SSTV კაფსულა მაღალი სიმაღლის ბუშტებისთვის: 11 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ეს პროექტი დაიბადა ServetI ბუშტის შემდეგ 2017 წლის ზაფხულში, სტრატოსფეროდან დედამიწაზე სურათების რეალურ დროში გაგზავნის იდეით. სურათები, რომლებიც ჩვენ გადავიღეთ, ინახებოდა rpi მეხსიერებაში და ამის შემდეგ, ისინი გაიგზავნა წყალობით, რომ გადაკეთებულიყო აუდიო სიგნალად. სურათები უნდა გაიგზავნოს ყოველ ჯერზე 'x' საკონტროლო სადგურზე. ასევე ვარაუდობდნენ, რომ ეს სურათები მოგვაწოდებდა მონაცემებს, როგორიცაა ტემპერატურა ან სიმაღლე, ასევე იდენტიფიკაცია, რათა ნებისმიერს, ვინც მიიღებდა სურათს, შეეძლო გაეგო რაზეა საუბარი.

მოკლედ რომ ვთქვათ, Rpi-z იღებს სურათებს და აგროვებს სენსორის მნიშვნელობებს (ტემპერატურა და ტენიანობა). ეს მნიშვნელობები ინახება CSV ფაილში და მოგვიანებით, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ იგი გრაფიკის შესასრულებლად. კაფსულა აგზავნის SSTV სურათებს ანალოგური ფორმის გამოყენებით რადიოს საშუალებით. ეს არის იგივე სისტემა, რომელიც გამოიყენება ISS (საერთაშორისო კოსმოსური სადგური), მაგრამ ჩვენს სურათებს ნაკლები რეზოლუცია აქვთ. ამის წყალობით, სურათის გაგზავნას ნაკლები დრო სჭირდება.

ნაბიჯი 1: ის, რაც ჩვენ გვჭირდება

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

Rtc DS3231

სენსორის ტემპერატურის და ბარომეტრიული წნევის სენსორი: BMP180-რადიო მოდული: DRA818V

მხოლოდ რამდენიმე კომპონენტი:

-UU ELECTROLYTIC CAPACITOR x2

-0.033UF მონოლითური კერამიკული კონდენსატორი x2

-150 OHM რეზისტორი x2

-270 OHM რეზისტორი x2

-600 OHM აუდიო ტრანსფორმატორი x1

-1N4007 დიოდი x1

-100uF ელექტროელექტრონული კონდენსატორი

-10nf მონოლითური კერამიკული კონდენსატორი x1-10K რეზისტორი x3

-1K რეზისტორი x2

-56nH ინდუქტორი x2*-68nH ინდუქტორი x1*-20pf მონოლითური კერამიკული კონდენსატორი x2*

-36pf მონოლითური კერამიკული კონდენსატორი x2*

*რეკომენდებული კომპონენტები, კაფსულას შეუძლია მათთან მუშაობა

ნაბიჯი 2: Pi-Zero

Rpi Zero ჩვენ გვჭირდება Raspbian– ის დაყენება გრაფიკული გარემოთი, მენიუზე წვდომა raspi-config ჩვენ გავააქტიურებთ კამერის ინტერფეისს, I2C და სერიულს. რა თქმა უნდა, გრაფიკული ინტერფეისი არ არის სავალდებულო, მაგრამ მე ვიყენებ მას სისტემის შესამოწმებლად. მადლობა WS4E- ს, რადგან ის ხსნის SSTV– ს გადაწყვეტას RPID– ით ჩამოტვირთეთ SSTV საქაღალდე ჩვენს საცავში და გადაიტანეთ თქვენს "/home/pi" დირექტორიაში, მთავარ კოდს ეწოდება sstv.sh, როდის დაიწყება კოდი, ის გააქტიურებს რადიოსთან კავშირს მოდული და bmp180 სენსორი, ასევე გადაიღებს სურათებს და გადააქცევს მას აუდიოდ რადიო სისტემით აუდიოდ გადასაცემად.

თქვენ შეგიძლიათ სცადოთ სისტემა უშუალოდ აუდიო კაბელით მამრობითი 3.5 მმ ან რადიოს მოდულის და სხვა მოწყობილობის გამოყენებით მონაცემების მისაღებად, როგორიცაა SDR ან ვინმეს ვოკი-ტოკი ანდროიდის Robot36 აპლიკაციით.

ნაბიჯი 3: მოწყობილობები

RTC და BMP180 ერთეული შეიძლება დამონტაჟდეს pcb– ზე, მისი წყალობით მათ შეუძლიათ ერთი და იგივე მიწოდების და საკომუნიკაციო ინტერფეისის გაზიარება. ამ მოდულების კონფიგურაციისთვის შეგიძლიათ მიყევით მითითებებს შემდეგ გვერდებზე, რაც დამეხმარა. დააინსტალირეთ და დააკონფიგურირეთ bmp180 ინსტალაცია და კონფიგურაცია RTC მოდული

ნაბიჯი 4: კამერის პარამეტრები

ჩვენს პროექტში ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ნებისმიერი კამერა, მაგრამ ჩვენ გვირჩევნია raspi-cam v2 გამოვიყენოთ წონის, ხარისხისა და ზომის მიხედვით. ჩვენს სკრიპტში ჩვენ ვიყენებთ Fswebcam პროგრამას სურათების გადასაღებად და ინფორმაციის სახელის, თარიღისა და სენსორის მნიშვნელობების შესახებ OSD საშუალებით (ეკრანის მონაცემებზე). ჩვენი პროგრამული უზრუნველყოფის კამერის სწორად გამოვლენისთვის ჩვენ გვჭირდება ეს ინსტრუქციები.

ნაბიჯი 5: აუდიო გამომავალი

Rpi-zero– ს არ აქვს პირდაპირი ანალოგური აუდიო გამომავალი, ეს მოითხოვს USB– ით მცირე აუდიო ბარათის დამატებას ან მარტივი წრის შექმნას, რომელიც წარმოქმნის აუდიოს ორი PWM GPIO პორტის საშუალებით. ჩვენ ვცადეთ პირველი გამოსავალი USB აუდიო ბარათით, მაგრამ ეს ხელახლა იწყებოდა ყოველ ჯერზე, როდესაც რადიო გადადიოდა TX– ში (Stranger Things). დასასრულს, ჩვენ გამოვიყენეთ აუდიო გამომავალი PWM პინის საშუალებით. რამდენიმე კომპონენტით, თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ ფილტრი უკეთესი აუდიოს მისაღებად.

ჩვენ შევიკრიბეთ სრული წრე ორი არხით, L და R აუდიოთი, მაგრამ თქვენ გჭირდებათ მხოლოდ ერთი. უფრო მეტიც, და როგორც ხედავთ სურათებსა და სქემაში, ჩვენ დავამატეთ 600 ოჰ აუდიო ტრანსფორმატორი, როგორიცაა გალვანური იზოლაცია. ტრანსფორმატორი არჩევითია, მაგრამ ჩვენ გვირჩევნია მისი გამოყენება ჩარევის თავიდან ასაცილებლად.

ნაბიჯი 6: რადიო მოდული VHF

გამოყენებული მოდული იყო DRA818V. მოდულთან კომუნიკაცია ხდება სერიული პორტის საშუალებით, ამიტომ ჩვენ უნდა შევძლოთ მისი ჩართვა GPIO ქინძისთავებში. ბოლო RPI ვერსიებში პრობლემაა ამის გაკეთებაში, რადგან RPI– ს აქვს Bluetooth მოდული, რომელიც იყენებს იმავე ქინძისთავებს. დასასრულს, მე ვიპოვე გამოსავალი ამის გასაკეთებლად ბმულში.

Uart- ის წყალობით ჩვენ შეგვიძლია დავამყაროთ კავშირი მოდულთან, რათა მიენიჭოს რადიოსიხშირული გადაცემა, მიღება (გახსოვდეთ, რომ არის გადამცემი) და სხვა სპეციფიკური ფუნქციები. ჩვენს შემთხვევაში, ჩვენ მხოლოდ მოდულს ვიყენებთ როგორც გადამცემს და ყოველთვის ერთსა და იმავე სიხშირეზე. GPIO პინის წყალობით ის გაააქტიურებს PTT (Push to talk) რადიო მოდულს, როდესაც გვსურს სურათის გაგზავნა.

ამ მოწყობილობის ძალიან მნიშვნელოვანი დეტალი არის ის, რომ არ მოითმენს 5 ვ ენერგიას და ჩვენ ამას ვამბობთ … "გამოცდილებით". ასე რომ, ჩვენ შეგვიძლია ვნახოთ სქემაში, რომ არის ტიპიური დიოდი 1N4007, რომ შეამციროს ძაბვა 4.3 ვ -მდე. ჩვენ ასევე ვიყენებთ პატარა ტრანზისტორს PTT ფუნქციის გასააქტიურებლად. მოდულის სიმძლავრე შეიძლება იყოს 1w ან 500mw. ამ მოდულის შესახებ შეგიძლიათ მიიღოთ მეტი ინფორმაცია მონაცემთა ცხრილში.

ნაბიჯი 7: ანტენა

ეს არის კაფსულის მნიშვნელოვანი კომპონენტი. ანტენა აგზავნის რადიო სიგნალებს საბაზო სადგურზე. სხვა კაფსულებში ჩვენ შევამოწმეთ ¼ ლამბდა ანტენა. თუმცა, კარგი დაფარვის უზრუნველსაყოფად, ჩვენ ვქმნით ახალ ანტენას სახელწოდებით Turnstile (გადაკვეთილი დიპოლი). ამ ანტენის ასაშენებლად დაგჭირდებათ 75 ოჰმეტრიანი კაბელის ნაჭერი და 6 მმ დიამეტრის ალუმინის მილი 2 მეტრი. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ გამოთვლები და ნაჭრის 3D დიზაინი, რომელიც ინახავს დიპოლს კაფსულის ბოლოში. ჩვენ გამოვცადეთ ანტენის დაფარვა გაშვებამდე და საბოლოოდ, მან წარმატებით გამოაგზავნა სურათები 30 კილომეტრზე.

ღირებულებები ანტენის ზომების გამოსათვლელად (ჩვენი მასალებით)

SSTV– ს სიხშირე ესპანეთში: 145.500 Mhz ალუმინის სიჩქარე: 95%75 ohm კაბელის სიჩქარე: 78%

ნაბიჯი 8: კვების ბლოკი

თქვენ არ შეგიძლიათ ტუტე ბატარეის გაგზავნა სტრატოსფეროში -40 ° C- მდე და ისინი უბრალოდ წყვეტენ მუშაობას. მიუხედავად იმისა, რომ იზოლირებთ თქვენს დატვირთვას, გსურთ გამოიყენოთ ერთჯერადი ლითიუმის ბატარეები, ისინი კარგად მუშაობენ დაბალ ტემპერატურაზე.

თუ იყენებთ dc-dc კონვერტორს ულტრა დაბალი რეგულატორის ჩამორთმევისას, მაშინ შეგიძლიათ მეტი ფრენის დრო ამოიღოთ თქვენი კვების ბლოკიდან

ჩვენ ვიზომავთ ელექტრომოხმარების გასაზომად და ამრიგად გამოვთვლით რამდენი საათის განმავლობაში შეიძლება იმუშაოს. ჩვენ შევიძინეთ მოდული და დავამონტაჟეთ პატარა ყუთში, ჩვენ სწრაფად შეგვიყვარდა ეს მოწყობილობა.

ჩვენ ვიყენებთ AA ლითიუმის ბატარეის 6 პაკეტს და ეს არის ქვემოთ.

ნაბიჯი 9: დიზაინი კაფსულა

ჩვენ ვიყენებთ "ქაფს" მსუბუქი და იზოლირებული კაფსულის ასაშენებლად. ჩვენ ვაკეთებთ მას CNC– ით Lab´s Cesar– ში.მჭრელი და ზრუნვით ჩვენ ვაცნობდით მასში შემავალ ყველა კომპონენტს. ჩვენ ნაცრისფერი კაფსულა შემოვიხვიეთ თერმული საფარით (როგორც ნამდვილი თანამგზავრები;))

ნაბიჯი 10: დაწყების დღე

ჩვენ ავიღეთ ბუშტი აგონში, ქალაქ სარაგოსას მახლობლად, გაშვება იყო 9:30 საათზე და ფრენის დრო იყო 4 საათი, მაქსიმალური სიმაღლე 31, 400 მეტრი და მინიმალური გარე ტემპერატურა 48 გრადუსი. ცელსიუსი. საერთო ჯამში ბუშტმა გაიარა დაახლოებით 200 კმ. ჩვენ შევძელით მისი მოგზაურობის გაგრძელება Aprs– ის სხვა კაფსულის და www.aprs.fi სერვისის წყალობით

ტრაექტორია გამოითვლება მომსახურების წყალობით www.predict.habhub.org დიდი წარმატებით, როგორც ეს ჩანს რუქაზე წითელი და ყვითელი ხაზებით.

მაქსიმალური სიმაღლე: 31, 400 მ

ჩვენ გავაკეთეთ SSTV კაფსულა, მაგრამ ეს პროექტი ვერ განხორციელდებოდა სხვა თანამშრომლების დახმარების გარეშე: ნაჩო, კიკე, ხუამპე, ალეხანდრო, ფრან და სხვა მოხალისეები.

ნაბიჯი 11: საოცარი შედეგი

ენრიკეს წყალობით ჩვენ გვაქვს ფრენის შემაჯამებელი ვიდეო, სადაც შეგიძლიათ ნახოთ გაშვების მთელი პროცესი. ეჭვგარეშეა, საუკეთესო საჩუქარი შრომისმოყვარეობის შემდეგ

პირველი პრიზი კოსმოსურ გამოწვევაში