Sutra ćemo poslati naš server u stratosferu. Tokom leta, stratosferski balon će distribuirati internet, snimati i prenositi video i telemetrijske podatke na zemlju. Nekoliko puta smo pisali da ćemo razgovarati o tehničkoj strani našeg projekta “Svemirski Data Center” (prethodno odgovarao na naziv “"). Obećali smo - isporučujemo! Ispod reza nalazi se pregršt komada hardvera i koda.
web server
Čak i u prethodnom projektu „Server u oblacima“, kada smo se penjali u punom balonu sa posadom od dve osobe, vođenje sa sobom punopravnog servera sa sklopom baterija nije bilo, recimo, neracionalno. A sada govorimo o malom stratosferskom balonu, koji će morati da se penje 30 km, a ne 1. Stoga smo za web server odabrali isti Raspberry Pi. Ovaj mikroračunar će generisati HTML stranicu i prikazati je na zasebnom ekranu.
Satelitska veza
Osim Raspberryja, na brodu će letjeti modemi iz satelitskih komunikacijskih mreža Iridium i Globalstar. Kao što se sjećate, planirali smo da njihovoj kompaniji dodamo modem za domaću Gonets mrežu, ali nismo imali vremena da ga dobijemo unaprijed, pa ćemo ga poslati sljedećim letom. Preko satelitskih modema, web server će primati vaše poruke na koje se mogu slati . Ove poruke će se prenijeti na Raspberry Pi, koji će ih staviti u red čekanja i prikazati na HTML stranici.
Važna stvar: ograničenje dužine tekstualne poruke na ruskom jeziku je 58 karaktera (uključujući razmake). Ako je poruka duža, biće prekinuta tokom prenosa. Također, svi posebni znakovi će biti izrezani iz teksta, na primjer, /+$%&;''""<>n i slično.
Budući da Raspberry Pi ima samo jedan UART port, spojit ćemo satelitske modeme preko srednjeg čvorišta, koje će prikupljati podatke s modema i slati ih Raspberry Pi-u.
Radio modem
Web server ne samo da će prikazati sve poruke primljene od vas na displeju, već će ih i prenijeti na Zemlju putem LoRa radio modema. Dakle, želimo testirati ideju distribucije interneta iz stratosfere (počast Google Loon projektu). Naravno, naš stratosferski balon nije punopravni komunikacijski repetitor, ali čak i ako su njegove mogućnosti dovoljne za stabilan prijenos podataka, bez velikih gubitaka informacija, tada će se specijalizirani sistemi sigurno nositi s distribucijom interneta iz pred-svemira.
Telemetrija
Osim toga, planiramo prikazati podatke telemetrije na istoj HTML stranici. Raspberry Pi će ih uzeti iz zasebnog kontrolora leta.
Ispituje različite senzore koji se mogu postaviti unutar i izvan hardverske hermetičke kutije, prikuplja informacije u hrpu, češlja ih i daje u prikladnom obliku onima koji pitaju. U našem slučaju, tražiće Raspberry Pi. Zabilježit ćemo pritisak, nadmorsku visinu, GPS koordinate, vertikalnu i horizontalnu brzinu i temperaturu.
Podaci iz kontrolora leta se prenose u dugim redovima, koji se zatim, koristeći ovaj kod:
$str = 'N:647;T:10m55s;MP.Stage:0;MP.Alt:49;MP.VSpeed:0.0;MP.AvgVSpeed:0.0;Baro.Press:1007.06;Baro.Alt:50;Baro.Temp:35.93;GPS.Coord:N56d43m23s,E37d55m68s;GPS.Home:N56d43m23s,E37d55m68s;Dst:5;GPS.HSpeed:0;GPS.Course:357;GPS.Time:11h17m40s;GPS.Date:30.07.2018;DS.Temp:[fc]=33.56;Volt:5.19,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00';
parse_str(strtr($str, [
':' => '=',
';' => '&'
]), $result);
print_r($result);pretvoriti u niz u obliku prikladnom za prikaz:
Array
(
[N] => 647
[Т] => 10m55з
[MP_Stage] => 0
[MP_Alt] => 49
[MP_VSpeed) => 0.0
[MP_AvgVSpeed] => 0.0
[Baro Рrеss] => 1007.06
[Baro_Alt] => 50
[Baro_Temp] => 35.93
[GPS_Coord] => N56d43m23s,E37d55m68s
[GPS_Home) => N56d43m23s,E37d55m68s
[Dst] => 5
[GPS_HSpeed] => 0
[GPS_Course] => 357
[GPS_Time] => 11h17m40s
[GPS_Date] => 30.07.2018
[DS_Temp] => [fс] ЗЗ.56
[Volt] => 5.19, 0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00
)Također ćemo emitovati telemetrijske podatke na Zemlju zajedno s vašim porukama. Da bismo to učinili, rasporedit ćemo prijemnu stanicu na mjestu lansiranja.
Ekran i kamera
Kako biste se uvjerili da server zaista prima vaše poruke putem satelitske komunikacije, te da je zapravo odletio u stratosferu i da ne stoji u našoj kancelariji, odlučili smo da sve poruke prikažemo telemetrijom na displeju koji će snimati a GoPro. Bilo je malo vremena za pripremu projekta (kako ga uopće može biti puno?!), pa se nismo zamarali Aliexpressom i lemilom, već smo uzeli gotov uređaj. To je više nego dovoljno za naše potrebe. Displej ćemo povezati na Raspberry preko HDMI-ja.
Planiramo i emitiranje videa sa GoPro-a putem zasebnog radio kanala, ali kako će to funkcionirati još uvijek nije poznato – možda će niski oblaci uvelike smanjiti domet komunikacije. Ali u svakom slučaju, nakon što pronađemo sleteli stratosferski balon, postavićemo video sa kamere i možete se uveriti koje poruke je primio naš „predsvemirski data centar“ i na koju visinu se popeo – prikazaće se telemetrija na istoj HTML stranici, osim toga, bit će vidljiv dio horizonta.
Питание
Sva gore opisana ljepota će se napajati sklopom litijumskih baterija sastavljenih prema 3S4B krugu - tri u seriji, četiri paralelno. Ukupni kapacitet je oko 14 Ah na naponu od 12 V. Prema našim procjenama, ovo bi trebalo biti dovoljno, ali ćemo nakon završne montaže, naravno, izmjeriti stvarnu potrošnju, a po potrebi dodati još baterija.
Dodajte svemu ovome GPS signale, koje ćemo koristiti za traženje spuštenog stratosferskog balona. A hermetička kutija će biti "kuća" za server i druge uređaje.
Štitiće osetljivu opremu od promena temperature i pritiska. Istovremeno će smanjiti i dozu zračenja, iako to ne igra nikakvu ulogu za naš projekat, server će prekratko letjeti u stratosferi, a pozadina tamo nije tako visoka kao na ISS-u.
Pored slanja poruka na , možete učestvovati u natjecanju i pogoditi gdje će sonda sletjeti. Glavna nagrada je putovanje na Bajkonur radi lansiranja svemirskog broda Sojuz-MS-13.
izvor: www.habr.com