Meteoradar a radar letadel na jednom kulatém displeji

Co to je

Upozornění: Služba pro zobrazování pozice letadel upravila API. Na opravě se pracuje. Pro aktuální informace sledujte chiptron.cz na facebook, twitter, threads a instagram.

MeteoPlaneRadar je samostatné WiFi zařízení s kulatým dotykovým displejem. Postavíte ho na polici vedle monitoru a mrknutím víte, co vám létá nad hlavou a jestli za chvíli začne pršet.

Běží na jedné desce Waveshare ESP32-S3-Touch-LCD-2.1. Nic se nepájí, nic nedrátuje, firmware nahrajete z prohlížeče.

Verze 0.6.0 z něj udělala něco víc než dvě obrazovky. Obrazovek je teď pět – hodiny, letadla, meteoradar, předpověď a nastavení – a všechno se konfiguruje v prohlížeči.

Pořád ale platí to hlavní: není to mobil a ani se o to nesnaží.

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

Co je nového v 0.6.1 až 0.6.3

• Trasa letu se ověřuje proti poloze letadla. Co k ní nesedí, se nezobrazí.
• U letů s mezipřistáním se ukáže ten úsek, který letadlo právě letí.
• Letadlo bez callsignu už neukáže cizí trasu.
• Registrace a typ letounu jdou z adsb.fi. O jedno API míň.
• Projekt je celý MIT. Odpadla poslední copyleftová závislost.
• Drobné opravy automatického střídání obrazovek a nastavení.

Starší novinky (0.6.0)

Změny jsou jak na displeji, tak i v prohlížeči. Konfigurace se přestěhovala do webového rozhraní, přibyly dvě nové obrazovky a meteoradar funguje i za hranicemi.

• Nastavení v prohlížeči – trvale dostupné na meteoplaneradar.local. Poloha se dá najít podle jména města, obrazovky a rozsah přepnete na dálku bez dotyku displeje.
• Obrazovka hodin – velký čas, datum, aktuální počasí a vteřinový prstenec. Bez Home Assistantu, všechno z dat, která zařízení stahuje tak jako tak.
• Obrazovka předpovědi – nejbližších 6 hodin a 3 dny, k tomu kvalita ovzduší a pyl.
• RainViewer jako druhý zdroj meteoradaru. Konečně funguje i mimo Česko.
• Noční režim podle východu a západu slunce. Denní a noční jas zvlášť.
• Vypínání obrazovek a jejich automatické střídání.
• Angličtina na displeji, na webu i v úvodním portálu.
• Upozornění na nouzové squawky 7500, 7600 a 7700, filtry výšky a sledovaný callsign.
• Aktualizace firmwaru se přesunula na běžnou adresu zařízení. Zvláštní WiFi síť kvůli OTA už není potřeba.

A to díky vám. Vaše nápady, nahlášené chyby, forky. Mockrát všem děkuji.

⚠️ Jdete z verze 0.5.x? Uložená WiFi se nepřenese – dřív ji držel WiFiManager, který už se nepoužívá. Zařízení po aktualizaci jednou vytvoří svoji síť a vy ji zadáte znovu. Poloha, jas a orientace mapy zůstávají.

Starší novinky (0.5.x)

• Odkud a kam letadlo letí – v detailu výchozí a cílové město, registrace a typ letounu.
• Čas a venkovní teplota na obou radarových obrazovkách.
• Rozsah „celá ČR“ na meteoradaru a oprava skákající značky polohy u 200 km.
• Podrobná evropská mapa s detailnější Českou republikou.
• Orientace mapy podle výhledu a české popisky na displeji.
• Aktualizace přes WiFi a zapamatování poslední obrazovky i rozsahu.

Hardware

Jedna deska: Waveshare ESP32-S3-Touch-LCD-2.1. Třeba na LaskaKit nebo na Pájeníčko, kde mají i sestavenou verzi.

• 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. 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 se to ovládá

Žádná tlačítka na obrazovce. Celé se to ovládá prstem.

Obrazovky jsou čtyři plus nastavení: Hodiny, Letadla, Meteoradar, Předpověď. Kteroukoli z těch čtyř můžete v prohlížeči vypnout – pak se při přepínání přeskočí a zmizí jí tečka nahoře. Nastavení je dostupné vždycky.

A nemusíte na displej vůbec sáhnout. Obrazovky i rozsah se dají přepínat z prohlížeče.

Hodiny

Nová obrazovka v 0.6.0. Shora dolů datum, velký čas, aktuální počasí s teplotou a srážkami, pod tím rychlost větru.

Po obvodu běží vteřinový prstenec – vypnutý, tečky, plynulá čára nebo kometa s doznívající stopou. Barvy hodin i vteřin si nastavíte.

Počasí přichází ze stejného dotazu jako předpověď, takže hodiny nestojí ani jedno spojení navíc.

Zařízení nepoužívá NTP. Čas se bere z hlavičky HTTP odpovědí, které stahuje tak jako tak.

Letadla

Ikony letadel jsou barevně odlišené — říká vám to, v jaké letové hladině se pohybují.

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.

Klepnutím otevřete detail. Výška, rychlost, kurz, stoupání, typ letounu, registrace a odkud kam letí. Aktualizuje se živě, dokud je otevřený.

Interval stahování se řídí zvoleným rozsahem – na malém rozsahu častěji, na velkém méně často. Šetří se tím bezplatné API.

Nouzové squawky a filtry

Novinka 0.6.0. Zapnete v prohlížeči a zařízení hlídá tři odpovídačové kódy: 7500 únos, 7600 porucha rádia, 7700 všeobecná nouze.

Takové letadlo dostane dvojitý červený kroužek a místo počtu letadel naskočí červený banner s kódem a významem.

K tomu filtry: rozsah výšky, jen letadla s callsignem, a sledovaný callsign nebo ICAO, který se zvýrazní zeleně. Filtry se týkají jen kreslení – nouzový squawk ani sledované letadlo neschovají.

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.

V Nastavení je 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, po obvodu radaru značky S, V, J, Z.

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

Meteoradar

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 zdroje, takže sedí s mapou.
• Obrys států a města jako podklad.
• Rozsah přepínáte 25, 50, 100, 200 km a celá ČR.

ČHMÚ nebo RainViewer

Do 0.5.5 měl meteoradar jeden problém: data ČHMÚ končí kousek za hranicemi. Když jste měli polohu v zahraničí, obrazovka zůstala prázdná.

Od 0.6.0 jde v prohlížeči přepnout na RainViewer – evropský a globální srážkový radar, taky zdarma a bez klíče.

ČHMÚ zůstává výchozí a nad Českem je ostřejší. RainViewer je hrubší, zhruba 790 metrů na pixel. Bližší rozsahy se skládají z toho, co je k dispozici. Víc detailu prostě nemá.

Legenda se přepíná spolu se zdrojem a píše, kterou zrovna čtete. Každý radar má vlastní paletu – stejná žlutá znamená na jedné škále 40 dBZ a na druhé 35.

Předpověď

Druhá nová obrazovka. Nahoře nejbližších 6 hodin, pod čarou další 3 dny.

U každého řádku vektorová ikona počasí odvozená z kódu WMO, teplota, srážky a vítr. U dní maximum a minimum. Jednotka je u každé hodnoty, takže se nedá splést, co je co.

Data z Open-Meteo – zdarma, bez klíče, bez registrace. Obnovují se každou půlhodinu.

Ovzduší a pyl

Na spodní části obrazovky, tři řádky velkým písmem.

• Evropský index AQI, obarvený podle pásem tak, jak se publikuje.
• PM2.5 v µg/m³, barva podle denního doporučení WHO.
• Pyl – nejsilnější z hodnot pro olši, břízu a trávy, včetně druhu. Číslo bez druhu by k ničemu nebylo.

Pylová data jsou evropský produkt. Mimo Evropu se nezobrazí.

Nastavení

Na displeji zůstalo jen to, co má smysl měnit u zařízení: jas, orientace mapy, jednotky, jazyk. A adresa, na které najdete zbytek.

Nastavení v prohlížeči

Web běží trvale. Otevřete http://meteoplaneradar.local/ nebo IP adresu vypsanou v Nastavení.

Stránka je rozdělená do šesti záložek, aby se dala použít i na mobilu:

• Ovládání – přepínání obrazovek a rozsahu na dálku, stav zařízení.
• Poloha – ručně, nebo vyhledáním města podle jména.
• Obrazovky – co zobrazovat, automatické střídání, zdroj meteoradaru.
• Vzhled – denní a noční jas, noční režim podle slunce, vteřinový prstenec, barvy.
• Letadla – filtry, squawky, sledovaný callsign, orientace mapy, jednotky.
• Systém – heslo, aktualizace firmwaru, záloha nastavení, restart, tovární reset.

Stavová stránka ukazuje IP, sílu signálu, uptime, volnou paměť, důvod posledního restartu a výsledek posledního stahování každého zdroje. Diagnostika bez sériového kabelu.

Heslo

Výchozí stav je bez hesla. Aktualizace firmwaru, import nastavení i tovární reset jsou hned po nahrání přístupné komukoli, kdo se dostane na adresu zařízení. V domácí síti to většinou nevadí, ale je dobré o tom vědět.

Když si heslo nastavíte, ukládá se v čitelné podobě.

A pozor: zapomenuté heslo jde zrušit jedině podržením tlačítka BOOT při startu. To je tovární reset, takže smaže i WiFi a všechno ostatní.

Jak to rozjet (bez programování)

Co budete potřebovat: desku Waveshare ESP32-S3-Touch-LCD-2.1, USB-C kabel, domácí WiFi a mobil na naskenování QR kódu.

Nepotřebujete Arduino IDE, žádný toolchain ani knihovny. Stačí prohlížeč Chrome nebo Edge.

1) Full programming – přes USB kabel

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

1. Stáhněte si z GitHub releases soubor MeteoPlaneRadar_vX.ino.merged.bin (ten s merged).
2. Připojte desku přes USB-C k počítači, do konektoru označeného USB.
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

Od 0.6.0 se aktualizuje přímo na běžné adrese zařízení. Zvláštní WiFi síť a obrazovka „Firmware update“ zmizely.

1. Stáhněte si z GitHub releases soubor MeteoPlaneRadar_vX.ino.bin – pozor, ten bez merged.
2. Otevřete http://meteoplaneradar.local/update. Když mDNS ve vaší síti nefunguje, použijte IP adresu z obrazovky Nastavení.
3. Vyberte soubor a nahrajte ho. Průběh vidíte v prohlížeči.

Co je během aktualizace normální: displej zhasne. RGB panel čte obraz z PSRAM průběžně a zápis do flash mu data odřezává, takže by obraz poskakoval. Po dokončení se sám rozsvítí.

Kdyby se aktualizace nepovedla, nic se neděje. Zařízení se vrátí k původní verzi a zachránit ho jde vždycky přes USB.

⚠️ Máte verzi starší než 0.4, nebo nevíte jakou? Pak musíte použít Full programming přes USB.

Zprovoznění

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

Přístupový bod zůstane aktivní, dokud síť nezadáte. Bez připojení nemá zařízení odkud brát data, takže není co stahovat a zobrazovat.

Polohu zadávat nemusíte, detekuje se z IP adresy. Když ji zadáte ručně, má vždycky přednost – a to se hodí, protože poloha z IP nemusí odpovídat té skutečné. V prohlížeči teď stačí napsat jméno města.

Pro vývojáře

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.

Partition Scheme nastavte na „Custom“ – použije se přiložený partitions.csv se dvěma aplikačními oblastmi, aby bylo kam nahrát bezdrátovou aktualizaci. Po překladu zkontrolujte v logu, že se hlásí of 6291456 bytes.

Knihovny z Library Manageru: GFX Library for Arduino, PNGdec a ArduinoJson v7. QRCode je přibalený v projektu.

WiFiManager se od 0.6.0 nepoužívá. Jeho portál nešel přeložit do češtiny a blokoval celou hlavní smyčku. Nahradil ho vlastní přístupový bod a stránka.

Odkud data pocházejí

Radar letadel a Meteoradar RainViewer fungují kdekoliv, mapový podklad pokrývá EU-27 plus Británii, Švýcarsko a Norsko.

Kód a licence

GitHub repozitář: github.com/petus/MeteoPlaneRadar

Firmware je pod licencí MIT. Můžete ho používat, měnit i šířit dál.

Podrobnosti jsou v LICENSE.txt.

Na data se MIT nevztahuje. Mapový podklad je odvozený z Natural Earth (hranice států, public domain) a GeoNames (města, licence CC BY 4.0). Pokud budete projekt dál šířit, uveďte prosím oba zdroje.

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.

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 tři 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
• mylms/ESP-MeteoRadar – ČHMÚ srážkový meteoradar

K nim přibyl čtvrtý. CooLajz/waveshare-hodiny není fork MeteoPlaneRadaru, ale samostatný projekt na stejné desce – český Home Assistant dashboard postavený nad LVGL.

Zaujal mě natolik, že jsem si z něj vypůjčil hned několik nápadů: obrazovku hodin, vteřinový prstenec, noční režim podle slunce a webovou konfiguraci.

Projekt vznikl s pomocí Claude AI.

Komunitní forky

Waveshare multi-mode firmware

Michal na github zveřejnil svou verzi MeteoPlaneRadaru, kterou zkombinoval s hodinami od Ondřeje.

Fork pro BigTreeTech Knomi V1

Vilém Kužel poslal svoje repo pro desku BigTreeTech Knomi V1 – ESP32 classic a kulatý 1.28″ 240×240 GC9A01 přes SPI.

github.com/Vilda007/MeteoPlaneRadar

Fork od OK1CDJ: APRS a PlatformIO

Ondra OK1CDJ si vzal MeteoPlaneRadar 0.5.5 a pořádně ho vylepšil. A pak se to otočilo: jeho verze byla předlohou pro moji 0.6.0.

RainViewer, obrazovku předpovědi, vypínání obrazovek, jejich automatické střídání i angličtinu jsem přidal právě podle něj. Takže věci, které byly ještě nedávno „navíc u Ondry“, jsou dneska v obou verzích.

Co zůstává jen u něj:

• APRS stanice (aprs.fi) – mapová obrazovka s polohou jedné nastavené stanice, mapa vycentrovaná na ni, rozsah měníte přejetím prstem. Dole barevně stáří poslední pozice, u pohyblivých stanic rychlost a kurz. Klepnutím detail se vzdáleností a směrem od vás. Potřebuje volací znak a bezplatný API klíč z aprs.fi (My Account → API key). Tuhle obrazovku jsem do své verze nepřebíral.
• PlatformIO a CI build – pro ty, kdo si firmware překládají sami. pio run a je to.

GitHub: github.com/ok1cdj/MeteoPlaneRadar (český i anglický README). Další Ondrovy věci najdete na apps.ok1cdj.com.

Za APRS obrazovku, za konverzi na PlatformIO i za inspiraci Ondrovi moc děkuju.

Poslali jste nám whatsappem