Hoe ik mijn eerste ADS-B-ontvanger bouwde, op een zondag, in Brussel

Een niet-erg-technische handleiding door iemand die, strikt genomen, niet erg technisch is.

Goed dan.

Afgelopen zaterdag kwam ik terug van een korte sprong naar Le Touquet. Zuidwestenwind van 12 knopen, het soort weer dat u doet vergeten dat de voorspelling slechter zou zijn. Op de weg naar huis — ergens boven de Pas-de-Calais, kijkend naar een rustige sliert A320's enkele duizenden voet boven mij op SkyDemon — had ik een gedachte die ik al minstens vier keer eerder heb gehad en waar ik nooit iets mee heb gedaan.

Ik zou een ADS-B-ontvanger moeten opzetten.

Deze keer, op de trein terug vanuit Grimbergen, bestelde ik de onderdelen.

Tegen zondagmiddag keek ik naar vliegtuigen boven Brussel op mijn eigen spullen. Vanaf een vensterbank. Met de waterkoker aan. Het hele ding nam ongeveer tweeënhalf uur in beslag, twee koppen koffie en één kort moment van verwarring dat zichzelf oploste toen ik de regel documentatie las die ik had overgeslagen. Ik schat dat negentig minuten van het totaal eraan opgingen dat ik aandachtiger las dan eigenlijk nodig was.

Deze post is voor iedereen die ooit een Raspberry Pi-handleiding heeft geopend en stilletjes het tabblad weer heeft gesloten. Het is de versie van de handleiding die ik zaterdagochtend had willen hebben.

De boodschappenlijst

Ik had een Raspberry Pi 5 in een lade liggen. Ik heb geen goede verklaring waarom; ik kocht hem vorig voorjaar met de bedoeling iets interessants te doen en deed dat vervolgens niet. Als u nog geen Pi hebt, koop dan een Pi 5 (8 GB is ruim voldoende) en een voeding. Een oudere Pi 4 werkt prima — de Pi 5 is gewoon wat ik had.

Daar voegde ik twee dingen van Amazon.de aan toe:

• Een NooElec NESDR Smart USB-SDR-dongle — aluminium behuizing, R820T2-chip, zo groot als een dikke USB-stick met een kleine antenne-aansluiting aan één kant. Ongeveer 30 euro. (Het is, eerlijk gezegd, het mooiste stuk apparatuur in mijn appartement.)
• Een Bingfu dual-band antenne met magneetvoet — 978 / 1090 MHz, 7 dBi, drie meter kabel, SMA-connector. Ongeveer 25 euro. Ze ziet eruit als een klein zwart zoutvaatje op een magnetische schijf. Ze is, in grote lijnen, prima. Daarover verderop meer.

Plus een microSD-kaart die ik uit een bureaulade moest opdiepen. (Ze lag daar al sinds ongeveer 2019. Ze heeft een interessanter leven gehad dan ik haar heb toegedicht.)

Totale uitgave, aangezien de Pi al van mij was: ongeveer 55 euro en één zondagochtend. Prijzen schommelen — aanbiedingen op Amazon verschuiven met voorraad en verkopers, dus controleer voordat u koopt; beschouw de cijfers hier als een richtlijn van de orde van grootte, niet als een offerte.

De mythe, en de werkelijkheid

De mythe is dat het opzetten van een Pi het deel van het project is waarin u ontdekt dat u computers, uw wifi of uzelf niet echt begrijpt.

De werkelijkheid ligt dichter bij een vluchtvoorbereiding. Er is een checklist; u werkt ze in volgorde af; als u een stap mist, merkt u dat binnen veertig seconden omdat iets niet werkt. Luchtvaartmensen zijn getraind om dit leuk te vinden. Iedereen die ooit een circuit heeft gevlogen en een HASELL-check heeft gedaan, heeft het juiste brein voor deze hobby.

Dus — checklist.

Wat er werkelijk gebeurt op deze Pi

Twee stukken software komen uiteindelijk op dit kleine doosje te wonen.

Het eerste is readsb — een opensourcedecoder die wordt onderhouden door een kleine groep mensen die radiotechniek beter begrijpen dan gezond is voor één mens. Het luistert naar de zwakke 1090 MHz-pulsen die uw dongle van de antenne oppikt, ontwart elke seconde duizenden overlappende vliegtuigtransponders en schrijft het resultaat één keer per seconde naar een net JSON-bestand. Het is, grosso modo, het moeilijke deel van het hele project. Iemand anders heeft het al gedaan.

Het tweede is de Dataero-feeder — een kleine Python-dienst die het JSON-bestand van readsb leest en doorstuurt naar het Dataero-netwerk op radar.dataero.eu. Het is de gemakkelijke helft van het probleem; het is ook de helft die uw spullen nuttig maakt voor iemand anders dan uzelf.

U installeert eerst readsb, controleert dat het vliegtuigen hoort, en installeert daarna de Dataero-feeder erbovenop.

Dat is de hele architectuur. Vanaf hier is het werkelijk gewoon een checklist.

Stap 1 — De SD-kaart flashen

Download Raspberry Pi Imager op uw laptop. Het bestaat voor Windows, Mac en Linux, en het is stilletjes een van de betere installatieprogramma's die ik ooit heb gebruikt. Steek de SD-kaart in uw laptop. Kies Raspberry Pi OS Lite (64-bit) — Lite, omdat er geen desktop nodig is op iets dat op een vensterbank gaat wonen en nooit een scherm zal zien.

Voordat u op Write klikt, opent u de instellingen via het tandwielicoon. Stel de hostnaam in (de mijne is radar-etterbeek, want ik ben niet subtiel), stel een gebruikersnaam en wachtwoord in, plak uw wifi-gegevens in en vink Enable SSH aan. Dit bakt alles wat u nodig hebt op voorhand in; u zult op geen enkel moment een scherm op de Pi hoeven aan te sluiten.

Klik op Write. Haal een koffie. Kom na vijf minuten terug.

Stap 2 — De Pi opstarten

Werp de SD-kaart uit de laptop. Schuif ze in de onderkant van de Pi. Sluit de voeding aan.

Er daalt een bijzondere stilte neer over een keuken wanneer een Raspberry Pi voor het eerst opstart. In de mijne duurde die ongeveer negentig seconden. Met Brothers in Arms als soundtrack, wat ongeveer juist voelde.

Als de Pi klaar is met nadenken, zoekt u hem op uw netwerk. De beheerpagina van de router is de eenvoudigste manier — zoek naar radar-etterbeek (of hoe u hem ook hebt genoemd) en noteer het IP-adres.

Stap 3 — Inloggen via SSH en bijwerken

Vanuit de terminal van uw laptop:

ssh sandy@192.168.1.42

(Gebruik uw gebruikersnaam en het IP-adres van uw Pi.) De eerste keer vraagt het of u de host vertrouwt. Dat doet u. Daarna:

sudo apt update && sudo apt upgrade -y

Dit duurt enkele minuten. Zet een tweede koffie.

Stap 4 — De dongle en de antenne aansluiten

Schakel de Pi uit (sudo shutdown now). Steek de NooElec-dongle in een van de USB-A-poorten van de Pi. Schroef de SMA-kabel van de antenne op het uiteinde van de dongle — handvast, dan een kwartslag met twee vingers; doe niet heldhaftig met een tang.

Zet de antenne ergens met zicht op de hemel. Ik zette de mijne aan de binnenkant van mijn woonkamerraam, met de magneetvoet op een stalen koekjestrommel omdat de vensterbank van hout is. Wat maar werkt.

Zet de Pi weer aan. Log opnieuw in via SSH.

Stap 5 — Een Dataero-account aanmaken en uw API-sleutel ophalen

Twee korte stappen in de browser die niet op de Pi gebeuren.

1. Open radar.dataero.eu in de browser van uw laptop. Klik op Registreren, vul het formulier in en bevestig uw e-mailadres als daarom wordt gevraagd.
2. Eenmaal ingelogd klikt u op uw gebruikersnaam rechtsboven, gaat u naar uw Profiel, zoekt u de sectie API-sleutel en klikt u op API-sleutel aanvragen. Kopieer de sleutel naar een plek waar u hem binnen dertig seconden terugvindt.

Dat is alles. Behandel de sleutel als een wachtwoord — plak hem niet in Discord, commit hem niet naar een openbare repo, lees hem niet voor aan tafel.

Stap 6 — De Dataero-feeder installeren

Terug naar de SSH-sessie op de Pi. U zou nog in de map dataero-adsb-feeder van stap 5 moeten zitten; als u bent afgedwaald:

cd ~/dataero-adsb-feeder

Start dan het installatieprogramma van de feeder:

sudo bash installer.sh

Het stelt u een paar beleefde vragen — vooral om de API-sleutel te plakken die u net uit uw Dataero-profiel hebt gekopieerd. Het installatieprogramma maakt een virtuele Python-omgeving aan onder /usr/local/dataero-adsb-feeder, zet uw sleutel daar in een .env-bestand en registreert de feeder als een systemd-dienst die bij het opstarten begint.

Als dat klaar is, controleert u of hij leeft:

sudo systemctl status dataero-feeder.service

Zelfde verhaal: active (running), groen. Als dat niet zo is, is de meest voorkomende oorzaak een tikfout in de API-sleutel, wat journalctl -u dataero-feeder.service -e met opvallende directheid zal melden.

Stap 7 — Eerste contact

Open opnieuw radar.dataero.eu, log in en zoek uw station op de kaart. Binnen een minuut of twee nadat de feeder is opgestart, zou u uw stationsmarkering groen moeten zien worden en een kleine constellatie van vliegtuigen eromheen zien uitwaaieren.

Het eerste vliegtuig dat ik zag, was een Lufthansa A320 die uit Frankfurt klom op FL340, richting westen. Het tweede was een Boeing C-17 hoog boven Nederland, oostwaarts op FL310 — vermoedelijk de lange weg naar ergens in de Golf. Het derde was degene die me echt deed grijnzen: een Cirrus SR22 — niet de mijne, maar dichtbij genoeg — die langs de Belgische kust dwaalde.

Dat is het moment. Zodra u uw eerste drie of vier sporen op uw eigen scherm hebt zien verschijnen, opgevangen door uw eigen spullen, is het technische deel van het project voorbij en begint het hobbyistendeel.

Nuttige commando's die u later wilt hebben

Een korte referentiekaart voor wanneer u volgend weekend terugkomt en alles bent vergeten:

# 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

DEBUG=TRUE instellen in de .env en de dienst herstarten is de juiste eerste stap wanneer iets niet lekker loopt en de reden niet voor de hand ligt. Zet het terug op FALSE zodra het is opgelost; de logs zijn dan rustiger.

Wat een binnenantenne u werkelijk oplevert

Eerlijk? Meer dan ik had verwacht, en minder dan ik zou willen.

Vanuit mijn raam in Etterbeek zie ik, in de juiste geometrie, bijna alles boven 5.000 voet binnen ongeveer 100 zeemijl. Dat dekt de grote aankomsten naar Zaventem, het Europese verkeer op grote hoogte dat België oversteekt, en het meeste GA-verkeer uit Grimbergen en Charleroi zodra het boven de gebouwen uit is.

Wat ik mis is het lage en het nabije — het circuitwerk op kleine velden, de helikopters onder 1.500 voet, de medische vluchten die 's nachts laag blijven. De Bingfu doet het werk waarvoor ze is ontworpen, namelijk klein, binnen en redelijk zijn. Ze is niet ontworpen om het beste wat u kunt doen te zijn.

Dus ik heb gedaan wat elke ADS-B-feeder vóór mij heeft gedaan. Ik kijk al naar een buitenantenne. De Auratrove 1090 SMA outdoor, ongeveer 60 euro, is de realistische volgende stap — betere versterking, weerbestendig, te monteren op een balkonleuning. De sprong in ontvangst van binnen naar buiten is, naar alle berichten, niet subtiel. Ik zal verslag uitbrengen.

Een kleine buiging in de richting van readsb

Het zou verkeerd zijn dit af te ronden zonder het duidelijk te zeggen: het werkelijk slimme deel van dit project is niet de Pi, en het is ook niet de Dataero-feeder. Het is readsb. De Dataero-kant — dit hele artikel inbegrepen — is de gemakkelijke helft.

readsb is wat luistert naar zwakke 1090 MHz-radiopulsen van vliegtuigen die mogelijk 200 zeemijl ver zijn, elke seconde duizenden overlappende Mode-S-transponderberichten ontwart en dat alles omzet in een schoon JSON-bestand op een kleine computer die minder kost dan een behoorlijk diner. Het stamt af van dump1090, werd voortgezet door Mictronics en wordt momenteel onderhouden door wiedehopf en een gemeenschap van bijdragers. Niemand van ons bij Dataero heeft er iets van geschreven. Wij geven de bytes door.

Als deze software een band was, zou readsb de zanger, de leadgitarist, de drummer, de bassist, de producer, de geluidstechnicus en de persoon die elk nummer schreef zijn. De Dataero-feeder is degene die flyers uitdeelt aan de deur.

Dus — een kleine buiging, oprecht.

Een noot over Dataero

Ik richtte mijn feed naar Dataero — het Europese, door de gemeenschap gebouwde ADS-B-netwerk dat wij beheren — deels omdat ik er werk, en deels omdat mijn ontvanger toevoegen aan een netwerk dat eigendom is van de mensen die het draaiende houden mij meer aanspreekt dan mijn gegevens afgeven aan een bedrijf waar ik nooit mee zal spreken. De installatie verschilt in niets van om het even wat anders; wat verandert, is wat er daarna met de gegevens gebeurt.

Als u al ergens feedt, hoeft u niet over te stappen. Dataero draait ernaast.

Wat ik zaterdagochtend-Sandy zou vertellen

Dat de Raspberry Pi, grosso modo, gewoon een kleine Linux-computer is die één ding heel goed doet als u het vriendelijk vraagt. Dat de SDR-dongle zo groot is als een USB-stick. Dat de antenne zo groot is als een keukengerei. Dat de twee stukken software die u nodig hebt allebei door scripts worden geïnstalleerd; dat het ene opensourcemagie is en het andere een doorgeefluik van zestig regels; dat niets hier onherstelbaar is. Als een stap niet werkt, herleest u de regel erboven en probeert u opnieuw.

Dat de voldoening van een browsertabblad openen en naar echte vliegtuigen kijken, opgevangen door uw eigen spullen, op uw vensterbank, in uw flat — stilletjes, in geen verhouding staat tot het werk dat ermee gemoeid is.

Hoe dan ook. Een kop thee, en weer aan de slag.

Als u uw knooppunt aan Dataero wilt toevoegen: de feeder-repo staat op github.com/dataero-adsb/dataero-adsb-feeder en het netwerk waarbij hij zich aansluit op radar.dataero.eu. Ik zit er vanavond op.