Besok kami akan mengirimkan server kami ke stratosfer. Selama penerbangan, balon stratosfer akan mendistribusikan Internet, merekam dan mengirimkan data video dan telemetri ke darat. Kami menulis beberapa kali bahwa kami akan membicarakan sisi teknis dari proyek kami “Pusat Data Luar Angkasa” (sebelumnya menjawab nama “"). Kami berjanji - kami memberikannya! Di bawah potongan ada beberapa perangkat keras dan kode.
server web
Bahkan dalam proyek “Server di Awan” sebelumnya, ketika kami naik dengan balon penuh dengan dua awak, membawa serta server lengkap dengan rakitan baterai, katakanlah, tidak rasional. Dan sekarang kita berbicara tentang balon stratosfer kecil, yang harus mendaki sejauh 30 km, bukan 1. Oleh karena itu, kami memilih Raspberry Pi yang sama sebagai server web. Komputer mikro ini akan menghasilkan halaman HTML dan menampilkannya pada tampilan terpisah.
Koneksi satelit
Selain Raspberry, modem dari jaringan komunikasi satelit Iridium dan Globalstar akan terbang. Seperti yang Anda ingat, kami berencana menambahkan modem untuk jaringan Gonets domestik ke perusahaan mereka, tetapi kami tidak punya waktu untuk menerimanya terlebih dahulu, jadi kami akan mengirimkannya pada penerbangan berikutnya. Melalui modem satelit, server web akan menerima pesan Anda, yang dapat dikirimkan ke . Pesan-pesan ini akan dikirim ke Raspberry Pi, yang akan mengantrinya dan menampilkannya pada halaman HTML.
Poin penting: batas panjang pesan teks dalam bahasa Rusia adalah 58 karakter (termasuk spasi). Jika pesannya lebih panjang, maka akan terpotong selama transmisi. Selain itu, semua karakter khusus akan dipotong dari teks, misalnya, /+$%&;''""<>n dan sejenisnya.
Karena Raspberry Pi hanya memiliki satu port UART, kami akan menghubungkan modem satelit melalui hub perantara, yang akan mengumpulkan data dari modem dan mengirimkannya ke Raspberry Pi.
Modem radio
Server web tidak hanya akan menampilkan semua pesan yang diterima dari Anda di layar, tetapi juga mengirimkannya ke Bumi melalui modem radio LoRa. Jadi kami ingin menguji ide mendistribusikan Internet dari stratosfer (penghargaan untuk proyek Google Loon). Tentu saja, balon stratosfer kita bukanlah pengulang komunikasi yang lengkap, tetapi meskipun kemampuannya cukup untuk transmisi data yang stabil, tanpa kehilangan informasi yang besar, maka sistem khusus pasti akan mengatasi pendistribusian Internet dari luar angkasa.
Telemetri
Selain itu, kami berencana menampilkan data telemetri pada halaman HTML yang sama. Raspberry Pi akan mengambilnya dari pengontrol penerbangan terpisah.
Ia menginterogasi berbagai sensor yang dapat ditempatkan baik di dalam maupun di luar kotak kedap udara perangkat keras, mengumpulkan informasi dalam tumpukan, menyisirnya dan memberikannya dalam bentuk yang nyaman bagi mereka yang bertanya. Dalam kasus kami, ia akan meminta Raspberry Pi. Kami akan mencatat tekanan, ketinggian, koordinat GPS, kecepatan dan suhu vertikal dan horizontal.
Data dari pengontrol penerbangan ditransmisikan dalam antrean panjang, yang kemudian menggunakan kode ini:
$str = 'N:647;T:10m55s;MP.Stage:0;MP.Alt:49;MP.VSpeed:0.0;MP.AvgVSpeed:0.0;Baro.Press:1007.06;Baro.Alt:50;Baro.Temp:35.93;GPS.Coord:N56d43m23s,E37d55m68s;GPS.Home:N56d43m23s,E37d55m68s;Dst:5;GPS.HSpeed:0;GPS.Course:357;GPS.Time:11h17m40s;GPS.Date:30.07.2018;DS.Temp:[fc]=33.56;Volt:5.19,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00';
parse_str(strtr($str, [
':' => '=',
';' => '&'
]), $result);
print_r($result);berubah menjadi array dalam bentuk yang nyaman untuk ditampilkan:
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
)Kami juga akan menyiarkan data telemetri ke Bumi bersama dengan pesan Anda. Untuk melakukan ini, kami akan mengerahkan stasiun penerima di lokasi peluncuran.
Tampilan dan kamera
Agar Anda dapat memastikan bahwa server benar-benar menerima pesan Anda melalui komunikasi satelit, dan benar-benar terbang ke stratosfer dan tidak berdiri di kantor kami, kami memutuskan untuk menampilkan semua pesan dengan telemetri pada tampilan yang akan ditangkap oleh sebuah GoPro. Hanya ada sedikit waktu untuk mempersiapkan proyek (bagaimana bisa ada banyak?!), jadi kami tidak repot dengan Aliexpress dan besi solder, melainkan mengambil perangkat yang sudah jadi. Itu lebih dari cukup untuk kebutuhan kita. Kami akan menghubungkan layar ke Raspberry melalui HDMI.
Kami juga berencana untuk menyiarkan video dari GoPro melalui saluran radio terpisah, namun cara kerjanya masih belum diketahui - mungkin awan rendah akan sangat mengurangi jangkauan komunikasi. Namun bagaimanapun juga, setelah kami menemukan balon stratosfer yang mendarat, kami akan memposting video dari kamera dan Anda dapat melihat sendiri pesan apa yang diterima "pusat data pra-ruang angkasa" kami dan ketinggian berapa yang naik - telemetri akan ditampilkan di halaman HTML yang sama, Selain itu, sebagian cakrawala akan terlihat.
Makanan
Semua keindahan yang dijelaskan di atas akan ditenagai oleh rakitan baterai litium yang dirangkai sesuai dengan sirkuit 3S4B - tiga seri, empat paralel. Kapasitas totalnya sekitar 14 Ah pada tegangan 12 V. Menurut perkiraan kami, ini sudah cukup, tetapi setelah perakitan akhir, tentu saja, kami akan mengukur konsumsi sebenarnya, dan jika perlu, menambahkan lebih banyak baterai.
Tambahkan ke semua ini suar GPS, yang akan kita gunakan untuk mencari balon stratosfer yang mendarat. Dan kotak kedap udara tersebut akan menjadi “rumah” bagi server dan perangkat lainnya.
Ini akan melindungi peralatan halus dari perubahan suhu dan tekanan. Pada saat yang sama, ini juga akan mengurangi dosis radiasi, meskipun hal ini tidak berperan apa pun untuk proyek kami, server akan terbang di stratosfer untuk waktu yang terlalu singkat, dan latar belakang di sana tidak setinggi di ISS.
Selain mengirim pesan ke , Anda dapat mengikuti kompetisi dan menebak di mana wahana tersebut akan mendarat. Hadiah utamanya adalah perjalanan ke Baikonur untuk peluncuran pesawat ruang angkasa berawak Soyuz-MS-13.
Sumber: www.habr.com