Huomenna lähetämme palvelimemme stratosfääriin. Lennon aikana stratosfääripallo jakaa Internetiä, ampuu ja välittää video- ja telemetriatietoja maahan. Kirjoitimme useita kertoja, että keskustelemme projektimme teknisestä puolesta "Space Data Center" (vastasi aiemmin nimeen ""). Lupaimme - toimitamme! Leikkauksen alla on kourallinen laitteisto- ja koodikappaleita.
verkkopalvelin
Myös edellisessä ”Palvelin pilvissä” -projektissa, kun nousimme täysimittaisella ilmapallolla kahden hengen miehistössä, täysimittaisen palvelimen akkukokoonpanolla ottaminen mukaan ei ollut, sanotaanko, järkevää. Ja nyt puhumme pienestä stratosfääripallosta, jonka on kiivettävä 30 km, ei 1. Siksi valitsimme saman Raspberry Pi:n verkkopalvelimeksi. Tämä mikrotietokone luo HTML-sivun ja näyttää sen erillisellä näytöllä.
Satelliittiyhteys
Raspberryn lisäksi aluksella lentävät modeemit Iridium- ja Globalstar-satelliittiviestintäverkoista. Kuten muistatte, suunnittelimme lisäävämme heidän yritykseensä modeemin kotimaan Gonets-verkkoon, mutta emme ehtineet saada sitä etukäteen, joten lähetämme sen seuraavalla lennolla. Satelliitimodeemien kautta web-palvelin vastaanottaa viestisi, jotka voidaan lähettää . Nämä viestit välitetään Raspberry Pi:lle, joka asettaa ne jonoon ja näyttää ne HTML-sivulla.
Tärkeä kohta: venäjänkielisen tekstiviestin pituusrajoitus on 58 merkkiä (välilyönnit mukaan lukien). Jos viesti on pidempi, se katkeaa lähetyksen aikana. Myös kaikki erikoismerkit leikataan pois tekstistä, esim. /+$%&;''""<>n ja vastaavat.
Koska Raspberry Pi:ssä on vain yksi UART-portti, yhdistämme satelliittimodeemit välikeskittimen kautta, joka kerää tiedot modeemeista ja lähettää sen Raspberry Pi:lle.
Radiomodeemi
Web-palvelin ei ainoastaan näytä kaikki sinulta saadut viestit näytöllä, vaan myös lähettää ne Maahan LoRa-radiomodeemin kautta. Haluamme siis testata ajatusta Internetin levittämisestä stratosfääristä (kunnianosoitus Google Loon -projektille). Stratosfääripallomme ei tietenkään ole täysimittainen viestintätoistin, mutta vaikka sen ominaisuudet olisivat riittävät vakaaseen tiedonsiirtoon ilman suuria tiedonhäviöitä, erikoistuneet järjestelmät selviävät ehdottomasti Internetin jakamisesta esiavaruudesta.
Telemetria
Lisäksi aiomme näyttää telemetriatiedot samalla HTML-sivulla. Raspberry Pi ottaa ne erillisestä lennonohjaimesta.
Se kyselee erilaisia antureita, jotka voidaan sijoittaa sekä laitteiston hermeettisen laatikon sisä- että ulkopuolelle, kerää tiedon kasaan, kampaa sen ja antaa sen sopivassa muodossa kysyjille. Meidän tapauksessamme se pyytää Raspberry Pi:tä. Tallennamme paineen, korkeuden, GPS-koordinaatit, pysty- ja vaakanopeuden ja lämpötilan.
Lennonjohtajan tiedot välitetään pitkiä rivejä käyttäen, mikä on sitten tällä koodilla:
$str = 'N:647;T:10m55s;MP.Stage:0;MP.Alt:49;MP.VSpeed:0.0;MP.AvgVSpeed:0.0;Baro.Press:1007.06;Baro.Alt:50;Baro.Temp:35.93;GPS.Coord:N56d43m23s,E37d55m68s;GPS.Home:N56d43m23s,E37d55m68s;Dst:5;GPS.HSpeed:0;GPS.Course:357;GPS.Time:11h17m40s;GPS.Date:30.07.2018;DS.Temp:[fc]=33.56;Volt:5.19,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00';
parse_str(strtr($str, [
':' => '=',
';' => '&'
]), $result);
print_r($result);muuntaa matriisiksi kätevässä muodossa esitettäväksi:
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
)Lähetämme myös telemetriatietoja Maahan viestiesi mukana. Tätä varten asetamme laukaisupaikalle vastaanottoaseman.
Näyttö ja kamera
Jotta voit varmistaa, että palvelin todella vastaanottaa viestisi satelliittiviestinnän kautta ja että se todella lensi stratosfääriin eikä seiso toimistossamme, päätimme näyttää kaikki viestit telemetrialla näytöllä, jonka palvelin tallentaa. GoPro. Aikaa projektin valmisteluun oli vähän (miten sitä voi koskaan olla paljon?!), joten emme vaivautuneet Aliexpressin ja juotosraudan kanssa, vaan otimme sen sijaan valmiin laitteen. Se on enemmän kuin tarpeeksi tarpeisiimme. Yhdistämme näytön Raspberryen HDMI:n kautta.
Suunnittelemme myös videon lähettämistä GoProsta erillisen radiokanavan kautta, mutta miten se toimii, on vielä epäselvä - ehkä matalat pilvet vähentävät viestintäetäisyyttä huomattavasti. Mutta joka tapauksessa, kun olemme löytäneet laskeutuneen stratosfääripallon, lähetämme videon kamerasta ja voit nähdä itse, mitä viestejä "pre-avaruuden datakeskuksemme" sai ja mihin korkeuteen se nousi - telemetria näytetään samalla HTML-sivulla, Lisäksi pala horisontista tulee näkyviin.
ruoka
Kaikki yllä kuvattu kauneus saa virtansa 3S4B-piirin mukaisesti kootuista litiumparistoista - kolme sarjassa, neljä rinnakkain. Kokonaiskapasiteetti on noin 14 Ah 12 V:n jännitteellä. Arvioiden mukaan tämän pitäisi riittää, mutta lopullisen kokoonpanon jälkeen tietysti mitataan todellinen kulutus ja tarvittaessa lisää akkuja.
Lisää tähän kaikkeen GPS-majakat, joita käytämme laskeutuneen stratosfääripallon etsimiseen. Ja hermeettinen laatikko tulee olemaan "talo" palvelimelle ja muille laitteille.
Se suojaa herkkiä laitteita lämpötilan ja paineen muutoksilta. Samalla se myös pienentää säteilyannosta, vaikka tällä ei ole projektissamme mitään merkitystä, palvelin lentää stratosfäärissä liian lyhyen aikaa, eikä tausta ole siellä yhtä korkealla kuin ISS:llä.
Viestien lähettämisen lisäksi , voit osallistua kilpailuun ja arvata, mihin luotain laskeutuu. Pääpalkintona on matka Baikonuriin miehitetyn Sojuz-MS-13-avaruusaluksen laukaisua varten.
Lähde: will.com