Dzisiaj śledzimy niebo i to co nad nami lata... A do tego nawet to wyświetlimy!

Wczoraj w nocy bawiłem się w detektywa ;) Śledziłem samoloty... Czyli nic nielegalnego, można powiedzieć - niestety. 

Łukasz Jokiel z zaprzyjaźnionego bloga opisywał sposób budowy swojego odbiornika ADS-B. Pomysł świetny, czemu nie. Ale kolega (ponownie pozdrowienia dla Macieja), zasugerował mi inny projekt - zdecydowanie prostszy w realizacji.

Postanowiłem dodać kolejny bardzo długi post. Love it or hate it, ale będzie dużo czytania. Wydaje mi się jednak, że czasem nawet warto przejść po raz kolejny pewne zebrane w innych miejscach tematy dla przypomnienia.

Nad moją miejscowością lata dużo samolotów, co często podziwiamy z dzieciakami. Kolejnym gadżetem z serii 'Nie jest mi to do niczego potrzebne, ale warto to zrobić' jest informacja o przelatujących nad nami samolotach z wykorzystaniem Wemos D1 Mini oraz wyświetlacza OLED SSD1306. Przy okazji nauczymy się wiele rzeczy! Wstyd się przyznać, ale sam kilka tematów robiłem po raz pierwszy w życiu.

W tym wpisie przewiną się między innymi:

- Wemos D1 Mini

- OLED SSD1306

- pakiet Arduino IDE do obsługi Arduino i innych platform

- GitHUB

- ładowanie sketch'y (i co to w ogóle jest)

- kompilacja

- wgrywanie skompilowanego kodu na docelową platformę

Czyli dużo tematów. Gdzie nie sięgniesz tam sprawa zaczyna mieć zawsze jakieś głębokie korzenie :)

Efekt finalny będzie wyglądał jak na zdjęciu poniżej:

Oczywiście wiem, że jest FlightRadar24. Trzeba jednak siedzieć z komórką, albo otwartym komputerem, a my będziemy mieli informację na bieżąco wyświetloną na ekranie. No i zrobimy coś sami, dużo się przy okazji ucząc.

Wemos D1 Mini (i jego klony) jest już bardzo popularnym urządzeniem, do tego tanim. 

2-3 dolary za platformę:

- opartą o ESP-8266, 

- kompatybilną z Arduino, NodeMCU, MicroPython, 

- posiadającą WiFi i 

- posiadającą dużą bazę 'shieldów' (czyli 'nakładek' rozszerzających funkcjonalność) 

jest ceną naprawdę niską, nawet dla samej zabawy i poznania nowych możliwości.

Wyświetlacz to już kwestia 20 PLN, to również jednak moim zdaniem nie jest wielką barierą.

Zaczniemy od czegoś prostszego - wyświetlimy tekst na ekranie.

Podłączamy jak poniżej:

 

Jak widać, jest to banalnie proste:

GND -> GND

VCC -> 3.3V

SCL -> D1

SDA -> D2 

I to tyle jeżeli chodzi o Hardware. Super!

Przechodzimy do oprogramowania. Zaczynamy od Arduino IDE: https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Alternatywą jest PlatformIO, nawet w przypadku tego projektu jest to ciut prostsze, ale skupmy się na ten moment na Arduino IDE.

Po pierwsze podłączamy D1 Mini to komputera. I teraz UWAGA - już kilka razy przekonałem, się, że dużo zależy od kabla USB -> Micro USB. Ileż razy kląłem, gdy sprzęt nie chciał się pojawić na liście, a wystarczyło wymienić kabel na porządny. Gdy już pojawi się nam nowy port COM, wypełniamy w sekcji Tools w Arduino IDE następujące parametry:

Chcemy połączyć się z ekranem OLED, a do tego będą nam potrzebne dodatkowe biblioteki. Przechodzimy do Sketch -> Include Library -> Manage Libraries.

Wyszukujemy dwie z pakietu Adafruit:
- Adafruit GFX
- Adafruit SSD1306
wybieramy je i instalujemy. Opcja będzie dostępna po ich zaznaczeniu.

Trzecia jaka jest konieczna to:
- ESP8266 OLED driver for SSD1306 autorstwa Daniela Eichhorna

Świetnie, brawo! Jesteśmy gotowi.

Czym jest sketch? Niczym więcej jak programem, który musimy napisać, później skompilować na język maszynowy i wgrać do naszego modułu.

Otwórzcie nowy plik i wklejcie poniższe. Nie wgłębiamy się w każdą z bibliotek, bo to mogłoby nam zająć miesiące ;), na ten moment wykorzystamy tylko to, czego potrzebujemy.

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define OLED_RESET 0  // GPIO0
Adafruit_SSD1306 OLED(OLED_RESET);

void setup()   {
  OLED.begin();
  OLED.clearDisplay();

  //Dodajemy elementy do 'display listy'
  OLED.setTextWrap(false);
  OLED.setTextSize(1);
  OLED.setTextColor(WHITE);
  OLED.setCursor(0,0);
  OLED.println("Cezarowy blogspot");

  OLED.display(); //wyświetl zawartość pamięci ekranu na ekran 
  OLED.startscrollleft(0x00, 0x0F); //make display scroll 
} 

void loop() {
}

Można wybrać Verify/Compile, co wyłącznie skompiluje nasz program, można od razu Upload, co wymusi kompilację i załaduje skompilowany sketch do D1 Mini.

Cierpliwie czekamy na zakończenie kompilacji...

I załadowanie programu do D1 Mini...

I od razu efekt!

Skoro proste tematy mamy za sobą, ruszamy od razu z czymś trudniejszym. A co! Do odważnych świat należy!

Po pierwsze, kolejne dwie biblioteki do pobrania. WiFiManager i biblioteka do parsowania (czyli czytania i przetwarzania) plików JSON.

Od razu piszę, że pomysł i kod nie jest mój, dostosowałem znaleziony przez Macieja kod do swoich potrzeb.

Zacznijmy od tego, że skorzystaliśmy z biblioteki Weather Station opracowanej przez zespół ThingPulse. W ramach dostępnych w niej przykładów znajduje się kod PlaneSpotterDemo, który przerobimy na nasze potrzeby.

Ze strony https://github.com/ThingPulse/esp8266-weather-station pobieramy ZIP z biblioteką, którą trzeba rozpakować do folderu jak poniżej.

Restart Arduino IDE i już mamy w Examples dostępny kod PlaneSpotterDemo.

U mnie potrzebny był 'delikatny' tuning.

W parametrach wywołania strony, która pokazuje JSON trzeba podać promień okręgu jaki mamy sprawdzać, oraz jeżeli chcecie - wysokość graniczną samolotów Od/Do.

Przy okazji dowiecie się jak wyglądają pliki JSON, które można później obrabiać, czytać i zapisywać na przykład w Domoticz.

Na przykład:
https://public-api.adsbexchange.com/VirtualRadar/AircraftList.json?lat=LATZDomoticz&lng=LongZDomoticz&fDstL=0&fDstU=12, gdzie fDstL i fDstU oznacza odległość Od/Do jaka nas interesuje.

Kolejny: fDstL=0&fDstU=12&fAltL=5000&fAltU=45000 interesują nas samoloty, które są w odległości od zera do 12 kilometrów, na wysokości od 5 do 45 tysięcy stóp.

Aby zobaczyć co lata obok lotniska na Balicach, wystarczy sprawdzić adres: https://public-api.adsbexchange.com/VirtualRadar/AircraftList.json?lat=50.0769780&lng=19.7881190&fDstL=0&fDstU=100

W ogóle - nazwy parametrów to jak widać fDst, L oraz U oznacza limit dolny oraz górny, S - zaczynający się od - jeżeli szukacie konkretnych modeli samolotów. Itd., itp. Dokładna dokumentacja wszystkich parametrów znajduje się pod adresem: http://www.virtualradarserver.co.uk/Documentation/Formats/AircraftList.aspx

Aplikacja o której tutaj mówimy pobiera właśnie dane z tej strony, przetwarza je, zapisuje w odpowiednich zmiennych i wyświetla na ekranie OLED.

Aby być pewnym, że moje parametry są poprawne, uruchamiam na jednym ekranie https://global.adsbexchange.com/VirtualRadar/desktop.html z moją okolicą, na drugim odświeżam wyniki https://public-api.adsbexchange.com/VirtualRadar/AircraftList.json?lat=50.0769780&lng=19.7881190&fDstL=0&fDstU=100 (podajecie oczywiście swoje współrzędne). Wtedy wiem, że to co mam na mapie pokrywa się z tym, co zawierają dane w formacie JSON.

Aby program zadziałał musimy prowadzić kilka zmian.

Po pierwsze, mam ekran SSD1306, także usuwam komentarz (czyli //) z jednej linii i komentuję tą z SH1106.

#include "SSD1306Wire.h"
//#include "SH1106Wire.h"

const String QUERY_STRING = "lat=LatZDomoticz&lng=19.562571&fDstL=0&fDstU=12";

Autor podłącza piny trochę inaczej niż ja, również musiałem to zmienić.

//const int SDA_PIN = D3;

//const int SDC_PIN = D4;

const int SDA_PIN = D2;

const int SDC_PIN = D1;

SSD1306Wire     display(I2C_DISPLAY_ADDRESS, SDA_PIN, SDC_PIN);

//SH1106Wire      display(I2C_DISPLAY_ADDRESS, SDA_PIN, SDC_PIN);

Autor korzysta z biblioteki WiFiManager i stara się automatycznie podłączyć do dostępnej, otwartej, sieci. Ja musiałem się podłączyć do swojej, opatrzyłem więc komentarzem następujące linie i podałem w funkcji WiFi.begin swoje dane sieci - nazwę i hasło.

//  WiFiManager wifiManager;

// Uncomment for testing wifi manager

//wifiManager.resetSettings();

//  wifiManager.setAPCallback(configModeCallback);

//or use this for auto generated name ESP + ChipID

//  wifiManager.autoConnect();

//Manual Wifi

  WiFi.begin("WiFiID", "Password");

//  String hostname(HOSTNAME);

//  hostname += String(ESP.getChipId(), HEX);

//  WiFi.hostname(hostname);

  // Setup OTA
//  Serial.println("Hostname: " + hostname);
//  ArduinoOTA.setHostname((const char *)hostname.c_str());
//  ArduinoOTA.onProgress(drawOtaProgress);
//  ArduinoOTA.begin();

Kompilacja powinna przejść bez problemu, ładowanie identycznie jak w przypadku pierwszego przykładu również.

TADAM! Mamy, działa, pokazuje!

Tak w sumie posiadając ekran otwierają się przed nami nowe możliwości eksperymentowania - z samych przykładów można się mnóstwo nauczyć i robić swoje małe (albo i duże) projekty.

Postaram się rozszerzyć ten wpis o kolejny, w którym dane wylądują w Domoticz, ale tak prawdę mówiąc, to muszę się tego najpierw sam nauczyć :D

Powodzenia! Pozdrawiam serdecznie!