Bu yazımızda yüksek irtifa balon (HAB) ya da piko balon hobisi ile uğraşanların temel balon takip yönteminden biri olan APRS teknolojisini olabildiğince basit bir şekilde anlatmayı hedefliyorum. Çünkü bu hobiye ilk başladığımda APRS hakkında bulduğum bilgiler, yıllardır Amatör Telsizcilik dünyasında olanlar tarafından hazırlanmış oldukça karmaşık bilgilerdi. Bu yüzden başlarda çok zorlanmıştım 🙂 bu yüzden en basit haliyle balon hobisinde lazım olacak kadarını paylaşayım istedim.

APRS tam olarak ne demek?

APRS ingilizcedeki “Automatic Packet Reporting System” kelimelerinin baş harflerinden oluşuyor. En önemli amacı da belli bir radyo/telsiz frekansı üzerinden çeşitli bilgilerin (konum, hava durumu, kısa mesaj, vs.) gibi bilgilerin belli bir veri formatında otomatik olarak iletilmesi/yayınlanması.

APRS ile ne tip bilgiler yayınlayabilirim?

GPS konumu, sıcaklık, nem, yükseklik, voltaj, vs. gibi dilediğiniz verileri yollayabilirsiniz. Hatta dilerseniz çok uzun olmayan mesaj/yorum da paylaşabilirsiniz. Önemli olan APRS sisteminin izin verdiği toplam veri miktarını geçmemektir.

Konum yollamam şart mı?

Her ne kadar usta amatör telsizciler APRS’in “Araç Takip Sistemi” olarak adlandırılmasına karşı çıksa da APRS’in temel amac,ı kullanıcıların harita üzerinde kendilerinin veya araçlarının konumlarını paylaşmalarıdır. Fakat bunun yanında “telemetry” diye adlandırılan sıcaklık, yükseklik, nem, voltaj, vs. gibi veriler de paylaşılmaktadır.

APRS’i kimler kullanabilir?

APRS yayınlarında genelde 2 metre bandındaki VHF frekansları kullanıldığından bu frekanslarda ancak Amatör Telsizciler yayın yapabilir. Dolayısıyla sadece gerekli lisansa sahip olan kişiler APRS teknolojisini kullanabilir.

Nasıl Amatör Telsizci Olunur?

Bu konuda ayrıca detaylı bir yazı paylaşacağız ama Kıyı Emniyeti Genel Müdürlüğünün yılda 2 kez düzenlediği sınavlara girilerek Amatör Telsizci olunabilir. Sınavlar sonbahar ve ilkbaharda duyurulup düzenlenmektedir. Detaylı bilgi almak için : https://picoballoon.ist/2018/09/22/amator-telsizcilik-sinavi/

Amatör Telsiz Lisansı olmadan APRS kullanamaz mıyım?

Kesinlikle hayır. Bu çok ciddi bir suçtur ve yakalanırsanız ciddi cezai müeyyidelerle karşı karşıya kalabilirsiniz. APRS kullanabilmek için Amatör Telsizci Lisansı aldığınızda size özel olarak verilen bir çağrı kodunu (call sign) kullanmak zorundasınız ve başkasına ait çağrı kodu veya uydurma çağrı kodları kullanmak da ciddi suçtur.

APRS yayını yapmak için ne gibi cihazlar kullanmam gerekir?

Yeni nesil lisanslı telsizlerin çoğunda artık APRS yayın yapma özelliği bulunmaktadır. Hatta sadece APRS yayını yapan cihazlar da satılmaktadır. Ayrıca elektronik devrelerle uğraşan hobiciler için de APRS frekansında çalışan modüller satılmaktadır. Örneğin biz projelerimizde Radiometrix H1 ismindeki modülü kullanıyoruz. Artık projelerimizde çok daha ucuz ve yetenekli olan DORJI DRA818V modülünü kullanıyoruz.

LightAPRS

Fakat hazır bir modül kullanmak isterseniz, kendimizin yaptığı LightAPRS‘e gözatabilirsiniz.

Peki bu APRS yayınlarını kimler dinliyor ? Ayrıca bir cihaz almam gerekir mi yayınları dinlemek için?

Hayır almanız gerekmez. Dünya üzerindeki bazı amatör telsizciler evlerinin ya da işyerlerinin çatılarına yerleştirdikleri anten ve çeşitli cihaz/yazılımlarla (iGate veya Digipeater) bu APRS yayınlarını/verilerini dinleyip APRS-IS sistemine, yani internet ortamına taşırlar. http://status.aprs2.net adresinden görüleceği üzerine yine gönüllülerin kurduğu sunucular üzerinde bu veriler saklanır ve internet üzerinden yayınlanır. (Eğer yakınlarınızda bir digipeater veya iGate yoksa ve de APRS kullanacaksanız, o zaman sizin de bu yazıda anlattığımız şekilde bir  iGate kurmanız gerekecektir evinize veya iş yerinize.)

Amatör Telsizcilerin gönüllü olarak kurdukları bir digipeater

Digipeater ile iGate’in farkı nedir?

Digipeater en basit anlatımla duyduğu/aldığı paketi bir süre sonra tekrar yayınlayan istasyondur. Genelde bu istasyonların çok kuvvetli alıcı ve verici antenleri olur. Yani bir cihazdan çıkan herhangi bir APRS paketi bir iGate’e direkt ulaşamıyorsa ama bir digipeater’a ulaşabiliyorsa, o zaman digipeater bu paketi daha güçlü bir şekilde tekrar yayınlayarak diğer istasyonlara ve muhtemelen bir iGate’e ulaştıracaktır. (Yerdeki güçsüz bir vericinin sinyalinin iGate’e ulaşabilmesi için digipeater’lar çok önemlidir, fakat havada o kadar önemli değil.)

iGate ise duyduğu paketi tekrar yayınlamadan direkt APRS-IS‘e, yani internete ulaştıran istasyondur.

Not: Eğer siz de bir iGate kurmak isterseniz,  Raspberry Pi ve RTL-SDR Kullanarak Kolayca APRS iGate Yapımı başlıklı yazımıza göz atabilirsiniz.

Nereden görebilirim APRS’e gönderdiğim verileri?

APRS verilerini görmek için aslında çok sayıda site var ama en başarılısı ve popüler olanı aprs.fi ‘dir. Bu sitedeki harita üzerindeki en güncel APRS paketlerini görebilirsiniz. Belli bir süre geriye giderek de eski verileri görebilirsiniz.

Ne güzelmiş, ücretsiz mi peki APRS kullanımı ?

Evet ücretsiz, zaten ücretli olamaz çünkü Amatör Telsizcilik Lisansı ile ticari faaliyet yürütülemez.

Dilediğim sıklıkta ve sayıda APRS paket yayınlayabilir miyim?

İstediğiniz kadar yayınlayabilirsiniz ama paketlerin arasında mutlaka en az 1 dakika olmalıdır. Eğer daha sık yollarsanız APRS sistemini çok meşgul edersiniz ve başkalarının paketleri ulaşamaz. Çünkü her yerde çok sayıda digipeater ve iGate bulunmamaktadır. Her Amatör Telsizci sürekli çok sık (örneğin 2-3 saniyede bir) yayın yapsaydı o zaman bir çok paket alınamazdı. Unutmayın bu faaliyetler hep sınırlı sayıdaki gönüllüler tarafından yapılmaktadır.

Şifreli veya özel mesaj yollayabiliyor muyuz APRS üzerinden?

Kesinlikle hayır. Amatör Telsizcilik Lisansı kesinlikle şifreli yayın yapmaya izin vermiyor. Yayınlar herkes tarafından görülebilir ve okunabilir olmalı. Fakat bir pakette gönderilebilecek veri miktarını arttırma adına herkes tarafından bilinen sıkıştırma veya encoding algoritmaları kullanılabilir.

aprs.fi’de bazı isimlerin yanında 9, 11, 12, vs. gibi numalar var. Bunlar neyi ifade ediyor ve neye göre belirleniyor?

Amatör Telsizcilerin birden fazla cihazla APRS üzerinden yayın yapma potansiyeli gözününde bulundurularak bu cihazların biri birine karışmaması için CALLSIGN-9, CALLSIGN-10 gibi çağrı kodlarının sonuna 1’den 15’e kadar SSID diye adlandırılan numaralar ekleme imkanı verilmiştir. Bu zorunlu değildir ama birden fazla cihaz kullanıldığında şarttır yoksa veriler karışır.

Her ne kadar SSID kullanımı konusunda http://www.aprs.org/aprs11/SSIDs.txt adresindeki gibi bir standart oluşturulmaya çalışılsa da dilediğiniz gibi kullanabilirsiniz. Fakat balonlarda genelde 11 kullanılır. Bu yüzden bizim yolladığımız balonlarda TA2MUN-11 görmeniz bu yüzdendir. (TA2MUN benim çağrı kodum)

Bir de farklı semboller oluyor balon, araba, ev, vs. gibi. Bunlar da otomatik mi geliyor?

Hayır onlar da otomatik değil. Biz yolluyoruz APRS paketini gönderirken. http://www.aprs.org/symbols/symbols-new.txt adresinde detaylı anlatıldığı gibi her bir sembole karşılık gelen 2 karakterlik veri yollanıyor. Örneğin balon için “/O” araba için “/>” yollanıyor. Bu sembolleri de istediğimiz gibi kullanabiliyoruz.

APRS yayını için tam olarak hangi frekansı kullanmamız gerekiyor ?

APRS yayınları 2 metre bandı kullanılarak yapılan VHF yayınlardır. APRS paket yapısı (AX.25) her ne kadar standart olsa da, maalesef APRS yayınlarında kullanılan frekanslar tüm dünyada aynı değil. Örneğin Türkiye’de ve Avrupa’da 144.800 MHz’de, Amerika’da ise 144.390 MHz’de yayın yapılıyor. Dolayısıyla her ülkedeki alıcılar da (iGate ve Digipeater) kendi ülkelerinde yaygın olarak kullanılan frekansları dinliyorlar.

Kaynak : http://aprsisce.wikidot.com/doc:frequencies

Tüm dünyadaki APRS frekansları.

Her ülkede frekanslar farklıysa, dünyanın etrafını dolaşan balonumuzun her ülkede farklı frekanslardan mı yayın yapması gerekir?

Maalesef öyle. Fakat bölgesel olarak baktığınızda, ülkemizde de kullanılan 144.800 MHz (yeşil renk) ve de Kuzey Amerika’da kullanılan 144.390 MHz (kırmızı renk) en büyük payı alıyor. Dolayısıyla her iki frekansta yayın yapmak balon takibi için genelde yeterli olacaktır.

Tabii balonun o anki konumuna bakıp ona göre ilgili frekansı kullanmak daha doğru. Bir de “frequency agile” (frekansı değiştirilebilir) diye tabir edilen RF modülleri kullanmak çok daha verimli olacaktır ağırlık açısından. Çünkü örneğin sadece 144.800 MHz’de çalışan bir modül ile 144.390 MHz’ten de yayın yapamazsınız. (Ya da iki ayrı modül kullanacaksınız)

APRS paketlerinde WIDE1-1 ve WIDE2-1 tarzı ifadeler geçiyor. Bunlar tam olarak nedir?

Yukarıda Digipeater’lardan yani, APRS paketlerini tekrar yayınlayan cihazlardan kısaca bahsetmiştik. WIDE-n terimleri de APRS paketinizin Digipeater’lar tarafından nasıl işlenmesi gerektiği ile ilgili bilgiler taşımaktadır. Daha doğrusu gönderdiğimiz paketin kaç digipeater tarafından atlanacağı(hop)/tekrarlanacağı bilgisini taşımaktadır. (Çok teknik bir konu olduğu için daha detaylı bilgi için http://wa8lmf.net/DigiPaths/ adresine bakabilirsiniz.)

Ben ise burada esas baloncular için olan WIDEn-n ayarlarından kısaca bahsetmek istiyorum. Eğer balonunuz 1.000 metreyi henüz geçmediyse APRS paketlerinde “WIDE1-1, WIDE2-1” ayarını kullanabilirsiniz. Bu ayar paketin iki Digipeater’dan hop yapmasına izin verecektir, böylelikle balonunuz erkenden patlar ve yere düşerse, tam konumunu bildirme ihtimali artacaktır.

Eğer balonunuz 1.000 metreyi aşarsa o zaman artık sadece “WIDE2-1” ayarı yeterlidir. Çünkü yükseklere çıktıkça APRS paketleri zaten çevredeki birçok iGate ve Digipeater tarafından rahatlıkla alınacağı için çok kez hop yaptırtmaya gerek yoktur. (Fazla hop gereksiz yere APRS ağında trafiğe neden olacaktır.)

Balonla APRS kullanımı hakkında detaylı bilgi için de : http://www.arhab.org/aprs

Balon havadayken kaç kilometre uzağa APRS sinyali gönderebilir?

Bu konu aslında 3 parametreye bağlıdır:

Birincisi kullanılan RF modülünün çıkış gücü. Yani ne kadar güçlüyse, verici ile alıcı arasında engel olsa dahi sinyaller ulaşabilir. Fakat havadayken verici ile alıcı arasında engel olmayacağı için sinyalin çok güçlü olmasına gerek yoktur. Çünkü güçlü sinyal daha fazla enerji tüketimi demektir. Bu yüzden genelde 300 mW’lık modüller yeterli olur.

İkincisi de antenin uzunluğudur. APRS sinyalleri 2 metrelik dalga boyunda çalıştığından 1/4’lük, yani 50 cm.’lik anten kullanmak yeterlidir.

Fakat  VHF (30 MHz ila 300 MHz arası) sinyallerinde esas etken LOS (Line of Sight) yani açık görüş mesafesidir.  Yani balonumuz, direkt gördüğü bir radyo vericisine rahatlıkla sinyal gönderebilir.

Not: HF  (3MHz ile 30 MHz arası) sinyallerinde ise sinyaller dünyanın iyonosfer katmanından yansıyabildiği için direkt bir görüş (LOS) şart değildir.

d : Belli bir yükseklikteki cismin ufka olan mesafesi

Balon ne kadar yüksekte ise açık görüş mesafesi (LOS) o kadar artacaktır. Hatta bunun bir formülü de mevcuttur. Radyo sinyalleri dümdüz hareket etmediği için direkt gözün gördüğü mesafeden biraz daha fazla uzağa gidebilir. Formül de aşağıdaki gibidir. “h” balonun metre cinsinden yüksekliği, “d” ise kilometre cinsinden radyo sinyalinin gidebileceği en uzak noktayı (deniz seviyesinde) göstermektedir. (Elbette arada dağlar var ise gidebileceği mesafe kısalır)

Yükseklik ile maksimum LOS’un bulunması formülü

Örneğin 6.000 metre yükseklikteki bir balonun APRS sinyali, yaklaşık 320 km uzaklıktaki bir alıcıya ulaşabilir eğer arada dağlar veya bulutlar yok ise. (Kötü hava şartları da LOS’ı etkiler.)

Balon yükselirken nasıl hesaplayacağım sürekli nereye kadar sinyal gönderebileceğini ?

Merak etmeyin hesapla uğraşmanıza gerek yok. Aşağıdaki ekran görüntüsünde olduğu gibi aprs.fi‘de balonunuzu seçtiğinizde, en dıştaki mavi çember LOS sınırını gösterecektir. Bu çember içinde kalan herhangi bir iGate veya Digipeater mutlaka sinyalinizi yakalayacaktır. Eğer bu çember içinde balonunuzun kullandığı frekansı dinleyen bir iGate veya Digipeater yok ise, o zaman APRS sinyaliniz de ulaşmayacaktır.

Detaylı bilgi için : http://blog.aprs.fi/2012/03/dead-reckoning-and-horizont-circles.html

aprs.fi herhangi bir yükseklikteki balonun LOS sınırını göstermektedir.

—

Şimdilik balon hobisinde APRS kullanacaklar için aklıma gelenler bunlar. Eğer sizin de halen kafanıza takılan sorular var ise yorum kısmında sorabilirsiniz. Cahilliğim elverdiğince yardımcı olmaya çalışırım 🙂 Bilmediklerimi de araştırıp paylaşmaya çalışırım.

Mustafa Tan
TA2MUN