Ultimate High Altitude ამინდის ბუშტის მონაცემების ჩამწერი: 9 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

ჩაწერეთ მაღალი სიმაღლის ამინდის ბუშტის მონაცემები საბოლოო სიმაღლის ამინდის ბუშტების მონაცემთა ჩამწერით.

მაღალი სიმაღლის ამინდის ბუშტი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც მაღალი სიმაღლის ბუშტი ან HAB, არის უზარმაზარი ბუშტი სავსე ჰელიუმით. ეს ბუშტები არის პლატფორმა, რომელიც საშუალებას აძლევს ექსპერიმენტებს, მონაცემთა შემგროვებლებს, ან პრაქტიკულად არაფერს, წავიდეს ახლო სივრცეში. ბუშტები ხშირად აღწევენ 80 000 ფუტის სიმაღლეს, ზოგი 100 000 ფუტზე მეტს. ჰაბს ჩვეულებრივ აქვს დატვირთვა, რომელიც შეიცავს პარაშუტს, რადარის ამრეკლს და პაკეტს. პაკეტი ჩვეულებრივ შეიცავს კამერას და GPS ერთეულს, რომელიც გამოიყენება ბუშტის თვალყურის დევნისა და აღდგენისთვის.

ბუშტი სიმაღლეში იმატებს, წნევა ეცემა. ბუშტის გარეთ ნაკლები წნევით, ბუშტი ფართოვდება, საბოლოოდ ხდება იმდენად დიდი, რომ ჩაქრება! შემდეგ პარაშუტი დააბრუნებს დატვირთვას მიწაზე, ხშირად ბუშტის გაშვების მრავალი მილის დაშორებით.

ჩემი სკოლა ამ ბუშტებს რეგულარულად იყენებს დედამიწის მრუდის ვიდეოს გადასაღებად. ტემპერატურისა და წნევის უკიდურესი ცვლილებებით, დიდი რაოდენობით რადიაციით და ქარის სიჩქარით, ამ ფრენებიდან ბევრი საინტერესო მონაცემის მოპოვება შეიძლება.

ეს პროექტი ოთხი წლის წინ დაიწყო სოციალურ სემინარზე სივრცის შესახებ. სემინარი მოქმედებდა როგორც შთაგონება. ჩემმა თანატოლებმა გადაწყვიტეს, რომ მათ სურდათ კოსმოსში მოხვედრა. შეეხეთ ხელშეუხებელს. მათ გადაწყვიტეს, რომ კოსმოსამდე მისასვლელი გზა ამინდის ბუშტებით იქნებოდა. გამოტოვეთ ოთხი წლის შემდეგ და ჩვენ გავუშვით 16 ბუშტი. 15 ამოღებულია, რაც ძალიან შთამბეჭდავი ჩანაწერია ამინდის ბუშტების მოპოვებისთვის. წელს, მე დავიწყე საშუალო სკოლა და შევუერთდი ამინდის ბუშტების გაშვების გუნდს. როდესაც მივხვდი, რომ მონაცემები არ იყო ჩაწერილი, მე გადავწყვიტე ამის შეცვლა. ჩემი პირველი მონაცემების ჩამწერი იყო ყველაზე მარტივი Arduino მაღალი სიმაღლის ბუშტის მონაცემთა ჩამწერი. ეს ახალი ვერსია ინახავს უფრო მეტ მონაცემს, რამაც მას მიანიჭა საბოლოო ტიტული. ამასთან, სიმაღლე, ტემპერატურა, ქარის სიჩქარე, აღმართისა და დაღმართის სიჩქარე, გრძედი, გრძედი, დრო და თარიღი ინახება და ინახება microSD ბარათზე. ეს ვერსია ასევე იყენებს პერფის დაფას გამძლეობისა და დაბალი რისკის გასაზრდელად. დიზაინი შემუშავებულია ისე, რომ Arduino Nano შეიძლება იყოს ჩართული თავზე. ამ მონაცემთა დამგროვებელიდან შეგროვებული მონაცემები საშუალებას გვაძლევს, მოსწავლეებს შევეხოთ სივრცის ზღვარს. ჩვენ შეგვიძლია შევეხოთ ხელშეუხებელს!

ეს ახალი მონაცემების ჩამწერი უზრუნველყოფს უფრო მეტ მონაცემს, ვიდრე ბუშტის მტევნების უმეტესობა, რომლის ყიდვაც შესაძლებელია. ის ასევე შეიძლება აშენდეს 80 დოლარზე ნაკლებ ფასად, ხოლო მაღაზიის შეძენა დაგიჯდებათ 200 დოლარზე მეტი. Დავიწყოთ!

ნაბიჯი 1: ნაწილები, პროგრამები, ინსტრუმენტები და ბიბლიოთეკები

ნაწილები

არდუინო - ნანო საუკეთესოა, რადგან მისი დაჭერა შესაძლებელია თავზე. მე ასევე გამოვიყენე არდუინო უნოს სადენები, რომლითაც მას ვამაგრებ

მე გირჩევთ გამოიყენოთ ნამდვილი Arduino, რადგან ბევრი კლონი შეიძლება არ იმუშაოს ცივ ტემპერატურაზე, რომელსაც ექვემდებარება მონაცემთა შემქმნელი. ჩვენს ფრენაზე ყველაზე ცივი ტემპერატურა იყო -58 ფარენჰაიტი. ამინდის სათანადო დაცვით და ხელის გამათბობლებით, კლონს შეუძლია იმუშაოს.

$ 5-$ 22 (დამოკიდებულია ხარისხზე)

store.arduino.cc/usa/arduino-nano

GPS ერთეული - ეს იძლევა მონაცემებს დრო, თარიღი, სიმაღლე, დაღმართი, აღმართი და ქარის სიჩქარე

მე ძალიან გირჩევთ ამ ერთეულს. GPS ერთეულების უმეტესობა არ მუშაობს 60,000 ფუტზე მაღლა. მას შემდეგ, რაც მაღალი სიმაღლის ბუშტები უფრო მაღლა მიდიან, ისინი არ მუშაობენ. ფრენის რეჟიმში ყოფნისას, ეს მოწყობილობა მუშაობს 160,000 ფუტზე.

store.uputronics.com/?route=product/product&product_id=72

$30

MicroSD Data Logger - ეს ინახავს MicroSD ბარათს და გვაძლევს საშუალებას შევინახოთ ჩვენ მიერ შეგროვებული მონაცემები

ბევრი მათგანია ბაზარზე და, რა თქმა უნდა, უფრო იაფად. მე მივდიოდი ამ ერთთან, რადგან ის არის მსუბუქი, Sparkfun– ს აქვს შესანიშნავი დოკუმენტაცია და მისი გამოყენება ძალიან ადვილია. 0 და 1 ქინძისთავებთან მიერთებისას Serial.print ფუნქცია წერს მას. ასე ადვილია!

www.sparkfun.com/products/13712

$15

ტემპერატურის სენსორი - ვიყენებ ერთს გარე ტემპერატურის უზრუნველსაყოფად, მაგრამ დამატებით ადვილად შეიძლება დავამატო, რომ უზრუნველყოს ტემპერატურა დატვირთვიდან

მე გამოვიყენე tmp36 ტემპერატურის სენსორი. ეს ანალოგური სენსორი მუშაობს შეფერხების ბრძანების გარეშე. GPS ერთეულს არ შეუძლია შეფერხებებით მუშაობა, ამიტომ ეს სენსორი იდეალურია. რომ აღარაფერი ვთქვათ, ეს არის ჭუჭყიანი იაფი და მოითხოვს მხოლოდ ერთ ანალოგურ პინს. ასევე, მუშაობს 3.3 ვოლტზე, რაზეც მთელი წრე მუშაობს. ეს კომპონენტი ძირითადად იდეალური შესატყვისია!

www.sparkfun.com/products/10988?_ga=2.172610019.1551218892.1497109594-2078877195.1494480624

$1.50

1k რეზისტორები (2x) - ისინი გამოიყენება GPS და MicroSD მონაცემთა ჩამწერი მიმღების ხაზებისთვის

Arduino უზრუნველყოფს 5 ვოლტს ამ ქინძისთავებისთვის. 1k რეზისტორი ამცირებს ძაბვას უსაფრთხო დონემდე ამ ერთეულებისთვის.

www.ebay.com/p/?iid=171673253642&lpid=82&&&ul_noapp=true&chn=ps

75¢

LED - ეს აციმციმდება მონაცემების შეგროვებისას (სურვილისამებრ)

Arduino და MicroSd აციმციმებენ მონაცემების შეგროვების დროსაც. თუმცა, ეს უფრო ნათელს ხდის. მასზე მავთულები შეიძლება ისე გაგრძელდეს, რომ წამყვანი გამყარდეს. ეს გამოიყენება იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ხდება მონაცემების ჩაწერა.

www.ebay.com/itm/200-pcs-3mm-5mm-LED- Light-White-Yellow-Red-Green-Assortment-Kit-for-Arduino-/222107543639

1¢

პერფ დაფა - ეს იძლევა უფრო მუდმივ წრეს და ამცირებს რისკს, რადგან მავთულები ვერ ჩამოვარდება. მის ნაცვლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას პურის დაფა ან PCB

www.amazon.com/dp/B01N3161JP?psc=1

50¢

ბატარეის კონექტორი - გამოსაყენებლად ვიყენებ 9 ვ ბატარეას. ეს აკავშირებს ბატარეას წრეზე. მე გავაკარი ჯუმბერის მავთულის კავშირი მათზე, რათა უზრუნველვყოთ უფრო ადვილი კავშირი

www.amazon.com/Battery-Connector-Plastic-A…

70¢

მიკრო გადართვის გადამრთველი - ამას ვიყენებ ერთეულის ჩასართავად. ეს მაძლევს საშუალებას შევინარჩუნო ბატარეა ჩართული სისტემის გათიშვისას (სურვილისამებრ)

მე ჩემი მთვარის ნათურისგან დავიხსენი. ნებისმიერი მიკრო გადამრთველი იმუშავებს.

MicroSwitchLink

20¢

მამრობითი და მდედრობითი სათაურები - გამოიყენეთ ეს, რათა კომპონენტები, როგორიცაა GPS და Arduino, გამოეყოთ წრიდან. (რეკომენდირებულია)

www.ebay.com/itm/50x-40-Pin-Male-Header-0-1-2-54mm-Tin-Square-Breadboard-Headers-Strip-USA-/150838019293?hash=item231ea584dd:m: mXokS4Rsf4dLAyh0G8C5RFw

$1

MicroSD ბარათი - მე გირჩევთ 4-16 გბ ბარათს. მორები დიდ ადგილს არ იკავებს

ჩემი მონაცემების ჩამწერი მუშაობდა დილის 6:30 საათიდან საღამოს 1:30 საათამდე და იყენებდა მხოლოდ 88 კილობიტ ადგილს. ეს არის 1/10 მეგაბაიტზე ნაკლები.

www.amazon.com/gp/product/B004ZIENBA/ref=oh_aui_detailpage_o09_s00?ie=UTF8&psc=1

$7

ენერგიის წყარო - სივრცე ცივია, ამიტომ თხევადი ბატარეები გაიყინება. ეს ნიშნავს რომ ტუტე ბატარეები არ არის. ლითიუმის ბატარეები მშვენივრად მუშაობს! მე გამოვიყენე 9 ვ ბატარეა

www.amazon.com/Odec-9V-Rechargeable-Batter…

$1

მთლიანი ღირებულება 79,66 დოლარად! კომერციული ხე -ტყეები დაახლოებით $ 250 ღირს, ასე რომ განიხილეთ ეს 68% -იანი ფასდაკლებით. თქვენ ასევე გაქვთ ბევრი ასეთი ნივთი, როგორიცაა Arduino, Sd Card და ა.შ., რომლებიც ამცირებენ ფასს. მოდით გადავიდეთ მშენებლობაზე

პროგრამები

ერთადერთი პროგრამაა საჭირო Arduino IDE. ეს არის მშობლიური არდუინოს ენა და გამოიყენება კოდის ასატვირთად, კოდის დასაწერად და შესამოწმებლად. შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ პროგრამული უზრუნველყოფა უფასოდ აქ:

ბიბლიოთეკები

ამ ჩანახატში ჩვენ ვიყენებთ ორ ბიბლიოთეკას. NeoGPS ბიბლიოთეკა გამოიყენება GPS ერთეულთან ურთიერთობისთვის. პროგრამული სერიული ბიბლიოთეკა იძლევა სერიულ კომუნიკაციას დამატებით ქინძისთავებზე. ჩვენ ვუკავშირდებით როგორც GPS, ასევე MicroSd მონაცემთა ლოგერს სერიული კომუნიკაციების გამოყენებით.

NeoGPS

SoftwareSerial - ნებისმიერი პროგრამული სერიული ბიბლიოთეკის გამოყენება შეიძლება. ეს უკვე გადმოწერილი მქონდა და გამოვიყენე.

გჭირდებათ დახმარება ბიბლიოთეკის დაყენებაში? წაიკითხეთ ეს:

ინსტრუმენტები

შედუღების რკინა - სათაურები უნდა იყოს დამაგრებული მრავალ კომპონენტზე, ხოლო გამაგრილებელი უთო გამოიყენება კომპონენტების პერფ დაფაზე და ტრეკების დასამზადებლად.

Solder - გამოიყენება კომბინირებული soldering რკინის.

ნაბიჯი 2: ჩართეთ წრე ერთად

თქვენ უნდა შეაერთოთ სათაურები რამდენიმე კომპონენტზე. ისწავლეთ ამის გაკეთება აქ:

მიჰყევით პურის დაფის ან პერფის დაფის სქემატურს ზემოთ. არ მიამაგროთ ტემპერატურის სენსორი GPS ან microSD მონაცემთა ჩამწერი ადგილზე, რადგან ის გაანადგურებს თქვენს ტემპერატურის მონაცემებს. თუ თქვენ იყენებთ პერფის დაფას, უყურეთ ამ გაკვეთილს, თუ როგორ უნდა გააკეთოთ სიმღერები. ეს არის ერთი ტექნიკა:

ფრთხილად იყავით კომპონენტების მიმაგრებისას. დარწმუნდით, რომ გაქვთ სწორი პოლარობა და ქინძისთავები. ორჯერ შეამოწმეთ თქვენი კავშირები!

არდუინო - GPS3.3v --- VCC

GND --- GND

D3 ----- 1k რეზისტორი ----- RX

D4 ------ TX

არდუინო - OpenLog

გადატვირთვა --- GRN

D0 ---- TXD1 ---- 1k რეზისტორი ---- RX

3.3v ----- VCC

GND ---- GND

GND ---- BLK

არდუინო - ტემპერატურის სენსორი - გამოიყენეთ ზემოთ მოცემული ფოტო იმის დასადგენად, რომელი ფეხი რომელია

3.3v ------ VCC

GND ---- GND (ეს უნდა იყოს Arduino– ს პინზე ან უნდა იყოს მიმაგრებული GND– ის დენის წყაროსთან. GPS- თან ან ლოგერთან მიერთებისას ის გადააჭარბებს ტემპერატურის მონაცემებს.)

სიგნალი --- A5

არდუინო - LED

D13 ------ + (უფრო გრძელი ფეხი)

GND -------(მოკლე ფეხი)

არდუინო - ბატარეის კონექტორი

Vin ---- Micro Toggle Switch ---- პოზიტიური (წითელი)

GND ----- უარყოფითი (შავი)

ნაბიჯი 3: პროგრამირება

ჩვენ ვიყენებთ ორ ბიბლიოთეკას ამ პროგრამაში, NeoGPS და SoftwareSerial. მათი ორივე გადმოწერა შესაძლებელია ამ ინსტრუქციის ნაწილების გვერდიდან. GPS– ის Arduino პროგრამაში ჩართვისას, ჩვეულებრივ გამოიყენება TinyGPS ბიბლიოთეკა. თუმცა, მე ვერ მივიღე მუშაობა იმ GPS– ით, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ.

SoftwareSerial ბიბლიოთეკა საშუალებას გვაძლევს ორი მოწყობილობა დავუკავშიროთ Arduino– ს პროგრამული სერიული კავშირის საშუალებით. GPS და MicroSD მონაცემთა ჩამწერი იყენებს ამას. სხვა ბიბლიოთეკებსაც შეუძლიათ ამის გაკეთება და უნდა იმუშაონ კოდით. ეს უკვე მქონდა კომპიუტერზე და მუშაობს, ამიტომ გამოვიყენე.

კოდი დაფუძნებულია ჩემი ბოლო მონაცემების ჩამწერიდან. მთავარი ცვლილება არის ტემპერატურის სენსორის დამატება. GPS დაფუძნებულია თანამგზავრებზე. ეს ნიშნავს, რომ GPS ჯერ უნდა დაუკავშირდეს თანამგზავრებს, სანამ მონაცემების ჩვენებას შეძლებს. საკეტი შედგება GPS- ისგან, რომელიც დაკავშირებულია ოთხ თანამგზავრთან. სწრაფი შენიშვნა არის ის, რომ რაც უფრო მეტ თანამგზავრს უკავშირდება GPS, მით უფრო ზუსტია მონაცემები. პროგრამა ბეჭდავს მონაცემების თითოეულ ხაზზე დაკავშირებულ თანამგზავრების რაოდენობას. ჩემი ფრენის უმეტესი ნაწილი თორმეტ თანამგზავრთან იყო დაკავშირებული.

პროგრამა შეიძლება შეიცვალოს ისე, რომ ის თქვენთვის მუშაობს. მიუხედავად იმისა, რომ ყველა კოდი შეიძლება შეიცვალოს, მე გირჩევთ შეცვალოთ დროის ზონა, კითხვას შორის დრო და ტემპერატურის გაზომვის ერთეული. ტიპიური ამინდის ბუშტი ჰაერშია დაახლოებით ორი საათის განმავლობაში. GPS იღებს მონაცემებს თანამგზავრებისგან ყოველ წამს. ეს ნიშნავს, რომ თუ ჩვენ ვინახავთ გაგზავნილ მონაცემებს, გვექნება 7000 კითხვა. იმის გამო, რომ მე არ ვარ დაინტერესებული მონაცემების 7 000 ჩანაწერის გრაფიკებით, მე ვირჩევ შესვლას ყოველ 30 – ე კითხვაზე. ეს მაძლევს მონაცემების 240 პუნქტს. ცოტა უფრო გონივრული რიცხვი.

თქვენ ალბათ გაინტერესებთ, რატომ ვიყენებთ ცვლადი i და if დებულებას ყოველი 30 -ე წაკითხვის შესანახად, ვიდრე უბრალოდ დაგვიანებული ბრძანების გამოყენებით და 30 წამის ლოდინით. პასუხი არის ის, რომ GPS კითხვა ძალიან დელიკატურია. 30 წამიანი დაყოვნება ნიშნავს, რომ GPS არ იღებს ყველა მონაცემს და იწვევს ჩვენს მონაცემების გაფუჭებას.

თქვენ უნდა შეცვალოთ ეს მნიშვნელობები თქვენი ოფსეტური კოორდინირებული უნივერსალური დროით (UTC).

თუ არ იცით თქვენი, შეგიძლიათ იპოვოთ აქ

სტატიკური კონსტრუქცია int32_t

ზონის_საათი = -8 ლ; // PST

სტატიკური კონსტრუქცია int32_t

zone_minutes = 0L; // ჩვეულებრივ ნულოვანი

ეს სტრიქონი უნდა შეიცვალოს იმაზე, თუ რამდენად ხშირად გსურთ კითხვის ჩაწერა. ჩემსას ვკითხულობ ყოველ 30 წამში.

თუ (i == 30) {

თუ თქვენ არ ცხოვრობთ აშშ -ში, თქვენ ალბათ გინდათ ტემპერატურის გაზომვა ცელსიუსზე. ამისათვის გააკეთეთ კომენტარი ამ ხაზზე:

// Serial.print ("გრადუსი C"); // დააკომენტარეთ თუ გსურთ ცელსიუსი

// Serial.println (გრადუსი C); // დააკომენტარეთ თუ გსურთ ცელსიუსი

თუ არ გინდა ფარენჰაიტის კითხვა, დაწერე კომენტარი:

Serial.print ("გრადუსი F"); // კომენტარი თუ არ გინდა ფარენჰაიტი Serial.println (gradF); // კომენტარი გააკეთე, თუ არ გინდა ფარენჰაიტი

კოდი არ იტვირთება?

Arduino უნდა გათიშული იყოს წრიდან, სანამ ახალი კოდი იტვირთება. Arduino– ს ეგზავნება ახალი კოდი სერიული კომუნიკაციის საშუალებით D0 და D1 ქინძისთავებზე. ეს ორი ქინძისთავი ასევე არის ქინძისთავები, რომლებიც გამოიყენება MicroSd მონაცემთა ჩამწერი. ეს ნიშნავს, რომ MicroSD მონაცემთა ჟურნალი უნდა იყოს გათიშული კოდის ასატვირთად.

ნაბიჯი 4: ტესტირება

მას შემდეგ რაც ყველა კავშირი დამყარდება და კოდი აიტვირთება, დროა შევამოწმოთ ჩვენი მონაცემების ჩამწერი. ამისათვის ჩართეთ Arduino კომპიუტერში ისე, როგორც კოდის ატვირთვას. დარწმუნდით, რომ სერიული პორტი სწორია და შემდეგ გახსენით სერიული მონიტორი. თუ ყველა კავშირი სწორად არის გაკეთებული, ეს გამოჩნდება:

NMEAloc. INO: startfix ობიექტის ზომა = 31 NMEAGPS ობიექტის ზომა = 84 ვეძებთ GPS მოწყობილობას SoftwareSerial– ზე (RX pin 4, TX pin 3) მაღალი სიმაღლის ამინდის ბუშტის მონაცემების ჩამწერი აარონ ფასის მიერ

დრო გრძედი გრძედი გრძედი SAT ქარის სიჩქარე ქარის სიჩქარე სიმაღლე (დეგ) (დეგ) კვანძები mph სმ ------------------------------------ ------------------------------------------------------ ----------------------------------

თუ GPS არასწორად არის ჩართული, ის გამოჩნდება:

UBlox ფრენის რეჟიმის დაყენება: B562624240FFFF63000010270050FA0FA06402C1000000000000001616DC * ACK პასუხის კითხვა: (ვერ მოხერხდა!)

დარწმუნდით, რომ led აციმციმებს ყოველ ჯერზე, როდესაც ახალი მონაცემი შემოდის სერიულ მონიტორში. MicroSd მონაცემთა ჩამწერი ასევე აახამხამებს ყოველ ჯერზე მონაცემების ჩაწერას.

თქვენ შეამჩნევთ, რომ GPS გიგზავნით ერთ კითხვის ნიშანს. ეს იმიტომ ხდება, რომ GPS ერთეულებს დრო სჭირდებათ სატელიტებთან დასაწყებად და დასაკავშირებლად. ამ ერთეულს, როგორც წესი, დაახლოებით რვა წუთი სჭირდება მონაცემების სრული სტრიქონის გამოსაგზავნად. დაახლოებით ხუთში ის დაიწყებს თარიღისა და დროის მონაცემების გამოგზავნას, რასაც მოჰყვება კითხვის ნიშანი. პირველი რამდენიმე პუნქტი ალბათ არასწორი იქნება, მაგრამ შემდეგ ის აჩვენებს სწორ თარიღსა და დროს. თუ არ იღებთ თარიღსა და დროს, მიმართეთ კოდს, რათა უზრუნველყოთ სწორი დროის ზონის გასწორება. წაიკითხეთ ამ ინსტრუქციის პროგრამირების განყოფილება, რომ ისწავლოთ ამის გაკეთება.

საბოლოოდ სერიული მონიტორი აჩვენებს ყველა მონაცემს. დააკოპირეთ და ჩასვით გრძედი და გრძედი და მოემზადეთ შედეგების შოკირებისთვის. სიზუსტე აღსანიშნავია!

შეამოწმეთ ტემპერატურის მონაცემები, რომ დარწმუნდეთ რომ სწორია. თუ ტემპერატურა იკითხება როგორც უკიდურესად არარეალური რიცხვი (160+) ტემპერატურის სენსორი ან არ არის ჩართული ან არასწორად არის ჩართული. იხილეთ სქემატური. თუ ტემპერატურის მაჩვენებელი არასტაბილურია ან უფრო მაღალია, ვიდრე უნდა იყოს (ანუ ტემპერატურა 65 ფარენჰეიტის სიმაღლეა და სენსორი აცხადებს, რომ ის 85 -ია), მაშინ სენსორი სავარაუდოდ იზიარებს გრუნტის პინს GPS- თან, microSD მონაცემების ჩამწერი, ან ორივე. ტემპერატურის სენსორს ან უნდა ჰქონდეს საკუთარი გრუნტის პინი, ან უნდა გააზიაროს გრუნტის პინი მხოლოდ შეყვანის გრუნტით.

ახლა თქვენ გჭირდებათ თქვენი microSD ბარათის ფორმატირება და გასუფთავება. ჩვენ გვჭირდება fat16 ან fat32 ფაილის ტიპი. მე მივყევი ამ გაკვეთილს GoPro– ს მიერ:

შემდეგი, შეამოწმეთ წრე კომპიუტერის მიერთების გარეშე. შეაერთეთ microSD ბარათი მონაცემთა ლოგერში და გამოიყენეთ ენერგიის წყარო არდუინოს ენერგიის მისაცემად. გაუშვით ოცი წუთის განმავლობაში, შემდეგ გამორთეთ დენი. გათიშეთ microSD ბარათი და შეაერთეთ იგი თქვენს კომპიუტერში. თქვენ უნდა ნახოთ, რომ შეიქმნა კონფიგურაციის ფაილი (ეს ხდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც წინასწარი კონფიგურაციის ფაილი არ არის შექმნილი). ყოველ ჯერზე, როდესაც Arduino გადატვირთულია ან ჩართულია, ის ქმნის ახალ ფაილს.

ამ პროექტის შექმნის დღიდან გამოვიდა Arduino IDE– ს ახალი ბიბლიოთეკები და ვერსიები. ამის გამო, მრავალი მომხმარებელი იღებდა უსიამოვნო შეცდომის შეტყობინებებს. მომხმარებელს RahilV2 ჰქონდა ეს საკითხი და იპოვა გამოსავალი

"მე გავასწორე საწყისი შეცდომა და ეს იმიტომ მოხდა. INO იყენებს gps პორტის ძველ სახელს, რომელიც არის" gpsPort "ნაცვლად" gps_port ". წინასწარი პროცესორის სიმბოლოც შეიცვალა. ყველა მაგალითი პროგრამა ახლა იყენებს" GPS_PORT_NAME " - ს ნაცვლად" USING_GPS_PORT '."

მადლობა RahilV2!

ნაბიჯი 5: დაიცავით ელექტრონიკა

შენიშვნა ადამიანებისთვის, რომლებიც იყენებენ პერფის დაფას, წრიული ლითონის ზედაპირზე დაყენება მოკლე ჩართვას მოახდენს. მე ვიყენებ პლასტმასის მილს რამდენიმე ჭანჭიკის გარშემო, რომ ჩემი პერფის დაფა პლასტიკური ფურცლის ზემოთ ჩამოვკიდო. თქვენ შეგიძლიათ ცხელი წებო ბოლოში, მიამაგროთ იგი მუყაოს ან ქაფს, ან გამოიყენოთ პაკეტი, რომელიც არ ატარებს ელექტროენერგიას. თქვენ შეგიძლიათ 3D ამობეჭდოთ ეს პლასტმასის მილები, რათა გადმოხვიდეთ თქვენს ჭანჭიკებზე აქედან:

მე დავამატე ქალი სათაურები პერფის დაფაზე, სადაც GPS ზის, რათა GPS ადვილად ამოიყვანოს წრიდან. GPS ერთეული მყიფეა. ჩიპის ანტენა შეიძლება გატეხილი იყოს და მოწყობილობა მგრძნობიარეა სტატიკური ელექტროენერგიის მიმართ. მე არ მქონია არცერთი ამ ერთეულის შესვენება. მე ვინახავ GPS– ს სტატიკურ დაცულ ჩანთაში, რომელიც შემოდის GPS– ის დაცვის მიზნით.

ბატარეის კონექტორისთვის იყენებთ პურის დაფას ან უბრალოდ მავთულხლართებს, მე გირჩევთ გამოიყენოთ ცხელი წებო, რათა დარწმუნდეთ, რომ ჯუმბერის მავთულები მათ სოკეტებში ჯდება. ეს იქნება bummer თქვენ ფეხზე თქვენი ბუშტი რომ იპოვოს ის არ შესული, რადგან jumper მავთულის მოწყვეტილი.

რეკომენდებულია ხელის გამათბობლები, რადგან ისინი ინარჩუნებენ ყველაფერს თბილ და ფუნქციონირებს. მე, როგორც წესი, ვაგრძელებ ბატარეის კონექტორების სიგრძეს, რაც მაძლევს საშუალებას შევინახო ბატარეა ელექტრონიკისგან ცალკეულ განყოფილებაში. ხელის გამათბობლები პირდაპირ აკუმულატორზე დავდე. მიუხედავად იმისა, რომ ელექტრონიკას უნდა შეეძლოს ფუნქციონირება ხელის გამათბობლების გარეშე, მე გირჩევთ მათ გამოყენებას. მოათავსეთ ერთი ან ორი გამათბობელი ელექტრონიკასთან ახლოს, დაიჭირეთ ხელი ისე, რომ არ შეეხოთ ელექტრონიკას. ხელის გამათბობლებიდან გამოსხივებული სითბო საკმარისია ელექტრონიკის კარგ მდგომარეობაში შესანარჩუნებლად.

ნაბიჯი 6: გაშვება

მე, როგორც წესი, ჩავრთავ მონაცემთა ჩამწერ კომპიუტერს დაახლოებით ოცი წუთით ადრე, სანამ ჩვენ ვგეგმავთ ბუშტის გაშვებას. ლოგის კომპიუტერში ჩართვა არ არის აუცილებელი. მე ამას ვაკეთებ იმის უზრუნველსაყოფად, რომ GPS მუშაობს და რომ მაქვს სატელიტის საკეტი. მას შემდეგ, რაც ჟურნალი აჩვენებს ყველა მონაცემს, მე ვტრიალებ გადამრთველს და ვთიშავ კომპიუტერს. იმის გამო, რომ მიკროსქემს ყოველთვის აქვს ენერგიის წყარო, GPS რჩება ცხელი და აგრძელებს შესვლას სატელიტური საკეტით. ეს შექმნის ახალ ფაილს microSD ბარათზე.

ბუშტი გავუშვით დილის 6:58 საათზე. ადრე დაგეგმილი გვქონდა გაშვება, მაგრამ ჩვენმა პირველმა ბუშტმა დააზიანა. ჩვენ დაგვავიწყდა ჩვენი მილები ბუშტის ჰელიუმის სატანკოზე მიმაგრებისთვის. ასე რომ, ჩვენ დავამაგრეთ ბუშტი პირდაპირ ჰელიუმის ავზის საქშენზე. საქშენზე არსებულმა ვიბრაციამ ბუშტში დააკოპირა. საბედნიეროდ, სათადარიგო ბუშტი მოვიტანეთ. ჩვენ გამოვიყენეთ მოჭრილი ბაღის შლანგი, როგორც ჩვენი იმპროვიზირებული მილაკი და ის მუშაობდა!

პაკეტი შედგებოდა იზოლირებული სადილის ყუთისაგან. მონაცემთა დამწერი შიგნით იჯდა ხელის გამათბობლებით. ლანჩის ყუთში გაჭრილი ხვრელი უზრუნველყოფდა კამერას ლანჩის ყუთში შიგნით, შეუფერხებელი ხედვის შენარჩუნებისას.ჩვენ გამოვიყენეთ GoPro სესია ამ გაშვებისთვის. მან გადაიღო მოგზაურობის ფოტოები! ლანჩის ყუთის გვერდით და თავზე იყო მიმაგრებული ორი SPOT GPS ერთეული. ჩვენ გამოვიყენეთ ისინი ჩვენი პაკეტის თვალყურის დევნისთვის. ლანჩის ყუთის გვერდით გაკეთდა პატარა ნაპრალი, რომლის საშუალებითაც შესაძლებელი იყო ტემპერატურის სენსორის გამოტოვება და გარე ჰაერის ზემოქმედება.

ნაბიჯი 7: აღდგენა

მე გამოვიყენე Duracell 9v ბატარეა ჩემს ბოლო გაშვებაზე. ბატარეის ძაბვა გავზომე 9.56 ვოლტამდე, სანამ ის ჩავრთავ მონაცემთა ლოგინში. ბატარეა ჩავრთე დაახლოებით დილის 6:30 საათზე. მას შემდეგ, რაც ბუშტი დაეშვა, ამოიღეს, უკან დააბრუნეს სკოლაში და პაკეტი გაიხსნა, ეს იყო 1:30 საათზე. გავხსენი ტვირთამწევი, რომ ვიპოვო მონაცემების შემმუშავებელი, რომელიც კვლავ შედიოდა! შემდეგ გავზომე 9 ვ ბატარეის ძაბვა. როგორც ბატარეა გამოიყენება, ძაბვა მცირდება. ბატარეა ახლა 7.5 ვოლტზე იყო. შვიდსაათიანი მონაცემების ჩაწერის შემდეგ, ბატარეა კვლავ კარგ მდგომარეობაში იყო.

ბუშტი და პაკეტი რამონას სამხრეთით დაეშვა პატარა კანიონში. გამოჯანმრთელების ჯგუფმა დაახლოებით ერთი საათი იმოძრავა, შემდეგ კი დანარჩენი გზა გაიარა. შხამიანი სურო და ცხელი ტემპერატურა დაბრკოლება იყო, მაგრამ მათ გაუძლეს და შეძლეს ბუშტის ამოღება. ისინი სკოლაში დაბრუნდნენ და პაკეტი გადმომცეს. გამიკვირდა მონაცემების ჩამწერი ჯერ კიდევ მუშაობდა. ამან ოპტიმისტი გამხადა. გავთიშე ბატარეა და ფრთხილად ამოვიღე microSD ბარათი. შემდეგ კომპიუტერთან მივირბინე. ეს არის მოგზაურობის ყველაზე ნერვული და ამაღელვებელი ნაწილი ჩემთვის. მონაცემების ჩამწერი მუშაობდა? ჩემს ზურგჩანთაში მოვიძიე SD ბარათის ადაპტერი. ბოლო ორი ფრენის დროს ხე -ტყის მუშაკმა შეწყვიტა მუშაობა 40 000 ფუტზე, რადგან მე არასწორად ჩავსვი GPS ფრენის რეჟიმში. როგორც ერთადერთი გზა, რომლითაც 40 000 ფუტის სიმაღლეზე მეტის მიღწევა შესაძლებელია ამინდის ბუშტებით, წარმოდგენა არ მქონდა, თუ ჩემი ახალი კოდი იმუშავებდა.

ჩავრთე microSD ბარათი კომპიუტერში, გავხსენი ფაილი და დავინახე მონაცემებით სავსე ჟურნალი. დავიწყე მონაცემების გადახვევა … წარმატება !! ჟურნალი მთელი ფრენის განმავლობაში გაგრძელდა.

ნაბიჯი 8: ანალიზი და მეცნიერება

გამოთქმა "მესამედ ხიბლს" მართალია. ჩვენ შევიტანეთ მონაცემები მთელი ფრენისთვის! ბუშტმა მიაღწია მაქსიმალურ სიმაღლეს 91, 087 ფუტს და ყველაზე ცივი ტემპერატურა -58 გრადუსი ფარენჰეიტი იყო.

ჩვენი მონაცემები ადასტურებს და ემთხვევა ბევრ ცნობილ მეცნიერებას. მაგალითად, სტრატოსფეროს ფსკერი იყო -40 -დან -58 გრადუსამდე ფარენჰეიტი, ხოლო ფრენის აპოგეაში ტემპერატურა იყო -1,75 გრადუსი ფარენჰეიტი. ადამიანები ცხოვრობენ დედამიწის ატმოსფეროს ყველაზე დაბალ ფენაში, ტროპოსფეროში. ტროპოსფეროში, ტემპერატურა იკლებს სიმაღლეში მატებასთან ერთად. სტრატოსფეროში პირიქით ხდება. სინამდვილეში, სტრატოსფეროს ზედა ნაწილი შეიძლება იყოს ნულიდან ხუთი გრადუსი.

გამიკვირდა, რომ ბუშტი ასე სწორხაზოვნად ავიდა. მე ვიფიქრებ, რომ ატმოსფეროს შესუსტება ბუშტების ასვლის სიჩქარე შეიცვლება. თუმცა არ გამიკვირდა ბუშტის დაღმავალი სიჩქარის მრუდი. ჩემი ჰიპოთეზა იმის შესახებ, თუ რატომ იშლება ბუშტი სწრაფად, შემდეგ თანდათან შენელდება, დაკავშირებულია პარაშუტით. აპოგეაში, ჰაერი იმდენად ცოტაა, რომ მე ვფიქრობ, რომ პარაშუტი არ იყო ისეთი ეფექტური. პარაშუტები იყენებენ ჰაერის წინააღმდეგობას და ხახუნს, რათა ნელ -ნელა დაეცემა მიწაზე, ასე რომ, თუ ჰაერი ცოტაა, პარაშუტი არ არის ისეთი ეფექტური. პაკეტის შემცირებით, ჰაერის წინააღმდეგობა იზრდება, რადგან უფრო მეტი ჰაერის წნევა და მეტი ჰაერია. ეს იწვევს პარაშუტის ეფექტურობას და პაკეტი ნელა იშლება.

ტემპერატურისა და ქარის სიჩქარის გამო, მე ვაცხადებ, რომ ყველაზე ცუდი სიმაღლეა საცხოვრებლად 45 551 ფუტი. ამ სიმაღლეზე პაკეტი განიცდიდა ცივ -58 გრადუსს ფარენჰეიტს. თუ ეს არ იყო საკმარისი, ქარი უბერავდა 45 კილომეტრს საათში. მიუხედავად იმისა, რომ მე მიჭირდა მონაცემების პოვნა ქარის გავლენის შესახებ ქარიშხალზე ამ ტემპერატურაზე, აღმოვაჩინე, რომ -25 გრადუსი ფარენგეიტის ამინდი 45 კმ / სთ ქარი იწვევს ქარიშხალს -95 გრადუსამდე. მე ასევე აღმოვაჩინე, რომ windchill ტემპერატურა -60 გრადუსი ყინავს გამოვლენილ ხორცს 30 წამში. მიუხედავად ამისა, ეს ალბათ არ არის იდეალური დასასვენებელი ადგილი. როგორც ზემოთ მოცემულ ფოტოში ჩანს, ამ სიმაღლიდან მშვენიერი ხედი იშლება! შეიტყვეთ მეტი windchill– ის შესახებ აქ:

მე არ შემეძლო ამ მონაცემების ჩვენება და შესწავლა ჩემი დის დახმარების გარეშე, რომელმაც ჩაწერა მონაცემების ყველა 240 სტრიქონი. უმცროსი და -ძმის უპირატესობა:)

ნაბიჯი 9: დასკვნა

ეს არის უდავო წარმატება. ჩვენ ჩავწერეთ სიმაღლე, ტემპერატურა, ქარის სიჩქარე, აღმართის სიჩქარე, დაღმავალი სიჩქარე, დრო, თარიღი, გრძედი და გრძედი მთელ ფრენაზე. ეს აუცილებელია გამოცდილი მაღალმთიანი ბუშტუკებისთვის და პირველად გამშვები მოწყობილობებისთვის!

ბუშტის გაშვების ოთხი წლის შემდეგ, ჩვენ საბოლოოდ შევაჯამეთ მთელი ფრენის მონაცემები. საბოლოოდ გავარკვიეთ, რამდენად მაღლა დაფრინავენ ჩვენი ბუშტები. ჩვენ ცოტათი მივუახლოვდით სივრცის გამოცდილებას. ჩვენ ოდნავ მივუახლოვდით ხელუხლებელთან შეხებას!

მონაცემთა შემქმნელის კიდევ ერთი მაგარი ასპექტი ის არის, რომ ყველა მონაცემი დროებით არის დაბეჭდილი. ეს ნიშნავს, რომ თქვენ შეგიძლიათ განათავსოთ მონაცემები მოგზაურობაში გადაღებული ფოტოებით, რაც საშუალებას გაძლევთ იცოდეთ სიმაღლე და ზუსტი ადგილმდებარეობა, სადაც თითოეული ფოტოა გადაღებული!

ეს პროექტი ადვილად იმეორებს და შეცვლის საკუთარი მიზნებისთვის. ადვილად დაამატეთ დამატებითი ტემპერატურის სენსორები, წნევისა და ტენიანობის სენსორები, გეიგერის მრიცხველები, შესაძლებლობები უსასრულოა. სანამ სენსორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას შეფერხების გარეშე, ის უნდა იმუშაოს!

გმადლობთ, რომ დრო დაუთმეთ ამ ინსტრუქციის წაკითხვას. მე მსიამოვნებს კითხვებზე პასუხის გაცემა, კომენტარებზე პასუხის გაცემა და სასარგებლო რჩევები და იდეები, ასე რომ გადააგდე ქვემოთ კომენტარების განყოფილებაში.

ეს ინსტრუქცია ასევე არის რამდენიმე კონკურსში, გთხოვთ მიეცით ხმა, თუ მოგეწონათ ან ისწავლეთ რაიმე ახალი! პრიზების მოგება მაძლევს საშუალებას ვიშოვო ახალი ინსტრუმენტები უკეთესი და უფრო მოწინავე პროექტების განსახორციელებლად

მეორე ადგილი ხელშეუხებელ გამოწვევაში

დიდი პრიზი Explore Science Contest 2017 -ში