Meteoradar a radar letadel na jednom kulatém displeji

Co to je

Vyšla verze 0.7.0 s cenou elektřiny, energetickým mixem a přepracovanou předpovědí.
Pro novinky mě sleduj na facebook, twitter, instagram, threads nebo mastodon.

MeteoPlaneRadar je samostatné WiFi zařízení s kulatým dotykovým displejem. Postavíte ho na polici vedle monitoru a mrknutím víte, co vám létá nad hlavou, jestli za chvíli začne pršet, jakou máte předpověď na dalších pár dní, za kolik se právě obchoduje elektřina a z čeho ji Česko zrovna vyrábí. K tomu hodiny s datem a počasím. Běží to na jedné desce Waveshare ESP32-S3-Touch-LCD-2.1 nebo 2.8C, nic se nepájí ani nedrátuje a programovat nemusíte: hotový firmware nahrajete z prohlížeče za pár desítek sekund a všechno ostatní pak nastavíte taky v prohlížeči.

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

Obrazovky

Jedna deska, sedm obrazovek. Přepínáte je dlouhým stiskem vlevo a vpravo, nebo z prohlížeče.

Hodiny

Datum, velký čas, aktuální počasí s teplotou a srážkami, pod tím vítr.

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.

Letadla

Provoz v okolí. Barva ikony říká letovou hladinu, takže na první pohled víte, jestli něco klesá k přistání poblíž, nebo jen prolétá koridorem.

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.

Zařízení umí hlídat nouzové squawky 7500, 7600 a 7700, filtrovat podle výšky a zeleně zvýraznit sledovaný callsign.

Mapu si natočíte podle výhledu z okna, osm poloh po 45 stupních, takže letadlo máte na displeji tam, kde ho vidíte na obloze.

Meteoradar

Posledních šest snímků po pěti minutách ve smyčce, takže vidíte, kam mrak táhne. U každého snímku je čas, po straně legenda intenzity v dBZ i mm/h. Rozsah přepínáte 25, 50, 100, 200 km a celá ČR.

Zdrojem je ČHMÚ, nad Českem ostřejší, nebo RainViewer, který pokrývá Evropu i svět a je hrubší. Legenda se přepíná spolu se zdrojem, protože každý radar má vlastní paletu, a kdo ji zná zpaměti, může si ji v prohlížeči vypnout a získat tím kus mapy.

Předpověď

Nahoře nyní a dvě tříhodinová okna popsaná časem, třeba 12-15h. Okno sečte srážky, vezme nejsilnější vítr a nejvýraznější ikonu, takže řekne něco, co jednotlivá hodina neumí.

Pod čarou dnešek a dalších šest dní i s datem. U každého řádku vektorová ikona podle kódu WMO, teplota, srážky a vítr.

Úplně dole je evropský index AQI, PM2.5 a nejsilnější pyl z olše, břízy a trav i s druhem, protože číslo bez druhu by k ničemu nebylo.

Cena elektřiny

Spotová cena z denního trhu OTE. Den je prstenec, půlnoc nahoře, ručička ukazuje na aktuální blok.

Ceny jsou čtvrthodinové, tedy v blocích, ve kterých se doopravdy obchoduje. Uprostřed svítí cena probíhající čtvrthodiny, pod ní nejlevnější a nejdražší blok dne i s časem. Klepnutí doprostřed přepne mezi dneškem a zítřkem, ceny na zítřek vycházejí kolem 14:00.

Pokud chcete výrazně ušetřit, pouštějte energeticky náročné spotřebiče, když je prstenec zelený. Pračka, myčka, bojler, nabíjení auta. Platí to ale jen tehdy, když máte spotový tarif – a to drtivá většina domácností nemá. S běžnou fixní sazbou je to zajímavé číslo, ne návod, kdy prát.

Číslo na displeji je burzovní cena, ne to, co platíte. Distribuci a marži obchodníka si doplníte na záložce Energie. Platí jen pro Česko a v korunách, mimo ČR se obrazovka sama vypne.

Výroba

Prstenec ukazuje, z čeho se právě vyrábí elektřina – jádro, uhlí, plyn, slunce, vítr, voda, biomasa. Uprostřed podíl obnovitelných zdrojů, spotřeba a saldo přeshraničních toků.

Zemi si vyberete v prohlížeči. Rozhraní pokrývá Evropu, takže obrazovka funguje i na Slovensku nebo v Rakousku, a je tam i volba pro celou EU.

Data se zveřejňují se zpožděním jedné až dvou hodin, proto je pod čísly napsaný čas vzorku. S hodinami nahoře se neshoduje a neshodovat se má.

Nastavení

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

Jak se to ovládá

Žádná tlačítka na obrazovce. Celé se to ovládá prstem.

Obrazovek je šest plus nastavení. Kteroukoli z těch šesti můžete v prohlížeči vypnout – pak se při přepínání přeskočí a zmizí jí tečka nahoře. Nastavení je dostupné vždycky. Obě energetické obrazovky jsou po aktualizaci vypnuté.

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

Potřebujete koupit

Jedna deska: Waveshare ESP32-S3-Touch-LCD-2.1, nebo novější 2.8C. 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 na 2.1, GT911 na 2.8C.
• TCA9554 I/O expandér ovládající reset, CS a napájení displeje.

Displej i mikrokontrolér jsou na jedné desce. Stačí USB-C kabel.

Obě desky jsou pinově totožné a jedna binárka běží na obou. Firmware se při startu zeptá dotykového řadiče, kdo je, a podle toho zvolí inicializaci displeje. Nemusíte vybírat, který soubor nahrát.

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.

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.

Koupil jsem desku a potřebuju nahrát program

Žádné Arduino IDE, žádný toolchain, žádné knihovny. Stačí prohlížeč Chrome nebo Edge, USB-C kabel a pár minut.

Stahujete soubor, který má v názvu merged. Ten obsahuje celou paměť včetně jejího rozdělení a funguje vždycky, i na desce, na které ještě nic nebylo.

1. Z GitHub releases si stáhněte MeteoPlaneRadar_vX.ino.merged.bin.
2. Připojte desku USB-C kabelem k počítači, do konektoru označeného USB.
3. Otevřete esp32flasher.chiptron.cz, vyberte ESP32-S3, vyberte stažený soubor a dejte nahrát.

Flasher běží celý v prohlížeči přes Web Serial, nic se neinstaluje. Za pár desítek sekund svítí na displeji radar.

Pak už jen WiFi. Zařízení vytvoří vlastní otevřenou síť MeteoPlaneRadar a na displeji ukáže QR kód. Naskenujete ho mobilem, vyberete svoji domácí síť, uložíte a je hotovo. Přístupový bod zůstane aktivní, dokud síť nezadáte.

Polohu zadávat nemusíte, detekuje se z IP adresy. Když ji zadáte ručně, má vždycky přednost, a to se hodí, protože poloha z IP bývá o kus vedle. V prohlížeči stačí napsat jméno města.

Téhle metodě se říká full programming. Použijte ji při prvním nahrání a vždy, když si nejste jistí nebo když něco nefunguje.

Mám starší verzi a potřebuju aktualizovat

Od 0.6.0 aktualizujete přes WiFi z prohlížeče, bez kabelu a bez počítače u desky.

Stahujete soubor, který merged v názvu NEMÁ. To je ten rozdíl proti prvnímu nahrání a je to jediná věc, na které se dá chybovat.

1. Z GitHub releases si stáhněte MeteoPlaneRadar_vX.ino.bin.
2. Otevřete http://meteoplaneradar.local/update. Když vám mDNS v síti nefunguje, použijte IP adresu z obrazovky Nastavení.
3. Vyberte soubor a nahrajte ho. Průběh vidíte v prohlížeči.

Displej během aktualizace zhasne, to je v pořádku. RGB panel čte obraz z PSRAM průběžně a zápis do flash mu data odřezává. Po dokončení se sám rozsvítí.

Nastavení i uložená WiFi zůstávají. Kdyby se aktualizace nepovedla, zařízení se vrátí k původní verzi.

⚠️ Máte verzi starší než 0.4, nevíte jakou, nebo něco po aktualizaci nefunguje? Pak nahrajte firmware přes USB. Přepíše celou paměť a spraví to skoro vždycky.

Téhle metodě se říká OTA.

Nastavení v prohlížeči

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

Stránka je rozdělená do sedmi 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.
• Energie – přirážka k burzovní ceně a DPH, země pro obrazovku výroby.
• Systém – heslo, aktualizace firmwaru, záloha nastavení, restart, tovární reset, zdroje dat.

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, takže aktualizace firmwaru, import nastavení i tovární reset jsou přístupné komukoli ve vaší síti.

Nastavit si ho můžete na záložce Systém. Ukládá se v čitelné podobě a zapomenuté jde zrušit jedině továrním resetem podržením BOOT při startu, který smaže i WiFi.

Co je nového v 0.7.0

• Cena elektřiny. Nová obrazovka se spotovou cenou z denního trhu OTE na ciferníku, po čtvrthodinách, dnes i zítra.
• Výroba. Druhá nová obrazovka: z čeho se právě vyrábí elektřina, podíl OZE, spotřeba a saldo přeshraničních toků.
• Kterákoli evropská země pro výrobu, nebo souhrn za celou EU.
• Předpověď ukazuje víc. Místo šesti hodin a tří dnů teď nyní, dvě tříhodinová okna popsaná časem a dnešek plus dalších šest dní.
• Čas se řídí polohou včetně letního času, takže deska odvezená do Ameriky ukazuje místní čas.
• Na displeji je °C místo degC.
• Záložka Energie v prohlížeči s přirážkou k burzovní ceně a DPH, aby číslo na displeji sedělo s vaším ceníkem.
• Zdroje dat na záložce Systém – seznam všech služeb i s odkazy.

Starší novinky

• Podpora desky Waveshare 2.8C, jedna binárka běží na 2.1 i na 2.8C.
• Nastavení v prohlížeči trvale na meteoplaneradar.local, včetně vyhledání města podle jména.
• Obrazovka hodin s velkým časem, počasím a vteřinovým prstencem.
• Obrazovka předpovědi s ovzduším a pylem.
• RainViewer jako druhý zdroj meteoradaru, takže radar 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, filtry výšky a sledovaný callsign.
• Aktualizace firmwaru na běžné adrese zařízení, bez zvláštní WiFi sítě.
• Trasa letu se ověřuje proti poloze letadla, takže k letadlu nad Prahou nenaskočí cizí trasa.
• Projekt je celý MIT, odpadla poslední copyleftová závislost.
• Odkud a kam letadlo letí v detailu, včetně registrace a typu letounu.
• Podrobná evropská mapa s detailnější Českou republikou.
• Orientace mapy podle výhledu a české popisky na displeji.

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

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.

Odkud data pocházejí

Radar letadel a Meteoradar RainViewer fungují kdekoliv, mapový podklad pokrývá EU-27 plus Británii, Švýcarsko a Norsko. Cena elektřiny je jen česká, zdroj jiný trh neobsluhuje. Výroba funguje v celé Evropě.

Ceny z burzy berte jako informaci, ne jako podklad k obchodování. Poskytovatel nedává žádnou záruku spolehlivosti, dostupnosti ani správnosti.

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. Projekt vznikl s pomocí Claude AI.

Na data se MIT nevztahuje. Mapový podklad je odvozený z Natural Earth (hranice států, public domain) a GeoNames (města, licence CC BY 4.0). Data o výrobě elektřiny jsou z Energy-Charts.info (Fraunhofer ISE) také pod CC BY 4.0.

Uvedení zdroje vyžadují GeoNames, ČHMÚ, RainViewer, Open-Meteo i Energy-Charts, RainViewer k tomu chce odkaz zpět. Proto je od 0.7.0 na záložce Systém seznam všech zdrojů i s odkazy. Na displeji 480 × 480 na čitelný řádek s URL místo není. Ve forku ten panel nemažte, nahraďte ho.

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.

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