Výše,, lépe, l radostněji, aneb experimentální radiobalóny v Brně Michal Zamazal OK2ZVZ Tomáš OK2PNQ & co www.chimp.mysteria.cz www.ok2pnq.wz.cz urbanec@feec.vutbr.cz 25.8.0.07 1
Úvod cíle že to lze je to realizovatelné v našich podmínkách základ pro Michalovy experimenty s rangingem 2
S čím m se dád lítat? 100000 P[Pa] 80000 60000 profi balóny Totex = Kaymont - velká nosnost, dostup, neznámá dostupnost koupě v ČR/EU 40000 20000 reklamní balónky = www.globos.cz menší, nedefinovaná odolnost vůči mrazu, UV 0 0 5000 10000 15000 20000 h[m] název hmotnost objem V 0 průměr objem V m max.dostup 0g V m /V 0 typ.. [g] min. [m 3 ] max. [m] max.[m 3 ] [m] obří I 25 0.0297 0.60 0.113 11300 3.8 obří II 34 0.0404 0.75 0.221 14400 5.5 obří III 230 0.273 1.50 1.767 15800 6.5 3
Balón n v.1 -cíle -že to lze -vyzkoušet, jestli balón poletí, jak dlouho -přenos dat žádný, pouze nemodulovaný, přerušovaný signál pro zaměřování -pokusit se sondu nalézt 4
5
6
7
8
9
přehrát videa balon1_1.avi, balon1_2.avi 10
11
12
Závěry: -balónek fungoval = www.globos.cz kontra www.scientificsales.com Kaymont (Totex) apod. -hélium z UPT fungovalo -doba letu cca 30 minut -chybí telemetrie, malá nosnost -pro zaměřování je třeba více mobilních skupin -alternativou např. CRICKETSAT=vysílací modul+ne555+např. termistor, umožní měřit alespoň teplotu 13
Balón n v.2 Cíle: -vyzkoušet vodík -větší balón, vyšší možné zatížení, vyšší dostup -přenos dat CW cca 100zn/min, teplota, tlak, napětí baterií -pokusit se sondu nalézt 14
15
16
přehrát video Balon_V2trans4.avi 17
18
19
20
Závěr: -vodík funguje, větší balón je potřeba startovat v místě napuštění, neskladný pro převoz -ve větru se ze střechy špatně startuje, tah není jednoznačný, dobře vážit!!! -důležitý výběr baterií = vnitřní odpor, mráz, kapacita, hmotnost=nutnost sledovat power budget -zaměřování není příliš přesné, nedá se stíhat jet, zaměřit, balon je rychlejší -dekódování uchem není potřeba, software CWGET to zvládne, je možno zrychlit přenos dat - vysílač na 3.5MHz se neosvědčil, tip na anténu s hmotností cca 10g? 21
Balón n v.3 Cíle: GPS zjistit dostup balónu, případně chování GPS nad zaručovanou výšku 18km přenos dat FSK modulace, neupravená sériová komunikace z GPS, s koncovým stupněm 100mW pokusit se sondu nalézt vyzkoušet signální - brzdící balónek 22
23
24
25
Přehrát video Balon_V3trans.avi 26
27
28
Přehrát let v mapě let_cr.avi a let_sr.avi 29
49.280 s.š. Trasa letu balónu 49.080 48.880 poškozená data zadaná ručně data ze střechy, wav nahrávka data ze střechy,demodulátor data přijatá v autě 48.680 48.480 48.280 48.080 47.880 16.460 16.960 17.460 17.960 18.460 18.960 v.d. 19.460 19.960 30
31
Závěr: -GPS fungovala 100%, i nad 18 km -dostup balonu při zaručované výšce 11.5km cca 19.5km -přenos dat FSK funkční, dosah i přes 250km -obtížná demodulace, velká ss složka, bylo pokořeno v Matlabu -brzdící balónek s padákem fungovali skvěle -rychlost větru neumožnila sondu nalézt = sledovat balony na www.chmi.cz před startem -fotobaterie odolaly mrazu i odběru =lithiovky 32
Balón n v.4 Cíle: -navázat na v.2 -použití menšího balónu -přenos dat CW, cca 1000 zn/min -nepokusit se sondu nalézt -napájení 9V alkalická bat. 33
34
35
36
37
přehrát video Balon_V4final.avi 38
39
40
41
42
Závěr: -uuuuuspěch -další směry hledání vhodných baterií -chyba měření cca 1% -přistání někde u Bratislavy -.. 43
Balón n v.5 Cíle: -navázat na v.3 -použití 2 balonů, jeden zůstane a bude brzdit pád, jeden odříznut -přenos dat CW, cca 1000 zn/min 433MHz -GPS data = přesně víme, kde jsme -kamera = barevný obraz 1.3GHz FM ATV -napájení lithiovky 44
Vnitřní osazení ATMEGA8 sběr dat = teplota, napájení, GPS data, tvorba dat CW, řízení odstřihu FM ATV vysílač s barevnou kamerou MAXCAM dle HB9AFO koncový stupeň cca 1W Hittite, alternativně BFG591 napájení měnič MC33063 stepdown na 5V GPS modul, vlastní anténa a preamp. baterie osvědčené foto lithium samostatná kostka vysílač 433MHz a odstřih jednoho balónu nad hl. sondou TX antény = dipóly 45
46
47
48
49
50
45 temp[ C] 35 25 15 5-5 -15-25 -35-45 Tin[ C] Tout[ C] height[m] [m] 12500 12000 11500 11000 10500 10000 9500 9000 8500 8000 7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000-55 0.385 0.405 0.425 0.445 0.465 0.485 0.505 0.525 0.545 time[day] 500 51
12 U[V] 11 Ubat[V] Tin[ C] Tout[ C] 45 temp[ C] 35 25 10 15 5 9-5 -15 8-25 7-35 -45 6 0.38 0.43 0.48 0.53 0.58 0.63 time[day] -55 52
latitude[ ] FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION 49.94 49.84 49.74 49.64 49.54 49.44 49.34 49.24 49.14 record car record Brno record car, ear decoding 49.04 16.56 17.06 17.56 18.06 longitude[ ] 18.56 53
Přehrát videa balon_v5, V5a,V5b 54
55
Závěr: ztracena data počátku letu GPS nezachycena při činnosti ATV TX baterky ok, přeřezávání ok stabillizace 2 balony nee jinak super, sonda nalezena! další start=> upravit firmware a nahoru! 56
Poděkování: Bohdanovi Růžičkovi panu Horkému panu Vanžurovi Martinovi Horákovi OK2TMG Zbyňkovi Lukešovi OK2ZLK Jirkovi Špačkovi Jarkovi Láčíkovi Honzovi Šebestovi OK2JES Petru Vágnerovi OK2CPV Martinu Vágnerovi OK2CFM Jirkovi Dřínovskému Stanislavu Valáškovi Jirkovi Šebestovi OK2JEY atd. atd. FCH: prof. M. Vávrová, A. Cíglerová, Ing. J. Čáslavský 57