SSTV -kapsule vir ballonne op hoë hoogte: 11 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Hierdie projek is gebore ná die ServetI -ballon in die somer van 2017 met die idee om beelde intyds van die Stratosfeer na die aarde te stuur. Die beelde wat ons geneem het, is in die geheue van die rpi gestoor, en daarna is dit gestuur om te omskep in 'n klanksein. Beelde moet elke 'x' keer na die kontrolestasie gestuur word. Daar is ook voorgestel dat hierdie beelde gegewens soos temperatuur of hoogte sal verskaf, asook 'n identifikasie sodat elkeen wat die beeld sou ontvang, kon weet waaroor dit gaan.

Samevattend neem 'n Rpi-z foto's en versamel die waardes van die sensor (temperatuur en humiditeit). Hierdie waardes word in 'n CSV -lêer gestoor, en later kan ons dit gebruik om grafika te maak. Die kapsule stuur beelde SSTV met behulp van analoog deur die radio. Dit is dieselfde stelsel wat deur die ISS (International Space Station) gebruik word, maar ons beelde het minder resolusie. Danksy dit neem dit minder tyd om die prent te stuur.

Stap 1: Dinge wat ons nodig het

-Die brein Pi-Zero: https://shop.pimoroni.com/products/raspberry-pi-ze… 10 $ -Klok:

Rtc DS3231

-Sensortemperatuur en barometriese druksensor: BMP180-Radiomodule: DRA818V

Net 'n paar komponente:

-10UF ELEKTROLITIESE KAPASITEIT x2

-0.033UF MONOLITIESE KERAMIESE KAPASITEIT x2

-150 OHM WEERSTAND x2

-270 OHM WEERSTAND x2

-600 OHM AUDIO TRANSFORMER x1

-1N4007 diode x1

-100uF ELEKTROLITIESE KAPASITEER

-10nf MONOLITIESE KERAMIESE KAPASITEER x1-10K WEERSTAND x3

-1K WEERSTAND x2

-56nH INLEIDER x2*-68nH INLEIDER x1*-20pf MONOLITIESE KERAMIESE KAPASITEIT x2*

-36pf MONOLITIESE KERAMIESE KAPASITEIT x2*

*Aanbevole komponente, die kapsule kan sonder dit werk

Stap 2: Pi-Zero

Rpi Zero Ons moet Raspbian installeer met 'n grafiese omgewing, met toegang tot die menu raspi-config kan ons die kamera-koppelvlak, I2C en Serial moontlik maak. Die grafiese koppelvlak is natuurlik nie verpligtend nie, maar ek gebruik dit om die stelsel te toets. Danksy WS4E, omdat hy 'n oplossing vir SSTV verduidelik oor RPID Laai die SSTV -lêer af na ons bewaarplek en sleep dit na u "/home/pi" -gids, word die hoofkode sstv.sh genoem, wanneer die kode begin, kan dit kommunikasie met radio moontlik maak module en bmp180 -sensor, sal ook foto's neem en dit omskakel in klank om dit deur die radiostelsel na klank oor te plaas.

U kan die stelsel met behulp van 'n direkte klankkabel van 3,5 mm of met 'n radiomodule en ander toestelle probeer om data soos SDR of iemand met 'n Android Robot36-toepassing te ontvang.

Stap 3: toestelle

RTC en die BMP180 -eenhede kan saam op 'n PCB gemonteer word, danksy dit kan hulle dieselfde toevoer- en kommunikasie -koppelvlak deel. Om hierdie modules op te stel, kan u die instruksies op die volgende bladsye volg, wat my gehelp het. Installeer en konfigureer bmp180 Installeer en konfigureer RTC -module

Stap 4: Kamera -instellings

In ons projek kan ons enige kamera gebruik, maar ons verkies om die raspi-cam v2 volgens gewig, kwaliteit en grootte te gebruik. In ons skrif gebruik ons die Fswebcam -toepassing om foto's te neem en inligting oor naam, datum en sensorwaardes via OSD (op skermdata) te plaas. Sien die instruksies vir die regte opsporing van die kamera deur ons sagteware.

Stap 5: Klankuitset

Rpi-zero het nie 'n direkte analoog klankuitset nie; dit vereis dat 'n klein klankkaart via USB bygevoeg word of 'n eenvoudige stroombaan skep wat die klank deur twee PWM GPIO-poorte genereer. Ons het die eerste oplossing met 'n USB -klankkaart probeer, maar dit word herlaai elke keer as die radio na TX gestuur word (Stranger Things). Aan die einde gebruik ons die klankuitset deur die PWM -pen. Met verskeie komponente kan u 'n filter skep om 'n beter klank te kry.

Ons het die volledige kring saamgestel met twee kanale, L- en R -klank, maar u benodig net een. Boonop, en soos u kan sien op die foto's en die skema, het ons 'n 600 ohm klanktransformator soos galvaniese isolasie bygevoeg. Die transformator is opsioneel, maar ons het verkies om dit te gebruik om inmenging te voorkom.

Stap 6: Radiomodule VHF

Die module wat gebruik is, was die DRA818V. Die kommunikasie met die module geskied deur middel van 'n seriële poort, dus moet ons dit in die GPIO -penne aktiveer. In die laaste RPI -weergawes is daar 'n probleem om dit te doen omdat RPI 'n Bluetooth -module het wat dieselfde penne gebruik. Aan die einde het ek 'n oplossing gevind om dit in die skakel te maak.

Danksy die uart kan ons kommunikasie met die module tot stand bring om radiofrekwensie -oordrag, ontvangs (onthou dit is 'n ontvanger) sowel as ander spesifieke funksies toe te ken. In ons geval gebruik ons die module slegs as 'n sender en altyd op dieselfde frekwensie. Danksy 'n GPIO -pen sal dit die PTT (Push to talk) radiomodule aktiveer wanneer ons die foto wil stuur.

'N Baie belangrike detail van hierdie toestel is dat dit nie 5V -toevoer duld nie, en ons sê dit met … "ervaring". Ons kan dus in die skema sien dat daar 'n tipiese diode 1N4007 is om die spanning na 4.3V te verminder. Ons gebruik ook 'n bietjie transistor om die PTT -funksie te aktiveer. Die modulekrag kan ingestel word op 1w of 500mw. U kan meer inligting oor hierdie module op die datablad vind.

Stap 7: Antenne

Dit is 'n belangrike komponent van die kapsule. Die antenna stuur radioseine na die basisstasie. In ander kapsules het ons met ¼ lambda -antenna getoets. Om 'n goeie dekking te verseker, ontwerp ons egter 'n nuwe antenna genaamd Turnstile (gekruiste dipool). Om hierdie antenna te bou, benodig u 'n stuk kabel van 75 ohm en 2 meter aluminiumbuis met 'n deursnee van 6 mm. U kan die berekeninge en 'n 3D -ontwerp van die stuk vind wat die dipool onder in die kapsule bevat. Ons het die dekking van die antenna voor die bekendstelling getoets en uiteindelik het dit beelde oor 30 km suksesvol gestuur.

-Waardes om die afmetings van die antenna te bereken (met ons materiaal)

Vryheid van SSTV in Spanje: 145.500 Mhz Snelheidsverhouding van aluminium: 95%Snelheidsverhouding van 75 ohm kabel: 78%

Stap 8: Kragtoevoer

U kan nie 'n alkaliese battery na die stratosfeer stuur nie, dit word tot -40'C en hulle hou net op om te werk.

As u 'n dc-dc-omskakelaar gebruik, 'n ultra-lae uitsakreguleerder, kan u meer vlugtyd uit u kragpakket trek

Ons gebruik 'n watermeter om die elektriese verbruik te meet en bereken dus hoeveel ure dit kan werk. Ons het die module gekoop en in 'n klein boks gemonteer, en ons het vinnig verlief geraak op hierdie toestel.

Ons gebruik 'n 6-pak AA-litiumbattery en hierdie stap-af.

Stap 9: Ontwerp kapsule

Ons gebruik 'skuim' om 'n ligte en isolerende kapsule te bou. Ons maak dit met CNC by Lab´s Cesar. Met 'n snyer en sorg het ons al die komponente daarin bekendgestel. Ons het die grys kapsule toegedraai met 'n termiese kombers (soos die regte satelliete;))

Stap 10: Die bekendstellingsdag

Ons het die ballon op 2018-02-25 in Agon, 'n dorp naby Zaragoza, gelanseer, die bekendstelling was om 09:30 en die vlugtyd was 4 uur, met 'n maksimum hoogte van 31, 400 meter en 'n minimum buitentemperatuur van - 48º Celsius. In totaal het die ballon ongeveer 200 km afgelê. Danksy nog 'n Aprs -kapsule en die diens van www.aprs.fi kon ons sy reis voortsit

Die baan is met groot sukses danksy die diens www.predict.habhub.org bereken, soos op die kaart met die rooi en geel lyne gesien kan word.

Maksimum hoogte: 31, 400 meter Maksimum spoed afgemerk: 210 km / h Geregistreerde terminale snelheid: 7 m / s Geregistreerde buitentemperatuur: -48ºC tot 14 000 meter hoog

Ons het die SSTV -kapsule gemaak, maar hierdie projek kon nie sonder die hulp van die ander medewerkers: Nacho, Kike, Juampe, Alejandro, Fran en meer vrywilligers gedoen gewees het nie.

Stap 11: ongelooflike resultaat

Danksy Enrique het ons 'n opsommingsvideo van die vlug waar u die hele bekendstellingsproses kan sien. Sonder twyfel die beste geskenk na harde werk

Eerste prys in die ruimte -uitdaging