Balandlik sharlari uchun SSTV kapsulasi: 11 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Ushbu loyiha 2017 yil yozida ServetI balonidan so'ng, Stratosferadan Yerga real vaqtda tasvirlarni yuborish g'oyasi bilan tug'ilgan. Biz olgan tasvirlar rpi xotirasida saqlandi va keyin ular audio signalga aylantirildi. Rasmlar har x 'nazorat punktiga yuborilishi kerak. Shuningdek, bu tasvirlar harorat yoki balandlik kabi ma'lumotlarni, shuningdek, tasvirni oladigan har bir kishi nima haqida ekanligini bilishi uchun identifikatsiyani taqdim etishi taklif qilingan.

Xulosa qilib aytganda, Rpi-z tasvirni oladi va sensorning qiymatlarini (harorat va namlik) yig'adi. Bu qiymatlar CSV faylida saqlanadi va keyinroq biz uni grafik yordamida bajarishimiz mumkin. Kapsül SSTV tasvirini radio orqali analog shakl yordamida yuboradi. Bu ISS (Xalqaro kosmik stantsiya) tomonidan ishlatiladigan bir xil tizim, lekin bizning tasvirlarimiz kamroq aniqlikka ega. Buning yordamida tasvirni yuborish uchun kamroq vaqt kerak bo'ladi.

1 -qadam: Bizga kerak bo'lgan narsalar

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

Rtc DS3231

-Sensor harorati va barometrik bosim sensori: BMP180-Radio moduli: DRA818V

Bir nechta komponentlar:

-10UF ELEKTROLITIK KAPASITOR x2

-0.033UF monolitik seramika kondansatör x2

-150 OHM Rezistor x2

-270 OHM Rezistor x2

-600 OHM AUDIO TRANSFORMATORI x1

-1N4007 diod x1

-100uF ELEKTROLITIK KAPASITOR

-10nf MONOLITIK SERAMIK KAPASITOR x1-10K Rezistor x3

-1K Rezistor x2

-56nH INDUKTOR x2*-68nH induktor x1*-20pf MONOLITIK SERAMIK KAPASITOR x2*

-36pf monolitik seramika kondansatör x2*

*Tavsiya etilgan komponentlar, kapsula ular bilan ishlashi mumkin

2-qadam: Pi-Zero

Rpi Zero Bizga Raspbian-ni grafik muhit bilan o'rnatish kerak, raspi-config menyusiga kirsak, kamera interfeysi, I2C va Serialni yoqamiz. Albatta, grafik interfeys majburiy emas, lekin men uni tizimni sinab ko'rish uchun ishlataman. WS4E tufayli, chunki u bizning omborimizdagi SSTV papkasini RPID orqali SSTV uchun hal qilishni tushuntirib, uni "/home/pi" katalogingizga sudrab olib boradi, asosiy kod sstv.sh deb nomlanadi, qachon kodni ishga tushirsa, u radio bilan aloqa o'rnatadi. modul va bmp180 sensori, shuningdek, uni suratga oladi va uni audio tizimga o'tkazadi, uni radio tizimi orqali ovozga uzatadi.

Siz tizimni erkakdan erkakgacha bo'lgan 3,5 mm balandlikdagi to'g'ridan-to'g'ri audio kabel yordamida yoki Android Robot36 ilovasi bilan ishlaydigan har qanday SDR kabi ma'lumotlarni qabul qilish uchun radio va boshqa qurilmalar yordamida sinab ko'rishingiz mumkin.

3 -qadam: Qurilmalar

RTC va BMP180 birliklari kompyuterga bir -biriga o'rnatilishi mumkin, buning natijasida ular bir xil ta'minot va aloqa interfeysini bo'lishishi mumkin. Ushbu modullarni sozlash uchun menga yordam bergan keyingi sahifalardagi ko'rsatmalarga amal qilish mumkin. Bmp180 ni o'rnatish va sozlash RTC modulini o'rnatish va sozlash.

4 -qadam: Kamera sozlamalari

Loyihamizda biz har qanday kameradan foydalanishimiz mumkin edi, lekin biz raspi-cam v2-ni og'irligi, sifati va hajmi bo'yicha ishlatishni ma'qul ko'ramiz. Bizning skriptimizda biz Fswebcam dasturidan foydalanamiz, rasmga olamiz va OSD (ekran ma'lumotlari) orqali ism, sana va sensor qiymatlari haqidagi ma'lumotlarni joylashtiramiz. Dasturiy ta'minot yordamida kamerani to'g'ri aniqlash uchun biz ushbu ko'rsatmalarni ko'rishimiz kerak.

5 -qadam: Ovoz chiqishi

Rpi-zero to'g'ridan-to'g'ri analog audio chiqishga ega emas, buning uchun USB orqali kichik audio kartani qo'shish yoki ikkita PWM GPIO porti orqali ovoz chiqaradigan oddiy sxemani yaratish kerak. Biz USB audio karta bilan birinchi echimni sinab ko'rdik, lekin har safar radio TX (Stranger Things) ga qo'yilganda, bu qayta ishga tushadi. Oxir -oqibat, biz PWM pin orqali audio chiqishidan foydalanganmiz. Bir nechta komponentlar yordamida siz yaxshiroq ovoz olish uchun filtr yaratishingiz mumkin.

Biz to'liq sxemani ikkita kanal bilan yig'dik: L va R audio, lekin sizga faqat bitta kanal kerak. Bundan tashqari, rasmlarda va sxemada ko'rib turganingizdek, biz galvanik izolyatsiya kabi 600 ohmli ovoz transformatorini qo'shdik. Transformator ixtiyoriy, lekin biz shovqinni oldini olish uchun undan foydalanishni ma'qul ko'rdik.

6 -qadam: VHF radio moduli

Amaldagi modul DRA818V edi. Modul bilan aloqa ketma -ket port orqali amalga oshiriladi, shuning uchun biz uni GPIO pinlarida yoqishimiz kerak. Oxirgi RPI versiyalarida buni amalga oshirishda muammo bor, chunki RPI bir xil pinlardan foydalanadigan Bluetooth moduliga ega. Oxir -oqibat, men buni havolada qilish uchun echim topdim.

Uart tufayli biz radiochastota uzatish, qabul qilish (esda tutingki, qabul qiluvchi) va boshqa xususiyatlarni tayinlash uchun modul bilan aloqa o'rnatishimiz mumkin. Bizning holatda, biz modulni faqat uzatuvchi sifatida ishlatamiz va har doim bir xil chastotada. GPIO pin yordamida, biz rasmni yubormoqchi bo'lganimizda, PTT (Push to talk) radio modulini faollashtiradi.

Ushbu qurilmaning juda muhim tafsiloti shundaki, 5v kuchlanishiga toqat qilmaydi va biz buni "tajriba" orqali aytamiz. Shunday qilib, biz sxemada kuchlanishni 4,3 V ga kamaytirish uchun odatda 1N4007 diodi borligini ko'rishimiz mumkin. PTT funktsiyasini faollashtirish uchun biz kichik tranzistordan ham foydalanamiz. Modul quvvati 1w yoki 500mw ga o'rnatilishi mumkin. Ma'lumotlar sahifasida ushbu modul haqida ko'proq ma'lumotni topishingiz mumkin.

7 -qadam: antenna

Bu kapsulaning muhim tarkibiy qismi. Antenna radio signallarini tayanch stantsiyaga yuboradi. Boshqa kapsulalarda biz lambda antennasi bilan sinovdan o'tkazdik. Biroq, yaxshi qamrovni ta'minlash uchun biz turniket deb nomlangan yangi antennani (dipolni kesib o'tish) loyihalashtiramiz. Ushbu antennani qurish uchun sizga 75 ohmli simi va 6 mm diametrli 2 metrli alyuminiy naycha kerak bo'ladi. Siz kapsulaning pastki qismidagi dipolni ushlab turgan qismning hisobini va 3D dizaynini topishingiz mumkin. Biz ishga tushirishdan oldin antennaning qamrovini sinab ko'rdik va nihoyat, u 30 km dan ortiq tasvirlarni muvaffaqiyatli yubordi.

-Antennaning o'lchamlarini hisoblash uchun qiymatlar (bizning materiallar bilan)

SSTVning Ispaniyadagi mevasi: 145.500 MGts Alyuminiy tezligi nisbati: 95%75 ohmli kabelning tezlik nisbati: 78%

8 -qadam: Elektr ta'minoti

Ishqoriy batareyani -40 ° C gacha tushadigan stratosferaga yuborish mumkin emas va ular ishlashni to'xtatadilar, lekin siz yukingizni izolyatsiya qilsangiz ham, siz bir martalik lityum batareyalardan foydalanishni xohlaysiz, ular past haroratlarda yaxshi ishlaydi.

Agar siz dc-dc konverterini ultra-past darajadagi regulyatordan foydalansangiz, siz quvvat to'plamidan ko'proq parvoz vaqtini yozib olishingiz mumkin.

Biz elektr sarfini o'lchash uchun soat o'lchagichidan foydalanamiz va shu bilan u necha soat ishlashi mumkinligini hisoblaymiz. Biz modulni sotib oldik va kichik qutiga o'rnatdik, biz tezda bu qurilmaga oshiq bo'ldik.

Biz 6 ta AA lityum batareyadan foydalanamiz va bu pastga tushadi.

9 -qadam: Dizayn kapsulasi

Engil va izolyatsiyali kapsulani yaratish uchun biz "ko'pik" dan foydalanamiz. Biz buni CNC yordamida Lab's Cesarda qilamiz. Biz kesuvchi va ehtiyotkorlik bilan uning tarkibidagi barcha komponentlarni tanishtirdik. Biz kulrang kapsulani termal adyol bilan o'rab oldik (haqiqiy yo'ldoshlar kabi;))

10 -qadam: ishga tushirish kuni

Biz havo sharini 25.02.2018 yilda Saragosa yaqinidagi Agon shahrida uchirdik, uchish soat 9:30 da va uchish vaqti 4 soatni tashkil etdi, maksimal balandligi 31, 400 metr va tashqi havo harorati - 48º. Selsiy. Umuman olganda, shar 200 km masofani bosib o'tdi. Biz yana bir Aprs kapsulasi va www.aprs.fi xizmati tufayli sayohatni davom ettira oldik

Qizil va sariq chiziqli xaritada ko'rinib turibdiki, traektoriya www.predict.habhub.org xizmati yordamida katta muvaffaqiyat bilan hisoblab chiqilgan.

Maksimal balandlik: 31, 400 metr Maksimal tezlik tushish: 210 km / soat Ro'yxatdan o'tgan terminal tushish tezligi: 7 m / s Ro'yxatdan o'tgan tashqi minimal harorat: -48ºC dan 14000 metrgacha balandlikda

Biz SSTV kapsulasini yaratdik, lekin bu loyihani boshqa hamkorlar: Nacho, Kike, Juampe, Alejandro, Fran va boshqa ko'ngillilar yordamisiz amalga oshirish mumkin emas edi.

11 -qadam: Ajoyib natija

Enrike tufayli bizda parvozning qisqacha videosi bor, u erda siz butun ishga tushirish jarayonini ko'rishingiz mumkin. Shubhasiz, mehnatdan keyin eng yaxshi sovg'a

Kosmik tanlovda birinchi mukofot