Darmowy kurs dla rodziców, nauczycieli i uczniów
Dwa razy na sekundę każdy samolot nadaje 112-bitową wiadomość radiową: kim jest, gdzie jest, jak wysoko i jak szybko leci. Ta technika nazywa się ADS-B. Zrozumieć ją to zrozumieć satelity, fale radiowe, krzywiznę Ziemi, kodowanie cyfrowe i prędkość światła. Ten kurs przeprowadzi cię przez to wszystko na trzech poziomach.
Przez większość historii lotnictwa jedynym sposobem, by z ziemi ustalić, gdzie jest samolot, było odbicie od niego wiązki radarowej i zmierzenie czasu powrotu echa. Od 2020 roku niemal każdy samolot pasażerski w Europie i Ameryce Północnej robi coś innego: sam wyznacza swoją pozycję na podstawie satelitów nawigacyjnych, a potem po prostu ogłasza ją przez radio każdemu, kto zechce słuchać. To ogłoszenie to ADS-B, Automatic Dependent Surveillance - Broadcast (automatyczny zależny dozór rozgłoszeniowy). Korzysta z niego kontrola ruchu lotniczego. Inne samoloty używają go, by się wzajemnie unikać. A ponieważ wiadomości są nadawane jawnie, może je usłyszeć także odbiornik wielkości pendrive'a na dachu szkoły.
Dlatego ADS-B jest wyjątkowo dobrym tematem do nauczania. Jest prawdziwe, dzieje się właśnie teraz nad każdą klasą, można je obserwować tanim sprzętem, a żeby je naprawdę zrozumieć, trzeba przejść przez sporą część programu fizyki: fale elektromagnetyczne i widmo, częstotliwość i długość fali, prędkość światła, rozchodzenie się fal w linii wzroku na zakrzywionej Ziemi, prawo odwrotnych kwadratów, anteny i rezonans, pomiar czasu i geometrię pozycjonowania satelitarnego, kodowanie binarne i wykrywanie błędów.
Kurs jest napisany na dwa głosy. Kurs podstawowy to pełne wyjaśnienie dla każdego dorosłego, niezależnie od wykształcenia: dwanaście rozdziałów od pytania „po co nam wiedza, gdzie są samoloty” do pytania „jak dane z jednego odbiornika stają się mapą Europy na żywo”. Trzy zestawy przenoszą potem ten sam materiał do rodziny, klasy w szkole podstawowej i klasy w szkole średniej. Każdy zestaw ma stronę dla dorosłego, która wyjaśnia teorię na danym poziomie i pokazuje, jak jej uczyć, oraz stronę dla dziecka, która opowiada tę samą historię bezpośrednio uczącemu się.
Kurs podstawowy
Dwanaście rozdziałów. Radar przed ADS-B, sama idea, pozycjonowanie satelitarne, budowa wiadomości, trzy rozdziały fizyki, odbiór i dekodowanie, sieci i multilateracja, zastosowania, ograniczenia i historia. Zacznij od tego.
Zestaw 1 - w domu
Dla dziecka w wieku około 5-12 lat i dorosłego. Strona dla rodzica wyjaśnia teorię prostym językiem, z analogiami, które działają, i z wyjaśnieniem, dlaczego działają. Strona dla dziecka to ilustrowana opowieść w sześciu rozdziałach.
Zestaw 2 - szkoła podstawowa
Strona dla nauczyciela to kurs sam w sobie: co wyjaśnić, w jakiej kolejności i jak głęboko, z doświadczeniami, które niosą każdą ideę, i błędnymi wyobrażeniami, których można się spodziewać. Strona dla ucznia to ten sam kurs opowiedziany klasie.
Zestaw 3 - szkoła średnia
Kurs fizyki i informatyki zbudowany wokół jednego prawdziwego systemu: c = f x lambda, horyzont radiowy, tłumienie trasy, modulacja położenia impulsu, wykrywanie błędów, czas satelitarny i multilateracja, z przykładami obliczeń i projektem odbiornika.
Część 5 - praktyka
Praktyczne zwieńczenie każdego zestawu: co dokładnie kupić za 100-150 euro, jaką antenę wybrać i gdzie ją umieścić, jak przygotować Raspberry Pi i zainstalować feeder Dataero oraz jak przypisać stację do swojego konta. Praca na jedno popołudnie; nie potrzeba żadnego doświadczenia z radiem ani z Linuksem.
Każdą lekcję i warsztat można pobrać jako PDF w układzie do druku, z adresem kursu na każdej stronie: do klasy, na kuchenny stół albo dla kolegi z pracy.
Każdy poziom kursu prowadzi tą samą nicią, bo ta nić to logika samego systemu. Samolot musi wiedzieć, gdzie jest (satelity i ciśnienie powietrza). Musi to powiedzieć (wiadomość cyfrowa). Wiadomość musi dotrzeć dalej (fale radiowe). Ktoś musi ją usłyszeć (antena i odbiornik, ograniczone horyzontem). A wielu słuchaczy razem tworzy obraz (sieć i mapa). Głębokość zmienia się z wiekiem; kolejność nie.
| Wątek | Dla 7-latka | Dla 10-latka | Dla 16-latka |
|---|
Tak. Wiadomości ADS-B są celowo nadawane bez szyfrowania, aby mogły z nich korzystać inne samoloty i stacje naziemne. Ich odbiór jest legalny w Belgii i w całej UE. Nadawanie na częstotliwościach lotniczych jest zabronione, a żaden sprzęt z tego kursu niczego nie nadaje. Dane identyfikują samoloty, nigdy pasażerów.
Każdy zestaw kończy się na mapie na żywo, zbudowanej z odbiorników prowadzonych przez wolontariuszy, lotniska i szkoły. Szkoła, która umieści mały odbiornik na dachu, zobaczy na mapie swój własny skrawek nieba.
