¿Qué es ADS-B? Es lo que hablan los aviones
La vigilancia dependiente automática por radiodifusión (Automatic Dependent Surveillance Broadcast, ADS-B) es el protocolo con que las aeronaves transmiten su posición y otros datos al resto del tráfico aéreo y al control terrestre. Se emite en 1090 MHz mediante una modulación por posición de pulso llamada Mode S, y se convirtió en estándar internacional a lo largo de las últimas décadas.
Como el protocolo no está cifrado, los aficionados a la aviación han creado numerosas soluciones de hardware y software para decodificar, guardar y compartir datos ADS-B de todo el mundo. Entre los agregadores hay sitios comunitarios como airplanes.live y empresas como FlightAware y FlightRadar24. Esos datos se usan para todo: planificación de rutas aéreas, investigación de accidentes, seguimiento del avión de Elon Musk, y también estudios académicos como la validación de modelos meteorológicos globales con datos de viento de aeronaves o el mapeo de incidentes de suplantación e interferencia de GPS en el mundo.
La mayor parte de la información que circula en esos intercambios comunitarios la reciben y suben a internet miles de estaciones terrestres mantenidas por voluntarios. Casi siempre se arman con una Raspberry Pi conectada a uno o más dongles de radio definida por software (SDR) que captan la señal de 1090 MHz. La decodificación corre sobre dump1090, un decodificador de código abierto que extrae los mensajes ADS-B del flujo de datos I/Q que entrega el SDR.
¿Qué hace distinto a ADSBee?
Empecé el proyecto ADSBee para que los receptores ADS-B pequeños y de bajo consumo fueran más accesibles y abiertos. La mayoría de los diseños libres existentes usan los dongles SDR mencionados más un computador externo, lo que los deja voluminosos y hambrientos de energía, poco aptos para meterlos dentro de un dron, un equipo portátil a batería u otro proyecto embebido. Existen receptores ADS-B comerciales, pero casi todos se apoyan en FPGA caras y cuestan 350 dólares o más.
Con un demodulador nuevo basado en el microcontrolador RP2040 y sus periféricos PIO, la placa ADSBee 1090 entrega decodificación ADS-B de calidad comercial sin necesidad de FPGA ni de cómputo externo. Eso la vuelve lo bastante económica como para integrarla en una gran variedad de proyectos, manteniendo un consumo bajo, de alrededor de 1 vatio, y una huella reducida. ADSBee puede entregar los datos de aeronaves por USB, UART, wifi y Ethernet (con una placa accesoria), así que resulta fácil enviarlos a una tableta, a una base de datos en línea o al computador de vuelo de un dron.
Cielos abiertos
Lo mejor del proyecto es que es de código abierto. A diferencia de los transpondedores ADS-B de las aeronaves, sujetos a un régimen de certificación estricto, no existen estándares de certificación para receptores ADS-B portátiles, es decir, los que no van instalados de forma permanente en un avión de tamaño completo. Eso significa que los receptores comerciales, pese a su precio alto, usan firmware y hardware propietarios que pueden evolucionar con lentitud y a veces arrastran errores ocultos durante años.
Al liberar el esquemático y el firmware del receptor, ADSBee se apoyó en una comunidad de probadores beta que aplasta errores rápido e incorpora las mejores ideas de todos. Los usuarios han propuesto desde comandos de configuración nuevos hasta algoritmos mejorados de filtrado de posición.
Doble banda: 1090 y 978 MHz
El proyecto tiene dos años y está en fase beta desde fines de 2024. En julio de 2025 se liberó el ADSBee 1090U, con hardware de doble banda que agrega una radio y un microcontrolador adicionales en una placa del mismo formato.
Mientras el ADSBee 1090 original decodifica paquetes en la frecuencia estándar de 1090 MHz, cerca del 5% de las aeronaves en Estados Unidos transmite ADS-B en una banda separada de 978 MHz, con un protocolo llamado UAT (Universal Access Transceiver). La versión de doble banda recibe mensajes de ambas frecuencias en simultáneo y podría emplearse a futuro para decodificar otros protocolos aeronáuticos.
Los accesorios se llaman "pantalones"
Hay más hardware en camino. Las placas accesorias del ADSBee iban a llamarse hats, como manda la costumbre en el mundo Raspberry Pi, pero los probadores beta insistieron en bautizarlas pants por el nombre de mi pequeña empresa, Pants for Birds LLC.
Ya está en producción un pant PoE, para conectar y alimentar un ADSBee por Ethernet, y se planifican un pant GNSS, que suma un receptor GPS para conocer la posición del receptor en tiempo real, y un pant de batería para operación portátil sin cable USB.
La conexión entre el ADSBee y sus accesorios usa tiras de pines estándar de 0,1 pulgada (2,54 mm), así que fabricar un accesorio propio sobre placa perforada es sencillo. Las actualizaciones futuras de firmware incluirán funciones GPIO personalizadas para habilitar accesorios que midan voltaje de batería o controlen la carga.
Para proyectos con requisitos más estrictos, el módulo ADSBee m1090, de banda simple y soldable directamente, se puede integrar sobre una PCB propia.
Qué está construyendo la comunidad
Los proyectos que la gente cocina con sus ADSBee no dejan de sorprenderme: estaciones terrestres con alimentación PoE y solar, pantallas LED con las aeronaves de la zona, receptores portátiles de mano y ADSBee integrados directamente en pilotos automáticos de drones, para alerta de tráfico y tableros de vuelo en miniatura.
ADSBee sobre un avión FPV
Petr Cada, República Checa
Petr integró un ADSBee en su avión de radiocontrol T1 Ranger con vista en primera persona. Los datos de tráfico aéreo llegan al controlador de vuelo por el protocolo MAVLINK y se suman al video del piloto como capa de información en pantalla. En la imagen se ve una aeronave detectada por el ADSBee mientras vuela a algunos miles de pies por encima. Tanto el dron como el avión de pasajeros operaban en zonas autorizadas.
Pantalla de vuelo de 14 segmentos
Steve Mo, California
Steve armó una pantalla de 14 segmentos que lee los datos del ADSBee y muestra información de las aeronaves cercanas. El equipo va rotando por cada avión dentro del alcance y despliega latitud y longitud, altitud, velocidad vertical, velocidad respecto del aire y rumbo. El aparato se construyó con algo de montaje superficial y mucha soldadura de agujero pasante a mano. La pantalla la gobierna un microcontrolador STM32F103 con firmware propio que lee los datos por MAVLINK1 y una conexión UART.
Estación terrestre solar y a batería
Ryan Null, California
Ryan quería montar un ADSBee en el techo sin tender cable PoE, así que diseñó una estación base alimentada por panel solar y batería. El consumo bajo del receptor permite energizarlo con un panel relativamente pequeño y un banco de baterías de litio, incluso con sombra parcial. Ahora trabaja en sumar un panel más grande, un seguidor MPPT y más batería para atravesar los meses oscuros del invierno.
Su ADSBee se conecta a una red wifi para alimentar con datos de tráfico aéreo la zona circundante. Los probadores beta están entusiasmados con la posibilidad de usar antenas wifi externas de mayor ganancia direccional, para montar receptores solares más lejos de la red y en puntos con mejor recepción o más horas de sol.
Tablero de cabina en miniatura
Jeff Hendrix, Colorado, y John McNelly, California
Jeff fabrica tableros de vuelo en miniatura para aeronaves de radiocontrol que funcionan de verdad. Hace poco sumó un mapa móvil ADS-B que dibuja el tráfico aéreo en vivo y las pistas de los aeropuertos cercanos sobre un panel de instrumentos diminuto. La carcasa está impresa en 3D, con las pantallas montadas desde el interior, un ADSBee al fondo conectado a antenas de 1090 y 978 MHz, y un teclado propio para desplazar el mapa.
Los paneles y el controlador provienen del negocio de Jeff, FPVToys.net. Hace poco liberó un firmware para el controlador de pantalla compatible con entrada ADS-B desde un controlador de vuelo conectado.
Recursos
Este artículo apareció en Make: Volumen 95.
