Witaj gościu, Jeśli czytasz tę wiadomość to znaczy że nie jesteś zarejestrowany. Kliknij i zarejestruj się by w pełni korzystać z wszystkich funkcji naszego forum.

Ocena wątku:
  • 0 głosów - średnia: 0
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Następne misje - Zintegrowany GPS, stacja meteo, nadajnik UKF.
#1
Witam.
Pewnie część z Was zauważyła iż w temacie poświęconemu sprzętowi podstawowemu postanowiłem zbudować zintegrowany logger wszystkiego co się da w miarę możliwości na 1 procesorze.
Na razie w ogólnym zarysie przedstawię jak to widzę na dzień dzisiejszy, czyli jak w polityce, dużo gadania mało konkretów Smile a Wy piszczie co się wam nie podoba, a ja będę to poprawiać, zmieniać i dopisywać szczgóły.
Mam zamiar zrobić układ, na tym co się da dostać w normalnych sklepach, bez wykorzystania cud nowych technologii za duża kasę.
Priorytetami mają być masa, dostępność podzespołów, koszt urządzenia.

1) Anteny:

- zewnętrzna, aktwna GPS z zyskiem 28dB, przyszła, uszczelniona - tak sobie... 4x większa powierzchnia samej anteny niż tej w Larku no i faktycznie widac poprawe w poziomie sygnału.
- zewnętrzna GSM - ze starego telefonu,
- UKF - do nadawania na bieżąco pozycji balonu, 144MHz

2) Czujniki:

- wilgotności: SY-HS-230 moduł wilgotności 10-90% (z magstrala I2C)
- ciśnienia MPX2200DP - 0-200kPa (60zł)
- temperatury KTY81 (-55-150st. C) (na zewnątrz, wewnątrz, czujnika ciśnienia - kompensacja błędu, może wybranych elementów)
- czujniki różnych gazów
- pomiar napięcia akumulatorów - jakby za szybko spadało, można odłączyć zasilanie nadajnika UKF - najbardziej prądożernego i włączać go co np 20 min. na wysłanie np 3 paczek danych
- predkosc wiatru

3) Budowa układu
- procesor ATMEGA do APRS
- procesor ATMEGA644P (! uważać na P na końcu)
- 8-kanałowy ADS7828, 12 bitowy przetwornik A/C z wyjsciem I2C - wiem, ATMEGA ma swój A/C ale jakoś do pomiarów wolę zewnętrzny (dokładniejszy), no i ma więcej wejść jakby co,
- odbiornik GPS - z jakiejś nawigacji, testowałem z Larka, przyzwoity moduł, tani i lekki, na oko 30x20x3mm, ten larkowy działa do 18000m
- elektronika tel. komórkowego siemens C65 (taki mam, na takim będę testować, łatwo się z nim dogadać przez rs232 - niskonapięciowy)
- nadajnik UKF
- zasilanie - akumulatory li-ion/li-pol oraz zasilacz impulsowy DC/DC na 3,3V (procesor,GPS,GSM) i 15V (czujniki, A/C). Dzięki niemu będziemy mieli mniejsze straty prądu na ciepło, niż przy zastosowaniu np. zwykłych stabilozatorów, choć z 2 strony może warto podgrzewać wnętrze? Big Grin
- telefon GSM - dowolny Siemens
4) Komunikacja
- GSM - jeśli jest zasięg to po wysłaniu SMSa od razu kolejny. SMS z pozycją, czasem z gps, może z jakimiś danymi z czujników
- UKF 144MHz - APRS

5) Zapis danych.

Na karcie SD, wszystkiego co się da i jak szybko się da.
GPS co 1 sek, a w przerwach zbieranie danych z AC i reszty. Jakby się układy nie wyrabiały (sczególnie A/C, czas przetwarzania 1 kanału to chyba było w tym co mam 200-300ms) to myślę że jakby GPS był zapisywany co 2 sek, to nic by sie nie stało.

6) Problemy

Potrzebna osoba z uprawnieniami UKF.

Tak sobie jeszcze myślę, że może warto by dać 2 antenę GPS pasywną, na wypadek, gdyby chińszczyzna nie wytrzymała niskiej temperatury. W razie czego sygnał będzie trochę słabszy, ale będzie, pozostanie tylko dorobienie przełącznika sygnału antenowego.

7) Bilans prądu (na oko):

- płytka APRS: 15mA
- antena GPS aktwna: 15mA
- odbiornik GPS: < 60mA
- procesor + A/C + jakieś peryferia: max 50mA
- czujniki gazów (jeśli będa): pewnie kilkadziesiąt mA/czujnik
- telefon GSM: 250mA (proponuję wyłączenie po utracie zasięgu, zapamiętanie ciśnienia i ponowne włączenie po osiągnięciu troche niższego ciśnienia niż zapamiętane - w końcu opada szybciej)
- nadajnik UKF... zależy od mocy. Przy nadawaniu pewnie ok 2A.

Tak więc myślę, że bez radia w zupełności powinny wystarczyć 4 aku Li-Ion 18650 2200mAh 3,7V. Wystarczyły by 2, ale nie wiem jak w niskiej temperaturze się zachowają, na pewno stracą wydajność prądową.
Proponuję je połączyć równolegle, ale przez diody shotkiego(mają niski spadek napięcia, 0,2-0,3V zamiast 0,7 w zwykłych), co w prosty sposób zabezpieczy ciągłe zasilanie, a w razie uszkodzenia któregoś z nich (zwarcia/rozwarcia) nie uszkodzi pozostałych.

8 ) Rozmiary:
- płytka procesora na oko 5x5cm, myślę że max 7x7, nad nią moduł gsm więc wysokość max 1cm
- czujniki, te które wytrzymają niską temperaturę, na płytce na zewnątrz, jakaś mała 4x2 cm, max
- płytka zasilacza impulsowego- 2x3..4cm, wysokość 0,5cm
- plytka komórki, 10x4x1cm
Waga, może z 200-300g
- akumulatorki 4x100g

Schemat blokowy (robiony na szybko, tak tylko żeby rozjaśnic sprawę):

[Obrazek: blokowy.jpg]

A tu do pełnej wersji link. http://skrzyp.ovh.org/b/blokowy.jpg

Pozdrawiam, Krzysiek.
Odpowiedz
#2
trochę zbaczam z tematu zasadniczego, ale jak jesteś taki kozak to zbuduj własny GPS - wtedy nie będzie ograniczony limitami wbudowanymi w typowe odbiorniki komercyjne (powyżej iluśtam km przestają działać). bo co z tego że przewidujesz techniczną możliwośc nadawania bieżącej pozycji skoro tej pozycji nie znasz... Smile
Odpowiedz
#3
(09.05.10, 15:32)szuu link napisał(a): trochę zbaczam z tematu zasadniczego, ale jak jesteś taki kozak to zbuduj własny GPS - wtedy nie będzie ograniczony limitami wbudowanymi w typowe odbiorniki komercyjne (powyżej iluśtam km przestają działać). bo co z tego że przewidujesz techniczną możliwośc nadawania bieżącej pozycji skoro tej pozycji nie znasz... Smile

Do 15000m... ale jak wiesz balon porusza się nie tylko w pionie ale i poziomie.
Jak czytam takie komentarze, nic nie wnoszące do tematu, to wstydzę się że jestem Polakiem. Tak u nas wygląda robienie czegokolwiek, i taka jest Polska, krytykować, oczywiście złośliwie, bo jakże inaczej, ale nic przy tym nie wnosząc do tematu.
Panie kozak, to co tu wymyśliłem, to powinien zrobić każdy student elektroniki w naszym kraju. Ale niestety nasz kraj i szkolnictwo wygląda tak, że technikum elektroniczne kończą osoby które nie wiedzą jak wygląda tranzystor, studia elektroniczne na 190 kończy góra 20, a o informatyce już się nie będe wypowiadać. To nie jest miejsce na takie dyskusje. Dodam że wszystko to co napisałem przeżyłem i wcale się nie uważam za kogoś super. Jest masa lepszych odemnie.
A jak masz dojście do GPS który działa wyżej niż na 15tyś m. to proszę daj mi do niego namiary, to go rozkręcę i wpakuję sam moduł do mojej elektroniki.

Pozdrawiam
Odpowiedz
#4
(09.05.10, 16:23)skrzyp link napisał(a): A jak masz dojście do GPS który działa wyżej niż na 15tyś m. to proszę daj mi do niego namiary, to go rozkręcę i wpakuję sam moduł do mojej elektroniki.

Układy na których zbudowane są Garminy działają powyżej tej wysokości. Dlatego też w misji minimalnej chcemy użyć żółtego Garmina, który będzie zapisywać dane do otworzenia po misji na Ziemi. (Następnie taki lokalizator przyda się i tak na ziemi, podczas kolejnych misji Wink ). Prócz tego w kilku małych misjach Cubesatowych wykorzystywano odbiorniki GPS (na np 400-800 km!) i działało to to wszystko (z błędem i częstym brakiem połączenia z satelitami).

Skrzypie - tak czy inaczej, wszystko o czym piszesz jest naprawdę ciekawe! Nie jest to moja działka zupełnie - w połowie rzeczy się nie orientuję, ale naprawdę dobrze, że wskazałeś potencjalne problemy.

Z chęcią zobaczę schemat blokowy - mam nadzieję, że wtedy mniej będzie niejasności. Smile

Na koniec prosiłbym wszystkich o zachowanie odpowiedniego poziomu wypowiedzi. Nie trzeba sie kłócić o to, co jest naszą pasją! Smile
Odpowiedz
#5
(09.05.10, 16:23)skrzyp link napisał(a): Jak czytam takie komentarze, nic nie wnoszące do tematu, to wstydzę się że jestem Polakiem
i po co tak nerwowo?
przecież to oczywiste że "kozak" jest tu najwyższym pochlebstwem, byle komu nie proponowałbym zbudowania odbiornika GPS bo wiadmo że nie dałby rady  ;D
a drugą ciekawą rzeczą którą zaproponowałbym prawdziwemu kozakowi jest NADAJNIK GPS, czyli urządzenie symulujące satelity. dzięki czemuś takiemu możnaby przetestować które z dostępnych na rynku urządzeń nie blokują się powyżej określonej wysokości. w tej chwili takie testy wymagają wypuszczenia danego urządzenia "w kosmos" i siłą rzeczy niewiele modeli zostało tak naprawdę przetestowanych.

i nie pisz że to niczego nie wnosi do tematu, bo już się dowiedziałeś że typowy GPS działa tylko blisko ziemi (o czym zresztą była mowa już od dawna, trzeba tylko czytać co się dzieje na forum)
a czy zakładając użycie nadajnika UKF bierzesz pod uwagę przepisy? (o tym też już było)
Odpowiedz
#6
Witam.

Bardzo dobry i wyczerpujący wstęp.

(09.05.10, 15:02)skrzyp link napisał(a): a Wy piszczie co się wam nie podoba, a ja będę to poprawiać, zmieniać i dopisywać szczgóły.

Zatem do dzieła...

(09.05.10, 15:02)skrzyp link napisał(a): - czujniki różnych gazów (ceny ich są koszmarne ok 70zł/szt i na razie nie dotarlem do danych katalogowych, więc nawet nie wiem w jakiej temeperaturze działają): CO, H, NH3

I ceny koszmarne i przydatność do naszej misji raczej niewielka. Naszym celem ostatecznym są zdjęcia zaćmienia Słońca, a nie licząc lokalnych zanieczyszczeń skład atmosfery do pułapu 30km znacząco się nie zmienia...

(09.05.10, 15:02)skrzyp link napisał(a): - predkosc wiatru? (skąd wziąść mały czujnik prędkości wiatru) Fajnie by sie to liczylo, predkość balonu na podstawie gps + zmierzona wiatru Smile

A co chcesz obliczyć? Czy GPS poprawnie wskazuje? Jakikolwiek czujnik wiatru (prędkości, czy kierunku) będzie delikatną konstrukcją wystawioną poza gondolę. Z wielkim prawdopodobieństwem uszkodzenia / zniszczenia w czasie lądowania. Gdybyśmy mierzyli prędkość oraz kierunek wiatru (względem gondoli), to po złożeniu z odczytami GPS moglibyśmy policzyć prędkości rzeczywiste (bezwzględne) oraz wyznaczyć opór aerodynamiczny jaki wytwarza gondola z balonem. Tylko czy te dane do czegoś nam się przydadzą?

(09.05.10, 15:02)skrzyp link napisał(a): - nadajnik UKF - i tu się dla mnie zaczynają schody - przydał by się ktoś z uprawnieniami krótkofalarskimi. Napiszę o tym niżej w "problemach"

Już jest taki człowiek, szczegóły może podać ci Maquis. Patrz post:

http://astro4u.net/yabbse/index.php/topi...#msg239970

(09.05.10, 15:02)skrzyp link napisał(a): 4) Komunikacja
- GSM - jeśli jest zasięg to co 30 sek. SMS z pozycją, może z jakimiś danymi z czujników

W założeniach przyjęliśmy co 10 sek (bo na tyle można zejść w lokalizatorach), a jeszcze lepiej, gdyby było 5s lub 3s. Z założenia sygnał GSM bardzo szybko zanika wraz z wysokością (taka jest charakterystyka promieniowania BTSów, mocno spłaszczona w pionie). Według dostępnych źródeł, to jest zaledwie ok. 600m, zatem przy prędkościach wznoszenia / opadania rzędu 5m/s gondola będzie miała zasięg GSM tylko w czasie pierwszych i ostatnich 2-3 minut lotu. Planujemy to zweryfikować w czasie lotu szybowcem. Dlatego duża częstotliwość odczytów jest potrzebna, żeby dobrze określić azymut oraz prędkość poziomą lotu po starcie (w tym kierunku wyruszy ekipa śledząca / poszukiwawcza), oraz jak najprecyzyjniej określić miejsce przyziemienia.

(09.05.10, 15:02)skrzyp link napisał(a): - UKF - tutaj proponowałbym powolną transmisję, co w znacznym stopniu uodporniłoby transmisję na błędy. Powiedzmy, że 1bit trwałby pół sekundy. Co 5-10 min po 3 paczki danych. (aby zaoszczędzić na prądzie)

Wręcz przeciwnie! Niska prędkość transmisji danych = długi czas pracy nadajnika niezbędny do przesłania odczytu = duży pobór mocy.

(09.05.10, 15:02)skrzyp link napisał(a): 5) Zapis danych.
Na karcie SD, wszystkiego co się da i jak szybko się da.
GPS co 1 sek, a w przerwach zbieranie danych z AC i reszty. Jakby się układy nie wyrabiały (sczególnie A/C, czas przetwarzania 1 kanału to chyba było w tym co mam 200-300ms) to myślę że jakby GPS był zapisywany co 2 sek, to nic by sie nie stało.

Nawet jak będzie co 5 sekund, to i tak wszyscy będą szczęśliwi Wink

(09.05.10, 15:02)skrzyp link napisał(a): 6) Problemy
Na razie jeden, związany z nadawaniem UKF.
Nadajniki na 433MHz mają bardzo małą moc (chyba max 100mW)
Walkie talkie na 446MHz maja od 0,5 do 3W, zasięg w linii prostej ok 5km dla 0,5W. Zamieniając antenę na własną, nawet zwykły drucik o dł. 16cm, możemy bez problemu osiągnąć 30km dla tych 3W. Ale w naszym prawie to już jest nielegalne.
Dlatego przydałby się ktoś kto ma uprawnienia UKF, aby mógł zgodnie z prawem dać "dopalacz" 10W i nikt by nas nie ścigał. No chyba że ryzykujemy sami Big Grin

Tu też nie ma problemu - system już jest wybrany. Będzie to APRS, tutaj możesz więcej o nim poczytać:

http://www.aprs.pl/

A co do anteny - nie możemy zwiększać zasięgu, zwiększając zysk anteny nadawczej, bo promieniowanie we wiązce wzrośnie ponad dopuszczalne limity - to prawda. Zatem na gondoli będzie antena o charakterystyce z grubsza dookolnej (tym bardziej, że gondola będzie się obracać i przemieszczać). Ale ponieważ jest to transmisja jednokierunkowa, to po stronie odbiorczej jak najbardziej wskazane jest zastosowanie anteny kierunkowej o jak największym zysku. Zwiększamy w ten sposób zasięg, oraz znacząco obniżamy niezbędną moc nadawczą (czyli masę akumulatorów). Ponieważ APRS pracuje w paśmie 2m (144MHz) to budowa anteny odbiorczej o zysku 5-6dB nie stanowi problemu. A jak się dobrze postarać, to można i zbudować antenę o zysku 9-12dB (ale to już kobyła będzie, nie wiem jak duży samochód ekipa śledząca będzie posiadać...)

Jakby co, mogę się zająć zaprojektowaniem i wykonaniem anten (nadawczej i odbiorczej) do APRS.

I to już wszystko na dzisiaj, pozdrawiam,

Leszek.
N 54°36'39&quot;, E 18°21'25&quot; - Elen sila lumenn omentielvo SW 200/1000 EQ5, SkyMaster 15x70, EOS Digital Rebel unmod, QuickCam Pro 4000 mod
Odpowiedz
#7
Dobra, biorę się do roboty. Żeby nie zaciemniac tematu, zmiany będe wpisywac do 1 postu - za chwilkę się za to wezmę i namaluje ten schemat blokowy.

Tylko słowem wyjaśnienia, te czujniki gazów, prędkości wiatru, tak zaproponowałem, żeby pokazac co można podłączyc, no i nie ukrywam że czekałem na sugestie czy to ma sens.

Co do APRS, widziałem na necie kilkanaście układów na procesorach, widzę że wymagają one dośc sporej mocy obliczeniowej, więc niestety ale będzie go musiał obsługiwac oddzielny procesor.
Macie już jakieś rozwiązanie? Bo mi osobiście spodobał się ten: http://dh3wr.de/amateurfunk/aprs_tracker/index_en.htm
Oczywiście, nadal zbierałby dane z tego samego pojedyńczego odbiornika GPS.

I słowo komentarza do tych słów szuu:
Cytat:i nie pisz że to niczego nie wnosi do tematu, bo już się dowiedziałeś że typowy GPS działa tylko blisko ziemi (o czym zresztą była mowa już od dawna, trzeba tylko czytać co się dzieje na forum)

Nie od Ciebie się dowiedziałem, sam między innymi w różnych tematach pisałem o tym, jedyne czego nie wyczytałem, to że garmin sobie z tym radzi.
Swoją drogą ciekawe, czy do zwykłych samochodowych nawigacji montuje te same odbiorniki GPS bez blokady wysokości.

a na to:
Cytat:a czy zakładając użycie nadajnika UKF bierzesz pod uwagę przepisy? (o tym też już było)

odpowiem Twoimi własnymi słowami:

Cytat:trzeba tylko czytać co się dzieje na forum
- patrz pierwszy post.

A tak pół żartem, pół serio, ale raczej żartem. Wiem jak obejśc ograniczenie 15000m dla gps. Zawiesic go na 20km sznurku Wink hehehe


Aha, jeszcze jedno
Cytat:Ale ponieważ jest to transmisja jednokierunkowa
APRS jednak jest prawie że dwukierunkowy. Spotkałem się z projektami, które odbierają i przekazują dalej ramki z APRS, a już na pewno każdy nasłuchuje, czy ktoś nie nadaje i dopiero jeśli jest cisza w radiu sam wysyła swoje dane.
Odpowiedz
#8
Ciekaw jestem jak zmierzyć prędkość wiatru lecąc balonem ??
Skoro ten porusza się wraz z wiatrem .
Kuba
Odpowiedz
#9
Na pewno porusza się wolniej niż wieje wiatr, ale jak wiadomo, nie będzie pomiaru wiatru.

Apropo wysokości działania GPS, może ktoś to już widział, ja nie, więc zamieszczam linka:
http://showcase.netins.net/web/wallio/GP...s60kft.htm

A tu tani moduł:
http://cgi.ebay.com/Motorola-Oncore-VP-G...3a560c2c00
Dane do niego
http://www.tapr.org/gps_oncorevp.html
A w szczególności:
Altitude: 60,000 ft.(18km)(max); > 60.000 ft.(18 km) for velocities <1000 knots
Odpowiedz
#10
Skoro kapsuła może być odzyskana to nie ma
potrzeby przesyłać danych drogą radiową.
Sonda mogła by mieć swoją automatykę i sama się
odcinała by się od balonu - np. gdy poleci za daleko , w złym kierunku ,
temperatura elektroniki będzie za niska ,
ciśnienie zacznie rosnąć , będzie leciała za długo
lub gdy wyczerpią się baterie  itd.  itp......
Historia lotu jest zapisana na karcie SD .
Wiatr wyliczany jest na podstawie GPS-a .
Ekipa poszukiwawcza wie gdzie spadnie balon
bo korzysta z programu Uniwersytetu w Wayoming
i przed startem ogląda aktualne dane o wiatrach
górnych z Legionowa , Wrocławia lub Łeby .
Kuba
Balon porusza się razem otaczającym go powietrzem
bo nie ma o co się przytrzymać .
Odpowiedz


Skocz do:


Użytkownicy przeglądający ten wątek: 1 gości