พรุ่งนี้เราจะส่งเซิร์ฟเวอร์ของเราขึ้นสู่ชั้นสตราโตสเฟียร์ ระหว่างการบิน บอลลูนจะเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต บันทึกและส่งข้อมูลวิดีโอและข้อมูลโทรมาตรมายังโลก เราได้เขียนถึงเรื่องนี้หลายครั้งแล้วว่าเราจะแบ่งปันรายละเอียดทางเทคนิคของโครงการ "ศูนย์ข้อมูลอวกาศ" ของเรา (เดิมชื่อ "") เราสัญญา—เราจะรักษามันไว้! ด้านล่างของส่วนที่ตัดคือฮาร์ดแวร์และโค้ดจำนวนหนึ่ง
เว็บเซิร์ฟเวอร์
แม้แต่ในโครงการ "เซิร์ฟเวอร์ในเมฆ" ก่อนหน้านี้ เมื่อเราขึ้นบอลลูนลมร้อนเต็มรูปแบบพร้อมลูกเรือสองคน การใช้เซิร์ฟเวอร์เต็มรูปแบบพร้อมชุดแบตเตอรี่ก็ถือว่าไม่เหมาะนัก และตอนนี้เรากำลังพูดถึงบอลลูนสตราโตสเฟียร์ขนาดเล็กที่จะขึ้นไปได้ 30 กิโลเมตรแทนที่จะเป็น 1 กิโลเมตร ดังนั้นเราจึงเลือกใช้ Raspberry Pi ตัวเดียวกันกับเว็บเซิร์ฟเวอร์ ไมโครคอมพิวเตอร์นี้จะสร้างหน้า HTML และแสดงผลบนจอแสดงผลแยกต่างหาก
การเชื่อมต่อดาวเทียม
นอกจาก Raspberry Pi แล้ว ยังมีโมเด็มจากเครือข่ายการสื่อสารผ่านดาวเทียม Iridium และ Globalstar อีกด้วย อย่างที่คุณอาจจำได้ เราวางแผนที่จะเพิ่มโมเด็มจากเครือข่าย Gonets ในประเทศเข้าไปด้วย แต่เราไม่มีเวลารับข้อมูลทันเวลา เราจึงจะส่งไปในเที่ยวบินถัดไป เว็บเซิร์ฟเวอร์จะรับข้อความของคุณผ่านโมเด็มดาวเทียม ซึ่งสามารถส่งไปยัง ข้อความเหล่านี้จะถูกส่งไปยัง Raspberry Pi ซึ่งจะจัดคิวข้อความและแสดงบนหน้า HTML
สำคัญ: ข้อความภาษารัสเซียมีความยาวสูงสุด 58 ตัวอักษร (รวมช่องว่าง) หากข้อความยาวเกินไป ข้อความจะถูกตัดทอนในระหว่างการส่ง นอกจากนี้ อักขระพิเศษทั้งหมดจะถูกลบออกจากข้อความ เช่น: /+$%&;''""<>n และสิ่งที่ชอบ
เนื่องจาก Raspberry Pi มีพอร์ต UART เพียงพอร์ตเดียว เราจึงเชื่อมต่อโมเด็มดาวเทียมผ่านฮับตัวกลางซึ่งจะรวบรวมข้อมูลจากโมเด็มและส่งไปยัง Raspberry Pi
โมเด็มวิทยุ
เว็บเซิร์ฟเวอร์ไม่เพียงแต่จะแสดงข้อความทั้งหมดที่ได้รับจากคุณบนหน้าจอเท่านั้น แต่ยังส่งข้อความเหล่านั้นมายังโลกผ่านโมเด็มวิทยุ LoRa อีกด้วย นี่คือวิธีที่เราต้องการทดสอบแนวคิดการกระจายอินเทอร์เน็ตจากชั้นสตราโตสเฟียร์ (ซึ่งถือเป็นการยกย่องโครงการ Google Loon) แน่นอนว่าบอลลูนสตราโตสเฟียร์ของเราไม่ใช่เครื่องทวนสัญญาณการสื่อสารที่สมบูรณ์แบบ แต่ถึงแม้ความสามารถของมันจะเพียงพอสำหรับการส่งข้อมูลที่เสถียรโดยไม่สูญเสียข้อมูลจำนวนมาก ระบบเฉพาะทางก็สามารถจัดการการกระจายอินเทอร์เน็ตจากอวกาศได้อย่างแน่นอน
มาตรทางไกล
เรายังวางแผนที่จะแสดงข้อมูลการวัดระยะไกลในหน้า HTML เดียวกันด้วย Raspberry Pi จะได้รับข้อมูลดังกล่าวจากตัวควบคุมการบินแยกต่างหาก
ระบบจะสำรวจเซ็นเซอร์ต่างๆ ซึ่งสามารถติดตั้งได้ทั้งภายในและภายนอกตัวเครื่อง รวบรวมข้อมูล จัดระเบียบ และส่งข้อมูลในรูปแบบที่สะดวกต่อการใช้งาน ในกรณีของเรา ระบบจะขอข้อมูลจาก Raspberry Pi เราจะบันทึกความดัน ความสูง พิกัด GPS ความเร็วแนวตั้งและแนวนอน และอุณหภูมิ
ข้อมูลจากตัวควบคุมการบินจะถูกส่งเป็นสตริงยาวซึ่งจะได้รับการประมวลผลโดยใช้โค้ดนี้:
$str = 'N:647;T:10m55s;MP.Stage:0;MP.Alt:49;MP.VSpeed:0.0;MP.AvgVSpeed:0.0;Baro.Press:1007.06;Baro.Alt:50;Baro.Temp:35.93;GPS.Coord:N56d43m23s,E37d55m68s;GPS.Home:N56d43m23s,E37d55m68s;Dst:5;GPS.HSpeed:0;GPS.Course:357;GPS.Time:11h17m40s;GPS.Date:30.07.2018;DS.Temp:[fc]=33.56;Volt:5.19,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00';
parse_str(strtr($str, [
':' => '=',
';' => '&'
]), $result);
print_r($result);จะถูกแปลงเป็นอาร์เรย์ในรูปแบบที่สะดวกต่อการแสดงผล:
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
)เราจะส่งข้อมูลโทรมาตรมายังโลกพร้อมกับข้อความของคุณ เพื่อจุดประสงค์นี้ เราจะติดตั้งสถานีรับสัญญาณ ณ ฐานปล่อยจรวด
จอแสดงผลและกล้อง
เพื่อให้แน่ใจว่าเซิร์ฟเวอร์รับข้อความของคุณผ่านดาวเทียมจริง ๆ และอยู่ในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์จริง ๆ ไม่ใช่แค่นั่งอยู่ในออฟฟิศ เราจึงตัดสินใจแสดงข้อความจากระบบโทรมาตรทั้งหมดบนหน้าจอที่บันทึกโดย GoPro เรามีเวลาเตรียมโปรเจกต์น้อยมาก (แล้วจะมีเวลาพอเมื่อไหร่กัน?!) เราจึงละทิ้งความยุ่งยากของ AliExpress และหัวแร้ง แล้วเลือกใช้อุปกรณ์สำเร็จรูปแทน ซึ่งเพียงพอต่อความต้องการของเรามากเกินพอ เราจะเชื่อมต่อหน้าจอเข้ากับ Raspberry Pi ผ่าน HDMI
เราวางแผนที่จะออกอากาศวิดีโอจาก GoPro ผ่านช่องสัญญาณวิทยุแยกต่างหาก แต่ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าระบบจะทำงานอย่างไร เนื่องจากเมฆปกคลุมต่ำอาจทำให้ระยะการสื่อสารลดลงอย่างมาก อย่างไรก็ตาม หลังจากที่เราพบบอลลูนที่ลงจอดแล้ว เราจะโพสต์วิดีโอจากกล้อง และคุณจะเห็นข้อความทั้งหมดที่ "ศูนย์ข้อมูลก่อนอวกาศ" ของเราได้รับและอยู่สูงแค่ไหน ข้อมูลทางไกลจะแสดงในหน้า HTML เดียวกัน และจะเห็นขอบฟ้าบางส่วน
อาหาร
ความสวยงามทั้งหมดนี้ขับเคลื่อนด้วยชุดแบตเตอรี่ลิเธียม 3S4B ซึ่งมีสามชุดต่ออนุกรมและสี่ชุดต่อขนาน ความจุรวมอยู่ที่ประมาณ 14 Ah ที่ 12 V เราประเมินว่าน่าจะเพียงพอ แต่หลังจากประกอบเสร็จแล้ว เราจะวัดปริมาณการใช้จริงและเพิ่มแบตเตอรี่หากจำเป็น
เพิ่มสัญญาณ GPS ทั้งหมดนี้เข้าไป ซึ่งเราจะใช้ระบุตำแหน่งของบอลลูนที่ลงจอด และส่วนปิดสนิทนี้จะทำหน้าที่เป็น "บ้าน" สำหรับเซิร์ฟเวอร์และอุปกรณ์อื่นๆ
มันจะช่วยปกป้องอุปกรณ์ที่บอบบางจากความผันผวนของอุณหภูมิและความดัน นอกจากนี้ยังช่วยลดปริมาณรังสี แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่เกี่ยวข้องกับโครงการของเราก็ตาม เซิร์ฟเวอร์จะไม่บินอยู่ในชั้นสตราโตสเฟียร์นานนัก และรังสีพื้นหลังที่นั่นก็ไม่สูงเท่ากับบนสถานีอวกาศนานาชาติ
นอกจากการส่งข้อความไปยัง คุณสามารถเข้าร่วมการแข่งขันและทายตำแหน่งลงจอดของยานสำรวจได้ รางวัลใหญ่คือทริปไปไบโคนูร์เพื่อส่งยานอวกาศโซยุซ-เอ็มเอส-13 ที่มีมนุษย์ควบคุม
ที่มา: will.com
