I morgen sender vi serveren vÄr inn i stratosfÊren. Under flyturen vil den stratosfÊriske ballongen distribuere Internett, skyte og overfÞre video- og telemetridata til bakken. Vi skrev flere ganger at vi ville snakke om den tekniske siden av prosjektet vÄrt "Space Data Center" (svarte tidligere pÄ navnet ""). Vi lovet - vi leverer! Under kuttet er det en hÄndfull biter av maskinvare og kode.
Internett server
Selv i det forrige "Server in the Clouds"-prosjektet, da vi steg opp i en fullverdig ballong med et mannskap pĂ„ to personer, var det, la oss si, ikke rasjonelt Ă„ ta med oss ââen fullverdig server med en batterienhet. Og nĂ„ snakker vi om en liten stratosfĂŠrisk ballong, som mĂ„ klatre 30 km, ikke 1. Derfor valgte vi samme Raspberry Pi som webserver. Denne mikrodatamaskinen vil generere en HTML-side og vise den pĂ„ en separat skjerm.
Satellittforbindelse
I tillegg til Raspberry vil modemer fra Iridium og Globalstar satellittkommunikasjonsnettverk fly om bord. Som du husker, planla vi Ä legge til et modem for det innenlandske Gonets-nettverket til selskapet deres, men vi hadde ikke tid til Ä motta det pÄ forhÄnd, sÄ vi sender det pÄ neste fly. Gjennom satellittmodem vil webserveren motta meldingene dine, som kan sendes til . Disse meldingene vil bli overfÞrt til Raspberry Pi, som setter dem i kÞ og viser dem pÄ en HTML-side.
Viktig punkt: grensen for lengden pÄ en tekstmelding pÄ russisk er 58 tegn (inkludert mellomrom). Hvis meldingen er lengre, kuttes den under overfÞringen. Dessuten vil alle spesialtegn kuttes ut fra teksten, for eksempel /+$%&;''""<>n o.l.
Siden Raspberry Pi kun har Ă©n UART-port, vil vi koble satellittmodemene gjennom en mellomliggende hub, som vil samle inn data fra modemene og sende dem til Raspberry Pi.
Radiomodem
Nettserveren vil ikke bare vise alle meldinger mottatt fra deg pÄ skjermen, men ogsÄ overfÞre dem til jorden via et LoRa radiomodem. SÄ vi Þnsker Ä teste ideen om Ä distribuere Internett fra stratosfÊren (en hyllest til Google Loon-prosjektet). SelvfÞlgelig er vÄr stratosfÊriske ballong ikke en fullverdig kommunikasjonsrepeater, men selv om dens evner er tilstrekkelige for stabil dataoverfÞring, uten store tap av informasjon, vil spesialiserte systemer definitivt takle Ä distribuere Internett fra fÞr-rommet.
Telemetri
I tillegg planlegger vi Ä vise telemetridata pÄ samme HTML-side. Raspberry Pi vil ta dem fra en egen flykontroller.
Den avhÞrer ulike sensorer som kan plasseres bÄde i og utenfor den hermetiske maskinvareboksen, samler informasjonen i en haug, grer den og gir den i en praktisk form til de som spÞr. I vÄrt tilfelle vil den be om Raspberry Pi. Vi vil registrere trykk, hÞyde, GPS-koordinater, vertikal og horisontal hastighet og temperatur.
Dataene fra flygelederen overfĂžres i lange linjer, som deretter bruker denne koden:
$str = 'N:647;T:10m55s;MP.Stage:0;MP.Alt:49;MP.VSpeed:0.0;MP.AvgVSpeed:0.0;Baro.Press:1007.06;Baro.Alt:50;Baro.Temp:35.93;GPS.Coord:N56d43m23s,E37d55m68s;GPS.Home:N56d43m23s,E37d55m68s;Dst:5;GPS.HSpeed:0;GPS.Course:357;GPS.Time:11h17m40s;GPS.Date:30.07.2018;DS.Temp:[fc]=33.56;Volt:5.19,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00';
parse_str(strtr($str, [
':' => '=',
';' => '&'
]), $result);
print_r($result);gjĂžre om til en matrise i en form som er praktisk for visning:
Array
(
[N] => 647
[Đą] => 10m55Đ·
[MP_Stage] => 0
[MP_Alt] => 49
[MP_VSpeed) => 0.0
[MP_AvgVSpeed] => 0.0
[Baro РrДss] => 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] => [fŃ] ĐĐ.56
[Volt] => 5.19, 0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00
)Vi vil ogsÄ kringkaste telemetridata til jorden sammen med meldingene dine. For Ä gjÞre dette vil vi utplassere en mottaksstasjon pÄ oppskytningsstedet.
Display og kamera
For at du skal vÊre sikker pÄ at serveren faktisk mottar meldingene dine via satellittkommunikasjon, og at den faktisk flÞy inn i stratosfÊren og ikke stÄr pÄ kontoret vÄrt, bestemte vi oss for Ä vise alle meldinger med telemetri pÄ en skjerm som vil bli filmet av en GoPro. Det var lite tid til Ä forberede prosjektet (hvordan kan det noen gang bli mye av det?!), sÄ vi brydde oss ikke med Aliexpress og et loddebolt, men tok i stedet en ferdig enhet. Det er mer enn nok for vÄre behov. Vi kobler skjermen til Raspberry via HDMI.
Vi planlegger ogsĂ„ Ă„ sende video fra GoPro via en egen radiokanal, men hvordan det vil fungere er fortsatt ukjent â ââkanskje vil lave skyer redusere kommunikasjonsrekkevidden kraftig. Men i alle fall, etter at vi har funnet den landede stratosfĂŠriske ballongen, vil vi legge ut en video fra kameraet, og du kan selv se hvilke meldinger vĂ„rt "pre-space datacenter" mottok og hvilken hĂžyde det klatret til - telemetrien vil vises i samme HTML-side, I tillegg vil en del av horisonten vĂŠre synlig.
ErnĂŠring
All skjÞnnheten beskrevet ovenfor vil bli drevet av en samling av litiumbatterier satt sammen i henhold til 3S4B-kretsen - tre i serie, fire i parallell. Den totale kapasiteten er ca 14 Ah ved en spenning pÄ 12 V. IfÞlge vÄre estimater skal dette vÊre nok, men etter sluttmonteringen vil vi selvfÞlgelig mÄle det faktiske forbruket, og om nÞdvendig legge til flere batterier.
Legg til alt dette GPS-beacons, som vi vil bruke til Ă„ sĂžke etter den landende stratosfĂŠriske ballongen. Og den hermetiske boksen vil vĂŠre "huset" for serveren og andre enheter.
Det vil beskytte delikat utstyr mot temperatur- og trykkendringer. Samtidig vil det ogsÄ redusere strÄledosen, selv om dette ikke spiller noen rolle for vÄrt prosjekt, serveren vil fly i stratosfÊren for kort tid, og bakgrunnen der er ikke sÄ hÞy som pÄ ISS.
I tillegg til Ă„ sende meldinger til , kan du delta i en konkurranse og gjette hvor sonden vil lande. Hovedpremien er en reise til Baikonur for oppskytingen av det bemannede romfartĂžyet Soyuz-MS-13.
Kilde: www.habr.com
