Биік шарларға арналған SSTV капсуласы: 11 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бұл жоба 2017 жылдың жазында ServetI әуе шарынан кейін дүниеге келді, стратосферадан Жерге суреттерді нақты уақытта жіберу идеясымен. Біз түсірген суреттер rpi жадында сақталды, содан кейін олар дыбыстық сигналға айналдырылды. Суреттер басқару станциясына әр x уақыт сайын жіберілуі керек. Сондай -ақ, бұл суреттер температура немесе биіктік сияқты деректерді, сондай -ақ суретті алатын кез келген адам оның не туралы екенін білуі үшін сәйкестендіруді ұсынады деп ұсынылды.

Қорыта айтқанда, Rpi-z суретке түсіреді және сенсордың мәндерін жинайды (температура мен ылғалдылық). Бұл мәндер CSV файлында сақталады және кейінірек біз оны кейбір графикалық суреттерді жасау үшін қолдана аламыз. Капсула SSTV суреттерін радио арқылы аналогты түрде жібереді. Бұл ISS (Халықаралық ғарыш станциясы) қолданатын жүйе, бірақ біздің суреттеріміздің ажыратымдылығы төмен. Оның арқасында суретті жіберуге аз уақыт кетеді.

1 -қадам: Бізге қажет заттар

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

Rtc DS3231

-Сенсорлық температура мен барометрлік қысым датчигі: BMP180-Радио модулі: DRA818V

Бірнеше компоненттер:

-10UF ЭЛЕКТРОЛИТИКАЛЫҚ КОНДЕНТОР x2

-0.033UF монолитті керамикалық конденсатор x2

-150 OHM резисторы x2

-270 OHM резисторы x2

-600 OHM AUDIO TRANSFORMER x1

-1N4007 диод x1

-100uF ЭЛЕКТРОЛИТИКАЛЫҚ КОНДЕНТОР

-10nf монолитті керамикалық конденсатор x1-10K резистор x3

-1K RESISTOR x2

-56nH ИНДУКТОР x2*-68nH ИНДУКТОР x1*-20pf монолитті керамикалық конденсатор x2*

-36pf монолитті керамикалық конденсатор x2*

*Ұсынылатын компоненттер, капсула олармен жұмыс жасай алады

2-қадам: Pi-Zero

Rpi Zero Бізге raspi-config мәзіріне кіріп, графикалық ортасы бар Raspbian орнату қажет, біз камера интерфейсін қосамыз, I2C және Serial. Әрине, графикалық интерфейс міндетті емес, бірақ мен оны жүйені тексеру үшін қолданамын. WS4E арқасында, ол біздің қоймада SSTV қалтасын RPID бойынша жүктеу арқылы SSTV шешуін түсіндіреді және оны «/home/pi» каталогына апарады, негізгі код sstv.sh деп аталады, ол кодты қашан іске қосады, ол радио байланысын қосады. модуль мен bmp180 сенсоры, сонымен қатар радио жүйесі арқылы дыбысқа беру үшін суретке түсіреді және оны дыбысқа айналдырады.

Сіз жүйені еркек пен еркекке арналған 3,5 мм аудио кабель арқылы немесе Android Robot36 қосымшасы бар кез келген рациямен SDR сияқты деректерді алу үшін радио мен басқа құрылғы модулін пайдаланып көре аласыз.

3 -қадам: құрылғылар

RTC және BMP180 қондырғыларын дербес компьютерге бірге орнатуға болады, соның арқасында олар бір жеткізу мен байланыс интерфейсін бөлісе алады. Бұл модульдерді конфигурациялау үшін келесі беттердегі нұсқауларды орындауға болады, бұл маған көмектесті. Bmp180 орнату және конфигурациялау RTC модулін орнату және конфигурациялау.

4 -қадам: Камера параметрлері

Біздің жобада біз кез келген камераны қолдана аламыз, бірақ біз raspi-cam v2-ді салмағы, сапасы мен өлшемі бойынша қолданғанды жөн көреміз. Біздің сценарийде біз Fswebcam қосымшасын суретке түсіру үшін және OSD (экрандық деректер) арқылы аты, күні мен сенсор мәндері туралы ақпаратты орналастыру үшін қолданамыз. Бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы камераны дұрыс анықтау үшін бізге осы нұсқауларды қарау қажет.

5 -қадам: Аудио шығысы

Rpi-zero аналогты аудио шығысы жоқ, бұл USB арқылы шағын аудио картаны қосуды немесе екі PWM GPIO порты арқылы дыбысты шығаратын қарапайым схеманы құруды қажет етеді. Біз USB дыбыстық картасымен бірінші шешімді қолдандық, бірақ бұл радио TX (Stranger Things) қондырылған сайын қайта қосылады. Соңында біз PWM түйреуіші арқылы дыбыс шығысын қолдандық. Бірнеше компоненттермен сіз жақсы дыбыс алу үшін сүзгі жасай аласыз.

Біз толық тізбекті L және R аудио екі каналымен жинадық, бірақ сізге тек біреуі қажет. Сонымен қатар, суреттер мен схемада көріп тұрғандай, біз гальваникалық оқшаулау сияқты 600 Ом дыбыстық трансформаторды қостық. Трансформатор міндетті емес, бірақ біз кедергі жасамау үшін оны қолдануды жөн көрдік.

6 -қадам: VHF радио модулі

Қолданылған модуль DRA818V болды. Модульмен байланыс сериялық порт арқылы жүзеге асады, сондықтан оны GPIO түйреуіштерінде қосу керек. RPI -дің соңғы нұсқаларында оны орындауда қиындық туады, себебі RPI -де бірдей түйреуіштерді қолданатын Bluetooth модулі бар. Ақыр соңында, мен оны сілтемеде жасаудың шешімін таптым.

Uart арқасында біз радиожиілікті беруді, қабылдауды (есте ұстағышты) және басқа да ерекшеліктердің функцияларын тағайындау үшін модульмен байланыс орната аламыз. Біздің жағдайда біз модульді таратқыш ретінде ғана қолданамыз және әрқашан бірдей жиілікте. GPIO түйреуішінің арқасында біз суретті жібергіміз келген кезде ол PTT (Push to talk) радио модулін қосады.

Бұл құрылғының өте маңызды бөлшегі - бұл 5В қуатына төзбеу және біз оны «тәжірибе» арқылы айтамыз. Сондықтан біз схемада кернеуді 4,3В дейін төмендету үшін 1N4007 типті диод бар екенін көре аламыз. Біз PTT функциясын іске қосу үшін кішкене транзисторды қолданамыз. Модуль қуатын 1w немесе 500mw деңгейінде орнатуға болады. Бұл модуль туралы қосымша ақпаратты мәліметтер кестесінен таба аласыз.

7 -қадам: Антенна

Бұл капсуланың маңызды компоненті. Антенна радиостанцияны базалық станцияға жібереді. Басқа капсулаларда біз ¼ lambda антеннасымен сынақтан өттік. Дегенмен, жақсы қамтуды қамтамасыз ету үшін біз Турникет (айқасқан диполь) деп аталатын жаңа антеннаны құрастырамыз. Бұл антеннаны құрастыру үшін сізге 75 Ом кабель мен диаметрі 6 мм алюминий құбырдың 2 метрі қажет. Сіз капсуланың түбінде дипольді ұстайтын бөліктің есептеулері мен 3D дизайнын таба аласыз. Біз антеннаның қамтуын іске қосар алдында тексердік, ақырында ол 30 км -ден асатын суреттерді сәтті жіберді.

-Антеннаның өлшемдерін есептеуге арналған мәндер (біздің материалдармен)

SSTV -нің Испаниядағы жемісі: 145.500 МГц Алюминий жылдамдығының коэффициенті: 95%75 Ом кабелінің жылдамдық коэффициенті: 78%

8 -қадам: Қуат көзі

Сіз сілтілік батареяны -40 ° C дейін төмендейтін стратосфераға жібере алмайсыз және олар жұмысын тоқтатады. Егер сіз жүктемені оқшаулайтын болсаңыз да, олар төмен температурада жақсы жұмыс істейтін бір реттік литий батареяларын қолданғыңыз келеді.

Егер сіз dc-dc түрлендіргішті өте төмен түсіру реттегішін қолдансаңыз, онда сіз қуат жинағыңыздан ұшу уақытын көбірек жаза аласыз.

Біз ватометрді электр энергиясын тұтынуды өлшеу үшін қолданамыз және осылайша ол қанша сағат жұмыс істей алатынын есептейміз. Біз модульді сатып алып, кішкене қорапқа орнаттық, біз бұл құрылғыға тез ғашық болдық.

Біз 6 пакеттік АА литий батареясын қолданамыз және бұл төмендейді.

9 -қадам: Дизайн капсуласы

Біз жеңіл және оқшауланған капсула жасау үшін «көбікті» қолданамыз. Біз мұны CNC көмегімен Lab's Cesar -да жасаймыз. Кескіш пен ұқыптылықпен біз оның құрамындағы барлық компоненттерді енгіздік. Біз сұр капсуланы жылулық көрпемен орадық (нағыз спутниктер сияқты;))

10 -қадам: іске қосу күні

Біз әуе шарын 25.02.2018 жылы Сарагосаға жақын Агон қалашығында ұшырдық, ұшыру 9:30 болды және ұшу уақыты 4 сағатты құрады, максималды биіктігі 31, 400 метр және сыртқы температурасы - 48º. Цельсий. Барлығы шар 200 км -ге жуық жол жүрді. Біз сапарымызды басқа Aprs капсуласы мен www.aprs.fi қызметінің арқасында жалғастыра алдық

Траектория www.predict.habhub.org қызметінің арқасында үлкен табысқа ие болды, оны қызыл және сары сызықтармен картадан көруге болады.

Максималды биіктік: 31, 400 метр Максималды жылдамдық тіркелген түсу: 210 км / с Тіркелген терминал түсу жылдамдығы: 7 м / с Тіркелген сыртқы минималды температура: -48ºC -ден 14 000 метрге дейін

Біз SSTV капсуласын жасадық, бірақ бұл жобаны басқа серіктестердің көмегінсіз жүзеге асыру мүмкін емес еді: Начо, Кике, Джуампе, Алехандро, Фран және тағы басқа еріктілер.

11 -қадам: керемет нәтиже

Энрикенің арқасында бізде ұшудың қысқаша бейнесі бар, онда сіз барлық ұшыру процесін көре аласыз. Еңбек еткеннен кейінгі ең жақсы сыйлық екені сөзсіз

Ғарыштық шақырудағы бірінші жүлде