SSTV kapsel kõrgetel õhupallidel: 11 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

See projekt sündis pärast ServetI õhupalli 2017. aasta suvel ideega saata pilte reaalajas Stratosfäärist Maale. Meie tehtud pildid salvestati rpi mällu ja pärast seda saadeti need tänu helisignaaliks teisendamisele. Pildid tuleks saata iga x -kord juhtimisjaama. Samuti tehti ettepanek, et need pildid annaksid selliseid andmeid nagu temperatuur või kõrgus, samuti identifitseerimisandmed, et igaüks, kes selle pildi vastu võtab, saaks teada, mis see on.

Kokkuvõttes teeb Rpi-z pilte ja kogub anduri väärtusi (temperatuur ja niiskus). Need väärtused salvestatakse CSV -faili ja hiljem saame seda kasutada mõne graafika tegemiseks. Kapsel saadab SSTV -pilte analoogvormi kaudu raadio kaudu. See on sama süsteem, mida kasutab ISS (rahvusvaheline kosmosejaam), kuid meie piltidel on väiksem eraldusvõime. Tänu sellele kulub pildi saatmiseks vähem aega.

Samm: asjad, mida vajame

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

Rtc DS3231

-Sensori temperatuuri ja õhurõhu andur: BMP180-Raadiomoodul: DRA818V

Vaid mõned komponendid:

-10UF ELEKTROLÜÜTIKAPITAATOR x2

-0,033UF MONOLIITNE KERAAMILINE KAPPAATOR x2

-150 OHM TAKISTUS x2

-270 OHM TAKISTUS x2

-600 OHM AUDIO TRANSFORMER x1

-1N4007 diood x1

-100uF ELEKTROLÜÜTIKAPITAATOR

-10nf MONOLIITNE KERAAMILINE KAPPAATOR x1-10K TAKISTUS x3

-1K TAKISTUS x2

-56nH INDUKTOR x2*-68nH INDUKTOR x1*-20pf MONOLIITNE KERAAMILINE KAPPACAATOR x2*

-36pf MONOLIITNE KERAAMILINE KAPPAATOR x2*

*Soovitatavad komponendid, kapsel saab neist välja töötada

2. samm: Pi-Zero

Rpi Zero Peame installima graafilise keskkonnaga Raspbiani, avades menüü raspi-config lubame kaamera liidese, I2C ja Serial. Loomulikult ei ole graafiline liides kohustuslik, kuid ma kasutan seda süsteemi testimiseks. Tänu WS4E -le, sest ta selgitab SSTV -le lahendust RPID kaudu. Laadige SSTV kaust alla meie hoidlast ja lohistage see kataloogi "/home/pi", põhikoodi nimetatakse sstv.sh, millal kood käivitub, võimaldab see raadioga suhtlemist moodul ja bmp180 andur, teevad ka pilte ja muudavad selle heliks, et seda raadiosüsteemi kaudu heliks edastada.

Võite proovida süsteemi, kasutades otse 3,5 mm audiokaablit meessoost isasega või kasutades raadiomoodulit ja muud seadet andmete vastuvõtmiseks nagu SDR või kõik raadiosaatjad, millel on android Robot36 rakendus.

Samm: seadmed

RTC ja BMP180 seadmeid saab PCB -le koos paigaldada, tänu sellele saavad nad jagada sama toite- ja kommunikatsiooniliidest. Nende moodulite konfigureerimiseks võite järgida järgmistel lehtedel toodud juhiseid, mis aitasid mind. Bmp180 installimine ja konfigureerimine RTC -mooduli installimine ja konfigureerimine

Samm: kaamera seaded

Meie projektis võiksime kasutada mis tahes kaamerat, kuid eelistame raspi-cam v2 kasutada kaalu, kvaliteedi ja suuruse järgi. Oma skriptis kasutame rakendust Fswebcam piltide tegemiseks ja OSD kaudu ekraanil kuvatava teabe, nime, kuupäeva ja anduri väärtuste sisestamiseks. Kaamera õigeks tuvastamiseks meie tarkvara abil peame neid juhiseid lugema.

Samm: heliväljund

Rpi-nullil pole otsest analoogheliväljundit, selleks on vaja lisada väike helikaart USB kaudu või luua lihtne ahel, mis genereerib heli kahe PWM GPIO pordi kaudu. Proovisime esimest lahendust USB -helikaardiga, kuid see taaskäivitati iga kord, kui raadio TX -le (Stranger Things) pandi. Lõpus kasutasime heliväljundit PWM -tihvti kaudu. Mitme komponendiga saate parema heli saamiseks filtri luua.

Panime kokku kogu vooluringi kahe kanaliga, L ja R heli, kuid teil on vaja ainult ühte. Lisaks, nagu piltidelt ja skeemist näha, oleme lisanud 600 oomi helitrafo nagu galvaaniline isolatsioon. Trafo on valikuline, kuid eelistasime seda kasutada, et vältida häireid.

6. samm: raadiomoodul VHF

Kasutatud moodul oli DRA818V. Side mooduliga toimub jadapordi kaudu, nii et peame selle GPIO kontaktides lubama. Viimastes RPI versioonides on selle tegemisel probleeme, kuna RPI -l on Bluetooth -moodul, mis kasutab samu kontakte. Lõpuks leidsin lingilt lahenduse selle tegemiseks.

Tänu uartile saame mooduliga luua ühenduse raadiosageduse edastamise, vastuvõtmise (pidage meeles, et see on transiiver) ja muude spetsiifiliste funktsioonide määramiseks. Meie puhul kasutame moodulit ainult saatjana ja alati samal sagedusel. Tänu GPIO tihvtile aktiveerib see PTT (PTT) raadiomooduli, kui soovime pilti saata.

Selle seadme väga oluline detail on see, et see ei talu 5 V toiteallikat ja me ütleme seda… "kogemuse" järgi. Nii näeme skeemil, et pinge vähendamiseks 4,3 V -ni on tüüpiline diood 1N4007. PTT -funktsiooni aktiveerimiseks kasutame ka väikest transistorit. Mooduli võimsuseks saab seada 1w või 500mw. Lisateavet selle mooduli kohta leiate andmelehelt.

Samm: antenn

See on kapsli oluline komponent. Antenn saadab tugijaamale raadiosignaale. Teistes kapslites testisime ¼ lambda -antenniga. Hea katvuse tagamiseks kavandame aga uue antenni nimega Turnstile (ristatud dipool). Antenni ehitamiseks vajate 75 oomi kaablitükki ja 2 meetrit 6 mm läbimõõduga alumiiniumtoru. Arvutused ja 3D -kujunduse leiate tüki kohta, mis hoiab dipooli kapsli põhjas. Enne käivitamist testisime antenni katvust ja lõpuks saatis see edukalt pilte üle 30 km.

-Väärtused antenni mõõtmete arvutamiseks (meie materjalidega)

SSTV sagedus Hispaanias: 145,500 Mhz

8. samm: toiteallikas

Te ei saa leelispatarei saata stratosfääri, kus see langeb -40 ° C -ni ja nad lihtsalt lõpetavad töötamise. Kuigi isoleerite oma kasulikku koormust, soovite kasutada ühekordselt kasutatavaid liitiumakusid, mis töötavad hästi madalatel temperatuuridel.

Kui kasutate alalisvoolu-alalisvoolu muundurit-ülimadala väljalangemise regulaatorit, saate oma toiteallikast rohkem lennuaega välja väänata

Me kasutame vattmeetrit, et mõõta elektritarbimist ja seega arvutada, mitu tundi see võiks töötada. Ostsime mooduli ja paigaldasime väikese kasti, armusime sellesse seadmesse kiiresti.

Kasutame 6-liitrist AA-liitiumaku ja see samm-sammult.

9. samm: kujundage kapsel

Kerge ja isoleeriva kapsli ehitamiseks kasutame vahtu. Valmistame seda CNC -ga Lab's Cesaris. Lõikuri ja hoolega tutvustasime kõiki selle komponente. Pakkisime halli kapsli termotekiga (nagu päris satelliidid;))

10. samm: käivituspäev

Lasime õhupalli välja 25.02.2018 Zaragoza lähedal asuvas linnas Agonis, stardipauk oli kell 9.30 ja lennuaeg 4 tundi, maksimaalne kõrgus 31, 400 meetrit ja minimaalne välistemperatuur - 48º Celsiuse järgi. Kokku läbis õhupall umbes 200 km. Saime oma teekonda jätkata tänu teisele Aprsi kapslile ja teenusele www.aprs.fi

Trajektoor arvutati tänu teenusele www.predict.habhub.org suure eduga, nagu on näha punaste ja kollaste joontega kaardil.

Maksimaalne kõrgus: 31, 400 meetrit Maksimaalne registreeritud laskumiskiirus: 210 km / h Registreeritud terminali laskumiskiirus: 7 m / s Registreeritud välistemperatuur: -48 ° C kuni 14 000 meetrit

Tegime SSTV kapsli, kuid seda projekti poleks saanud teha ilma teiste kaasautorite abita: Nacho, Kike, Juampe, Alejandro, Fran ja rohkem vabatahtlikke.

11. samm: hämmastav tulemus

Tänu Enrique'ile on meil lennu kokkuvõtlik video, kus näete kogu stardiprotsessi. Kahtlemata parim kingitus pärast rasket tööd

Esimene auhind kosmose väljakutses