Galīgais laika apstākļu gaisa balonu datu reģistrētājs: 9 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Ierakstiet laika apstākļu gaisa balonu datus ar augstākā līmeņa gaisa balonu datu reģistrētāju.

Laika balons augstā augstumā, pazīstams arī kā augstkalnu balons vai HAB, ir milzīgs balons, kas piepildīts ar hēliju. Šie baloni ir platforma, kas ļauj eksperimentiem, datu vācējiem vai praktiski jebkuram objektam nokļūt kosmosā. Baloni bieži sasniedz 80 000 pēdu augstumu, bet daži - virs 100 000 pēdu. Habam parasti ir derīga krava, kurā ir izpletnis, radara atstarotājs un iepakojums. Komplektā parasti ir kamera un GPS ierīce, ko izmanto balona izsekošanai un atjaunošanai.

Kad balons iegūst augstumu, spiediens pazeminās. Ar mazāku spiedienu ārpus balona balons izplešas, galu galā kļūstot tik liels, ka izlec! Pēc tam izpletnis atdod lietderīgo kravu atpakaļ uz zemes, bieži vien daudzas jūdzes no gaisa balona palaišanas vietas.

Mana skola regulāri izmanto šos balonus, lai uzņemtu video par zemes izliekumu. Ar ārkārtējām temperatūras un spiediena izmaiņām, lielu starojuma daudzumu un vēja ātrumu no šiem lidojumiem var iegūt daudz interesantu datu.

Šis projekts aizsākās pirms četriem gadiem ar sokrātisku semināru par kosmosu. Seminārs darbojās kā iedvesmas avots. Mani vienaudži nolēma, ka vēlas sasniegt kosmosu. Pieskarieties neaizskaramajam. Viņi nolēma, ka veids, kā sasniegt kosmosu, būs ar gaisa baloniem. Izlaidiet četrus gadus vēlāk, un mēs esam palaiduši 16 gaisa balonus. Ir atgūti 15, kas ir ļoti iespaidīgs meteoroloģisko gaisa balonu izgūšanas sasniegums. Šogad es uzsāku vidusskolu un pievienojos laika balonu palaišanas komandai. Kad sapratu, ka dati netiek ierakstīti, nolēmu to mainīt. Mans pirmais datu reģistrētājs bija vienkāršākais Arduino gaisa balonu datu reģistrētājs. Šī jaunā versija ietver vairāk datu, iegūstot tai galīgā nosaukuma titulu. Tādējādi augstums, temperatūra, vēja ātrums, pacelšanās un nolaišanās ātrums, platums, garums, laiks un datums tiek ierakstīti un saglabāti microSD kartē. Šī versija izmanto arī perf dēli, lai palielinātu izturību un samazinātu risku. Dizains ir izgatavots tā, lai Arduino Nano varētu pievienot augšpusē. No šī datu reģistrētāja savāktie dati ļauj mums, studentiem, pieskarties telpas malai. Mēs varam pieskarties neaizskaramajam!

Šis jaunais datu reģistrētājs nodrošina vairāk datu nekā lielākā daļa gaisa balonu reģistrētāju, ko var iegādāties. To var arī būvēt par mazāk nekā 80 ASV dolāriem, bet veikalā nopirkts - vairāk nekā 200 ASV dolāru. Sāksim!

1. darbība. Daļas, programmas, rīki un bibliotēkas

Daļas

Arduino - Nano ir labākais, jo to var uzlauzt virsū. Esmu izmantojis arī Arduino Uno ar vadiem, kas to piestiprina

Es ieteiktu jums izmantot oriģinālu Arduino, jo daudzi kloni var nedarboties aukstajā temperatūrā, kas ir pakļauta datu reģistrētājam. Aukstākā temperatūra, kas reģistrēta mūsu lidojumā, bija -58 pēc Fārenheita. Ar pienācīgu aizsardzību pret laika apstākļiem un roku sildītājiem klons var darboties.

5–22 USD (atkarībā no kvalitātes)

store.arduino.cc/usa/arduino-nano

GPS vienība - sniedz datus par laiku, datumu, augstumu, nolaišanos, pacelšanos un vēja ātrumu

Es ļoti ieteiktu šo vienību. Lielākā daļa GPS vienību nedarbojas augstāk par 60 000 pēdām. Tā kā gaisa baloni paceļas augstāk, tie nedarbojas. Lidojuma režīmā šī ierīce darbojas līdz 160 000 pēdām.

store.uputronics.com/?route=product/product&product_id=72

$30

MicroSD datu reģistrētājs - tas satur MicroSD karti un ļauj mums saglabāt savāktos datus

Tirgū ir daudz šādu, un noteikti daži ir lētāki. Es izvēlējos šo, jo tas ir viegls, Sparkfun ir lieliska dokumentācija, un to ir ļoti viegli lietot. Pievienojot to 0 un 1 tapām, Serial.print funkcija tajā raksta. Tas ir tik vienkārši!

www.sparkfun.com/products/13712

$15

Temperatūras sensors - es izmantoju tādu, lai nodrošinātu ārējo temperatūru, bet papildus var viegli pievienot papildu, lai nodrošinātu temperatūru no lietderīgās kravas iekšpuses

Es izmantoju tmp36 temperatūras sensoru. Šis analogais sensors darbojas bez aizkaves komandas. GPS ierīce nevar strādāt ar kavēšanos, tāpēc šis sensors ir ideāls. Nemaz nerunājot par to, ka tas ir netīrs un prasa tikai vienu analogo tapu. Tas darbojas arī ar 3,3 voltiem, ar ko darbojas visa ķēde. Šis komponents būtībā ir ideāli piemērots!

www.sparkfun.com/products/10988?_ga=2.172610019.1551218892.1497109594-2078877195.1494480624

$1.50

1k rezistori (2x) - tos izmanto GPS un MicroSD datu reģistrētāja uztveršanas līnijām

Arduino šīm tapām nodrošina 5 voltus. 1k rezistors šīm ierīcēm samazina spriegumu līdz drošam līmenim.

www.ebay.com/p/?iid=171673253642&lpid=82&&&&ul_noapp=true&chn=ps

75¢

LED - tas mirgo ikreiz, kad tiek vākti dati (pēc izvēles)

Arduino un MicroSd mirgo arī katru reizi, kad tiek apkopoti dati. Tomēr tas padara to acīmredzamāku. Vadus uz tā varētu arī pagarināt, lai gaismas diodes izliktos. To izmanto, lai nodrošinātu datu reģistrēšanu.

www.ebay.com/itm/200-pcs-3mm-5mm-LED-Light-White-Yellow-Red-Green-Assortment-Kit-for-Arduino-/222107543639

1¢

Perf Board - Tas nodrošina pastāvīgāku ķēdi un samazina risku, jo vadi nevar nokrist. Tā vietā var izmantot maizes dēli vai PCB

www.amazon.com/dp/B01N3161JP?psc=1

50¢

Akumulatora savienotājs - es izmantoju 9v akumulatoru. Tādējādi akumulators tiek pievienots ķēdei. Uz tiem lodēju džemperu vadu savienojuma savienojumu, lai nodrošinātu vieglāku savienojumu

www.amazon.com/Battery-Connector-Plastic-A…

70¢

Mikro pārslēgšanas slēdzis - es to izmantoju, lai ieslēgtu ierīci. Tas ļauj saglabāt akumulatora kontaktdakšu, vienlaikus izslēdzot sistēmu (pēc izvēles)

Es izglābu savējos no mēness lampas. Jebkurš mikro slēdzis darbosies.

MicroSwitchLink

20¢

Vīriešu un sieviešu galvenes - izmantojiet šīs, lai ļautu komponentiem, piemēram, GPS un Arduino, atvienoties no ķēdes. (Ieteicams)

www.ebay.com/itm/50x-40-Pin-Male-Header-0-1-2-54mm-Tin-Square-Breadboard-Headers-Strip-USA-/150838019293?hash=item231ea584dd:m: mXokS4Rsf4dLAyh0G8C5RFw

$1

MicroSD karte - es ieteiktu 4-16 gb karti. Baļķi neaizņem daudz vietas

Mans datu reģistrētājs darbojās no 6:30 līdz 13:30 un izmantoja tikai 88 kilobaitus vietas. Tas ir mazāk nekā 1/10 no megabaita.

www.amazon.com/gp/product/B004ZIENBA/ref=oh_aui_detailpage_o09_s00?ie=UTF8&psc=1

$7

Enerģijas avots - telpa ir auksta, tāpēc šķidrās baterijas sasalst. Tas nozīmē, ka nav sārma bateriju. Litija baterijas darbojas lieliski! Es izmantoju 9V akumulatoru

www.amazon.com/Odec-9V-Rechargeable-Batter…

$1

Kopējās izmaksas ir 79,66 USD! Komerciālie mežizstrādātāji maksā aptuveni 250 USD, tāpēc uzskatiet to par 68% atlaidi. Jums, iespējams, ir arī daudzi no šiem priekšmetiem, piemēram, Arduino, Sd karte utt., Kas samazina izmaksas. Ķersimies pie celtniecības

Programmas

Vienīgā nepieciešamā programma ir Arduino IDE. Šī ir dzimtā Arduino valoda, un to izmanto, lai augšupielādētu kodu, rakstītu kodu un pārbaudītu. Programmatūru bez maksas varat lejupielādēt šeit:

Bibliotēkas

Šajā skicē mēs izmantojam divas bibliotēkas. NeoGPS bibliotēka tiek izmantota, lai mijiedarbotos ar GPS ierīci. Programmatūras sērijas bibliotēka ļauj sērijveidā sazināties ar papildu tapām. Mēs izveidojam savienojumu gan ar GPS, gan ar MicroSd datu reģistrētāju, izmantojot seriālos sakarus.

NeoGPS

SoftwareSerial - var izmantot jebkuru programmatūras sērijas bibliotēku. Šis jau bija lejupielādēts, tāpēc es to izmantoju.

Vai nepieciešama palīdzība bibliotēkas uzstādīšanā? Lasiet šo:

Rīki

Lodāmurs - galvenes būs jāpiestiprina pie vairākām sastāvdaļām, un lodāmurs tiek izmantots detaļu piestiprināšanai pie plātnes un sliežu izgatavošanai.

Lodmetāls - lieto kopā ar lodāmuru.

2. darbība: ķēdes salikšana kopā

Jums vajadzēs lodēt galvenes uz dažām sastāvdaļām. Uzziniet, kā to izdarīt šeit:

Izpildiet iepriekš redzamo maizes dēļa vai perforatora dēļa shēmu. Nepievienojiet temperatūras sensora zemi GPS vai microSD datu reģistrētāja zemei, jo tas sabojās jūsu temperatūras datus. Ja izmantojat perf dēli, skatieties šo pamācību par to, kā izveidot ierakstus. Šī ir viena tehnika:

Esiet piesardzīgs, piestiprinot detaļas. Pārliecinieties, vai jums ir pareiza polaritāte un tapas. Pārbaudiet savienojumus divreiz!

Arduino - GPS3.3v --- VCC

GND --- GND

D3 ----- 1k rezistors ----- RX

D4 ------ TX

Arduino - OpenLog

Atiestatīt --- GRN

D0 ---- TXD1 ---- 1k rezistors ---- RX

3.3v ----- VCC

GND ---- GND

GND ---- BLK

Arduino - temperatūras sensors - izmantojiet iepriekš redzamo fotoattēlu, lai noteiktu, kura kāja ir

3.3v ------ VCC

GND ---- GND (Tam vajadzētu būt vai nu uz sava Arduino tapas, vai pievienots GND barošanas avotam. Ja tas ir pievienots GPS vai reģistrētājam, tas sagrozīs temp datus.)

Signāls --- A5

Arduino - LED

D13 ------ + (garāka kāja)

GND -------(īsāka kāja)

Arduino - akumulatora savienotājs

Vin ---- Mikro pārslēgšanas slēdzis ---- pozitīvs (sarkans)

GND ----- negatīvs (melns)

3. solis: programmēšana

Šajā programmā mēs izmantojam divas bibliotēkas - NeoGPS un SoftwareSerial. Tos abus var lejupielādēt no šīs pamācības daļu lapas. Savienojot GPS ar Arduino programmu, parasti tiek izmantota TinyGPS bibliotēka. Tomēr es nevarēju panākt, lai tas darbotos ar mūsu izmantoto GPS.

SoftwareSerial bibliotēka ļauj mums savienot divas ierīces ar Arduino, izmantojot programmatūras sērijas savienojumu. To izmanto gan GPS, gan MicroSD datu reģistrētājs. To var izdarīt arī citas bibliotēkas, un tām vajadzētu strādāt ar kodu. Šis jau bija manā datorā, un tas darbojas, tāpēc es to izmantoju.

Kods ir balstīts uz manu pēdējo datu reģistrētāju. Galvenās izmaiņas ir temperatūras sensora pievienošana. GPS pamatā ir satelīti. Tas nozīmē, ka pirms datu parādīšanas GPS vispirms ir jāpievienojas satelītiem. Slēdzene sastāv no GPS savienojuma ar četriem satelītiem. Jāatzīmē, ka jo vairāk satelītu ir savienots ar GPS, jo precīzāki ir sniegtie dati. Programma izdrukā pievienoto satelītu skaitu katrā datu rindā. Lielāko daļu lidojuma tas bija savienots ar divpadsmit satelītiem.

Iespējams, programma būs jāmaina, lai tā jums noderētu. Lai gan visu kodu var mainīt, es ieteiktu mainīt laika joslu, laiku starp rādījumiem un temperatūras mērvienību. Tipisks laika balons ir gaisā apmēram divas stundas. GPS katru sekundi saņem datus no satelītiem. Tas nozīmē, ka, ja mēs saglabāsim katru nosūtīto datu daļu, mums būs 7 000 nolasījumu. Tā kā man nav intereses attēlot 7 000 datu ievades, es izvēlos reģistrēties katru 30. lasījumu. Tas man nodrošina 240 datu punktus. Nedaudz saprātīgāks skaitlis.

Jums var rasties jautājums, kāpēc mēs izmantojam mainīgo i un if, lai saglabātu katru 30. lasījumu, nevis tikai izmantojot aizkaves komandu un gaidot 30 sekundes. Atbilde ir tāda, ka GPS rādījumi ir ļoti delikāti. 30 sekunžu aizkave nozīmē, ka GPS neuztver katru datu kopu un mūsu dati tiek sajaukti.

Jums būs jāmaina šīs vērtības uz nobīdi no koordinētā universālā laika (UTC).

Ja jūs nezināt savu, to varat atrast šeit

static const int32_t

zona_stundas = -8L; // PST

static const int32_t

zona_minūtes = 0L; // parasti nulle

Šī rindiņa jāmaina uz to, cik bieži vēlaties ierakstīt lasījumu. Es iestatīju savu lasīšanai ik pēc 30 sekundēm.

ja (i == 30) {

Ja jūs nedzīvojat ASV, iespējams, vēlaties temperatūras mērījumus pēc Celsija. Lai to izdarītu, noņemiet komentāru no šīs rindas:

// Serial.print ("C pakāpes"); // nekomentē, ja gribi pēc Celsija

// Sērijas.println (grādiC); // nekomentē, ja gribi pēc Celsija

Ja nevēlaties lasījumus pēc Fārenheita, komentējiet šo:

Serial.print ("F grādi"); // komentē, ja nevēlies farenheita sērijas.println (grādiF); // komentējiet, ja nevēlaties farenheitu

Vai kods netiek augšupielādēts?

Arduino ir jāatvieno no ķēdes, kamēr tiek augšupielādēts jauns kods. Arduino jaunais kods tiek nosūtīts, izmantojot seriālo komunikāciju uz tapām D0 un D1. Šīs divas tapas ir arī tapas, ko izmanto MicroSd datu reģistrētājam. Tas nozīmē, ka MicroSD datu reģistrētājs ir jāatvieno, lai kods tiktu augšupielādēts.

4. solis: pārbaude

Kad visi savienojumi ir izveidoti un kods ir augšupielādēts, ir pienācis laiks pārbaudīt mūsu datu reģistrētāju. Lai to izdarītu, pievienojiet Arduino datoram tāpat kā augšupielādējot kodu. Pārliecinieties, vai seriālais ports ir pareizs, un pēc tam atveriet seriālo monitoru. Ja visi savienojumi ir izveidoti pareizi, tas tiks parādīts:

NMEAloc. INO: startfix objekta izmērs = 31 NMEAGPS objekta izmērs = 84 Tiek meklēta GPS ierīce programmatūrā Serial (RX pin 4, TX pin 3) Augsta augstuma laika gaisa balonu datu reģistrators, ko izveidojis Ārons Praiss

Laiks Platums Garums SAT Vējš Ātrums Vēja ātrums Augstums (grādi) (grādi) knotts mph cm -------------------------------- -------------------------------------------------- ------------------------------

Ja GPS ir pievienots nepareizi, tas tiks parādīts:

UBlox lidojuma režīma iestatīšana: B562624240FFFF63000010270050FA0FA06402C10000000000000016DC * ACK atbildes lasīšana: (NEVEIKTS!)

Pārliecinieties, ka gaismas diode mirgo katru reizi, kad seriālajā monitorā tiek ievadīts jauns datu gabals. MicroSd datu reģistrētājs arī mirgos katru reizi, kad tiek ierakstīti dati.

Jūs pamanīsit, ka GPS nosūta jums vienu jautājuma zīmi. Tas ir tāpēc, ka GPS vienību palaišana un savienošana ar satelītiem prasa laiku. Šī vienība parasti aizņem apmēram astoņas minūtes, lai sāktu man sūtīt visu datu virkni. Apmēram piecu gadu laikā tas sāks jums nosūtīt datuma un laika datus, kam sekoja jautājuma zīme. Pirmie daži punkti, iespējams, būs nepareizi, bet pēc tam tiks parādīts pareizais datums un laiks. Ja nesaņemat datumu un laiku, skatiet kodu, lai pārliecinātos, ka pareizā laika josla ir labota. Izlasiet šīs pamācības programmēšanas sadaļu, lai uzzinātu, kā to izdarīt.

Galu galā seriālais monitors parādīs visus datus. Kopējiet un ielīmējiet platumu un garumu un sagatavojieties, lai rezultāti būtu šokēti. Precizitāte ir ievērojama!

Pārbaudiet temperatūras datus, lai pārliecinātos, ka tie ir pareizi. Ja temperatūra tiek nolasīta kā absolūti nereāls skaitlis (160+), temperatūras sensors nav pievienots vai pievienots nepareizi. Skatiet shēmu. Ja temperatūras rādījums ir nepastāvīgs vai augstāks, nekā tam vajadzētu būt (t.i., temperatūra ir 65 pēc Fārenhera augstuma un sensors ziņo, ka tas ir 85), sensors, iespējams, koplieto zemējuma tapu ar GPS, microSD datu reģistrētāju vai abiem. Temperatūras sensoram jābūt vai nu ar savu iezemējuma tapu, vai arī kopējam zemējuma tapai tikai ar ieejas zemi.

Tagad jums ir jāformatē un jāiztīra microSD karte. Mums ir nepieciešams faila tips fat16 vai fat32. Es sekoju šai GoPro apmācībai:

Pēc tam pārbaudiet ķēdi bez pievienota datora. Pievienojiet microSD karti datu reģistrētājam un izmantojiet strāvas avotu, lai nodrošinātu Arduino jaudu. Ļaujiet tai darboties divdesmit minūtes, pēc tam atvienojiet strāvu. Atvienojiet microSD karti un pievienojiet to datoram. Jums vajadzētu redzēt konfigurācijas failu (tas notiek tikai tad, ja iepriekšējais konfigurācijas fails nav izveidots). Katru reizi, kad Arduino tiek atiestatīts vai pievienots, tas izveido jaunu failu.

Kopš šī projekta ieceres ir izlaistas jaunas bibliotēkas un Arduino IDE versijas. Šī iemesla dēļ vairāki lietotāji saņēma nepatīkamus kļūdu ziņojumus. Lietotājam RahilV2 radās šī problēma un viņš atrada risinājumu

"Es novērsu sākotnējo kļūdu, un tas notika tāpēc, ka. INO izmanto veco GPS porta nosaukumu, kas ir" gpsPort ", nevis" gps_port ". Ir mainījies arī priekšprocesora simbols. Visas piemēru programmas tagad izmanto" GPS_PORT_NAME ", nevis" USING_GPS_PORT '."

Paldies RahilV2!

5. darbība. Elektronikas aizsardzība

Piezīme cilvēkiem, kuri izmanto perfektu plāksni, novietojot ķēdi uz metāla virsmas, saīsinās ķēde. Es izmantoju plastmasas cauruli ap dažām skrūvēm, lai pakarinātu savu plātni virs plastmasas loksnes. Jūs varat karstā veidā pielīmēt dibenu, piestiprināt to pie kāda kartona vai putām vai izmantot iepakojumu, kas nevada elektrību. Jūs varat izdrukāt šīs plastmasas caurules, lai pārslīdētu pāri skrūvēm, šeit:

Es pievienoju sieviešu galvenes perf panelim, kur atrodas GPS, lai ļautu GPS viegli noņemt no ķēdes. GPS ierīce ir trausla. Mikroshēmas antenas var salūzt, un iekārta ir jutīga pret statisko elektrību. Man neviena no šīm vienībām nav salūzusi. Es uzglabāju GPS statiskā ekranētā somā, kas tajā ir, lai GPS būtu aizsargāts.

Neatkarīgi no tā, vai akumulatora savienotājam izmantojat maizes dēli vai tikai džemperu vadus, es iesaku izmantot karstu līmi, lai nodrošinātu, ka džemperu vadi iestrēgst ligzdās. Būtu nepatīkami, ja jūs atgūtu savu balonu, lai atrastu, ka tas nav reģistrējies, jo atvienojās džemperis.

Ieteicami roku sildītāji, jo tie visu uzturēs siltu un darbosies. Es parasti pagarinu akumulatora savienotāju garumu, ļaujot akumulatoru uzglabāt atsevišķā nodalījumā no elektronikas. Es uzlieku roku sildītājus tieši uz akumulatora. Lai gan elektronikai vajadzētu darboties bez roku sildītājiem, es ieteiktu tos izmantot. Novietojiet rokas sildītāju vai divas elektronikas tuvumā, nostiprinot roku sildītāju tā, lai tas nepieskartos elektronikai. Roku sildītāju izstarotais siltums ir pietiekams, lai uzturētu elektroniku labā stāvoklī.

6. darbība: palaišana

Es parasti pievienoju datu reģistrētāju savam datoram apmēram divdesmit minūtes pirms mēs plānojam palaist balonu. Reģistrētāja pievienošana datoram nav nepieciešama. Es to daru, lai pārliecinātos, ka GPS darbojas un vai man ir satelīta bloķēšana. Kad reģistrētājs parāda visus datus, es pagriežu pārslēgšanas slēdzi un atvienoju datoru. Tā kā ķēdei vienmēr ir enerģijas avots, GPS paliek karsts un turpina reģistrēt ar satelīta bloķēšanu. Tādējādi microSD kartē tiks izveidots jauns fails.

Mēs palaidām balonu pulksten 6:58 no rīta. Mēs plānojām palaist lidmašīnu agrāk, bet mūsu pirmais balons attīstījās. Mēs bijām aizmirsuši caurules, lai piestiprinātu balonu pie hēlija tvertnes. Tātad, mēs piestiprinājām balonu tieši pie hēlija tvertnes sprauslas. Vibrācijas uz sprauslas liek balonam plosīties. Par laimi, mēs paņēmām līdzi rezerves balonu. Kā improvizētas caurules mēs izmantojām sagrieztu dārza šļūteni, un tas darbojās!

Iepakojumā bija izolēta pusdienu kaste. Datu reģistrētājs sēdēja iekšā ar roku sildītājiem. Pusdienu kastē izgriezts caurums nodrošināja iespēju kamerai atrasties pusdienu kastītes iekšpusē, vienlaikus saglabājot netraucētu skatu. Šai palaišanai mēs izmantojām GoPro sesiju. Tā uzņēma ceļojuma fotogrāfijas! Pusdienu kastes sānos un augšpusē bija piestiprinātas divas SPOT GPS ierīces. Mēs tos izmantojām, lai izsekotu mūsu paketi. Pusdienu kastes malā tika izveidota neliela sprauga, lai temperatūras sensors varētu izbīdīties, pakļaujot to ārējam gaisam.

7. solis: atgūšana

Pēdējā palaišanas reizē es izmantoju Duracell 9v akumulatoru. Pirms akumulatora pievienošanas datu reģistratorā es izmērīju akumulatora spriegumu kā 9,56 voltus. Es pievienoju akumulatoru apmēram 6:30 no rīta. Pēc tam, kad balons piezemējās, tika atgūts, aizvests atpakaļ uz skolu un iepakojums atvērts, bija pulksten 13.30. Es atvēru kravu, lai atrastu, ka datu reģistrētājs joprojām reģistrējas! Pēc tam es izmērīju 9 V akumulatora spriegumu. Ja tiek izmantots akumulators, spriegums samazinās. Tagad akumulatora jauda bija 7,5 volti. Pēc septiņu stundu datu reģistrēšanas akumulators joprojām bija pienācīgā stāvoklī.

Balons un iepakojums piezemējās uz dienvidiem no Ramonas nelielā kanjonā. Atgūšanas komanda brauca apmēram stundu un pēc tam pārgāja pārējo ceļu. Indīgā efeja un karstā temperatūra bija šķērslis, tomēr viņi neatlaidīgi izturējās un spēja atgūt balonu. Viņi atgriezās skolā un pasniedza man paku. Es biju pārsteigts, ka datu reģistrētājs joprojām darbojas. Tas mani padarīja optimistisku. Es atvienoju akumulatoru un uzmanīgi izņēmu microSD karti. Tad es skrēju pie sava datora. Šī man ir nervus satraucošākā un aizraujošākā ceļojuma daļa. Vai datu reģistrētājs strādāja? Izmeklēju mugursomu, lai atrastu SD kartes adapteri. Pēdējos divos lidojumos mežizstrādātājs pārstāja darboties 40 000 pēdu augstumā, jo biju nepareizi ievietojis GPS lidojuma režīmā. Tā kā vienīgais veids, kā es varu sasniegt augstumu virs 40 000 pēdām, ir ar gaisa baloniem, man nebija ne jausmas, vai mans jaunais kods darbosies.

Es pievienoju microSD karti datoram, atvēru failu un ieraudzīju žurnālu, kas bija pilns ar datiem. Es sāku ritināt datus … VEIKSMES !! Žurnāls turpinājās visu lidojumu.

8. solis: analīze un zinātne

Izteiciens "trešās reizes šarms" ir patiess. Mēs reģistrējām datus par visu lidojumu! Balons sasniedza maksimālo augstumu 91, 087 pēdas, un aukstākā temperatūra bija -58 grādi pēc Fārenheita.

Mūsu dati apstiprina un sakrīt ar lielāko daļu zināmās zinātnes. Piemēram, stratosfēras dibens bija no -40 līdz -58 grādiem pēc Fārenheita, bet lidojuma apogejā temperatūra bija -1,75 grādi pēc Fārenheita. Cilvēki dzīvo Zemes atmosfēras zemākajā slānī - troposfērā. Troposfērā temperatūra pazeminās, pieaugot augstumam. Stratosfērā ir otrādi. Patiesībā stratosfēras augšdaļa var būt piecus grādus virs nulles.

Es biju pārsteigts, ka balons pacēlās tik lineāri. Es domāju, ka, atmosfērai atšķaidot balonus, pacelšanās ātrums mainīsies. Tomēr mani nepārsteidza gaisa balona nolaišanās ātruma līkne. Mana hipotēze par to, kāpēc balons ātri nokrīt, pēc tam pakāpeniski palēninās, ir saistīts ar izpletni. Apogejā gaisa ir tik maz, ka, manuprāt, izpletnis nebija tik efektīvs. Izpletņi izmanto gaisa pretestību un berzi, lai lēnām nokristu zemē, tāpēc, ja gaisa ir maz, izpletnis nav tik efektīvs. Paketei pazeminoties, gaisa pretestība palielinās, jo ir lielāks gaisa spiediens un vairāk gaisa. Tā rezultātā izpletnis ir efektīvāks un iepakojums nolaižas lēnāk.

Temperatūras un vēja ātruma dēļ es paziņoju, ka sliktākais dzīves augstums ir 45, 551 pēdas. Šajā augstumā iepakojumā bija vēss -58 grādi pēc Fārenheita. Ja ar to nepietika, vējš pūta 45 jūdzes stundā. Lai gan man bija grūtības atrast datus par vēja ietekmi uz vēja temperatūru šajā temperatūrā, es atklāju, ka laika apstākļi -25 grādi pēc Fārenheita ar vēju 45 jūdzes stundā rada vēja aukstumu -95 grādi. Es arī atklāju, ka vēja vēsuma temperatūra -60 grādi sasalst pakļauto miesu 30 sekundēs. Tomēr šī, iespējams, nav ideāla brīvdienu vieta. Kā redzams iepriekš redzamajā fotoattēlā, no šī augstuma paveras lielisks skats! Uzziniet vairāk par vēja dzesēšanu šeit:

Es nevarēju parādīt un izpētīt šos datus bez manas māsas palīdzības, kura ievadīja visu 240 datu rindu datus. Priekšrocības, ja būs jaunāki brāļi un māsas:)

9. solis. Secinājums

Tas ir neapšaubāms panākums. Mēs reģistrējām augstuma, temperatūras, vēja ātruma, pacelšanās ātruma, nolaišanās ātruma, laika, datuma, platuma un garuma datus par visu lidojumu. Tas ir nepieciešams pieredzējušiem augstkalnu gaisa baloniem un pirmo reizi palaišanas ierīcēm!

Pēc četru gadu gaisa balona palaišanas mēs beidzot reģistrējām visu lidojumu. Beidzot uzzinājām, cik augstu lido mūsu baloni. Mēs nedaudz tuvojāmies kosmosa piedzīvošanai. Mēs esam mazliet tuvāk pieskarties neaizskaramajam!

Vēl viens lielisks datu reģistrētāja aspekts ir tas, ka visiem datiem ir laika zīmogs. Tas nozīmē, ka varat apkopot datus ar ceļojumā uzņemtajiem fotoattēliem, kas ļauj uzzināt katra fotoattēla uzņemšanas augstumu un precīzu atrašanās vietu!

Šo projektu ir viegli atkārtot un mainīt saviem mērķiem. Viegli pievienojiet papildu temperatūras sensorus, spiediena un mitruma sensorus, ģeigera skaitītājus, iespējas ir bezgalīgas. Kamēr sensoru var izmantot bez kavēšanās, tam vajadzētu darboties!

Paldies, ka veltījāt laiku šīs instrukcijas lasīšanai. Man patīk atbildēt uz jautājumiem, atbildēt uz komentāriem un sniegt noderīgus padomus un idejas, tāpēc ierakstiet komentāru sadaļā zemāk.

Šī pamācība ir arī dažos konkursos, lūdzu, balsojiet, ja jums patika vai uzzinājāt kaut ko jaunu! Balvu iegūšana ļauj nopelnīt jaunus rīkus, lai veidotu labākus un progresīvākus projektus

Otrā vieta neaizskaramā izaicinājumā

Galvenā balva izpētes zinātnes konkursā 2017