Impressões iniciais sobre o receptor ADS-B FlightAware Stick

Olá seguidores, em breve construirei uma estação para recepção de sinais ADS-B (do inglês Automatic Dependent Surveillance-Broadcast),  esse sistema consiste em receber sinais emitidos pelos transponders das aeronaves quando equipadas com a tecnologia.

O sistema tornou-se popular, estando presente em grande parte das aeronaves que sobrevoam diariamente nossas cabeças.

Como funciona o ADS-B?

As aeronaves equipadas, transmitem constantemente na frequência de 1090 MHz pacotes que contém informações como: Posição (Através de coordenadas do sistema de GPS), Velocidade, Altitude, Direção e Categoria do Equipamento.

O ADS-B, acaba sendo mais vantajoso se comparado ao modo tradicional composto pelo radar primário, pois permite trocar dados precisos com o solo ou até mesmo outra aeronave que esteja em sobrevoo.

ADS-B

Com a popularidade do ADS-B tornou-se comum usuários domésticos, adquirir receptores e instalá-los em suas casas. Inicialmente foram construídos pela AirNav Systems e pela Kinetic Avionics, porém os mesmos mantinham custos elevados, o que os tornava um artigo de luxo.

“Me recordo quanto qsj economizei para comprar um SBS-1 da Kinect, que hoje já passei nos cobres.”

Porém com o advento da tecnologia SDR (Rádio Definido por Software), ocorreu uma revolução astronômica pois quem dita as regras é software, e não demorou muito para um software ser desenvolvido, combinado ao hardware RTL de USD 9,00 (nove doletas) tornou-se possível receber e decodificar as mensagens disparada pelas aeronaves, esse progresso só evolui com a chegada da RaspBerry PI, um computador de baixíssimo custo e consumo, que tem as dimensões de um cartão de crédito. Ao se unir o RTL SDR ao RPI, forma-se o casal perfeito, para estações ADS-B de pequeno custo.

RaspBerry PI + RTL-SDR

Computador RaspBerry PI + RTL-SDR + Antena

Por que não montei uma estação antes ?

Diversos fatores me influenciaram a postegar tanto assim, pois fui um dos pioneiros no Brasil a efetuar recepção ADS-B com RTL-SDR, conforme vídeo abaixo, postado por mim a 4 anos atrás, quando iniciei a experimentação com o sistema, não existiam softwares para a plataforma Windows.

O que me fez desistir no passado foi a seguinte questão. Qual é a utilidade disso ? Não seria mais uma coisa consumindo tempo e infraestrutura, confesso que o PY2PE como sempre me ajudou muito disponibilizando os servidores, mais eu ainda sentia um deficit tremendo na ferramenta de análise dos dados, falta de cobertura por não conseguir unir mais de 1 receptor no software, dentre outros empecilhos.

Foi quando surgiu os serviços FR24 (Flight Radar 24)  e FlightAware, ferramentas que unificam dados de receptores colaborativos, dando em troca acesso a contas Premium dos serviços: (“braZileiro” você não achou que iria ganhar dinheiro com isso né…rsrs).

Hoje essas ferramentas citadas acima, tem dados de qualidade, suficientes para confrontar sistemas complexos e caríssimos utilizados na vigilância radar. Isso me fez decidir que agora é o momento correto para montar essa estação, pois dispomos de ferramentas sólidas com interfaces amigáveis, facilitando muito a análise e playback dos dados.

Sobre o receptor FlightAware USB Stick

Bom acho que já falei demais para o meu tamanho, então assistam o vídeo abaixo, em outro post citarei detalhes técnicos do receptor e quem sabe até um combate entre R820T2 e FlightAware USB.


Por enquanto é isso, em breve mais novidades, e peço desculpas pelo áudio do vídeo, pois ventava muito no QTH e pelos longos posts.

73 de PU2VLW

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Instalando o software SDRUno (Studio 1), utilizando RTL-SDR

Olá seguidores, tudo bem com vocês ?
Após muito tempo sem escrever, decidi atender o pedido de amigos, que entraram em contato através de e-mail e redes sociais, me questionando, sobre qual seria o procedimento correto para se efetuar a instalação e configuração deste novo software denominado “SDRUno”, derivado do famoso “Woodbox Studio1 – Pago,  e classificado como um dos melhores softwares de SDR para Windows”,  com o surgimento de uma versão gratuita destinada ao hardware SDRPlay, a compatibilidade de integração via ExtIO foi mantida, permitindo integração de diversos hardwares como o RTL-SDR, Elad, Soft66 entre outros.

SDRPlay
Hardware SDRPlay

 

Requisitos necessários

→ Pacote de instalação SDRUno

No link abaixo, está disponível o pacote de instalação do software SDRUno.

Instalação SDRUno Free

→ Interface de áudio com suporte ASIO

O principal requisito ao se instalar o SDRUno, é que a interface de áudio, seja compatível com protocolo ASIO, o software não aceita em seu fluxo de áudio OUT,  padrões como MME ou DirectSound.

Quando se fala em ASIO, muitos estão pensando… “ASIO, que raios é isso¿?” ?
Explanando brevemente ASIO (Audio Stream Input / Output), é um protocolo combinado a um conjunto de drivers que provê baixa latência na entrada e saída de áudio.

Os primeiros que efetuei, utilizei uma interface ESI Juli@, que possui suporte nativo a ASIO.

Caso seu hardware não seja compatível, ainda há uma possibilidade utilizando o software ASIO4ALL, que pode ser obtido no link abaixo.
Este software provê uma ponte emulada, fazendo com que o SDRUno,  reconheça sua interface de áudio, como sendo compatível com ASIO.

ASIO4ALL – Universal ASIO Driver For WDM Audio – Download

Sua instalação é rápida e simples, sugiro que as configurações, respeitem os parâmetros apresentados na imagem abaixo.

Configurações ASIO4ALL
Configurações ASIO4ALL

*É recomendável manter o Buffer Size em 512 samples (amostras), para não gerar consumo excessivo de CPU, consequentemente gerando dropped frames.

→ ExtIO RTL-SDR (Biblioteca de comunicação entre o RTL-SDR e o SDRUno)

Para que haja comunicação do software SDRUno e o hardware RTL-SDR, se faz necessário utilizar uma biblioteca externa denominada ExtIO (External Input/Output),  é um modo de prover funcionalidade universal no software, mesmo com hardwares distintos, ou seja, se hardware SDR possuir uma biblioteca ExtIO, ela vai comunicar com o software de forma genérica. Clique no link abaixo para efetuar o download da biblioteca.

RTL-SDR ExtIO – Download

Depois de efetuado o download dos itens acima, siga os passos do vídeo tutorial, para prosseguir com a instalação e configuração do software.

“Caso o software não encontre o ExtIO do RTL-SDR, é necessário copiar a dll para a pasta “Meus Documentos” em Windows XP ou “Documentos” em Windows 7 ou superior”, informado por PY2UEP – Demilson Quintão

Forte 73 de PU2VLW
Em breve novidades….

KG-STV Digital no satélite FltSatCom 8 (Bolinha)

Olá seguidores, conforme mencionei em posts anteriores, constantemente tenho monitorado os transponders lineares do satélite militar FltSatCom 8 (conhecido popularmente como Bolinha).

Na data de 21/06/2015, ao cair da tarde, estava a monitorar a frequência de 252.150 MHz, popularmente conhecida pelo misterioso sinal de SSTV analógico modo BW36, sinal este presente quase todos os dias.

Por volta das 18:00 hs (Horário Local), a portadora analógica contendo o SSTV cessou, e após alguns minutos, pude constatar a presença de um sinal digital.

Brevemente identifiquei se tratar do software KG-STV, do qual utiliza modulação no padrão MSK (Minimum Shift Keying), baseado na variação de frequência para geração dos bits.

MSK - WaterfallIdentificação do sinal digital no waterfall do SDR#

O software KG-STV, no modo MSK, transmite em velocidade de 1200 bauds, utilizando a base do “bit 0” a frequência de 1200 Hz, e base do “bit 1” a frequência de 1800 Hz.

Como sabemos, essas transmissões, são classificadas como misteriosas, ninguém sabe ao certo, de qual país elas são originárias e nem suas finalidades. Se cogita que o autor efetua essas transmissões para seus familiares, que provavelmente residam em outro país.

Durante a recepção ocorreu um fato que me chamou atenção, o software KG-STV, possuí em suas configurações um campo destinado a informação de CALLSIGN (Indicativo de chamada), conforme podemos ver na imagem abaixo.

kg_stv_settings
Ao início da transmissão no modo digital, pode ser ver claramente o indicativo de chamada EA7PP, provindo da Espanha (lembrando a Espanha está sobre o footprint de cobertura do satélite), confira no vídeo abaixo:

ATENÇÃO
O intuito deste post, não direciona acusação ou tem qualquer intenção de prejudicar terceiros e colegas dedicados ao nosso hobby, como o software não solicita nenhuma documentação para efetivar comprovação do callsign, qualquer indicativo de chamada pode ser utilizado, por qualquer pessoa, portanto pode estar sendo usado sem o consentimento de seu detentor.

A transmissão digital, teve duração média de 30 minutos, do qual resultou as imagens exibidas abaixo, logo após cessou, e novamente ocorreu o retorno do formato analógico SSTV modo BW 36.

Imagens capturadas com KG-STV –  21/06/15  | 21:00 UTC

Após essas transmissões, resolvi desenvolver um novo link neste blog, somente para postar as imagens recebidas em SSTV, o mesmo pode ser acessado Galeria SSTV – PU2VLW.

Confiram também nosso post – “Recepção SSTV no satélite FltSatCom 8 (Bolinha)”

73 de PU2VLW.

Panadapter com RTL-SDR para IC-706 / MK / MKIIG com HDSDR e OmniRig

Boas novas pessoal, neste post irei fazer um verdadeiro “upgrade”, sobre a questão de como utilizar o RTL-SDR como Panadapter do Icom IC-706/MKII/MKIIG.

Em um post anterior, expliquei como explorar os sinais da FI de 69 MHz do Icom IC-706, porém na ocasião utilizei o software SDR# fixado na frequência de 69.015 MHz, não tendo suporte total as funcionalidades que podemos obter com SDR e o IC-706. Porém neste post vou documentar os processos, utilizando uma forma mais interessante e vantajosa, tornando a experiência entre rádio convencional e SDR ainda mais atraente.

Quais vantagens poderemos obter com a tecnologia SDR ?

A tecnologia SDR (Rádio Definido por Software), está revolucionando constantemente a forma de utilizarmos rádio, pois através de um computador, softwares e equipamentos de baixo custo, poderemos obter os mesmos resultados dos melhores e mais avançados receptores disponíveis no mercado.

Através desta tecnologia, poderemos desfrutar de uma enorme gama de recursos como filtros para limitar ou anular interferências indesejadas, possibilidade de alargar ou estreiar a banda passante de recepção ao seu gosto, recepção all-mode (todos os modos), visualização da atividade no espectro em tempo real, dentre outras funções que vão surgindo e sendo disponibilizadas gratuitamente ao longo do tempo.

Pois está tecnologia está baseada no software, e todos sabemos, os softwares estão em constante desenvolvimento, tornando assim o SDR uma tecnologia forte e viável.

Esta é uma das principais vantagens do SDR sobre um receptor tradicional, sendo que em um receptor tradicional, ficaríamos limitados ao recursos impostos pelo fabricante vitaliciamente.

Construindo o panadapter com Icom IC-706 (Hardware)

O processo de extração do sinal da terceira FI do IC-706 é extremamente simples, você precisará de um cabo fino (de preferência blindado, eu utilizei o próprio cabinho da antena que acompanha o dongle), um ferro de solda de ponta fina e estanho.

“Se você não possuí conhecimento mínimo em eletrônica e não tem habilidades com ferro de soldar, certamente peça a um técnico capacitado, pois o procedimento feito de forma incorreta poderá causar danos irreparáveis ao seu equipamento, portanto faça por sua conta e risco”.

Abaixo disponibilizei o ponto do qual deve ser extraído o sinal, o vivo deve ser soldado em uma anilha existente no ponto citado e a malha deve ser soldada na blindagem do filtro disponível ao lado.

Com o processo de alteração do equipamento finalizado, recomendo também essas modificações documentadas na imagem abaixo.

  1. Utilizar um filtro de ferrite para evitar interferências
  2. Remover o terra do extensor USB, da conexão que irá acoplada ao dongle, com o intuito de diminuir ainda mais a interferência gerada pelo computador. Deixando somente o 4 terminais do USB em contato com o dongle.

ferrite

Pronto está finalizada a parte de transporte do sinal da FI para a entrada de antena do dongle, vamos agora a parte de comando CI-V.

Interligando o IC-706/MK/MKIIG ao computador através de uma interface CI-V

Para que possamos interligar as funcionalidades do rádio ao computador é necessário que utilizemos a saída CI-V (Command Interface), é um simples interface que proporciona a possibilidade de enviar comandos do computador para o rádio e vice-versa.

Neste tutorial a função desta interface seria manipular a frequência de recepção do rádio forçando a FI a se deslocar até a frequência sintonizada. Com a interface CI-V podemos alterar a frequência do IC-706/MK/MKIIG diretamente do software SDR, sem a necessidade de intervirmos no dial físico do rádio.

Não irei aprofundar no processo de construção desta interface, pois o projeto da mesma pode ser encontrado com facilidade na internet.

Inclusive a interface que vou utilizar, é uma interface comercial com suporte a USB, que pode ser facilmente adquirida no ebay ou aliexpress, e custa em torno de US$ 11,00. Em alguns casos é mais vantajoso comprar uma interface, do que efetuar a construção da mesma.

Interface CI-V USBInterface USB CI-V de baixo custo, pode ser adquirida no eBay ou AliExpress

A ligação da interface CI-V é simples localize no painel traseiro de seu rádio um conector P2 que está ao lado do conector RJ45 MIC, ligue a outra extremidade na porta USB do computador. Conforme esquema abaixo:

civ-esquema

“Verifique o manual de instruções de seu equipamento como configurar a interface CI-V, caso ela esteja desabilitada ou desconfigurada.”

Diagrama de funcionamento / Instalação e configuração dos softwares

Segue abaixo o diagrama de funcionamento, demonstrando a teoria de funcionamento do projeto.

diagrama pandapter

Segue abaixo os softwares, para a conclusão do panadapter e seus respectivos links para download. Certifique-se de deixar o RTL2832 instalado com os drivers Zadig utilizados no SDR#.

  1. HDSDR – Responsável por gerenciar o rtl-sdr e interface gráfica do SDR, para baixá-lo clique aqui, também é necessário baixar a DLL ExtIO, responsável por interfacear o rtl-sdr no software HDSDR, veja um pdf explicando todo o processo de download e configuração clicando aqui.
  2. OmniRig – Encarregado de prover comunicação com o IC-706 via interface CI-V, também será o nosso host para que o HDSDR envie comandos ao IC-706. Para baixá-lo clique aqui.

Segue abaixo um vídeo contendo os processos de configuração e os testes finais.

 

Espero que tenham gostado desse post.
Forte 73 de PU2VLW, e até a próxima.

Recepção da última radiossondagem de 2013 – (Campo de Marte / SP)

Olá pessoal, com grande alegria venho relatar neste post minhas experiências com recepções de radiossondagem, em especial a última recepção de radiossondagem do Campo de Marte/SP em 2013.

Como tudo começou

Motivado por conhecer novas tecnologias e modos digitais, navegando na internet me deparei com o Projeto Ícaro V1, faltando exatamente 1 dia para o lançamento. Rapidamente iniciei minhas pesquisas para obter o máximo de detalhes do experimento. Me recordo que consegui rastrear o mesmo utilizando uma antena GP-9 e um scanner Icom IC-R10 sintonizado na banda de UHF, mais devido a falta de experiência não consegui decodificar os dados do GPS, decodifiquei somente dados telemétricos (Temperatura / Pressão / Umidade / Direção / Velocidade), dentre outros parâmetros.

Porém tive o cuidado de gravar toda telemetria oriunda do receptor em formato wav. Este áudio contribuiu ativamente para aumentar as possibilidades de resgate, pois minha estação conseguiu decodificar os dados por um maior período que as estações oficiais, envolvidas ativamente no projeto.

Neste meio tempo conheci uma pessoa que hoje considero como um dos meus melhores amigos.

Demilson Quintão PY2UEP, idealizador do projeto, desde então aprimorei minhas técnicas e equipamentos para efetuar a escutas.

O que é, e para que são utilizadas as radiossondagens ?

A radiossondagem consiste em um balão meteorológico, inflado com gás hélio ou hidrogênio, acompanhado de uma radiossonda (equipamento que coleta parâmetros climáticos e os transmite em tempo real em forma de ondas de rádio), este balão viaja a condições extremas atingindo a estratosfera, e em algumas situações podendo atingir a mesosfera.

Vaisala RS92

*Imagem ilustrativa de um balão meteorológico equipado com radiossonda Vaisala RS92-SGP

Atualmente a principal função das radiossondagens são coletar parâmetros meteorológicos para alimentar modelos de previsões do tempo, utilizados na aviação comercial.

Em todos os estados brasileiros, são realizadas duas radiossondagens diárias, que são controladas pelo EMA (Estação Meteorológica Automática e Radiossondagem), que geralmente ocorrem nos seguintes horários 11:30 UTC e 23:30 UTC (Tempo Universal). Conforme tabela abaixo:

UTC (Tempo Universal) Horário Brasileiro Horário Brasileiro de Verão
11:30 08:30 09:30
23:30 20:30 21:30

Como receber os sinais das radiossonda e decodificá-los.

Receber e decodificar os sinais, é um processo extremamente simples, desde que disponha dos equipamentos necessários para tal feito, são eles:

1º Antena

Inicialmente, como experimentação poderá ser utilizada qualquer antena que tenha recepção na faixa de UHF amador, no inicio de meus experimentos, utilizava a vertical Comet GP9, porém se desejar obter melhores resultados, o ideal é utilizar uma antena OWA ou a LFA, projetada por nosso amigo Roland PY4ZBZ. Nesta recepção foram utilizadas 2 OWA de 6 elementos cofadas uma fabricada por PU2ROG (Rogério) e outra de minha fabricação.

lfaAntena LFA de 3 elementos, projeto e foto de PY4ZBZ

owaAntena OWA de 6 elementos, projeto e foto de PY4ZBZ

2º Receptor

Poderá ser utilizado qualquer equipamento que tenha recepção favorável entre 400 ~ 406 MHz, em meus testes iniciais utilizei um scanner ICOM IC-R10 e obtive bons resultados. A sensibilidade do receptor é importante pois o TX da radiossonda trabalha com potência de 60 mW. Nesta recepção utilizei o SDR (Fun Cube Dongle Pro) e um filtro de toco, pois próximo ao meu QTH está localizado o TX da Iguatemi FM com 3.5 kW, causando muita interferência no Fun Cube Dongle Pro.

Icom IC-R10

ICOM IC-R10, simples receptor com boa sensibilidade que pode ser utilizado para captar os sinais.

Fun Cube Dongle

Fun Cube Dongle – Receptor com tecnologia SDR (Rádio Definido por Software), utilizado neste experimento.

3º Hardwares e Softwares

Para decodificar os sinais emitidos pela radiossonda e necessário dispor de um computador com Windows 95/98/ME/XP/7/8 e uma placa de som para injetar o áudio de saída do receptor, através da entrada de Line IN ou Mic IN, logo após é necessário instalar e configurar o software SondeMonitor. Feito isso você poderá a iniciar suas decodificações.

Configurando o software SondeMonitor

Segue abaixo um vídeo tutorial de minha autoria, explicando de forma resumida como configurar o software SondeMonitor com receptor convencional e também com receptor SDR.


Disponibilizo no botão abaixo para download, o arquivo com os principais pontos de lançamentos das radiossondagens do Brasil, para ser integrado ao SondeMonitor, este arquivo deve ser copiado ao diretório de instalação do SondeMonitor para que os locais apareçam no menu Tools > GPS Arm.

donwload-iconDados da última radiossondagem de 2013

Nesta recepção foram utilizados os seguintes equipamentos: SDR Fun Cube Dongle Pro, (integrado ao SDR#), notebook com Windows 8 Core I5, array com 2 antenas OWA de 6 elementos cofasadas para 403 MHz, proporcionando um ganho de 13,2 dBd e filtro de toco para anular o sinal da Iguatemi FM 96.5 MHz, sem o filtro a recepção pelo FCD fica inviabilizada em meu QTH devido a FM comercial citada acima.

Vejam nas imagens abaixo o teste das antenas OWA de 6 elementos para 403 MHz:

OWA Cofasada

Comparação entre 1 antena OWA de 6 elementos recebendo o sinal e logo após a segunda antena ligada em sistema cofasado, a melhora é nítida visualizada na cachoeira, porém o nível de ruído também aumenta, o Fun Cube Dongle Pro, em toda recepção esteve com o LNA Gain em 15.0 dB.

Segue abaixo um compacto em vídeo do rastreamento da última radiossonda de 2013, os dados foram postados no http://aprs.fi, através do aplicativo SM2APRS, desenvolvido pelo Demilson Quintão PY2UEP, para utilizar o software é necessário fazer parte da rede de APRS (Amateur Position Reporting System) e ser um radioamador licenciado.

 

Segue abaixo um link para download dos dados capturados desta radiossonda, esses dados podem ser reprocessados utilizando o software SondeMonitor, como material de estudo.

donwload-icon

No pacote de arquivos está incluso o arquivo de ALMANAC, descriminado como current311213z.txt, referente ao dia 31/12/2013.

Clique aqui para visualizar na rede de APRS, o rastreamento da radiossonda em questão, a recepção iniciou-se quando o balão ingressou a 2.642 metros de altura e encerrou-se  aos 2.723 metros quando em queda, devido aos obstáculos encontrados entre Santo Antonio de Posse e a Reserva Florestal da Cantareira, como pode ser visto no perfil de elevação abaixo, existe um obstáculo de 1103 m no campo de visada para o local de queda.

Perfil de elevação da última radiossonda de 2013Clique na imagem acima para ampliar o perfil de elevação, exibindo o obstáculo de 1103 m entre o local de recepção e local de queda.

Bom pessoal, termino por aqui o relato de mais essa experiência.
Forte 73 a todos e um feliz ano novo a todos.

Gostaria de agradecer minha esposa pela compreensão deste experimento que durou até poucos minutos antes da virada para 2014.