SSTV kapsula gaisa baloniem augstumā: 11 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šis projekts radās pēc ServetI balona 2017. gada vasarā ar ideju nosūtīt attēlus reālā laikā no Stratosfēras uz Zemi. Mūsu uzņemtie attēli tika saglabāti RPI atmiņā, un pēc tam tie tika nosūtīti, lai tos pārvērstu audio signālā. Attēli ir jānosūta katru x reizi uz vadības staciju. Tika arī ierosināts, ka šie attēli sniegs tādus datus kā temperatūra vai augstums, kā arī identifikāciju, lai ikviens, kas saņemtu attēlu, varētu zināt, par ko tas ir.

Rezumējot, Rpi-z uzņem attēlus un apkopo sensora vērtības (temperatūra un mitrums). Šīs vērtības tiek saglabātas CSV failā, un vēlāk mēs to varam izmantot, lai veiktu dažas grafikas. Kapsula caur radio nosūta SSTV attēlus, izmantojot analogo formu. Tā ir tā pati sistēma, ko izmanto ISS (Starptautiskā kosmosa stacija), taču mūsu attēliem ir mazāka izšķirtspēja. Pateicoties tam, attēla nosūtīšana aizņem mazāk laika.

1. darbība: lietas, kas mums nepieciešamas

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

Rtc DS3231

-Sensora temperatūras un barometriskā spiediena sensors: BMP180-Radio modulis: DRA818V

Tikai daži komponenti:

-10UF ELEKTROLĪTISKAIS KAPACITORS x2

-0.033UF MONOLĪTISKAIS KERAMISKAIS KAPACITORS x2

-150 OHM REZISTORS x2

-270 OHM REZISTORS x2

-600 OHM AUDIO TRANSFORMER x1

-1N4007 diode x1

-100uF ELEKTROLĪTISKAIS KAPACITORS

-10nf MONOLĪTISKAIS KERAMISKAIS KAPACITORS x1-10K REZISTORS x3

-1K REZISTORS x2

-56nH INDUKTORS x2*-68nH INDUKTORS x1*-20pf MONOLĪTISKAIS KERAMISKAIS KAPACITORS x2*

-36pf MONOLĪTISKAIS KERAMISKAIS KAPACITORS x2*

*Ieteicamās sastāvdaļas, kapsula var strādāt ar tām

2. darbība: Pi-Zero

Rpi Zero Mums ir jāinstalē Raspbian ar grafisko vidi, piekļūstot izvēlnei raspi-config, mēs iespējosim kameras saskarni, I2C un Serial. Protams, grafiskais interfeiss nav obligāts, bet es to izmantoju, lai pārbaudītu sistēmu. Pateicoties WS4E, jo viņš izskaidro risinājumu SSTV, izmantojot RPID. Lejupielādējiet SSTV mapi mūsu krātuvē un velciet to uz direktoriju "/home/pi", galvenais kods tiek saukts par sstv.sh, kad sāksies kods, tas ļaus sazināties ar radio modulis un bmp180 sensors, arī uzņems attēlus un pārvērsīs to par audio, lai to pārraidītu, izmantojot radio sistēmu, audio.

Jūs varat izmēģināt sistēmu, izmantojot 3,5 mm audiokabeļa vīrieša vai vīrieša vīrieti, vai izmantojot radio moduli un citu ierīci, lai saņemtu datus, piemēram, SDR, vai ikvienu rāciju, izmantojot android Robot36 lietojumprogrammu.

3. darbība: ierīces

RTC un BMP180 ierīces var uzstādīt kopā uz PCB, pateicoties tām, tām var būt vienāds piegādes un sakaru interfeiss. Lai konfigurētu šos moduļus, varat sekot norādījumiem, kas man palīdzēja nākamajās lapās. Instalējiet un konfigurējiet bmp180 RTC moduļa instalēšana un konfigurēšana

4. darbība: kameras iestatījumi

Mūsu projektā mēs varētu izmantot jebkuru kameru, bet mēs izvēlamies izmantot raspi-cam v2 pēc svara, kvalitātes un izmēra. Savā skriptā mēs izmantojam programmu Fswebcam, lai uzņemtu attēlus un ievietotu informāciju par vārdu, datumu un sensoru vērtībām, izmantojot OSD (ekrāna dati). Lai mūsu programmatūra pareizi atklātu kameru, mums ir jāizlasa šie norādījumi.

5. darbība: audio izvade

Rpi-zero nav tiešas analogās audio izejas, tāpēc ir jāpievieno neliela audio karte, izmantojot USB, vai jāizveido vienkārša shēma, kas ģenerē skaņu, izmantojot divus PWM GPIO portus. Mēs izmēģinājām pirmo risinājumu ar USB audio karti, taču tas tika atsākts katru reizi, kad radio tika novietots TX (svešinieki). Beigās mēs izmantojām audio izvadi caur PWM tapu. Izmantojot vairākus komponentus, varat izveidot filtru, lai iegūtu labāku skaņu.

Mēs salikām pilnu ķēdi ar diviem kanāliem, L un R audio, bet jums ir nepieciešams tikai viens. Turklāt, kā redzams attēlos un shēmā, mēs esam pievienojuši 600 omu audio transformatoru, piemēram, galvanisko izolāciju. Transformators nav obligāts, taču mēs labprātāk to izmantojām, lai izvairītos no traucējumiem.

6. solis: radio modulis VHF

Izmantotais modulis bija DRA818V. Saziņa ar moduli notiek caur seriālo portu, tāpēc mums tas jāiespējo GPIO tapās. Pēdējās RPI versijās ir problēmas to darīt, jo RPI ir Bluetooth modulis, kas izmanto tās pašas tapas. Beigās es atradu risinājumu, kā to izdarīt saitē.

Pateicoties uart, mēs varam izveidot saziņu ar moduli, lai piešķirtu radiofrekvenču pārraidi, uztveršanu (atcerieties, ka tas ir uztvērējs), kā arī citas specifiskās funkcijas. Mūsu gadījumā mēs izmantojam moduli tikai kā raidītāju un vienmēr tajā pašā frekvencē. Pateicoties GPIO tapai, tas aktivizēs rācijsaziņas (rācijsaziņas) radio moduli, kad mēs vēlēsimies nosūtīt attēlu.

Ļoti svarīga šīs ierīces detaļa ir tā, ka tā nepanes 5V padevi, un mēs to sakām ar … "pieredzi". Tātad shēmā mēs varam redzēt, ka ir tipisks diode 1N4007, lai samazinātu spriegumu līdz 4,3 V. Mēs arī izmantojam nelielu tranzistoru, lai aktivizētu rācijsaziņas funkciju. Moduļa jaudu var iestatīt 1w vai 500mw. Plašāku informāciju par šo moduli varat atrast datu lapā.

7. solis: antena

Tā ir svarīga kapsulas sastāvdaļa. Antena nosūta radio signālus uz bāzes staciju. Citās kapsulās mēs pārbaudījām ar ¼ lambda antenu. Tomēr, lai nodrošinātu labu pārklājumu, mēs izstrādājam jaunu antenu ar nosaukumu Turnstile (šķērsots dipols). Lai izveidotu šo antenu, jums ir nepieciešams 75 omu kabeļa gabals un 2 metru alumīnija caurule ar 6 mm diametru. Jūs varat atrast aprēķinus un 3D dizainu gabalam, kas satur dipolu kapsulas apakšā. Pirms palaišanas mēs pārbaudījām antenas pārklājumu un, visbeidzot, tā veiksmīgi nosūtīja attēlus vairāk nekā 30 km attālumā.

-Vērtības antenas izmēru aprēķināšanai (izmantojot mūsu materiālus)

SSTV biežums Spānijā: 145,500 Mhz Alumīnija ātruma attiecība: 95%75 omu kabeļa ātruma attiecība: 78%

8. solis: barošanas avots

Jūs nevarat nosūtīt sārma akumulatoru stratosfērā, kur tas nokrītas līdz -40 ° C, un viņi vienkārši pārstāj darboties. Lai gan jūs nosiltināsit savu lietderīgo slodzi, vēlaties izmantot vienreizējās lietošanas litija baterijas, kuras labi darbojas zemā temperatūrā.

Ja jūs izmantojat līdzstrāvas līdzstrāvas pārveidotāju ar īpaši zemu izkrišanas regulatoru, tad no barošanas bloka varat pagarināt lidojuma laiku

Mēs izmantojam vimetru, lai izmērītu elektroenerģijas patēriņu un tādējādi aprēķinātu, cik stundas tas varētu strādāt. Mēs nopirkām moduli un uzstādījām mazā kastītē, ātri iemīlējāmies šajā ierīcē.

Mēs izmantojam 6 AA litija bateriju iepakojumu un šo atkāpšanos.

9. solis: noformējiet kapsulu

Mēs izmantojam "putas", lai izveidotu vieglu un izolētu kapsulu. Mēs to izgatavojam ar CNC laboratorijā Cesar. Ar griezēju un rūpību mēs iepazīstinājām ar visiem tā komponentiem. Mēs iesaiņojām pelēko kapsulu ar termo segu (kā īstos satelītus;))

10. solis: palaišanas diena

Mēs palaidām gaisa balonu 25.02.2018. Agonā, pilsētā pie Saragosas, lidmašīna tika palaista pulksten 9:30, un lidojuma laiks bija 4 stundas, maksimālais augstums 31, 400 metri un minimālā āra temperatūra - 48º Celsija. Kopumā gaisa balons nobrauca aptuveni 200 km. Mēs varējām turpināt ceļu, pateicoties citai Aprs kapsulai un pakalpojumam www.aprs.fi

Trajektorija tika aprēķināta, pateicoties pakalpojumam www.predict.habhub.org, ar lieliem panākumiem, kā redzams kartē ar sarkanām un dzeltenām līnijām.

Maksimālais augstums: 31, 400 metri Maksimālais reģistrētais nolaišanās ātrums: 210 km / h Reģistrētais termināļa nolaišanās ātrums: 7 m / s Reģistrētā minimālā āra temperatūra: -48ºC līdz 14 000 metru

Mēs izgatavojām SSTV kapsulu, taču šo projektu nevarēja īstenot bez citu līdzstrādnieku palīdzības: Načo, Kīke, Juampe, Alehandro, Fran un citi brīvprātīgie.

11. solis: pārsteidzošs rezultāts

Pateicoties Enrikem, mums ir lidojuma kopsavilkuma video, kurā varat redzēt visu palaišanas procesu. Bez šaubām, labākā dāvana pēc smaga darba

Pirmā balva kosmosa izaicinājumā