Comment j'ai construit mon premier récepteur ADS-B, un dimanche, à Bruxelles

Un guide pas très technique, par quelqu'un qui n'est pas, à proprement parler, très technique.

Bon, allons-y.

Samedi dernier, je rentrais d'un petit saut jusqu'au Touquet. Vent de sud-ouest à 12 nœuds, le genre de temps qui fait oublier que les prévisions annonçaient pire. Sur le chemin du retour — quelque part au-dessus du Pas-de-Calais, en regardant sur SkyDemon un chapelet tranquille d'A320 plusieurs milliers de pieds au-dessus de moi — j'ai eu une pensée que j'avais déjà eue au moins quatre fois sans jamais y donner suite.

Je devrais installer un récepteur ADS-B.

Cette fois, dans le train au retour de Grimbergen, j'ai commandé le matériel.

Le dimanche à l'heure du déjeuner, je regardais les aéronefs au-dessus de Bruxelles sur mon propre matériel. Depuis un rebord de fenêtre. La bouilloire en marche. Le tout a pris environ deux heures et demie, deux tasses de café et un bref moment de confusion qui s'est résolu de lui-même quand j'ai lu la ligne de documentation que j'avais sautée. J'estime que quatre-vingt-dix minutes du total ont été consacrées à lire plus attentivement que nécessaire.

Ce billet s'adresse à tous ceux qui ont un jour ouvert un guide Raspberry Pi et discrètement fermé l'onglet. C'est la version du guide que j'aurais voulue samedi matin.

La liste de courses

J'avais un Raspberry Pi 5 qui dormait dans un tiroir. Je n'ai pas de bonne explication ; je l'ai acheté au printemps dernier avec l'intention de faire quelque chose d'intéressant, puis je ne l'ai pas fait. Si vous n'avez pas encore de Pi, prenez un Pi 5 (8 Go suffisent largement) et une alimentation. Un Pi 4 plus ancien convient très bien — le Pi 5 est simplement ce que j'avais.

J'y ai ajouté deux choses commandées sur Amazon.de :

• Un dongle SDR USB NooElec NESDR Smart — boîtier en aluminium, puce R820T2, la taille d'une grosse clé USB avec une petite prise d'antenne à une extrémité. Environ 30 €. (C'est, pour être honnête, le plus bel objet technique de mon appartement.)
• Une antenne bibande Bingfu à base magnétique — 978 / 1090 MHz, 7 dBi, trois mètres de câble, connecteur SMA. Environ 25 €. Elle ressemble à une petite salière noire posée sur un palet magnétique. Elle fait, en gros, correctement le travail. J'y reviens plus bas.

Plus une carte microSD que j'ai dû exhumer d'un tiroir de bureau. (Elle y était depuis à peu près 2019. Elle a eu une vie plus intéressante que je ne le pensais.)

Dépense totale, le Pi étant déjà à moi : environ 55 € et un dimanche matin. Les prix fluctuent — les annonces Amazon varient avec le stock et les vendeurs, vérifiez donc avant d'acheter ; prenez les chiffres donnés ici comme un ordre de grandeur, pas comme un devis.

Le mythe, et la réalité

Le mythe, c'est que configurer un Pi est la partie du projet où vous découvrez que vous ne comprenez vraiment ni les ordinateurs, ni votre wifi, ni vous-même.

La réalité ressemble davantage à une préparation de vol. Il y a une check-list ; vous la suivez dans l'ordre ; si vous sautez une étape, vous le savez dans les quarante secondes parce que quelque chose ne fonctionne pas. Les gens de l'aviation sont entraînés à aimer ça. Quiconque a fait un tour de piste et déroulé une check HASELL a le bon cerveau pour ce hobby.

Donc — check-list.

Ce qui se passe réellement sur ce Pi

Deux logiciels finissent par cohabiter sur cette petite boîte.

Le premier est readsb — un décodeur open source maintenu par un petit groupe de personnes qui comprennent l'ingénierie radio mieux qu'il n'est sain pour un être humain. Il écoute les faibles salves à 1090 MHz que votre dongle capte via l'antenne, démêle chaque seconde des milliers de transpondeurs d'aéronefs qui se chevauchent, et écrit le résultat dans un fichier JSON bien rangé une fois par seconde. C'est, en gros, la partie difficile de tout le projet. Quelqu'un d'autre l'a déjà faite.

Le second est le Dataero feeder — un petit service Python qui lit le fichier JSON de readsb et le transmet au réseau Dataero sur radar.dataero.eu. C'est la moitié facile du problème ; c'est aussi la moitié qui rend votre matériel utile à d'autres que vous.

Vous installez d'abord readsb, vous vérifiez qu'il entend des aéronefs, puis vous installez le Dataero feeder par-dessus.

C'est toute l'architecture. À partir d'ici, ce n'est vraiment qu'une check-list.

Étape 1 — Flasher la carte SD

Téléchargez Raspberry Pi Imager sur votre ordinateur portable. Il existe pour Windows, Mac et Linux, et c'est discrètement l'un des meilleurs installateurs que j'aie jamais utilisés. Insérez la carte SD dans votre ordinateur. Choisissez Raspberry Pi OS Lite (64-bit) — Lite, parce qu'un appareil qui va vivre sur un rebord de fenêtre sans jamais voir un écran n'a pas besoin de bureau.

Avant de cliquer sur Écrire, ouvrez les réglages via l'icône en forme d'engrenage. Définissez le nom d'hôte (le mien est radar-etterbeek, parce que je ne suis pas subtil), définissez un nom d'utilisateur et un mot de passe, collez vos identifiants wifi et cochez Activer SSH. Cela prépare tout ce dont vous avez besoin ; vous n'aurez jamais à brancher un écran sur le Pi.

Cliquez sur Écrire. Allez vous chercher un café. Revenez dans cinq minutes.

Étape 2 — Démarrer le Pi

Éjectez la carte SD de l'ordinateur. Glissez-la sous le Pi. Branchez l'alimentation.

Il y a un silence particulier qui s'installe dans une cuisine quand un Raspberry Pi démarre pour la première fois. Il a duré environ quatre-vingt-dix secondes chez moi. Avec Brothers in Arms en fond sonore, ce qui semblait approprié.

Quand le Pi a fini de réfléchir, trouvez-le sur votre réseau. La page d'administration du routeur est le moyen le plus simple — cherchez radar-etterbeek (ou le nom que vous lui avez donné) et notez l'adresse IP.

Étape 3 — Se connecter en SSH et mettre à jour

Depuis le terminal de votre ordinateur :

ssh sandy@192.168.1.42

(Utilisez votre nom d'utilisateur et l'IP de votre Pi.) La première fois, il vous demandera si vous faites confiance à l'hôte. Oui. Ensuite :

sudo apt update && sudo apt upgrade -y

Cela prend quelques minutes. Préparez un second café.

Étape 4 — Brancher le dongle et l'antenne

Éteignez le Pi (sudo shutdown now). Branchez le dongle NooElec sur l'un des ports USB-A du Pi. Vissez le câble SMA de l'antenne au bout du dongle — serré à la main, puis un quart de tour avec deux doigts ; ne jouez pas les héros avec une pince.

Posez l'antenne quelque part avec une vue sur le ciel. J'ai mis la mienne à l'intérieur de la fenêtre de mon salon, le palet magnétique collé sur une boîte à biscuits en acier parce que le rebord de la fenêtre est en bois. Ce qui marche, marche.

Rallumez le Pi. Reconnectez-vous en SSH.

Étape 5 — Créer un compte Dataero et récupérer votre clé API

Deux courtes étapes dans le navigateur, qui ne se passent pas sur le Pi.

1. Ouvrez radar.dataero.eu dans le navigateur de votre ordinateur. Cliquez sur S'inscrire, remplissez le formulaire, confirmez votre e-mail si on vous le demande.
2. Une fois connecté, cliquez sur votre nom d'utilisateur en haut à droite, allez dans votre Profil, trouvez la section Clé API et cliquez sur Demander une clé API. Copiez la clé quelque part où vous la retrouverez dans les trente secondes qui suivent.

C'est tout. Traitez la clé comme un mot de passe — ne la collez pas dans Discord, ne la poussez pas dans un dépôt public, ne la lisez pas à voix haute au dîner.

Étape 6 — Installer le Dataero feeder

Retour à la session SSH sur le Pi. Vous devriez toujours être dans le dossier dataero-adsb-feeder de l'étape 5 ; si vous vous êtes égaré :

cd ~/dataero-adsb-feeder

Lancez ensuite l'installateur du feeder :

sudo bash installer.sh

Il vous posera deux ou trois questions polies — surtout, il vous demandera de coller la clé API que vous venez de copier depuis votre profil Dataero. L'installateur crée un environnement virtuel Python sous /usr/local/dataero-adsb-feeder, y dépose votre clé dans un fichier .env et enregistre le feeder comme service systemd qui démarre au boot.

Une fois terminé, vérifiez qu'il est en vie :

sudo systemctl status dataero-feeder.service

Même routine : active (running), en vert. Si ce n'est pas le cas, la cause la plus fréquente est une faute de frappe dans la clé API, que journalctl -u dataero-feeder.service -e signalera avec une franchise remarquable.

Étape 7 — Premier contact

Ouvrez à nouveau radar.dataero.eu, connectez-vous et trouvez votre station sur la carte. Dans la minute ou les deux minutes qui suivent le démarrage du feeder, vous devriez voir le marqueur de votre station passer au vert et une petite constellation d'aéronefs se déployer autour de lui.

Le premier aéronef que j'ai vu était un A320 de Lufthansa en montée depuis Francfort au FL340, cap à l'ouest. Le second était un Boeing C-17 haut au-dessus des Pays-Bas, cap à l'est au FL310 — sans doute le chemin long vers quelque part dans le Golfe. Le troisième est celui qui m'a vraiment fait sourire : un Cirrus SR22 — pas le mien, mais pas loin — qui se baladait le long de la côte belge.

C'est le moment. Une fois que vous avez vu vos trois ou quatre premières traces apparaître sur votre propre écran, captées par votre propre matériel, la partie technique du projet est terminée et la partie hobby commence.

Commandes utiles dont vous aurez besoin plus tard

Une courte fiche de référence pour quand vous reviendrez le week-end prochain en ayant tout oublié :

# Status
sudo systemctl status readsb
sudo systemctl status dataero-feeder.service

# Live logs
sudo journalctl -u readsb -f
sudo journalctl -u dataero-feeder.service -f

# Restart after editing config
sudo systemctl restart dataero-feeder.service

# Edit the feeder's config (API key, paths, debug)
sudo nano /usr/local/dataero-adsb-feeder/.env

Mettre DEBUG=TRUE dans le .env et redémarrer le service est le bon premier réflexe quand quelque chose ne va pas et que la raison n'est pas évidente. Remettez-le à FALSE une fois le problème résolu ; les journaux sont plus calmes ainsi.

Ce qu'une antenne intérieure vous apporte réellement

Honnêtement ? Plus que je ne l'attendais, et moins que je ne le voudrais.

Depuis ma fenêtre à Etterbeek, je vois, dans la bonne géométrie, presque tout ce qui est au-dessus de 5 000 pieds dans un rayon d'environ 100 milles nautiques. Cela couvre les grandes arrivées vers Zaventem, le trafic européen à haute altitude qui traverse la Belgique, et la majeure partie de l'aviation générale au départ de Grimbergen et de Charleroi une fois dégagée des immeubles.

Ce qui m'échappe, c'est le bas et le proche — les tours de piste des petits terrains, les hélicoptères sous 1 500 pieds, les vols sanitaires de nuit qui restent bas. La Bingfu fait le travail pour lequel elle est conçue, c'est-à-dire être petite, intérieure et raisonnable. Elle n'est pas conçue pour être ce qu'on peut faire de mieux.

J'ai donc fait ce que tout contributeur ADS-B a fait avant moi. Je lorgne déjà sur une antenne extérieure. L'Auratrove 1090 SMA outdoor, environ 60 €, est l'étape suivante réaliste — meilleur gain, résistante aux intempéries, se fixe sur une rambarde de balcon. Le saut de réception entre intérieur et extérieur n'a, de l'avis général, rien de subtil. Je vous tiendrai au courant.

Un petit salut en direction de readsb

Il serait malhonnête de conclure sans le dire clairement : la partie vraiment ingénieuse de ce projet n'est pas le Pi, et ce n'est pas non plus le Dataero feeder. C'est readsb. Le côté Dataero — y compris tout cet article — est la moitié facile.

readsb est ce qui écoute de faibles salves radio à 1090 MHz émises par des aéronefs potentiellement à 200 milles nautiques, démêle chaque seconde des milliers de messages de transpondeurs Mode S qui se chevauchent, et transforme tout cela en un fichier JSON propre sur un petit ordinateur qui coûte moins qu'un bon dîner. Il descend de dump1090, a été repris par Mictronics et est actuellement maintenu par wiedehopf et une communauté de contributeurs. Personne chez Dataero n'en a écrit une ligne. Nous faisons passer les octets.

Si ce logiciel était un groupe de musique, readsb serait le chanteur, le guitariste, le batteur, le bassiste, le producteur, l'ingénieur du son et la personne qui a écrit toutes les chansons. Le Dataero feeder est celui qui distribue les flyers à l'entrée.

Donc — un petit salut, sincèrement.

Une note sur Dataero

J'ai dirigé mon flux vers Dataero — le réseau ADS-B européen communautaire que nous exploitons — en partie parce que c'est là que je travaille, et en partie parce qu'intégrer mon récepteur à un réseau qui appartient aux gens qui le font tourner me plaît davantage que de confier mes données à une entreprise à laquelle je ne parlerai jamais. L'installation n'est pas différente des autres ; ce qui change, c'est ce qu'il advient des données ensuite.

Si vous contribuez déjà quelque part, vous n'avez pas besoin de changer. Dataero fonctionne en parallèle.

Ce que je dirais au Sandy du samedi matin

Que le Raspberry Pi n'est, en gros, qu'un petit ordinateur Linux qui fait une chose très bien si on le lui demande gentiment. Que le dongle SDR a la taille d'une clé USB. Que l'antenne a la taille d'un ustensile de cuisine. Que les deux logiciels nécessaires s'installent tous deux par des scripts ; que l'un est de la magie open source et l'autre un relais de soixante lignes ; que rien ici n'est irrécupérable. Si une étape ne fonctionne pas, vous relisez la ligne au-dessus et vous réessayez.

Que la satisfaction d'ouvrir un onglet de navigateur et de regarder de vrais aéronefs, captés par votre propre matériel, posé sur votre rebord de fenêtre, dans votre appartement — est, discrètement, sans commune mesure avec le travail que cela demande.

Bref. Une tasse de thé, et on s'y remet.

Si vous souhaitez ajouter votre nœud à Dataero, le dépôt du feeder se trouve sur github.com/dataero-adsb/dataero-adsb-feeder et le réseau qu'il rejoint sur radar.dataero.eu. J'y serai ce soir.