Meteoradar a radar letadel na jednom kulatém displeji

Před pár týdny jsem tu psal o Evropském radaru letadel a na konci slíbil kombinovanou verzi se srážkovým radarem ČHMÚ. Tak je hotová. Jmenuje se MeteoPlaneRadar a na jednom kulatém displeji přepínáte mezi letadly nad hlavou a animovaným meteoradarem.

Pořád platí to hlavní: není to mobil a ani se o to nesnaží. Mrknete na polici vedle monitoru a víte, co létá a jestli za chvíli začne pršet.

Co je nového

Od prvního vydání projekt povyrostl. Nejdůležitější novinka: nový firmware už nemusíte nahrávat kabelem.

• Aktualizace přes WiFi (OTA) — nový firmware nahrajete přímo z prohlížeče, bez USB kabelu.
• Pamatuje si, kde jste skončili — poslední obrazovka i zvolený rozsah přežijí restart.
• Verze firmwaru je vidět přímo v Nastavení, takže vždy víte, co máte nahrané.
• Odolnější stahování letadel — při výpadku zůstanou poslední platná data a interval se řídí zvoleným rozsahem, aby se šetřilo bezplatné API.
• Orientace mapy podle výhledu (0.5) – nastavíte, který světový směr je nahoře na displeji. Podrobnosti níže.
• Displej mluví česky (0.5) – Letadel, Vyska, Rychlost, Kurz, Stoupani.
• Detail letadla se už nezavírá sám (0.5.1) – nemohla za to data z adsb.fi, ale vadná čtení z dotykového řadiče. Když I2C přenos selže, CST820 vrátí samé 0xFF, což se dekódovalo jako klepnutí mimo panel.

Jak na novou verzi přejít, najdete níže v části Jak to rozjet.

Líbí se ti tenhle projekt? Jdeš do něj? Je totiž kompletně zdarma. Podpořit mě ale můžeš, pokud chceš, tím, že mi koupíš kafe na buymeacoffee.com/chiptroncz

Nová obrazovka: meteoradar ČHMÚ

Srážky z ČHMÚ, ale ne jeden statický obrázek. Zařízení stáhne posledních šest snímků po pěti minutách a přehrává je ve smyčce, takže na první pohled vidíte, kam mrak táhne.

• U každého snímku je čas, „nyní“ nebo „před X minutami“, a přesný čas HH:MM.
• Legenda intenzity v dBZ i mm/h, barvy vzaté přímo z palety ČHMÚ, takže sedí s mapou.
• Obrys ČR a města jako podklad.
• Rozsah přepínáte 25, 50, 100 a 200 km.

Obraz je oříznutý do kruhu displeje, takže se nic nekreslí mimo kulatou plochu.

Letadla jsou barvená podle výšky

Obrazovka plná stejných žlutých šipek vám řekne, že tam nějaký provoz je. Obrazovka, kde barva něco znamená, vám řekne, jaký provoz to je.

Červená nad hlavou znamená, že něco klesá k přistání někde poblíž. Obrazovka plná modré znamená, že jste pod koridorem a všichni jen prolétají. Letadlo, které výšku nehlásí, se kreslí šedě, ne červeně. Kdyby se „neznámá“ hodnota schovala do nejnižšího pásma, bylo by to matoucí.

Ovládání je jen o třech gestech

Žádná tlačítka na obrazovce, celé se to ovládá prstem.

• Posunutí do strany mění rozsah, a to na letadlech i na meteoradaru.
• Krátké klepnutí vybere letadlo a otevře detail.
• Dlouhý stisk přepne obrazovku. Stisk v levé půlce displeje jde na předchozí obrazovku, v pravé půlce na následující. Obrazovky jsou tři: Letadla, Meteoradar a Nastavení.

Detail letadla ukazuje výšku, rychlost, kurz, stoupání a typ letounu. A aktualizuje se živě, dokud je otevřený.

Mapu si natočíte podle výhledu

Sever nahoře je správně. U okna to ale nesedí. Díváte se na východ, letadlo vidíte vlevo nad střechou, a na displeji je vpravo dole. Pokaždé si to musíte v hlavě přetočit.

Od verze 0.5 to udělá zařízení za vás. V Nastavení přibyl řádek Nahore s tlačítky − a +. Nastavíte směr, kterým se z okna koukáte, a je to.

Osm poloh po 45 stupních, mezistupně SV, JV, JZ, SZ. Vedle tlačítek je malý kompas s ryskou, po obvodu radaru značky S, V, J, Z. Nastavení přežije restart.

Meteoradar se schválně neotočí. Srážková mapa se čte severem nahoru a orientaci v ní drží obrys ČR. Otočená by byla horší, ne lepší.

Hardware

Jedna deska: Waveshare ESP32-S3-Touch-LCD-2.1. Třeba na Pájeníčko (skladem), LaskaKit (vyprodáno).

• ESP32-S3R8, 8 MB PSRAM, 16 MB flash.
• Kulatý IPS displej 480×480, řadič ST7701 přes RGB rozhraní.
• CST820 kapacitní dotyk.
• TCA9554 I/O expandér ovládající reset, CS a napájení displeje.

Displej i mikrokontrolér jsou na jedné desce. Není co drátovat ani pájet, stačí USB-C kabel.

3D tištěná krabička

Doporučený model je Pouzdro pro kulatý Waveshare 2.1″ displej s ESP32-S3. Vznikl přímo pro MeteoPlaneRadar a poslal mi ho Radek B. přes Facebook chiptron.cz – moc za něj děkuju.

Jsou v něm dvě varianty. Základní stojan (Stojan__waveshare_2_1_ESP32-S3) a verze s otvory pro USB-C kabel u obou konektorů (Stojan__waveshare_2_1_ESP32-S3+kabel) — ta se hodí, když má zařízení stát trvale napájené.

Nastavení tisku:

• tisknout na stranu displeje, podpory zapnuté,
• 3 perimetry,
• PLA nebo PETG,
• 2 vrchní kontaktní vrstvy.

Kdyby vám nesedl, existují i další varianty od komunity: krabička od Michala Jeremenka na Thingiverse, starší model s jiným sklonem displeje (u obou je ještě potřeba vytisknout mezikus) a další model na Printables.

Jak to rozjet (bez programování)

Co budete potřebovat:

• desku Waveshare ESP32-S3-Touch-LCD-2.1 (nic se nepájí ani nedrátuje),
• USB-C kabel,
• domácí WiFi a mobil na naskenování QR kódu.

Nepotřebujete Arduino IDE, žádný toolchain ani knihovny – stačí prohlížeč Chrome nebo Edge. Nahrát firmware jde dvěma způsoby.

1) Full programming – přes USB kabel

Nahraje celou paměť včetně jejího rozdělení. Funguje vždy, i na úplně nové desce. Použijte ho při prvním nahrání, při přechodu z verze starší než 0.4 a vždy, když si nejste jistí.

1. Stáhněte si z GitHub releases soubor MeteoPlaneRadar_vX.ino.merged.bin (ten s merged). X je číslo aktuálního release, který na GitHubu najdete úplně nahoře.
2. Připojte desku přes USB-C k počítači.
3. Otevřete esp32flasher.chiptron.cz, vyberte ESP32-S3 a stažený soubor, a dejte nahrát.

Flasher běží celý v prohlížeči přes Web Serial. Za pár desítek sekund máte na kulatém displeji funkční radar.

2) OTA – aktualizace přes WiFi, bez kabelu

Od verze 0.4 jde nový firmware nahrát bezdrátově, přímo ze zařízení.

1. Stáhněte si z GitHub releases soubor MeteoPlaneRadar_vX.ino.bin – pozor, ten bez merged. X je číslo aktuálního release.
2. V zařízení jděte do Nastavení a klepněte na Firmware update.
3. Zařízení vytvoří WiFi síť MeteoPlaneRadar a ukáže QR kód. Připojte se k ní mobilem nebo notebookem.
4. V prohlížeči otevřete http://192.168.4.1/update, vyberte stažený soubor a nahrajte ho.

Co je během aktualizace normální: displej ukáže „Probiha aktualizace…“ a pak zhasne. Tak to má být – při zápisu do paměti nelze udržet stabilní obraz, takže se podsvícení vypne a po dokončení se samo rozsvítí. Mobil také nahlásí, že síť nemá internet – to nevadí, soubor už máte stažený. Průběh v procentech sledujte v prohlížeči.

Ještě jedna drobnost při přechodu z 0.5.1 na novější verzi: nastavení otočení mapy se vrátí na sever nahoře. Změnil se totiž jeho význam – dřív se zadávalo, o kolik mapu otočit, nově rovnou směr, kterým se díváte. Jedno klepnutí a máte to zpátky. Ostatní nastavení (WiFi, poloha, jas, rozsahy) zůstávají.

⚠️ Máte verzi starší než 0.4, nebo nevíte jakou? Pak musíte použít Full programming přes USB. Verze do 0.3 mají jinak rozdělenou paměť a bezdrátová aktualizace se nemá kam zapsat. Stačí to udělat jednou, od verze 0.4 už aktualizujete bezdrátově. Jakou verzi máte, zjistíte v Nastavení – když tam žádná není, máte starší než 0.4.

Zprovoznění

Po nahrání vytvoří zařízení otevřenou WiFi síť MeteoPlaneRadar a na displeji ukáže QR kód. Naskenujete ho mobilem, vyplníte svoji domácí síť a uložíte.

Polohu zadávat nemusíte, detekuje se z IP adresy. Když ji zadáte ručně, ta má vždycky přednost. A proč byste jí měli sami upravit? Protože poloha z IP adresy nemusí vždy odpovídat vaší skutečné poloze – záleží na poskytovateli internetu.

Kompilujete si firmware sami?

Tahle část je jen pro ty, kdo si projekt překládají v Arduino IDE – pokud jste nahráli hotový BIN, klidně ji přeskočte. PSRAM musí být nastavená na OPI PSRAM, jinak displej zůstane černý bez jakéhokoliv jiného příznaku. Dál povolte CDC on Boot a vyberte Flash Size 16 MB.

Od verze 0.4 nastavte Partition Scheme na „Custom“ — použije se přiložený soubor partitions.csv se dvěma aplikačními oblastmi, aby bylo kam nahrát bezdrátovou aktualizaci. Po překladu zkontrolujte v logu, že se hlásí of 6291456 bytes. (Se starým schématem 3 MB APP / 9.9 MB FATFS projekt přeložíte, ale OTA fungovat nebude.)

Odkud data pocházejí

Vlastní ADS-B přijímač nepotřebujete. adsb.fi agreguje data z tisíců dobrovolnických přijímačů a je zdarma bez registrace, ale uveďte ho, když ho použijete, a počítejte s tím, že bezplatné API je určené pro osobní nekomerční použití. Zároveň se uplatňuje množství přístupů na API. Pokud to přeženete, může váš request ignorovat.

U srážek platí totéž: data jsou ČHMÚ a zdroj se uvádí.

Ještě jedna důležitá věc: meteoradar ČHMÚ pokrývá Českou republiku a blízké okolí. Když máte polohu nastavenou třeba do zahraničí, zůstane meteo obrazovka prázdná – data pro tu oblast prostě neexistují. Radar letadel funguje kdekoliv, ale mimo Českou republiku nejsou zobrazeny názvy měst.

Kód a licence

Github repozitář je tady https://github.com/petus/MeteoPlaneRadar/tree/main

Firmware je pod licencí MIT. Použijte to nebo to i změňte.

Nad rámec licence jedna prosba: pokud na tom budete stavět, nechte na obrazovce nastavení řádek chiptron.cz ve stejné velikosti a barvě. Nic vás to nestojí a pro mě to něco znamená. Je to prosba, ne podmínka, licence platí v plném rozsahu tak jako tak.

Když z toho postavíte něco zajímavého, rád se o tom dozvím.

Poznámka: jedná se o hobby projekt. Nijak neručím za funkčnost projektu v budoucnu – dělám to proto, že mě to baví.

Inspirace

Tento projekt nevznikl z ničeho. Navazuje na dva existující:
MatixYo/ESP32-Plane-Radar – původní radar letadel a zdroj adsb.fi
Selbyl/ESP32-S30Touch-LCD-2.1_Plane-Radar – port na Waveshare 480×480
https://github.com/mylms/ESP-MeteoRadar/tree/main – ČHMÚ srážkový meteoradar

Projekt vznikl s pomocí Claude AI.

Komunitní forky

Vilém Kužel poslal jeho github repo pro desku BigTreeTech Knomi V1 (ESP32 classic, kulatý 1.28″ 240×240 GC9A01 přes SPI).

https://github.com/Vilda007/MeteoPlaneRadar

Poslali jste nám whatsappem