Kamera säähavaintopallolla 30km korkeuteen - projekti Kauniita kuvia korkealta

Aloittaja Juze-81, 27.03.2010, 15:42:13

« edellinen - seuraava »

Gentzu

Pallon lähtökoordinaatit 62.791126,022.813370. Gps-paikantimen ongelma oli se, että se ei enää antanut muuta kuin lähtökoordinaattia. Eli luultavasti Gps-softa kaatui ja ei päivittänyt paikkaansa. Laite muuten toimi koko lennon ajan, muttei vaan antanut paikkatietoja. Tuohon laitteeseen pystyi myös soittamaan ja kuuntelemaan ääniä ;) (tosin suhinasta ei mitään saanut irti ja suhina on voinut myös olla esim. yhteyshäiriön tekemä kepponen)

Maanpinnalta seurattuna pallo lähti etelään päin.

Laitan kuvia pallosta ja lähdöstä sivuilleni muutaman päivän kuluessa. http://www.3d-raksu.fi/


OH2FMB

Tervehdys,

Pyörähdin viikonloppuna tuolla AltParty:ssä, ja törmäsin siellä T.Toivaseen joka oli esittelemässä Polluxin raketteja. Tuli puheeksi nämä palloluotaimet, ja se vinkkasi että täällä on kovasti keskustelua käynnissä.

Loggasin sisään, ja kas, täällähän on elämää! :)

Projekteissa näyttää olevan samat murheet kuin ennenkin. Joka työryhmä joutuu tekemään koko homman melkein alusta asti koska mm. lentotietokoneita saatikka niihin valmista ohjelmaa ei ole oikein saatavana. Hankkeet venyy jo silkan työmäärän takia.

Tuli siitä mieleen, että tilannetta voisi helpottaa jos saisi tehtyä vaikka yhden kohtuuhalvan perussetin, ja jakaisi sen piirrustuksia, piirikaavioita ja ohjelmistoja. Sen pohjalta olisi paljon helpompi aloittaa, ja kehittää hommaa eteenpäin sitten uusien ominaisuuksien ja erilaisten "tieteellisten mittausten" muodossa :)

Yksi tapa lähteä tähän suuntaan olisi jos pistettäis tästä tiks vaan pystyyn kurssi tämän asian ympärille. Soittelin Super-Ilmari -projektin vetäjälle OH2AUE:lle (Michael), ja se oli ihan myötämielinen tulemaan tähän mukaan jos porukkaa saadaan kokoon. Ihmiset on toki eri puolilta suomea, mutta se ei hommaa haittaa, koska etä-yhteydenpitoon on nykyisin 101 tapaa.
Tiedonvaihdon ja prototyyppien lisäksi tämän homman lisähyöty olisi se, että tämmöselle kurssille voisi hyvinkin saada rahallista tukea. Sen pitäisi kyllä vaikuttaa myös tekijöiden kukkarossa, koska joitain osia voisi ihan hyvin pistää kurssin budjetista.

Jotta-notta, montaakos tämmönen kurssi kiinnostaisi? Ainakin noin periaatteen tasolla?

Parhain terveisin,
OH2FMB /Petri

Kaizu

Periaatteessa kurssi kiinnostaa. Jos Artjärven viestitekninen yhdistys saa taas toimintansa jaloilleen (huomasin että jotain elämää mäellä on) olisi hyvä paikkakin tiedossa. Artjärvellä mäen päällä olisi yhteydenpitokalustoa ja alempana Ursalla majoitustiloja. Paikka ei ole keskellä Suomea vaan aika syrjässä kaikilta.

Kaizu
Kai Forssen

Jarkko.A

Kyllä tuota kiinnostusta olisi kun siitä saisi sopivasti lisää tietoa esm. telemetriatietojen siirtämistä varten rakettihankkeisiini.

OH2FMB

Ei taida olla aika vielä kypsä tuolle kurssijutulle.

Mutta ei se asiaa haittaa, kehitellään tätä eteenpäin. Ensi vaiheessa tarttisi saada rakenneltua luotettava, kevyt ja edullinen APRS träkkeri, sitten hyvä hakkuripoweri paristopaketin ja kulutuslaitteiden väliin, ja sitten lentotietokone jossa komentolinkki ja telemetrian lähetys.

Koitan löytää aikaa että saan kirjoitettua noista jonkin sortin johdannon, josta saisi kuvan siitä mitä on jo valmiina saatavissa, ja mitä pitää tehdä.

t. Petri

oh2mqk

Lainaus käyttäjältä: OH2FMB - 28.10.2010, 20:55:34
Ei taida olla aika vielä kypsä tuolle kurssijutulle.

Mutta ei se asiaa haittaa, kehitellään tätä eteenpäin. Ensi vaiheessa tarttisi saada rakenneltua luotettava, kevyt ja edullinen APRS träkkeri, sitten hyvä hakkuripoweri paristopaketin ja kulutuslaitteiden väliin, ja sitten lentotietokone jossa komentolinkki ja telemetrian lähetys.

Koitan löytää aikaa että saan kirjoitettua noista jonkin sortin johdannon, josta saisi kuvan siitä mitä on jo valmiina saatavissa, ja mitä pitää tehdä.

t. Petri

Ei tässä tarvita mitään eksoottisia lentotietokoneita.

APRS träkkeri jossa 1-3W lähetystehoa ja kertoo vehkeen paikkaa radiolla 3-5 minuutin välein.  Ei sen tiheämmin.

Kuvia ottaa kamera jolla on oma tehtävänantonsa.


Komentolinkki on sarjassa _vaikea_ juttu.  Antaa mennä autonomisena niin ei tule liikaa vaikeusastetta.
KISS ja se toimii todennäköisemmin.

Virranhallinta on mielummin erillinen.  Jos kamera kuvaa patterinsa loppuun, se ei haittaa paikannusta.

OH2FMB

#126
Lainaus käyttäjältä: oh2mqk - 28.10.2010, 22:00:15
Ei tässä tarvita mitään eksoottisia lentotietokoneita.

Totta, asetuksen määrittämät toiminnot voi toteuttaa myös pallonirroitus-ajastimella ja träkkeriin ohjelmoidulla "koordinaatti-laatikolla" jonka ulkopuolella se lopettaa lähettämisen.

Vaan lentotietokoneen riemu on siinä, että se mahdollistaa kaikenlaista jännää ja tekee hommasta 10-100x mielenkiintoisempaa.
Super-Ilmarin vastaavaa eli "IHU":n ekaa versiota tehtiin kai neljä vuotta, mutta siinä oli aikamoinen tavoitetaso. Mutta ei siitä ole pakko tehdä täyttä rakettitekniikkaa, eikä C-kieleenkään tartte sekaantua jos ei halua.
Kaksi toisenlaista lähtökohtaa:

Basic Stamp: http://www.parallax.com/
PICAXE: http://www.rev-ed.co.uk/picaxe/

Molemmissa Basic-tulkki poltettu piirin sisään - eli ei ole pakko tapella C-kielen pointterien kanssa jos ei halua.
PICAXE on siinä mielessä parempi, että se kun perustuu hyllystä saataviin microchip PIC- prosessoriin, niin se on halvempi ja monipuolisempi.

Esim. ekan proton voi tehdä PICAXE:lla, ja jos haluaa lisää tehoa niin ostaa vastaavantyyppisen "raa'an/puhtaan" PIC-prosessorin ja ajaa sinne ohjelman Basic-kääntäjän läpi jolloin se on konekieltä ja paljon nopeammin suoriutuvaa. Ja jos sekään ei riitä, niin sitten voi ottaa sen C-kääntäjän ja assemblerin käteen.
Ja vastaavan raa'an piirin voi tosiaan vaihtaa samaan protoalustaan kuin alkuperäinen PICAXE on, jolloin prosessorin versio ja pinout pysyy samana - vain sen ohjelma vaihtuu.

Komentolinkki ja telemetria taas toteutuu kätevimmin käyttämällä erillistä modemipiiriä, joka tekee prosessorin tekemästä (pakettiradioprotokollan mukaan paketoidusta) telemetriadatasta 1200bps AFSK- luritusta, joka laitetaan sitten tiks vaan radion mic-liittimen kautta taivaalle. Ja komentolinkkiin sama mutta toisinpäin. Tällöin modulaatiota ei tarvitse ilmaista eikä luoda ohjelmallisesti prosessorissa, joka helpottaa elämää kummasti.

Basic Stamp -lentotietokoneen yksi suuri etu on siinä, että sille on valmiit nuotit täällä:
Parallax - Applications - Near Space: http://www.parallax.com/Resources/ApplicationsContests/Science/NearSpace/tabid/567/Default.aspx

Mutta tuolla olevat ohjelmalistaukset voi kyllä soveltaa melkein suoraan myös PICAXE:lle.
Tuo on erittäin hyvä - itse asiassa paras löytämäni - netissä oleva tutoriaali luotainpallojen tekemisestä ja operoinnista.

t. Petri

ps. Ja jos C ei haittaa, niin mikä ettei lähtökohdaksi vaikka se Arduino.

pnuu

Lainaus käyttäjältä: OH2FMB - 29.10.2010, 00:30:26

ps. Ja jos C ei haittaa, niin mikä ettei lähtökohdaksi vaikka se Arduino.


Tarkennetaan sen verta, Arduinon IDE:n kautta tehtävä ohjelmointi ei ole C:tä, vaan Wiring-projektia hyödyntävää yksinkertaistettua C++:n kaltaista koodia, joka ei ole (välttämättä) validia C++:aa. Toki syntaksi on hyvin samannäköistä, ja puhdasta C/C++ -koodiakin voi käyttää. Pointti siis tässä oli se, että Arduinon ohjelmointi on simppelimpää kuin "ihan oikea" C/C++ -ohjelmointi :-)
Panu Lahtinen
"You haven't really been anywhere until you've got back home",
Twoflower in "The Light Fantastic"

sivu

Lainaus käyttäjältä: pnuu - 29.10.2010, 08:59:34
Tarkennetaan sen verta, Arduinon IDE:n kautta tehtävä ohjelmointi ei ole C:tä, vaan Wiring-projektia hyödyntävää yksinkertaistettua C++:n kaltaista koodia, joka ei ole (välttämättä) validia C++:aa. Toki syntaksi on hyvin samannäköistä, ja puhdasta C/C++ -koodiakin voi käyttää. Pointti siis tässä oli se, että Arduinon ohjelmointi on simppelimpää kuin "ihan oikea" C/C++ -ohjelmointi :-)

Tarkennetaan vielä että kyllä Arduinon IDE on vain tekstieditori joka käyttää ihan perinteistä avr-gcc:tä kääntämiseen, eli kyllä se ihan validia perus C/C++:aa on. Arduinon kirjastojen funktiokutsujen nimet on vain tehty vastaamaan java-tyylistä ulkoasua jota Processingissa/Wiringissä käytetään.
Mikko Sivulainen
paeae.com

oh2mqk

#129
Mitä tarvitaan korkealle lentämiseen?

  • kevyt kokonaisuus
  • kylmyydensieto

Tarvitaanko eksoottisia lentotietokoneita?  EI.
Tarvitaanko kuvien ottamiseen kameraa?  Kyllä.
Tarvitaanko paikannuslähetintä?  Kyllä.

Normaali luotauspallo nousee 20-25 kilometriin, jossa se saavuttaa maksimivenymänsä ja repeää riekaleiksi.
Normaalilla pallolla pääsee ylemmäs, kunhan sitä täyttää vähemmän - ja sillä pääsee samalla täytöllä 2-3% korkeammalle, kun käyttää heliumin sijasta vetyä.

Vaisalan sääsondien massat ovat virtalähteestä ja muusta tekniikasta riippuen 350g (RS80) - 160g (RS92)
Vaisalan RS92 sondissa GPS:n lisäys painaa 10 grammaa.

Tyypillisesti palloon laitetaan luotaimen massan verran nettonostetta, jolloin se nousee 3-5 m/s nopeudella ja se ei missään oloissa jää kellumaan kylmään ilmakerrokseen.
Kevyelle luotaimelle saattaa riittää jopa 300 grammaa nettonostetta (pallon massa + luotaimen massa + nettonoste = kokonaisnoste)
Luotaimen massaksi lasketaan kaikki välinarut, laskuvarjot, antennit, yms.

Kevyt ja edullinen kamera jossa mahdollisuus ulkoiseen virransyöttöön:
http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.37478  (14 grammaa)

GPS:  https://www.argentdata.com/catalog/product_info.php?cPath=23&products_id=144  20g
Radio: https://www.argentdata.com/catalog/product_info.php?cPath=25&products_id=134 10-15g
Tracker: https://www.argentdata.com/catalog/product_info.php?cPath=22&products_id=64 10-15g
  noin  40-80g

144 MHz lähetinantenni: - itse rakentaen, noin 10 grammaa
3.6V Lithium-thionyylikloridi paristot sähkölähteeksi? 100g? 50g?
Kotelointi/säteilyjäähtymiseristys: 50g
Laskuvarjo: 20g

Kokonaismassa:  200 - 300g.

Tähän pätee sama kuin mikrofilmilennokkeihin: jos rakenneosa ei koskaan rikkoudu, se painaa liikaa, trimmataan kevyemmäksi.
Kolmesataa grammaa on aivan liikaa.  200 grammaa menettelee, 150g on hyvä.

oh2mqk

Osia alkaa saapua.

Virtalähteenä Tadiran SL-2770 paristo.  3mA / 3.6V / +25C / 8.5Ah  (100mA / 3.2V / +0C / 1-2Ah; reilu 10 tuntia virtaa yhdestä kennosta tähän projektiin.)
Paristosta otettava keskiarvovirta radioseurannalle: 70 mA

Kamerasta kerron kun se saapuu.
Kiinan webistä voi koettaa arvata mitä jättävät kertomatta (kuten että kelpaako microSDHC kortit.)

Ajatus on ruokkia systeemissä sekä seurantaradio että kamera yhdestä patterista.
Jos se ei sittenkään näytä riittävän 8h keikkaan, laitetaan toinen patteri rinnalle.

Hienoisia vilunväreitä on kuitenkin pariston kylmäkapasiteetin kanssa.
100mA kuormalla saadaan ehkä 3.0V ulos -10C lämpötilassa.
Parhaiten sähköä saa ulos lämpimässä, eli sähkömuuntimet ja lähetinmoduli menee tiiviiseen kontaktiin patterin kanssa.
Patterille sallitaan +80C.

Miten sähkö?
Pariston 3.6-3.0V jännite pitää nostaa hieman ylemmäs, vaikkapa 9-12V (eli 3x/4x) mahdollisimman korkealla hyötysuhteella ja tasaisella kuormalla. (boost-hakkuri vakiovirralla.)
Pääsähkökiskossa on "iso" kapasitanssi, josta saadaan lähettimen pulssikuorman virta ja kapasitanssin jännite saa laskea 20-30% lähetyksen aikana.
Sieltä on pienet Buck hakkurit tuottamassa sähköä gps:lle (3.7V), seurantalähettimelle (5V) ja APRS trackerille (5V), sekä kameralle (x V)

oh6mwq

Lainaus käyttäjältä: oh2mqk - 20.11.2010, 00:32:03

Hienoisia vilunväreitä on kuitenkin pariston kylmäkapasiteetin kanssa.
100mA kuormalla saadaan ehkä 3.0V ulos -10C lämpötilassa.
Parhaiten sähköä saa ulos lämpimässä, eli sähkömuuntimet ja lähetinmoduli menee tiiviiseen kontaktiin patterin kanssa.
Patterille sallitaan +80C.

Lämmitystä, veli hyvä, lämmitystä! Styrox-pytty ja katalyyttilämpöpussi pitää sisälämpötilan sievästi plussan puolella. Lisää painoa ehkä 50-100g mutta hyöty jää selvästi plussan puolelle. Haaste on sopivan lämmittimen löytäminen, koska nuo normaalit paketit on vähän turhan isoja, paino yli 200g. Meillä oli joku n. 7x5cm kokoinen joka oli varsin passeli tuohon tarkoitukseen.

Timo Kantola

Entäpä aurinkosähkö ? 100g lisäpainolla saa 2W 12v aurinkovoimaa. Jos katsoo selkeän lennätyspäivän , ja ajankohdan klo 10..12 tuntumaan kesällä , on aurinkovoimaa kokomatkalle. Pilvisenäpäivänä on aurinkoa tarjolla 100% varmuudella 10km korkeudesta lähtien - eli ensimmäinen 1/2 tuntia akkujen varassa, ja sitten helpottaa.

http://www.spelektroniikka.fi/tuotteet/elektroniikka-verkkolaitteet-aurinkopaneelit-/aurinkokenno-12v05w-100374

Toinen kalliimpi 5W 12v painoa 290g:
http://www.marinea.fi/shop/product_details.php?p=2675
Timo Kantola

oh2mqk

Lainaus käyttäjältä: Timo Kantola - 20.11.2010, 20:51:18
Entäpä aurinkosähkö ? 100g lisäpainolla saa 2W 12v aurinkovoimaa.

Käytännössä tarvitaan 3 kpl paneeleita joiden normaalien azimuutit ovat 120 asteen välein.
Yksi paneeli olisi riittävä jos se aina seuraisi aurinkoa...

Tällä asetelmalla saa kutakuinkin aina yhden kennon tehon irti - eli 0.5W - joka on enemmän kuin arvioimani 0.3W keskiarvovirta.

100g (3x 25g kenno, 25g tukirakenteita ja elektroniikkaa) saadaan toki pidennettyä lennon sähkökapasiteettia.
Se on silti 100g lisää tähänastiseen 150g kokonaiskuormaan.  (Onhan 250g vähemmän kuin RS80 sondin 350g, mutta silti...)

Laittamalla toinen C kokoinen litium-pari saa tuplattua sähkötehon lisäämällä massaa 50g.

Lämmönhallinta (kylmänhillintä) on vaikea haaste kaikissa lentovehkeissä.
Pitää muistaa että se näkee kylmän avaruuden lentonsa keston valtaosa ajan.
Tähän auttaa aluminoitu (tai kullattu) mylar kalvo, myös "avaruuspeite" nimellä esiintyvä.
Styrox ei auta, säteilyjäähtyminen menee styroxista läpi.

Tuosta aluminoidusta muovikalvosta tehdään ylösalainen kuppi niin että laitteen sisäosat näkevät maan, mutta eivät taivasta.
GPS modulin on oltava kupin ulkopuolella, samoin kameran linssi tarvitsee ikkunan.

"Super-Ilmari":ssa ongelmat olivat moninaisempia.  Lähettimet kävivät kuumana, mutta muutamat muut komponentit liian kylminä.

Timo Kantola

#134
Lainaus käyttäjältä: oh2mqk - 20.11.2010, 22:59:49
Käytännössä tarvitaan 3 kpl paneeleita joiden normaalien azimuutit ovat 120 asteen välein.
Yksi paneeli olisi riittävä jos se aina seuraisi aurinkoa...

Jos yhden paneelin sijoittaisi kapselin katolle , kyllähän se kapseli tuulessa heiluu, mutta keskimäärin lienee oikeinpäin ?

Lisäys:
Lainaus käyttäjältä: oh2mqk - 20.11.2010, 22:59:49
100g (3x 25g kenno, 25g tukirakenteita ja elektroniikkaa) saadaan toki pidennettyä lennon sähkökapasiteettia.
Se on silti 100g lisää tähänastiseen 150g kokonaiskuormaan.  (Onhan 250g vähemmän kuin RS80 sondin 350g, mutta silti...)

Tuossa alunperin ajatuksena oli saada kameralla kuvia mahdollisimman korkealta - onko tässä 150g kokonaismassassa kameraa kyydissä ?
Jollain Kaymontin KCI 3000 pallolla saisi  1050g kuorman 37km korkeudelle, hieman pienemmän kuorman korkeammallekin - KCI 1200 nostaisi "vain" 33km korkeuteen , mutta maksoi muistaakseni ( jotain 250e ..350e kuluineen ) 1/3 hinnan tuosta vahvemmasta KCI3000 pallosta. Noissa netissä pyörineistä pallovideoista saa käsityksen että lento on hyvin turbulenttista aina tuonne jonnekkin 30km rajaan asti - sitten rauhoittuu meno kummasti , siksi olisi kiva päästä jonnekkin lähemmäs 40km..
http://www.kaymont.com/pages/sounding-balloons.cfm

Kuorma voisi olla jotain:
Kapseli 150g
laskuvarjo + narut 50g
yhteydenpitoelektroniikka + sähköt 250g
kamerat 250g
Lämpöpussi 200g
Yhteensä 900g , vähän jää viellä pelivaraa ylös jos tulee tarve. ja kaikki painonpudotus tuonee lisää korkeutta ?
Timo Kantola