Capsule ng SSTV para sa Mga Lobo ng Mataas na Altitude: 11 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang proyektong ito ay ipinanganak pagkatapos ng lobo ng ServetI sa tag-araw ng 2017 na may ideya na magpadala ng mga imahe nang real time mula sa Stratosfirst sa Earth. Ang mga imahe na kinuha namin ay nakaimbak sa memorya ng rpi at pagkatapos, ipinadala ang mga ito salamat upang mai-convert sa isang audio signal. Dapat ipadala ang mga imahe tuwing 'x' oras sa istasyon ng kontrol. Iminungkahi din na ang mga imaheng ito ay magbibigay ng data tulad ng temperatura o altitude, pati na rin isang pagkakakilanlan upang ang sinumang makatanggap ng imahe, maaari niyang malaman kung tungkol saan ito.

Sa buod, ang isang Rpi-z ay kumukuha ng mga imahe at kinokolekta ang mga halaga ng sensor (temperatura at halumigmig). Ang mga halagang ito ay nakaimbak sa isang CSV file at sa paglaon, maaari natin itong magamit upang makagawa ng ilang mga graphic. Ang kapsula ay nagpapadala ng mga imaheng SSTV gamit ang analog form sa pamamagitan ng radyo. Ito ay ang parehong sistema na ginamit ng ISS (International Space Station), ngunit ang aming mga imahe ay may mas kaunting resolusyon. Salamat dito, tumatagal ng mas kaunting oras upang maipadala ang imahe.

Hakbang 1: Mga Bagay na Kailangan Namin

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

Rtc DS3231

-Sensor temp at barometric pressure sensor: BMP180-Radio module: DRA818V

Hindi lamang ng ilang mga bahagi:

-10UF ELECTROLYTIC CAPACITOR x2

-0.033UF MONOLITIKO CERAMIC CAPACITOR x2

-150 OHM RESISTOR x2

-270 OHM RESISTOR x2

-600 OHM AUDIO TRANSFORMER x1

-1N4007 diode x1

-100uF ELECTROLYTIC CAPACITOR

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

-1K RESISTOR x2

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

-36pf MONOLITIKO CERAMIC CAPACITOR x2 *

* Mga inirekumendang sangkap, ang capsule ay maaaring gumana kasama ang mga ito

Hakbang 2: Pi-Zero

Rpi Zero Kailangan namin ng pag-install ng Raspbian na may grapikong kapaligiran, pag-access sa menu raspi-config ay paganahin namin ang interface ng camera, I2C at Serial. Siyempre ang graphic na interface ay hindi sapilitan ngunit ginagamit ko ito upang subukan ang system. Salamat sa WS4E, dahil ipinaliwanag niya ang isang solusyon para sa SSTV sa paglipas ng RPIDownload SSTV folder sa aming lalagyan at i-drag ito sa iyong direktoryo na "/ home / pi" ang pangunahing code ay tinawag na sstv.sh, kung kailan sisimulan ang code, pinapagana nito ang komunikasyon sa radyo module at bmp180 sensor, magkakaroon din ng mga larawan at i-convert ito sa audio para maipadala ito sa pamamagitan ng radio system sa audio.

Maaari mong subukan ang system gamit ang direkta na audio cable na lalaki sa lalaki 3.5mm o paggamit ng module ng radyo at iba pang aparato para makatanggap ng data tulad ng SDR o sinumang walkie-talkie na may isang application ng Android Robot36.

Hakbang 3: Mga Device

Ang RTC at ang mga yunit ng BMP180 ay maaaring mai-mount nang magkasama sa isang pcb, salamat dito maaari nilang ibahagi ang parehong supply at interface ng komunikasyon. Upang mai-configure ang mga modyul na ito ay maaaring sundin ang mga tagubilin sa mga sumusunod na pahina, na makakatulong sa akin. I-install at i-configure ang bmp180I-install at i-configure ang module ng RTC

Hakbang 4: Mga Setting ng Camera

Sa aming proyekto maaari kaming gumamit ng anumang camera ngunit mas gusto naming gamitin ang raspi-cam v2 ayon sa timbang, kalidad at laki. Sa aming script ginagamit namin ang application na Fswebcam upang kumuha ng mga larawan at maglagay ng impormasyon tungkol sa mga halaga ng pangalan, petsa at sensor sa pamamagitan ng OSD (sa data ng screen). Para sa tamang pagtuklas ng camera ng aming software kailangan naming makita ang mga tagubiling ito.

Hakbang 5: Output ng Audio

Ang Rpi-zero ay hindi nakadirekta ng analog audio output, nangangailangan ito ng pagdaragdag ng isang maliit na audio card sa pamamagitan ng USB o lumikha ng isang simpleng circuit na bumubuo ng audio sa pamamagitan ng dalawang PWM GPIO port. Sinubukan namin ang unang solusyon sa USB audio card ngunit ito ay muling pag-restart tuwing inilalagay ang radyo sa TX (Stranger Things). Sa huli, ginamit namin ang audio output sa pamamagitan ng PWM pin. Sa maraming mga bahagi, maaari kang lumikha ng isang filter upang makakuha ng isang mas mahusay na audio.

Pinagsama namin ang kumpletong circuit na may dalawang mga channel, L at R audio ngunit kailangan mo lamang ng isa. Bukod dito, at tulad ng nakikita mo sa mga larawan at iskema ay nagdagdag kami ng isang 600 ohm audio transpormer tulad ng pagkakabukod ng galvanic. Ang transpormer ay opsyonal ngunit ginusto naming gamitin ito upang maiwasan ang pagkagambala.

Hakbang 6: Radio Module VHF

Ang ginamit na modyul ay ang DRA818V. Ang komunikasyon sa modyul ay sa pamamagitan ng serial port kaya dapat natin itong paganahin sa mga GPIO pin. Sa huling mga bersyon ng RPI mayroong problema sa paggawa nito dahil ang RPI ay may isang module na Bluetooth na gumagamit ng parehong mga pin. Sa huli, nakakita ako ng solusyon upang magawa ito sa link.

Salamat sa uart maaari naming maitaguyod ang komunikasyon sa modyul upang magtalaga ng paghahatid ng dalas ng radyo, pagtanggap (tandaan na transceiver) pati na rin ang iba pang mga pag-andar sa pagtukoy. Sa aming kaso, ginagamit lamang namin ang module bilang isang transmiter at palaging nasa parehong dalas. Salamat sa isang pin ng GPIO, buhayin nito ang module ng radyo ng PTT (Push to talk) kapag nais naming ipadala ang larawan.

Ang isang napakahalagang detalye ng aparatong ito ay hindi pinahihintulutan ang 5v supply at sinabi namin ito sa pamamagitan ng … "karanasan". Kaya maaari nating makita sa scheme na mayroong isang tipikal na diode 1N4007 upang mabawasan ang boltahe sa 4.3V. Gumagamit din kami ng isang maliit na transistor upang aktibo ang pagpapaandar ng PTT. Ang lakas ng module ay maaaring itakda sa 1w o 500mw. Maaari kang makahanap ng karagdagang impormasyon tungkol sa modyul na ito sa datasheet.

Hakbang 7: Antenna

Ito ay isang mahalagang bahagi ng kapsula. Nagpapadala ang antena ng mga signal ng radyo sa base station. Sa ibang mga kapsula sinubukan namin ng ¼ lambda antena. Gayunpaman, upang matiyak ang isang mahusay na saklaw, nagdidisenyo kami ng isang bagong antena na tinatawag na Turnstile (tumawid na dipole). Upang maitayo ang antena na ito, kailangan mo ng isang piraso ng cable na 75 ohm at 2 metro ng aluminyo tube na 6mm diameter. Maaari mong makita ang mga kalkulasyon at isang disenyo ng 3D ng piraso na humahawak sa dipole sa ilalim ng kapsula. Sinubukan namin ang saklaw ng antena bago ang paglunsad at sa wakas, nagpadala ito ng mga imahe nang higit sa 30 km matagumpay.

-Mga halaga upang makalkula ang mga sukat ng antena (sa aming mga materyales)

Frecuency ng SSTV sa Espanya: 145.500 MhzVelocity ratio ng aluminyo: 95% Velocity ratio ng 75 ohm cable: 78%

Hakbang 8: Supply ng Kuryente

Hindi ka maaaring magpadala ng isang alkaline na baterya hanggang sa stratosfir na bumaba sa -40'C at hihinto lamang sila sa pagtatrabaho. Kahit na isasailalim mo ang iyong bayad, nais mong gumamit ng mga disposable na baterya ng lithium na gumagana ang mga ito sa mababang temperatura.

Kung gumagamit ka ng isang dc-dc converter ng isang ultra-mababang drop out regulator pagkatapos ay maaari mong mapahawak ang higit pang flight-time mula sa iyong power-pack

Gumagamit kami ng isang watimetter upang masukat ang pagkonsumo ng elektrisidad at sa gayon makalkula kung gaano karaming oras ito maaaring gumana. Binili namin ang module at naka-mount sa isang maliit na kahon, mabilis kaming umibig sa aparatong ito.

Gumagamit kami ng isang 6 na pakete ng AA lithium na baterya at ang step-down na ito.

Hakbang 9: Disenyo Capsule

Gumagamit kami ng "foam" upang bumuo ng isang magaan at insulate na kapsula. Ginagawa namin ito sa CNC sa Lab's Cesar. Sa isang pamutol at pangangalaga, ipinakikilala namin ang lahat ng mga bahagi sa loob nito. Binalot namin ang grey capsule na may thermal blanket (Tulad ng totoong mga satellite;))

Hakbang 10: Ang Araw ng Paglunsad

Inilunsad namin ang lobo noong 2018-25-02 sa Agon, isang bayan na malapit sa Zaragoza, ang paglulunsad ay 9:30 at ang oras ng paglipad ay 4 na oras, na may pinakamataas na taas na 31, 400 metro at isang minimum na temperatura sa labas ng - 48º Celsius Sa kabuuan ang lobo ay naglakbay ng halos 200km. Naipagpatuloy namin ang paglalakbay nito salamat sa isa pang kapsula ng Abril at ang serbisyo ng www.aprs.fi

Ang tilapon ay kinakalkula salamat sa serbisyo na www.predict.habhub.org na may mahusay na tagumpay, tulad ng makikita sa mapa na may pula at dilaw na mga linya.

Pinakamataas na altitude: 31, 400 metro Maximum na bilis na naitala ng paglapag: 210 kph Rehistradong bilis ng paglusong ng terminal: 7 m / s Nakarehistro sa labas ng minimum na temperatura: -48ºC hanggang 14, 000 metro ang taas

Ginawa namin ang kapsula ng SSTV ngunit ang proyektong ito ay hindi maaaring magawa nang walang tulong ng iba pang mga nagtutulungan: Nacho, Kike, Juampe, Alejandro, Fran at marami pang mga boluntaryo.

Hakbang 11: Kamangha-manghang Resulta

Salamat kay Enrique mayroon kaming isang buod ng video ng flight kung saan makikita mo ang buong proseso ng paglulunsad. Nang walang pag-aalinlangan ang pinakamahusay na regalo pagkatapos ng pagsusumikap

Unang Gantimpala sa Space Hamon