Sutra ćemo poslati naš server u stratosferu. Stratosferski balon će tijekom leta distribuirati internet, snimati i prenositi video i telemetrijske podatke na zemlju. Nekoliko puta smo pisali da ćemo razgovarati o tehničkoj strani našeg projekta “Svemirski podatkovni centar” (prethodno odgovarao na naziv “"). Obećali smo - isporučujemo! Ispod izreza nalazi se pregršt dijelova hardvera i koda.
Web poslužitelj
Čak iu prethodnom projektu "Poslužitelj u oblacima", kada smo se uzdigli u punom balonu s posadom od dvoje ljudi, ponijeti sa sobom punopravni poslužitelj s baterijskim sklopom, recimo, nije bilo racionalno. A sada govorimo o malom stratosferskom balonu, koji će se morati penjati 30 km, a ne 1. Stoga smo odabrali isti Raspberry Pi kao web poslužitelj. Ovo mikroračunalo će generirati HTML stranicu i prikazati je na zasebnom zaslonu.
Satelitska veza
Osim Raspberryja, na brodu će letjeti modemi satelitskih komunikacijskih mreža Iridium i Globalstar. Kao što se sjećate, planirali smo njihovoj tvrtki dodati modem za domaću Gonets mrežu, ali nismo ga stigli unaprijed primiti, pa ćemo ga poslati sljedećim letom. Preko satelitskih modema, web poslužitelj će primati vaše poruke, koje možete poslati na . Te će se poruke prenijeti na Raspberry Pi, koji će ih staviti u red i prikazati na HTML stranici.
Važna točka: ograničenje duljine tekstualne poruke na ruskom je 58 znakova (uključujući razmake). Ako je poruka duža, bit će prekinuta tijekom prijenosa. Također, iz teksta će biti izrezani svi posebni znakovi, npr. /+$%&;''""<>n i slično.
Budući da Raspberry Pi ima samo jedan UART priključak, spojit ćemo satelitske modeme preko posredničkog huba, koji će prikupljati podatke s modema i slati ih Raspberry Piju.
Radio modem
Web poslužitelj ne samo da će prikazati sve poruke primljene od vas na zaslonu, već će ih i poslati na Zemlju putem LoRa radio modema. Stoga želimo testirati ideju o distribuciji interneta iz stratosfere (počast projektu Google Loon). 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 sustavi definitivno nositi s distribucijom interneta iz prasvemira.
telemetrija
Osim toga, planiramo prikazati telemetrijske podatke na istoj HTML stranici. Raspberry Pi će ih uzeti iz zasebnog kontrolera leta.
Ispituje različite senzore koji se mogu smjestiti unutar i izvan hardverske hermetičke kutije, prikuplja informacije na hrpu, pročešljava ih i daje u prikladnom obliku onima koji traže. U našem slučaju, tražit će Raspberry Pi. Bilježit ćemo tlak, nadmorsku visinu, GPS koordinate, vertikalnu i horizontalnu brzinu i temperaturu.
Podaci s kontrolera leta prenose se u dugim linijama, a zatim pomoću ovog koda:
$str = 'N:647;T:10m55s;MP.Stage:0;MP.Alt:49;MP.VSpeed:0.0;MP.AvgVSpeed:0.0;Baro.Press:1007.06;Baro.Alt:50;Baro.Temp:35.93;GPS.Coord:N56d43m23s,E37d55m68s;GPS.Home:N56d43m23s,E37d55m68s;Dst:5;GPS.HSpeed:0;GPS.Course:357;GPS.Time:11h17m40s;GPS.Date:30.07.2018;DS.Temp:[fc]=33.56;Volt:5.19,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00';
parse_str(strtr($str, [
':' => '=',
';' => '&'
]), $result);
print_r($result);pretvoriti u niz u obliku pogodnom 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 emitirati telemetrijske podatke na Zemlju zajedno s vašim porukama. Da bismo to učinili, postavit ćemo prihvatnu stanicu na mjesto lansiranja.
Zaslon i kamera
Kako biste se uvjerili da server stvarno prima vaše poruke putem satelitske komunikacije, te da je stvarno odletio u stratosferu i ne stoji u našem uredu, odlučili smo prikazati sve poruke telemetrijom na displeju koji će snimati GoPro. Bilo je malo vremena za pripremu projekta (kako ga može biti puno?!), pa se nismo zamarali Aliexpressom i lemilom, već smo uzeli gotov uređaj. To je više nego dovoljno za naše potrebe. Zaslon ćemo spojiti na Raspberry preko HDMI-ja.
Također planiramo emitirati video iz GoPro-a putem zasebnog radijskog kanala, ali još uvijek nije poznato kako će to funkcionirati - možda će niski oblaci uvelike smanjiti domet komunikacije. Ali u svakom slučaju, nakon što pronađemo sletili stratosferski balon, objavit ćemo video s kamere i sami možete vidjeti kakve je poruke primao naš “predsvemirski podatkovni centar” i na koju se visinu popeo - bit će prikazana telemetrija na istoj HTML stranici, Osim toga, bit će vidljiv dio horizonta.
Hrana
Sva gore opisana ljepota napajat će se sklopom litijevih baterija sastavljenih prema 3S4B krugu - tri u seriji, četiri paralelno. Ukupni kapacitet je oko 14 Ah pri naponu od 12 V. Prema našim procjenama to bi trebalo biti dovoljno, no nakon završne montaže, naravno, izmjerit ćemo stvarnu potrošnju, te po potrebi dodati još baterija.
Svemu ovome dodajte GPS signale, pomoću kojih ćemo tražiti sletio stratosferski balon. A hermetička kutija bit će "kuća" za poslužitelj i druge uređaje.
Zaštitit će osjetljivu opremu od promjena temperature i tlaka. Istovremeno će smanjiti i dozu zračenja, iako to za naš projekt ne igra nikakvu ulogu, server će prekratko letjeti u stratosferi, a pozadina tamo nije tako visoka kao na ISS-u.
Osim slanja poruka na , možete sudjelovati u natjecanju i pogoditi gdje će sonda sletjeti. Glavna nagrada je putovanje u Bajkonur na lansiranje svemirske letjelice Soyuz-MS-13 s ljudskom posadom.
Izvor: www.habr.com