습니다.

이상, 6개월 걸린 GPS signal splitter 구매기 프로젝트 였습니다.

7. Update - 20200822

Invoice 정보

지금까지 ADS-B 통신을 이용한 한공기 추적 서비스에 참여하고 있습니다.

관련된 내용은 아래 글들을 참고해 주세요.

* Hardware | PiAware 로 항공기 추적하기
    - https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-PiAware-FlightAware

* Hardware | Flight Feeder 를 신청해 보자
    - https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-FlightFeeder-apply

* Hardware | RadarBox24 신청부터 설치까지
    - https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-RadarBox24-apply-and-deploy

* Hardware | planefinder unboxing
    - https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-planefinder-unboxing

* Hardware | 전파를 copy 해주는 Multicoupler
    - https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-active-splitter-Multicoupler

* Hardware | VX-8D transceiver 간단 사용기
    - https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-VX8D-transceiver-simple-usage

이번 글은, 항공기 관련 ABS-D 스테이션을 설치하는 시리즈 마지막 글 되겠습니다.

1. 신청

Flightrader24 는 거의 9년 전부터 iOS 용으로 유료 결제하여 사용하고 있었습니다.

iPhone 의 카메라로 하늘을 보면 근처를 지나가는 비행기의 정보를 보여 줍니다. 안드로이드용도 물론 있습니다.

비행기 좋아하는 저로서는 바로 구매하여 사용하고 있었죠.

Flightradar24 | Flight Tracker

- https://apps.apple.com/us/app/flightradar24-flight-tracker/id382233851

이 서비스를 위해 실시간 비행기들 좌표를 보유하고 있어야 하는데,

이 회사도 비행기 신호를 잡는 ADS-B 기기를 무료 대여해 주는 댓가로, 해당 유저로부터 오는 신호를 분석하여 전 세계 비행기 데이터를 수집하고 있습니다.

당연히 무료 기기 대여 서비스를 신청 했습니다.

그치만, 적절한 위치가 아니라며, 무려 1년 반 동안 거절 당해 왔습니다.

간절히 원했던 것이라, 때때로 생각이 나면 무료 기기를 신청 했더랬습니다.

엇!!!!! 그러던 작년 말의 크리스마스 쯤, 위치 선정 심사를 위한 추가 정보 요청이 있었습니다.

이 스탭까지 진행된 것은 처음이었던 지라, 느낌이 좋았습니다.

Our_Receiver.pdf

Installation guide Skyv2.0.pdf

두둥!!!! 약 3주일 후, 최종 심사가 완료되었고, 무료 기기 대여 대상으로 선정되었다고 연락이 왔네요.

으아아아아아아~! 드디어~!!!! 2020년 시작이 좋네요!

2. 도착

승인이 떨어진 후, 약 10일 후에 기기 발송 메일이 오고 배송이 시작되었습니다.

승인까지 1년 반이 걸렸지만, 배송은 1주일도 걸리지 않았습니다.

기기는 스웨덴의 스톡홀름에서 출발해서 5일만에 도착했네요.

DHL 을 통해 문제 없이 배송되었습니다.

3. 구성품

박스를 까니, 스웨덴의 스톡홀름 냄새가 납니다. 킁킁.

여타 서비스들 처럼, 신호 잡는 안테나와 케이블, GPS, 본체, 그리고 인터넷과 전원 어뎁터가 들어 있습니다.

신호는 기존 안테나와 splitter 를 위해 공유할 예정이므로, 사용하지 않는 안테나와 케이블이 쌓여 갑니다.

GPS 는 가지고 있던 것 보다 괜찮은 제품으로 보입니다.

전원 어뎀터는 5V / 2.5A 로, 라즈베리파이용으로 만들어진 제품이네요. micro USB 규격 입니다.

근래에 출시된 라즈베리파이 4 B 용은 C-type 인데, 이건 micro USB 이므로 이전 제품용으로 생산된 것이군요.

안테나와 고정구.

안테나 결합부가 묵직하고, 통 알루미늄으로 되어 있어서, 내구성이 좋아 보입니다.

사용하지는 않겠지만... 아니지, 기존것과 바꿔볼까?

제품 설명은 SCO 1.09-4 / Omnidirection Antenna / 1090 MHz 등이 표시되어 있습니다.

핵심이 되는 본체 입니다.

뽁뽁이 포장으로 잘 쌓여서 도착.

밑면 입니다. ADS-B / Mode S Receiver 라고 되어 있습니다.

뒷 면입니다. "DESIGNED AND MANUFACTURED IN SWEDEN" 문구가 멋있습니다.

윗 면입니다. flightradar24 !!!

특이하게 LCD 창이 달려 있습니다. 오른쪽 버튼을 눌러도 반응은 없습니다.

4. 기기 내부

당연하게도 기기 내부가 궁금하여 분해해 봤습니다.

2인치 SPI TFT LCD 가 장착되어 있습니다. 사용법은 모르겠지만, 버튼들도 뭔가 기능을 하는 듯 하네요.

앞뒤 나사를 모두 분해하면 본체가 빠져 나옵니다.

본체 MCU 는 ALTERA 사의 Cyclone IV 입니다.

cyclone4-handbook.zip

사양을 보면, 딱 적당한 정도의 성능을 지닌 것 같습니다.

Cyclone IV E 의 위치는 LCD 쪽에 자리잡고 있습니다.

USB 와 Ethernet 을 관장하는 SMSC 의 LAN9512i-JZX 를 사용했습니다.

9512db.pdf

SMSC 는 RJ45 Jack 부분에 자리하고 있습니다.

그 옆에 GPS (GNSS) 신호 처리용 칩인 AirPrime 사의 XM1110 이 달려 있습니다.

XM1110.pdf

본체 바닥면에는 Raspberry Pi Compute Module 3 !!! 가 있습니다.

rpi_DATA_CM_3p0.pdf

그렇겠죠... OS 를 올리고 software 를 돌리려면 linux 인데, 개발 쉬운 라즈베리파이를 사용하지 않을 이유가 없습니다.

사용된 MCU 는 BROADCOM 사의 BCM2837 입니다.

BCM2837-ARM-Peripherals.pdf

성능은 a quad-core ARM Cortex A53 (ARMv8) cluster 에 1.2GHz 로 동작합니다.

뒷면은 1GB RAM 과 4GB eMMC Flash 가 달려 있습니다. (다만 eMMC flash 는 2GB 일 가능성이 높음 - 내부 모니터용 페이지 확인)

5. 추가 부품 - Splitter

ADS-B 의 1090 MHz 신호는, 기존 설치된 안테나에서 나오는 신호를 4 way active multicoupler 를 통해 받으면 됩니다.

그렇지만, GPS 신호는 splitter 가 없어서 copy 를 못하고, planefinder 만 사용하고 있습니다.

GPS 신호도 copy 받아야 하므로, GPS 용 splitter / divider / coupler 가 필요하네요.

GPS 신호가 1,250 MHz 대역이므로, 아래 기기면 충분 할 것 같습니다.

* 4-Way SMA Power Divider GSM CDMA 3G Signal Booster Splitter 380-2500MHz SMA Female Signal Repeater Divider RF SMA Connector

- https://www.aliexpress.com/item/32883146329.htm

단, 이번 코로나 사태로 인하여 중국에서 물건이 오지 않습니다. 취소 됨. 다른 업자 두 곳도 마찬가지 취소됨.

* RF Microwave Power Divider Splitter 2-Way Combiner 100-2700MHz 20dB

- https://www.ebay.com/itm/RF-Microwave-Power-Divider-Splitter-2-Way-Combiner-100-2700MHz-20dB/184084749329

한 달을 기다렸건만, seller 로부터 일방적으로 cancel. 그럴꺼면 미리 취소 해달라고!

결국 planefinder 에서 사용하던 GPS 선을 이용하고 있습니다.

6. 추가 부품 - SMA pig tail cable

GPS splitter 를 위해 구매.

* ALLiSHOP SMA Male To SMA male RG316 cable assembly Jumper Pigtail 5cm/10/15/30/50cm/1m SMA plug Crimp FPV RG316 Cable 50ohms

- https://www.aliexpress.com/item/32948634584.html

도착은 잘 되었슴.

나중에 혹시 몰라 15cm x 1 / 30cm x 2 개 구매.

기기 사이를 엮어주는 케이블이라, 짧은 15cm 는 사용할 곳이 없겠네요.

제품 마무리는 해가 거듭 될 수록 좋아지고 있는 것을 느낍니다.

그치만, 생산에 돈을 투자하고 비싼 케이블들 과는 역시 비교 불가.

7. 추가 부품 - 50 Ohm terminator

역시 이것도 GPS splitter 의 남는 port 에 사용하기 위한 것.

* 2pcs 2W 6GHz 50 ohm SMA Male RF Coaxial Termination Dummy Load Gold Plated Cap Connectors Accessories

- https://www.aliexpress.com/item/4000121678425.html

Update - 20200711

배송된 송장을 스캔하여 기록으로 남깁니다.