Yüksək Balonlar üçün SSTV Kapsülü: 11 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Bu layihə, 2017 -ci ilin yayında ServetI şarından sonra, Stratosferdən Yerə real vaxtda şəkillər göndərmək fikri ilə dünyaya gəldi. Çəkdiyimiz şəkillər rpi yaddaşında saxlanıldı və sonra səs siqnalına çevrilmək üçün göndərildi. Şəkillər hər 'x' vaxtında nəzarət məntəqəsinə göndərilməlidir. Bu şəkillərin hərarət və ya yüksəklik kimi məlumatları, habelə şəkli alacaq hər kəsin nədən bəhs etdiyini bilməsi üçün bir şəxsiyyət təqdim etməsi təklif edildi.

Xülasə olaraq, bir Rpi-z şəkillər çəkir və sensorun dəyərlərini (temperatur və rütubət) toplayır. Bu dəyərlər bir CSV faylında saxlanılır və daha sonra bəzi qrafiklər üçün istifadə edə bilərik. Kapsül, radio vasitəsilə analog formadan istifadə edərək SSTV şəkillərini göndərir. ISS (Beynəlxalq Kosmos Stansiyası) tərəfindən istifadə edilən eyni sistemdir, lakin şəkillərimiz daha az qətnaməyə malikdir. Bunun sayəsində şəkli göndərmək daha az vaxt alır.

Addım 1: Ehtiyac duyduğumuz şeylər

-Beyin Pi-Zero: https://shop.pimoroni.com/products/raspberry-pi-ze… 10 $ -Saat:

Rtc DS3231

-Sensor temperatur və barometrik təzyiq sensoru: BMP180-Radio modulu: DRA818V

Bir neçə komponentdən ibarətdir:

-10UF ELEKTROLİTİK Kondansatör x2

-0.033UF MONOLİT SERAMİK Kondansatör x2

-150 OHM Rezistor x2

-270 OHM Rezistor x2

-600 OHM AUDIO TRANSFORMER x1

-1N4007 diod x1

-100 uF ELEKTROLİTİK KAPASİTÖR

-10nf MONOLİT SERAMİK KAPASİTÖR x1-10K Rezistor x3

-1K Rezistor x2

-56nH İNDÜKTÖR x2*-68nH İNDÜKTÖR x1*-20pf MONOLİT SERAMİK KAPASİTÖR x2*

-36pf MONOLİT SERAMİK Kondansatör x2*

*Tövsiyə olunan komponentlər, kapsul onlarla işləyə bilər

Addım 2: Pi-Zero

Rpi Zero Raspbian-ı qrafik mühiti ilə qurmalıyıq, raspi-config menyusuna daxil olaraq kamera interfeysini, I2C və Serialı işə salacağıq. Əlbəttə ki, qrafik interfeys məcburi deyil, amma sistemi sınamaq üçün istifadə edirəm. WS4E sayəsində, SSTV üçün bir həllini RPID Download SSTV qovluğunda depomuzda izah etdiyi və "/home/pi" qovluğuna sürüklədiyi üçün əsas kod sstv.sh adlanır, kodu nə vaxt başlayacaq, radio ilə ünsiyyət qurmağa imkan verir. modul və bmp180 sensoru, şəkillər çəkəcək və radio sistemi ilə səsə ötürmək üçün onu səsə çevirəcək.

Bir Android Robot36 tətbiqi ilə hər kəs üçün telsiz kimi SDR kimi məlumatları almaq üçün kişini 3.5 mm-dən kişiyə birbaşa səs kabelindən istifadə edərək və ya radio və digər cihazlardan istifadə edərək sistemi sınaya bilərsiniz.

Addım 3: Cihazlar

RTC və BMP180 vahidləri bir pcb -ə birlikdə quraşdırıla bilər, bunun sayəsində eyni təchizat və ünsiyyət interfeysini paylaşa bilərlər. Bu modulları konfiqurasiya etmək üçün mənə kömək edən növbəti səhifələrdəki təlimatları izləyə bilərsiniz. Bmp180 qurun və konfiqurasiya edin RTC modulunu quraşdırın

Addım 4: Kamera Ayarları

Layihəmizdə hər hansı bir kameradan istifadə edə bilərik, ancaq çəkisi, keyfiyyəti və ölçüsü ilə raspi-cam v2-dən istifadə etməyi üstün tuturuq. Ssenarimizdə şəkil çəkmək və OSD (ekran məlumatları) vasitəsilə ad, tarix və sensor dəyərləri haqqında məlumat yerləşdirmək üçün Fswebcam tətbiqindən istifadə edirik. Proqram təminatımızla kameranın düzgün aşkarlanması üçün bu təlimatlara baxmalıyıq.

Addım 5: Audio Çıxış

Rpi-sıfırın birbaşa analoq səs çıxışı yoxdur, bunun üçün USB vasitəsilə kiçik bir səs kartı əlavə etmək və ya iki PWM GPIO portu vasitəsilə səs yaradan sadə bir dövrə yaratmaq lazımdır. İlk səs həllini USB səs kartı ilə sınadıq, ancaq radio hər dəfə TX -ə (Stranger Things) qoyulduqda yenidən başladıq. Sonda, PWM pin vasitəsilə səs çıxışı istifadə etdik. Bir neçə komponentdən istifadə edərək daha yaxşı bir səs əldə etmək üçün bir filtr yarada bilərsiniz.

Tam dövrəni iki kanalla, L və R audio ilə yığdıq, ancaq birinizə ehtiyacınız var. Üstəlik, şəkillərdə və sxemdə gördüyünüz kimi, galvanik izolyasiya kimi 600 ohm səs transformatoru əlavə etdik. Transformator isteğe bağlıdır, lakin müdaxilənin qarşısını almaq üçün istifadə etməyi üstün tutduq.

Addım 6: VHF Radio Modulu

İstifadə olunan modul DRA818V idi. Modulla ünsiyyət serial port vasitəsilə həyata keçirilir, buna görə də onu GPIO pinlərində aktivləşdirməliyik. Son RPI versiyalarında bunu etməkdə bir problem var, çünki RPI eyni pinləri istifadə edən bir Bluetooth moduluna malikdir. Sonda bağlantıda bunu etmək üçün bir həll tapdım.

Uart sayəsində radio tezliyi ötürülməsi, qəbul edilməsi (ötürücü olduğunu unutmayın) və digər xüsusiyyətlər funksiyalarını təyin etmək üçün modulla əlaqə qura bilərik. Bizim vəziyyətimizdə, moduldan yalnız ötürücü olaraq istifadə edirik və həmişə eyni tezlikdə işləyirik. GPIO pin sayəsində, şəkli göndərmək istədiyimiz zaman PTT (Push to talk) radio modulunu aktivləşdirəcək.

Bu cihazın çox vacib bir detalı, 5v təchizatına dözməməsidir və bunu "təcrübə" ilə söyləyirik. Beləliklə, sxemdə gərginliyi 4.3V -ə endirmək üçün tipik 1N4007 diodunun olduğunu görə bilərik. PTT funksiyasını aktivləşdirmək üçün bir az tranzistordan da istifadə edirik. Modulun gücü 1w və ya 500mw olaraq təyin edilə bilər. Məlumat səhifəsində bu modul haqqında daha çox məlumat tapa bilərsiniz.

Addım 7: Anten

Kapsülün vacib bir hissəsidir. Antena baza stansiyasına radio siqnalları göndərir. Digər kapsullarda ¼ lambda antenası ilə sınaqdan keçirdik. Ancaq yaxşı bir əhatə dairəsi təmin etmək üçün Turnike (çarpaz dipol) adlı yeni bir anten dizayn edirik. Bu antenanı qurmaq üçün 75 ohm kabel parçası və 6 mm diametrli 2 metr alüminium boru lazımdır. Kapsülün altındakı dipolu tutan parçanın hesablamalarını və 3D dizaynını tapa bilərsiniz. İşə başlamazdan əvvəl antenin əhatə dairəsini sınadıq və nəhayət, 30 km -dən çox görüntü göndərdi.

-Antenin ölçülərini hesablamaq üçün dəyərlər (materiallarımızla birlikdə)

SSTV -nin İspaniyadakı meyvəsi: 145.500 Mhz Alüminiumun sürət nisbəti: 95%75 ohm kabelin sürət nisbəti: 78%

Addım 8: Enerji təchizatı

Qələvi bir batareyanı -40 ° C -ə qədər düşən stratosferə göndərə bilməzsiniz və onlar işini dayandırırlar. Yükünüzü izolyasiya etsəniz də, aşağı temperaturda yaxşı işlədilən birdəfəlik lityum batareyalardan istifadə etmək istərdiniz.

Bir DC-DC çeviricisi ultra aşağı düşmə tənzimləyicisi istifadə edirsinizsə, güc paketinizdən daha çox uçuş müddəti yaza bilərsiniz.

Elektrik istehlakını ölçmək üçün vatimetrdən istifadə edirik və bununla da neçə saat işləyə biləcəyini hesablayırıq. Modulu aldıq və kiçik bir qutuya qoyduq, tezliklə bu cihaza aşiq olduq.

6 paket AA lityum batareyadan istifadə edirik və bu addım aşağı düşür.

Addım 9: Dizayn Kapsülü

Yüngül və izolyasiya edən bir kapsul yaratmaq üçün "köpük" dən istifadə edirik. Bunu Lab's Cesar -da CNC ilə edirik. Bir kəsici və qayğı ilə içindəki bütün komponentləri təqdim edirdik. Boz kapsulu termal yorğana bükdük (Əsl peyklər kimi;))

Addım 10: Lansman Günü

Balonu 25.02.2018 tarixində Zaragoza yaxınlığındakı Agon qəsəbəsində buraxdıq, buraxılış 9:30 və uçuş müddəti 4 saat, maksimum hündürlüyü 31, 400 metr və minimum xarici temperaturu - 48º. Selsi. Ümumilikdə şar təxminən 200 km yol qət etmişdir. Başqa bir Aprs kapsulu və www.aprs.fi xidməti sayəsində səyahətimizi davam etdirə bildik

Qırmızı və sarı xətləri olan xəritədə göründüyü kimi, traektoriya www.predict.habhub.org xidməti sayəsində böyük uğurla hesablandı.

Maksimum hündürlük: 31, 400 metr Maksimum sürət qeydə alınan enmə: 210 km / saat Qeydiyyatdan keçmiş terminal enmə sürəti: 7 m / s Qeydə alınmış minimum minimum temperatur: -48ºC -dən 14000 metr yüksəkliyə qədər

SSTV kapsulu hazırladıq, amma bu layihə digər işçilərin köməyi olmadan edilə bilməzdi: Nacho, Kike, Juampe, Alejandro, Fran və daha çox könüllü.

Addım 11: İnanılmaz nəticə

Enrike sayəsində uçuşun qısa bir videosunu əldə edirik, burada bütün uçuş prosesini görə bilərsiniz. Şübhəsiz ki, zəhmətdən sonra ən yaxşı hədiyyə

Space Challenge -da birinci mükafat