Kapsul SSTV untuk Belon Ketinggian Tinggi: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Projek ini dilahirkan selepas belon ServetI pada musim panas 2017 dengan idea untuk menghantar gambar dalam masa nyata dari Stratosfera ke Bumi. Gambar-gambar yang kami ambil disimpan dalam memori rpi dan sesudahnya, gambar-gambar tersebut dihantar terima kasih untuk ditukar menjadi isyarat audio. Gambar hendaklah dihantar setiap kali 'x' ke stesen kawalan. Juga disarankan bahawa gambar-gambar ini akan memberikan data seperti suhu atau ketinggian, serta identifikasi sehingga siapa saja yang akan menerima gambar itu, dia dapat mengetahui apa itu.

Secara ringkas, Rpi-z mengambil gambar dan mengumpulkan nilai-nilai sensor (suhu dan kelembapan). Nilai-nilai ini disimpan dalam fail CSV dan kemudian, kita dapat menggunakannya untuk membuat beberapa grafik. Kapsul menghantar gambar SSTV menggunakan bentuk analog melalui radio. Ia adalah sistem yang sama yang digunakan oleh ISS (Stesen Angkasa Antarabangsa), tetapi gambar kita kurang beresolusi. Terima kasih, ia memerlukan lebih sedikit masa untuk menghantar gambar.

Langkah 1: Perkara yang Kita Perlu

-Ber otak Pi-Zero: https://shop.pimoroni.com/products/raspberry-pi-ze… 10 $ -Clock:

Rtc DS3231

-Sensor suhu dan sensor tekanan barometrik: BMP180-Modul radio: DRA818V

Hanya beberapa komponen:

-10UF ELECTROLYTIC CAPACITOR x2

-0.033UF CAPAMITOR CERAMIK MONOLITHIK x2

-150 OHM RESISTOR x2

-270 OHM RESISTOR x2

-600 TRANSFORMER AUDIO OHM x1

-1N4007 diod x1

-100uF ELECTROLYTIC CAPACITOR

-10nf CAPACITOR CERAMIC MONOLITHIK x1-10K RESISTOR x3

-1K RESISTOR x2

-56nH INDUCTOR x2 * -68nH INDUCTOR x1 * -20pf MONOLITHIC CERAMIC CAPACITOR x2 *

-36pf MODAL CERAMIK MONOLITHIK x2 *

* Komponen yang disarankan, kapsul dapat berfungsi dengan baik

Langkah 2: Pi-Zero

Rpi Sifar Kita perlu memasang Raspbian dengan persekitaran grafik, mengakses menu raspi-config kita akan mengaktifkan antara muka kamera, I2C dan Serial. Sudah tentu antara muka grafik tidak wajib tetapi saya menggunakannya untuk menguji sistem. Terima kasih kepada WS4E, kerana dia menjelaskan jalan keluar untuk SSTV melalui RPID Unduh folder SSTV di repositori kami dan seret ke direktori "/ home / pi" anda kod utama disebut sstv.sh, kapan akan memulakan kodnya, ini memungkinkan komunikasi dengan radio modul dan sensor bmp180, juga akan mengambil gambar dan mengubahnya menjadi audio untuk memancarkannya oleh sistem radio menjadi audio.

Anda boleh mencuba sistem dengan menggunakan kabel audio secara langsung lelaki hingga 3.5 mm lelaki atau menggunakan modul radio dan peranti lain untuk menerima data seperti SDR atau siapa sahaja walkie-talkie dengan aplikasi Robot36 android.

Langkah 3: Peranti

RTC dan unit BMP180 dapat dipasang bersama pada pcb, berkat ia dapat berkongsi antara muka bekalan dan komunikasi yang sama. Untuk mengkonfigurasi modul ini boleh mengikuti arahan pada halaman berikut, yang membantu saya. Pasang dan konfigurasikan bmp180 Pasang dan konfigurasikan modul RTC

Langkah 4: Tetapan Kamera

Dalam projek kami, kami dapat menggunakan kamera apa pun tetapi kami lebih suka menggunakan raspi-cam v2 mengikut berat, kualiti dan ukuran. Dalam skrip kami, kami menggunakan aplikasi Fswebcam untuk mengambil gambar dan meletakkan maklumat mengenai nilai nama, tanggal dan sensor melalui OSD (pada data layar). Untuk pengesanan kamera dengan betul oleh perisian kami, kami perlu melihat arahan ini.

Langkah 5: Output Audio

Rpi-zero belum mengarahkan output audio analog, ini memerlukan penambahan kad audio kecil dengan USB atau membuat litar sederhana yang menghasilkan audio melalui dua port GPIO PWM. Kami mencuba penyelesaian pertama dengan kad audio USB tetapi ini dimulakan semula setiap kali radio dimasukkan ke TX (Stranger Things). Pada akhirnya, kami menggunakan output audio melalui pin PWM. Dengan beberapa komponen, anda boleh membuat penapis untuk mendapatkan audio yang lebih baik.

Kami memasang litar lengkap dengan dua saluran, audio L dan R tetapi anda hanya memerlukan satu. Lebih-lebih lagi, dan seperti yang anda lihat dalam gambar dan skema kami telah menambahkan transformer audio 600 ohm seperti penebat galvanik. Transformer adalah pilihan tetapi kami lebih suka menggunakannya untuk mengelakkan gangguan.

Langkah 6: Modul Radio VHF

Modul yang digunakan adalah DRA818V. Komunikasi dengan modul melalui port bersiri jadi kita mesti mengaktifkannya dalam pin GPIO. Pada versi RPI terakhir ada masalah dalam melakukannya kerana RPI mempunyai modul Bluetooth yang menggunakan pin yang sama. Pada akhirnya, saya menemui penyelesaian untuk membuat ini di pautan.

Terima kasih kepada uart kami dapat menjalin komunikasi dengan modul untuk menetapkan transmisi frekuensi radio, penerimaan (ingat itu adalah pemancar) serta fungsi kekhususan lain. Dalam kes kami, kami hanya menggunakan modul sebagai pemancar dan selalu berada pada frekuensi yang sama. Terima kasih kepada pin GPIO, ia akan mengaktifkan modul radio PTT (Push to talk) apabila kami ingin menghantar gambar.

Perincian yang sangat penting bagi peranti ini ialah tidak bertolak ansur dengan bekalan 5v dan kami mengatakan ini dengan… "pengalaman". Oleh itu, kita dapat melihat dalam skema bahawa terdapat dioda khas 1N4007 untuk mengurangkan voltan hingga 4.3V. Kami juga menggunakan sedikit transistor untuk mengaktifkan fungsi PTT. Kuasa modul boleh ditetapkan pada 1w atau 500mw. Anda boleh mendapatkan lebih banyak maklumat mengenai modul ini di lembar data.

Langkah 7: Antena

Ini adalah komponen penting dalam kapsul. Antena menghantar isyarat radio ke stesen pangkalan. Dalam kapsul lain kami menguji dengan antena da lambda. Namun, untuk memastikan liputan yang baik, kami merancang antena baru yang dipanggil Turnstile (dipole melintang). Untuk membina antena ini, anda memerlukan sekeping kabel 75 ohm dan tiub aluminium 2 meter dengan diameter 6mm. Anda boleh mendapatkan pengiraan dan reka bentuk 3D bagi kepingan yang memegang dipol di bahagian bawah kapsul. Kami menguji liputan antena sebelum pelancaran dan akhirnya, ia berjaya menghantar gambar sejauh 30 km.

-Nilai untuk mengira dimensi antena (dengan bahan kami)

Frekuensi SSTV di Sepanyol: 145.500 MhzVelocity ratio aluminium: 95% Velocity ratio 75 ohm cable: 78%

Langkah 8: Bekalan Kuasa

Anda tidak boleh menghantar bateri alkali ke stratosfer yang turun hingga -40'C dan mereka berhenti berfungsi. Walaupun anda akan melindungi muatan anda, anda ingin menggunakan bateri lithium sekali pakai yang berfungsi dengan baik pada suhu rendah.

Sekiranya anda menggunakan penukar dc-dc pengatur putaran ultra rendah maka anda dapat mengambil lebih banyak masa penerbangan dari pek kuasa anda

Kami menggunakan watimetter untuk mengukur penggunaan elektrik dan dengan itu mengira berapa jam ia boleh berfungsi. Kami membeli modul dan dipasang di dalam kotak kecil, kami dengan cepat jatuh cinta pada peranti ini.

Kami menggunakan bateri lithium AA 6 pek dan langkah turun ini.

Langkah 9: Kapsul Reka Bentuk

Kami menggunakan "busa" untuk membina kapsul yang ringan dan bertebat. Kami membuatnya dengan CNC di Lab´s Cesar. Dengan alat pemotong dan penjagaan, kami memperkenalkan semua komponen di dalamnya. Kami membungkus kapsul kelabu dengan selimut termal (Seperti satelit sebenar;))

Langkah 10: Hari Pelancaran

Kami melancarkan belon pada 2018-25-02 di Agon, sebuah bandar berhampiran Zaragoza, pelancarannya pada pukul 9:30 dan waktu penerbangan adalah 4 jam, dengan ketinggian maksimum 31, 400 meter dan suhu luar minimum - 48º Celsius. Secara keseluruhan, belon itu berjalan sejauh 200km. Kami dapat meneruskan perjalanannya berkat kapsul Aprs yang lain dan perkhidmatan www.aprs.fi

Lintasan dihitung berkat perkhidmatan www.predict.habhub.org dengan kejayaan besar, seperti yang dapat dilihat dalam peta dengan garis merah dan kuning.

Ketinggian maksimum: 31, 400 meter Kelajuan maksimum keturunan direkodkan: 210 kph Kelajuan penurunan terminal berdaftar: 7 m / s Suhu minimum luar berdaftar: -48ºC hingga 14, 000 meter tinggi

Kami membuat kapsul SSTV tetapi projek ini tidak dapat dilakukan tanpa bantuan rakan kolaborasi lain: Nacho, Kike, Juampe, Alejandro, Fran dan lebih ramai sukarelawan.

Langkah 11: Hasil yang luar biasa

Terima kasih kepada Enrique, kami mempunyai video ringkasan penerbangan di mana anda dapat melihat keseluruhan proses pelancaran. Tanpa ragu hadiah terbaik setelah bertungkus lumus

Hadiah Pertama dalam Cabaran Angkasa