Как это работает? Собираем персональный радар малого радиуса действия Подробный список запчастей

Фонду борьбы с коррупцией Алексея Навального удалось выяснить, что самолет используется чиновником не только для полетов на деловые встречи, но и для вывоза принадлежащих ему собак на различные международные выставки и конкурсы. Однако радость гражданского общества по поводу открывшихся перед ним перспектив по выявлению живущих не по средствам слуг народа оказалась недолгой - упомянутые выше сервисы отключили возможность следить за полетами вице-премьера и его собак, а все вопросы о правомерности такого решения были ими проигнорированы.

Что делать?

Если коммерческие сервисы отслеживания авиарейсов выступают на стороне государства и отказываются публиковать информацию о принадлежащих чиновникам самолетах, мы, граждане, можем добыть эти данные самостоятельно. Потратив около четырех тысяч рублей на оборудование и пару дней свободного времени на сборку и установку, каждый желающий может поучаствовать в проекте независимого отслеживания воздушных транспортных средств - ADSBexchange.com .

Как это работает?

Каждый современный самолет снабжен так называемым ADS-B транспондером - устройством, передающим на определенной частоте в ответ на запрос со стороны радиолокационной станции (РЛС) информацию о себе - уникальный идентификатор воздушного судна, а также данные о местоположении, скорости полета и некоторые другие. Важным тут является то, что принять и декодировать эту информацию может любой желающий, использовав для этого имеющуюся в свободном доступе недорогую бытовую аппаратуру - USB-приемник цифрового телевидения стандарта DVB-T, подключенный к одноплатному компьютеру Raspberry Pi с запущенной на нем программой-декодером.

Декодированная информация о самолетах, находящихся в зоне прямой видимости приемника, может быть просмотрена локально, но для отслеживания полного маршрута самолета от места вылета до пункта назначения необходимо объединить информацию, полученную от приемников со всех промежуточных точек. Именно для этого и предназначен сервис ADSBexchange.com , создающий на базе полученных от локальных приемных станций данных глобальную карту авиарейсов - Global Radar View, функционально аналогичную таковой у сервисов типа PlaneFinder.net и FlightRadar24.com, но, в отличие от них, не скрывающий от конечных пользователей никакой информации об отслеживаемых самолетах. Вот, например, мы можем видеть, что на новогодние праздники вице-премьер опять улетел на свою дачу в Австрии:

Чем больше приемных станций подключено к сервису, тем более полным является покрытие, и в случае России ситуация пока весьма печальная - достаточно взглянуть на карту и сравнить количество станций у нас с количеством станций в Европе.

Но в наших силах изменить сложившуюся ситуацию! Для этого всего лишь необходимо построить свою приемную станцию и включить ее в сеть ADSBexchange.

Что для этого нужно?

1. Raspberry Pi

Самый популярный одноплатный микрокомпьютер в мире, существует несколько моделей, отличающихся объемом памяти, частотой процессора и набором периферии. Для наших целей подойдет любая модель с портом Ethernet на борту, например, Raspberry Pi 3 Model B:

Купить вместе с блоком питания и корпусом можно на Aliexpress по цене около 3000 р., например, . Можно поискать и у отечественных продавцов, но цена, разумеется, будет существенно выше.

2. Карта памяти

Для Raspberry Pi 3 нужна карта памяти формата MicroSD, более ранние модели используют полноразмерную карту SD. Рекомендуемый объем - 8ГБ, класс скорости - 10. Из проверенных производителей могу порекомендовать карты SanDisk или Transcend. Цена вопроса - около 300 р.

3. USB-приемник DVB-T

Ключевые слова для поиска на Aliexpress - "RTL2832U R820T2", цена около 500 р., например, вот такой . Можно поискать у местных продавцов, но выглядящий внешне точно так же приемник может оказаться построенным на других чипах, поэтому нужно уточнить у продавца, что внутри стоит именно связка RTL2832U+R820T2.

4. Антенна

В комплекте с USB-приемником идет антенна, но она, мягко говоря, плохо подходит для приема сигналов самолетных транспондеров, так что радиус приема с ней будет невелик - от силы несколько десятков километров. Для того, чтобы получить радиус в сотни километров, ее придется заменить на более подходящую. Самый простой вариант - заменить штырь штатной антенны на трехэлементную коллинеарную антенну, которую можно согнуть из медной или стальной проволоки по следующему чертежу (кликабельно):

Должно получиться что-то вроде этого:

Наилучшим же вариантом, обеспечивающим максимальную дальность приема вплоть до 400 км, является использование коаксиальной коллинеарной антенны .

Так как прием радиосигналов от самолетных транспондеров возможен только в пределах прямой видимости, то антенну нужно разместить вне помещения, в идеале - на крыше. Для этого можно использовать или USB-удлинитель длиной до 5 метров, поместив в герметичный бокс только приемник, или PoE (в таком случае в бокс нужно будет поместить и Raspberry Pi).

5. Софт

На данный момент ADSBexchange использует модифицированный дистрибутив PiAware. Данный дистрибутив разработан компанией FlightAware , также предоставляющей коммерческий сервис отслеживания самолетов, но, увы, в исходном своем виде тоже скрывающий информацию о частных самолетах. Данный дистрибутив взят за основу для ADSBexchange, так как он очень прост в установке и настройке.

Пошаговая инструкция для Windows:

• Загрузите дистрибутив https://www.adsbexchange.com/downloads/ADSBexchange-img-1.2.zip (868 МБ) и сохраните его на своем компьютере.
• Разархивируйте файл ADSBexchange-img-1.2.zip.
• Загрузите утилиту Win32DiskImager и запустите ее от имени администратора (для этого кликните файл правой кнопкой и выберите "Запустить от имени администратора").
• Выберите файл ADSBexchange-img-1.2.img.
• Вставьте SD-карту в кардридер компьютера.
• Выберите буквенное обозначение SD-карты из соответствующего списка.
• Кликните "записать" и дождитесь окончания в течение нескольких минут.
• После окончания выньте карту памяти из кардридера и вставьте ее в Raspberry Pi.
• Подключите все кабели (USB-питание, кабель Ethernet, USB-приемник) к Raspberry Pi. При этом на Raspberry Pi должен гореть красный и мигать зеленый светодиод, а возле сетевого разъема Ethernet - зеленый и желтый.
• Подождите пару минут, пока Raspberry Pi загрузится.
• Зарегистрируйте новую учетную запись на сайте FlightAware.
• Привяжите приемник к созданной учетной записи.
• В настройках приемника (вкладка "My ADS-B") отредактируйте координаты местоположения приемника и высоту установки антенны над уровнем земли.
• Через некоторое время приемник должен появиться на карте покрытия https://www.adsbexchange.com/active-feeds/ .
• Отслеживаемые в данный момент времени вашей приемной станцией самолеты можно посмотреть, перейдя по ссылке "Web interface: view live data" вкладки "My ADS-B" на сайте FlightAware.

PROFIT!

Теперь ваш приемник участвует сразу в двух сетях отслеживания авиарейсов - ADSBexchange и, в качестве бонуса, FlightAware. Распространяйте эту инструкцию, помогайте другим строить свои приемные станции, и собаколёту Шувалова не удастся укрыться от всевидящего ока гражданского общества!

Практика показывает, что довольно часто все самодельное, если сделано качественно, работает лучше всего серийного. Это связано с тем, что ручная сборка, в отличие от массовой, выполняется наиболее тщательно. Кроме того, своими руками можно собрать то, чего в продаже вообще не имеется. Одной из таких задач является задача, как сделать радар. В продаже есть антирадары и радар-детекторы, но купить сам радар, такой как тот, которым пользуется ГИБДД, практически невозможно. Эта специальная техника не поступает в свободную продажу, поэтому фактически недоступна, вне зависимости от своей цены. Хотя если бы она и была в продаже, то именно цена современных электронных комплексов, предназначенных для контроля ГИБДД за скоростью автомобилей, стала бы основным препятствием для ее приобретения.

Обдумывая, как включить радар в число электронных приборов, сделанных своими руками, необходимо, прежде всего, понять, где взять комплектующие для сборки этого довольно сложного устройства. В состав комплектующих входит хорошая цифровая видеокамера и прибор для лазерного измерения скорости движущихся объектов, который можно приобрести в специализированных магазинах для любителей авиамоделирования. Кроме того, необходимы будет соединительные шнуры, которые позволят передать показания лазерного спидометра и изображение с видеокамеры на компьютер, а затем записать эти показания вместе с изображением движущегося автомобиля. Понадобится и корпус, решающий проблему, как установить радар, состоящий из двух отдельных названых электронных устройств, так, чтобы и камера и лазерный измеритель скорости «смотрели» на один и тот же объект.

Лазерный измеритель скорости работает по принципу фиксации времени, через которое лазерный луч, импульсно выпущенный прибором, отразившись от поверхности движущегося объекта, вернется к прибору. Такая фиксация при измерении скорости проводится до 10 раз, после чего прибор выдает на свой дисплей результат измерения скорости объекта, на который он был наведен. Фактически это и есть радар, а камера нужна только для достоверной фиксации результатов. Остается решить вопрос, как подключить радар к компьютеру. Для этого необходим кабель USB, поскольку этот прибор имеет стандартные настройки для передачи информации в компьютер. Таким же образом, через другой порт USB при помощи второго кабеля к компьютеру подключается видеокамера.

Камера и прибор помещаются вместе в корпус, который жестко фиксирует их и позволяет добиться того, что оба прибора «смотрят» на один и тот же движущийся объект. Все приборы включаются одновременно, затем изображение, получаемое с камеры в он-лайн режиме остается в нижнем открытом окне, а поверх него накладывается в другом окне меньшего размера изображение, получаемое с лазерного измерителя скорости. На компьютер устанавливается программа Camtasia Studio, которая позволяет записывать все происходящее на мониторе, эта программа настраивается по прилагаемой к ней инструкции и запускается в режиме записи. В результате становится понятно, как пользоваться радаром: включив все вместе следует навести корпус с камерой и измерителем на движущийся объект, а затем записать с монитора компьютера совмещенные изображения движущегося объекта и показания скорости.

Как сделать большой радар в кс го, чтобы видеть всю карту?

Если вы будете играть со стандартными настройками радара, то не сможете видеть всю карту. Опытные игроки постоянно держат радар в поле зрения (конечно, не буквально, но идею вы поняли). Это необходимо для того, чтобы понимать, где находятся как члены команды игрока, так и противники (или хотя бы где противники недавно находились).

Противники обозначаются на радаре красными точками. В течении нескольких секунд после исчезновения соперника из поля зрения на радаре отображается красный вопросительный знак.

Вот как включить радар в кс го - drawradar
Вот как отключить радар в кс го - hideradar
cl_radar_icon_scale_min 0.6 - размер иконок на радаре (диапазон: от 0 до 1)
cl_radar_scale 0.4 - масштаб карты (диапазон: от 0.2 - 1)
cl_radar_always_centered 0 - смещение центра радара в сторону видимости карты, 1 - вы являетесь центром радара
cl_radar_rotate 1 - включение вращение карты, 0 - отключение
cl_hud_radar_scale 1 - размер радара (Диапазон: 0.8 до 1.3)
hud_scaling 0.95 - размер интерфейса (0.95 до 0.5)

drawradar - включает радар

Если вам его вновь захочется отключить радар в кс го, то пропишите в консоли вот эту команду:

hideradar - отключает радар

Как настроить радар в КС ГО, с помощью консольных команд?

Я часто пользовался возможностью обзора карты с помощью радара.

Например, если я нахожусь в точке A, а члены моей команды устремились в точку B, и у меня нет времени выяснять это в чате, то это будет отчетливо видно на радаре. Кроме того, если кто-то из вашей команды заметит террориста с бомбой, то она будет отображаться на радаре.

На этом скриншоте показано, чего мы хотим добиться:

• Радар, на котором игрок всегда находится в центре.
• Радар, на котором видна вся карта.
• Радар увеличенного размера (увеличенный масштаб).
• Более крупные значки. Так вам будет легче заметить членов вашей команды/врагов (опционально).
• Миникарта (в общем случае).

Теперь давайте перейдем к настройкам. Вам нужно будет внести их в свой файл под названием config (также может называться autoexec). Мы рассмотрим каждый параметр настройки по порядку. Так вы будете знать, за что он отвечает, и сможете настроить радар в соответствии с вашими предпочтениями.

Если вам просто нужны настройки, то можете прокрутить страницу. Они приведены в самом конце статьи.

Прежде всего, нам не нужен радар, который всегда будет отцентрирован, поскольку в этом случае теряется очень много экранного пространства при нахождении вблизи границы карты.

Для этого нужно поменять параметр в соответствующей строке на «0»:

cl_radar_always_centered “0”

Видите? Практически половину пространства занимает черная область. Если радар не всегда будет отцентрирован, то мы сможем увидеть большие площади карты.

Следующее, что нам нужно сделать – уменьшить масштаб карты. Так мы сможем увидеть еще больше.

Установите следующее значение параметра:

cl_radar_scale “0.3”

До этого мы не могли видеть всю карту. После изменения настроек все области карты постоянно отображаются на радаре. Это очень удобно при респауне, когда вы не знаете, где находятся члены вашей команды – вы всегда сможете их увидеть.

Скрипт для увеличения размера радара (Zoom script)

Мы придумали небольшой скрипт, который позволяет увеличивать/уменьшать размер радара, это можно сделать простым нажатием «+» или «-».

В файле config или autoexec укажите следующее:

// Масштабирования радара
bind “KP_plus” “incrementvar cl_radar_scale 0.25 1.0 0.05”;
bind “KP_minus” “incrementvar cl_radar_scale 0.25 1.0 -0.05”;

При уменьшении размера радара некоторые детали можно не заметить. Для компенсации этого неудобства мы можем увеличить масштаб радара.

Для этого нужно использовать команду:

cl_hud_radar_scale “1.15”

Как вы можете заметить, масштаб увеличился. Я рассчитал, что 1,15 – оптимальное соотношение, которое позволяет без проблем различать детали, но при этом изображение радара, он не занимает много места на экране. Можете поэкспериментировать с другими значениями.

Этот шаг опциональный, но я его использовал. Он увеличивает размер значков, отображаемых на радаре, что также может быть полезным.

cl_radar_icon_scale_min “1”

Финальные настройки радара в КС ГО

Теперь мы можем оценить измененные установки радара, на котором постоянно видна вся карта. Сравните их со стандартными параметрами:

Получилось очень круто.

Единственным недостатком новых настроек является невысокая детализация карты, но при увеличении размера радара детали становится различить проще. Однако, если вы хорошо знаете карту, то это не сильно осложнит вам жизнь.

Оптимизированные установки радара (начальные установки)

cl_radar_always_centered “0” (“1”)
cl_radar_scale “0.3” (“0.7”)
cl_hud_radar_scale “1.15” (“1”)
cl_radar_icon_scale_min “1” (“0.6”)

Два параметра остались неизменными:

cl_radar_rotate “1”
cl_radar_square_with_scoreboard “1”

Идея создания некоего подобия радара для определения расстояния пришла одному из моих студентов. Мы продолжили ее разработку и решили ввести в программу курса в качестве одного из проектов.

После пары недель подготовки мы, наконец, определились, как его начинать и что для этого может понадобиться. Проект не должен был быть очень продвинутым; мы установили средний уровень сложности. Ниже представлен пример использования персонального радара узкого диапазона. Он и должен был выглядеть немного смешно, так что можете смеяться!

Описание и цель проекта

Целью проекта было создание функционирующего радара. От системы требуется лишь измерять расстояние под углом в 90 градусов, как показано в примере выше. В зависимости от выбранного сенсора, система функционирует в пределах 4-30 см, 20-150 см и 1-5,5 м.

Результаты проекта повлияют на последующие разработки, в которых мы попытаемся интегрировать радар для навигации мобильных роботов в естественных условиях.

Электронные детали

• Стабилизатор напряжения LM7805 5 В
• Микроконтроллер PIC18F452
• ИК Сенсор GP2D120
• Кварцевый резонатор на 4 или 8 MHz
• Переключатель
• Конденсатор
• 30-тиконтактный разъем
• 5 триггеров 74LS373
• Макетная плата
• Припой
• 36 индикаторов
• Провод 30 AWG
• Инструменты для работы с проводами
• Паяльник

Подробный список запчастей

Вы можете знать, а можете и не знать всего относительно вышеперечисленных деталей, поэтому, чтобы помочь разобраться в них, было включено изображение каждой детали. Появились три новых объекта, не указанных до этого в проекте: сервосистема, и ИК сенсоры. Скоро появится описание и ИК датчиков; что касается 74HCT373 -- ниже будет пред ставлен краткий обзор. Вы всегда можете свериться с спецификацией микросхем, просто задав поиск по запросу «74HCT373».

Восьмиразрядная микросхема, содержащая в себе трехстабильный триггер. Проще говоря, данный чип способен хранить 8 бит цифровой логики и удерживать в памяти до стирания или изменения ее посредством LE-Latch Enable вывода.

Принципы работы

• Управляющие выводы LE и OE
• 8 Ввод данных D0-D7
• 8 Вывод данных D0-D7

Питание (Vcc & GND.)
Активация вывода (ОЕ) позволяет Q0-Q7 выводить данные на данный момент находящиеся в D-триггерах.
Активация триггера (LE) позволяет перезапись данных, содержащихся на D0-D7, в D- триггер.

Обзор схемы

Схема для данного проекта намного сложнее предыдущих. В нашей разработке есть 4 основных преимущества.

1. Мы сможем программировать изображения с разрабатываемой платы.
2. Мы будем контролировать сервосистему.
3. Мы будем снимать данные с ИК сенсора расстояния.
4. Мы установим 36 LEВ индикаторов для отображения вывода данных, полученных с ИК сенсора.

Характеристики схемы

Питание

• Питание осуществляется через аккумулятор на 9В, подключенный к LM7805 с конденсатором 1uF, подключенным к выводу/заземлению для обеспечения бесперебойного постоянного тока LM7805.
• Программный цикл
• Программирование осуществляется посредством подсоединения двух разъемов от контроллера к программатору, предоставляя первому разъему программатора доступ к MCLR*/Vpp-Pin1 на контроллере. В целях безопасности установлен выпрямительный диод.
• ИК Сенсор Расстояния
• ИК Сенсор использует один разъем контроллера PIN 2 - RA0. Используются аналоговые возможности этого вывода для получения значения АЦП, так как с ИК сенсора снимается только аналоговый сигнал. Данное значение сообщает, есть ли что-то в радиусе охвата сенсора.

LED индикация

В общей сложности еcть 40 LED индикаторов. Каждый чип 74HCT373 контролирует до 8 индикаторов; так как 40/8=5, нам нужно 5 схем 74HCT373, чтобы управлять всеми 40 индикаторами. Необходимо отметить на схеме, что для всех 5 чипов используется одна шина данных.

Теория

Данная разработка использует три основных прибора для создания персонального радара. ИК сенсор подключается к микроконтроллеру, и затем выводится на сегмент индикаторов. Предоставляется наглядная демонстрация этого процесса:

Использование разных сенсоров
Важным аспектом в точности ИК сенсоров, используемым в данном проекте является то, что они имеют одинаковые характеристики напряжения, поэтому данная программа совместима со всеми индикаторами. Единственное, что необходимо знать, -- как используется сенсор для определения расстояния, выводимого на индикаторах.

Использование

Итак, взглянем на окончательный вид прибора:

Таков внешний вид собранного прибора. Перейдем к следующему разделу и продолжим сборку прибора.

Пластиковый корпус внизу на картинке не упоминался в списке запчастей. Это обычный корпус, который можно приобрести у любого производителя или продавца электроники. В первую очередь необходимо просверлить 36 отверстий для индикаторов в схеме и закрепить в них индикаторы. Перед вставкой индикаторов в отверстия было использовано закрепляющее вещество.

После того, как панель спаяна, начинаем подключение схемы. Каждый проводок нужно подключить сквозь маленькое отверстие корпуса.

Рисунок выше отображает вид панели на ранней стадии. В начале подключения проводов наблюдается скопление огромного их количества, например, вот так:

Последним штрихом в разработке персонального радара является возможность его использования он-лайн. Используются провода длиной 2-4-метра при подключении сервосистему и ИК сенсор. Проделываем отверстие спереди корпуса для данных проводов:
Покончив со сборкой перейдем к программной части разработок. Это, безусловано, более тонкая часть разработки, чем даже прокладывание проводов.

Программное обеспечение для данного прибора включает три основных части:

• Управление Сервосистемой
• Управление LED-индикацией
• ввод A/D/

Поскольку все программное обеспечение данного проекта не поместится на одной странице, будет объяснено, что это за части и как они работают.

Управление Сервосистемой

Управление сервосистемой осуществляется таймерами и прерываниями. Двумя отдельными прерываниями, срабатывающими одновременно для создания желаемого звука, генерируется сигнал в 50 Ггц, и указатель сервосистемы двигается маленькими шагами регулируя скрипящий звук.
Регулирование LED индикации.
Индикаторы регулируются триггерами 74LS373/74HCT373. Система постоянно обновляет данные триггера, выводимые на индикаторы.
А/Ц Ввод
ИК сенсор осуществляет аналоговый вывод. Используется конвертор для определения значения напряжения, сообщающий, что объект вышел на расстояние вне зоны действия ИК сенсора.

Завершена сборка и настройка прибора - нужно протестировать его. В заисимости от используемого вами сенсора, индикация будет разная. Сенсоры на выбор GP2D120, GP2Y0A21YK и GP2Y0A700K0F.

Данные и наблюдения

Первым тестом радара будет тест на близком расстоянии. В качестве препятствий были использованы консервные банки.

На втором видео (на первой страничке) тестируются индикаторы 20 см - 150 см и 1 м - 5.5 м, позволяющие преодолевать более серьезные препятствия. Посмотрите, чтобы понять, о чем идет речь.

Два видеоролика продемонстрируют работу сенсора, однако при самостоятельной сборке возможны небольшие затруднения, которые будут описаны в заключении.

Обзор персонального радара

Сборка и настройка данного прибора занимает немного времени. Это проект, который вы сможете за день, и он уже имеет нишу в применении, но с течением времени будут возникать дополнительные трудности. ИК сенсоры могут становиться ненадежными, результаты вывода могут быть малыми из-за влияния среды и окружения.

Действия, которые нужно предпринять

Для увеличения радиуса охвата сенсора планируется использование ультразвуковых датчиков, эквивалентных описанным выше «звуковым сенсорам», передавая данные о расстоянии от вас до объекта. Диапазон ультразвука шире чем у инфракрасного излучения, и он более надежен в неблагоприятных условиях.

Заключение

Проект был увлекательным изучением сенсоров ИК излучения. Он демонстрирует, что результаты могут быть получены и использованы реально. Многие дальнейшие проекты могут быть разработаны на базе этого.