Yarın sunucumuzu stratosfere göndereceğiz. Uçuş sırasında stratosferik balon interneti dağıtacak, video ve telemetri verilerini çekecek ve yere iletecek. “Uzay Veri Merkezi” projemizin teknik yönünden bahsedeceğimizi birkaç kez yazdık (daha önce “ismine cevap vermiştik”"). Söz verdik - yerine getiriyoruz! Kesimin altında bir avuç donanım ve kod parçası var.
Web sunucusu
Daha önceki “Bulutlardaki Sunucu” projesinde bile, iki kişilik bir ekiple tam teşekküllü bir balonla yükseldiğimizde, yanımıza pil tertibatlı tam teşekküllü bir sunucuyu götürmek, diyelim ki, rasyonel değildi. Ve şimdi 30 değil 1 km tırmanması gereken küçük bir stratosferik balondan bahsediyoruz. Bu nedenle web sunucusu olarak aynı Raspberry Pi'yi seçtik. Bu mikro bilgisayar bir HTML sayfası oluşturacak ve onu ayrı bir ekranda görüntüleyecektir.
Uydu haberleşme
Gemide Raspberry'nin yanı sıra Iridium ve Globalstar uydu iletişim ağlarından gelen modemler de uçacak. Hatırlayacağınız gibi şirketlerine yurt içi Gonets ağı için modem eklemeyi planlamıştık ancak önceden almaya vaktimiz olmadığından bir sonraki uçuşta göndereceğiz. Uydu modemleri aracılığıyla web sunucusu, gönderebileceğiniz mesajlarınızı alacaktır. . Bu mesajlar, onları sıraya koyacak ve bir HTML sayfasında görüntüleyecek olan Raspberry Pi'ye iletilecektir.
Önemli nokta: Rusça kısa mesajın uzunluğuna ilişkin sınır 58 karakterdir (boşluklar dahil). Mesaj daha uzunsa iletim sırasında kesilecektir. Ayrıca metindeki tüm özel karakterler kesilecektir; örneğin, /+$%&;''""<>n ve benzerleri.
Raspberry Pi'de yalnızca bir UART bağlantı noktası bulunduğundan uydu modemlerini, modemlerden veri toplayacak ve Raspberry Pi'ye gönderecek bir ara hub aracılığıyla bağlayacağız.
Radyo modemi
Web sunucusu yalnızca sizden alınan tüm mesajları ekranda görüntülemekle kalmayacak, aynı zamanda bunları bir LoRa radyo modemi aracılığıyla Dünya'ya iletecektir. Bu nedenle, İnternet'i stratosferden dağıtma fikrini (Google Loon projesine bir övgü) test etmek istiyoruz. Elbette stratosferik balonumuz tam teşekküllü bir iletişim tekrarlayıcı değildir, ancak yetenekleri büyük bilgi kayıpları olmadan istikrarlı veri iletimi için yeterli olsa bile, o zaman özel sistemler İnternet'i ön uzaydan dağıtmakla kesinlikle başa çıkacaktır.
telemetri
Ayrıca telemetri verilerini de aynı HTML sayfasında görüntülemeyi planlıyoruz. Raspberry Pi bunları ayrı bir uçuş kontrol cihazından alacak.
Donanım hermetik kutusunun hem içine hem de dışına yerleştirilebilen çeşitli sensörleri sorgular, bilgileri bir yığın halinde toplar, tarayıp soranlara uygun bir biçimde verir. Bizim durumumuzda Raspberry Pi isteyecektir. Basıncı, yüksekliği, GPS koordinatlarını, dikey ve yatay hızı ve sıcaklığı kaydedeceğiz.
Uçuş kontrolöründen gelen veriler uzun hatlar halinde iletilir ve bu durumda şu kod kullanılır:
$str = 'N:647;T:10m55s;MP.Stage:0;MP.Alt:49;MP.VSpeed:0.0;MP.AvgVSpeed:0.0;Baro.Press:1007.06;Baro.Alt:50;Baro.Temp:35.93;GPS.Coord:N56d43m23s,E37d55m68s;GPS.Home:N56d43m23s,E37d55m68s;Dst:5;GPS.HSpeed:0;GPS.Course:357;GPS.Time:11h17m40s;GPS.Date:30.07.2018;DS.Temp:[fc]=33.56;Volt:5.19,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00';
parse_str(strtr($str, [
':' => '=',
';' => '&'
]), $result);
print_r($result);görüntülemeye uygun bir biçimde bir diziye dönüştürün:
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
)Mesajlarınızla birlikte telemetri verilerini de Dünya'ya yayınlayacağız. Bunu yapmak için fırlatma alanına bir alıcı istasyon yerleştireceğiz.
Ekran ve kamera
Sunucunun mesajlarınızı uydu iletişimi yoluyla aldığından ve aslında stratosfere uçtuğundan ve ofisimizde durmadığından emin olabilmeniz için, tüm mesajları telemetri ile yakalanacak bir ekranda görüntülemeye karar verdik. bir GoPro. Projeyi hazırlamak için çok az zaman vardı (nasıl bu kadar çok olabilir ki?!), bu yüzden Aliexpress ve bir lehim havyasıyla uğraşmadık, bunun yerine hazır bir cihaz aldık. İhtiyaçlarımız için fazlasıyla yeterli. Ekranı HDMI aracılığıyla Raspberry'e bağlayacağız.
Ayrıca GoPro'dan ayrı bir radyo kanalı aracılığıyla video yayınlamayı planlıyoruz, ancak bunun nasıl çalışacağı hala bilinmiyor - belki de alçak bulutlar iletişim aralığını büyük ölçüde azaltacaktır. Ancak her durumda, yere inen stratosferik balonu bulduktan sonra, kameradan bir video yayınlayacağız ve "uzay öncesi veri merkezimizin" hangi mesajları aldığını ve hangi yüksekliğe tırmandığını kendiniz görebilirsiniz - telemetri görüntülenecektir Aynı HTML sayfasında ayrıca ufkun bir parçası da görünür olacaktır.
Gıda
Yukarıda açıklanan tüm güzellikler, üçü seri, dördü paralel olmak üzere 3S4B devresine göre monte edilmiş bir lityum pil grubu tarafından çalıştırılacak. Toplam kapasite 14 V voltajda yaklaşık 12 Ah'dir. Tahminlerimize göre bu yeterli olmalı ancak son montajdan sonra elbette gerçek tüketimi ölçeceğiz ve gerekirse daha fazla pil ekleyeceğiz.
Tüm bunlara, yere inen stratosferik balonu aramak için kullanacağımız GPS işaretçilerini de ekleyin. Ve hermetik kutu, sunucu ve diğer cihazlar için “ev” olacaktır.
Hassas ekipmanı sıcaklık ve basınç değişikliklerinden koruyacaktır. Aynı zamanda radyasyon dozunu da azaltacaktır, ancak bu bizim projemiz için herhangi bir rol oynamasa da, sunucu stratosferde çok kısa bir süre uçacak ve oradaki arka plan ISS'deki kadar yüksek değil.
Mesaj göndermenin yanı sıra , bir yarışmaya katılabilir ve sondanın nereye ineceğini tahmin edebilirsiniz. Ana ödül, Soyuz-MS-13 insanlı uzay aracının fırlatılması için Baykonur'a yapılacak bir gezi.
Kaynak: habr.com
