Mâine vom trimite serverul nostru în stratosferă. În timpul zborului, balonul stratosferic va distribui internetul, va filma și va transmite date video și telemetrie la sol. Am scris de mai multe ori că vom vorbi despre partea tehnică a proiectului nostru „Space Data Center” (răspuns anterior la numele „"). Am promis - livrăm! Sub tăietură există o mână de piese hardware și cod.
server web
Chiar și în proiectul anterior „Server in the Clouds”, când am urcat într-un balon cu drepturi depline cu un echipaj de două persoane, luarea cu noi a unui server cu drepturi depline cu un ansamblu de baterie nu era, să spunem, deloc rațional. Și acum vorbim despre un mic balon stratosferic, care va trebui să urce 30 km, nu 1. Prin urmare, am ales același Raspberry Pi ca server web. Acest microcomputer va genera o pagină HTML și o va afișa pe un afișaj separat.
Conexiune prin satelit
Pe lângă Raspberry, la bord vor zbura modemuri din rețelele de comunicații prin satelit Iridium și Globalstar. După cum vă amintiți, am plănuit să adăugăm un modem pentru rețeaua Gonets internă companiei lor, dar nu am avut timp să-l primim în avans, așa că îl vom trimite la următorul zbor. Prin modemurile satelit, serverul web va primi mesajele dvs., care pot fi trimise către . Aceste mesaje vor fi transmise către Raspberry Pi, care le va pune în coadă și le va afișa pe o pagină HTML.
Punct important: limita de lungime a unui mesaj text în limba rusă este de 58 de caractere (inclusiv spații). Dacă mesajul este mai lung, acesta va fi întrerupt în timpul transmiterii. De asemenea, toate caracterele speciale vor fi tăiate din text, de exemplu, /+$%&;''""<>n și altele asemenea.
Deoarece Raspberry Pi are un singur port UART, vom conecta modemurile satelit printr-un hub intermediar, care va colecta date de la modemuri și le va trimite către Raspberry Pi.
Modem radio
Serverul web nu numai că va afișa toate mesajele primite de la dvs. pe afișaj, dar le va transmite și către Pământ prin intermediul unui modem radio LoRa. Așa că vrem să testăm ideea de a distribui Internetul din stratosferă (un tribut adus proiectului Google Loon). Desigur, balonul nostru stratosferic nu este un repetor de comunicații cu drepturi depline, dar chiar dacă capacitățile sale sunt suficiente pentru o transmisie stabilă de date, fără pierderi mari de informații, atunci sistemele specializate vor face față cu siguranță distribuirii Internetului din pre-spațiu.
telemetrie
În plus, intenționăm să afișăm datele de telemetrie pe aceeași pagină HTML. Raspberry Pi le va lua de la un controler de zbor separat.
Interogează diverși senzori care pot fi plasați atât în interiorul, cât și în exteriorul cutiei ermetice hardware, colectează informațiile într-o grămadă, le pieptănează și le oferă într-o formă convenabilă celor care solicită. În cazul nostru, va cere Raspberry Pi. Vom înregistra presiunea, altitudinea, coordonatele GPS, viteza și temperatura pe verticală și orizontală.
Datele de la controlorul de zbor sunt transmise în linii lungi, care este apoi, folosind acest cod:
$str = 'N:647;T:10m55s;MP.Stage:0;MP.Alt:49;MP.VSpeed:0.0;MP.AvgVSpeed:0.0;Baro.Press:1007.06;Baro.Alt:50;Baro.Temp:35.93;GPS.Coord:N56d43m23s,E37d55m68s;GPS.Home:N56d43m23s,E37d55m68s;Dst:5;GPS.HSpeed:0;GPS.Course:357;GPS.Time:11h17m40s;GPS.Date:30.07.2018;DS.Temp:[fc]=33.56;Volt:5.19,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00';
parse_str(strtr($str, [
':' => '=',
';' => '&'
]), $result);
print_r($result);se transformă într-o matrice într-o formă convenabilă pentru afișare:
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
)De asemenea, vom difuza date de telemetrie pe Pământ împreună cu mesajele dvs. Pentru a face acest lucru, vom instala o stație de recepție la locul de lansare.
Afișaj și cameră
Pentru a vă asigura că serverul vă primește efectiv mesajele prin intermediul comunicațiilor prin satelit și că a zburat efectiv în stratosferă și nu se află în biroul nostru, am decis să afișam toate mesajele cu telemetrie pe un afișaj care va fi capturat de către o GoPro. A fost puțin timp pentru pregătirea proiectului (cum poate fi vreodată mult?!), așa că nu ne-am deranjat cu Aliexpress și un fier de lipit, ci am luat un dispozitiv gata făcut. Este mai mult decât suficient pentru nevoile noastre. Vom conecta display-ul la Raspberry prin HDMI.
De asemenea, intenționăm să difuzăm videoclipuri de la GoPro printr-un canal radio separat, dar încă nu se știe cum va funcționa - poate că norii joase vor reduce foarte mult raza de comunicare. Dar, în orice caz, după ce vom găsi balonul stratosferic aterizat, vom posta un videoclip de la cameră și puteți vedea singur ce mesaje a primit „centrul nostru de date pre-spațial” și la ce altitudine a urcat - va fi afișată telemetria în aceeași pagină HTML, În plus, o bucată din orizont va fi vizibilă.
Alimente
Toată frumusețea descrisă mai sus va fi alimentată de un ansamblu de baterii cu litiu asamblate conform circuitului 3S4B - trei în serie, patru în paralel. Capacitatea totală este de aproximativ 14 Ah la o tensiune de 12 V. Conform estimărilor noastre, acest lucru ar trebui să fie suficient, dar după asamblarea finală, desigur, vom măsura consumul real și, dacă este necesar, vom adăuga mai multe baterii.
Adăugați la toate acestea balize GPS, pe care le vom folosi pentru a căuta balonul stratosferic aterizat. Și cutia ermetică va fi „casa” pentru server și alte dispozitive.
Va proteja echipamentele delicate de schimbările de temperatură și presiune. În același timp, va reduce și doza de radiații, deși acest lucru nu joacă niciun rol pentru proiectul nostru, serverul va zbura în stratosferă pentru un timp prea scurt, iar fundalul acolo nu este la fel de mare ca pe ISS.
Pe lângă trimiterea de mesaje către , puteți participa la o competiție și puteți ghici unde va ateriza sonda. Premiul principal este o călătorie la Baikonur pentru lansarea navei spațiale cu echipaj Soyuz-MS-13.
Sursa: www.habr.com