अल्टीट्यूड हाई एल्टीट्यूड वेदर बैलून डेटा लकड़हारा: 9 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

अंतिम उच्च ऊंचाई वाले मौसम के गुब्बारे डेटा लकड़हारे के साथ उच्च ऊंचाई वाले मौसम के गुब्बारे डेटा को रिकॉर्ड करें।

एक उच्च ऊंचाई वाला मौसम गुब्बारा, जिसे उच्च ऊंचाई वाला गुब्बारा या HAB भी कहा जाता है, हीलियम से भरा एक विशाल गुब्बारा है। ये गुब्बारे एक मंच हैं, जो प्रयोग, डेटा संग्रहकर्ता, या व्यावहारिक रूप से कुछ भी निकट अंतरिक्ष में जाने की इजाजत देते हैं। गुब्बारे अक्सर ८०,००० फ़ीट की ऊँचाई तक पहुँचते हैं, जिनमें से कुछ १००,००० फ़ुट से भी ऊपर जाते हैं। एक हब में आमतौर पर एक पेलोड होता है जिसमें पैराशूट, रडार रिफ्लेक्टर और एक पैकेज होता है। पैकेज में आमतौर पर एक कैमरा और एक जीपीएस यूनिट होता है जिसका उपयोग गुब्बारे को ट्रैक करने और पुनर्प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

जैसे ही गुब्बारा ऊंचाई प्राप्त करता है, दबाव कम हो जाता है। गुब्बारे के बाहर कम दबाव के साथ, गुब्बारा फैलता है, अंततः इतना बड़ा हो जाता है, यह फट जाता है! पैराशूट फिर पेलोड को वापस जमीन पर लौटा देता है, अक्सर उस जगह से कई मील की दूरी पर जहां से गुब्बारा लॉन्च किया गया था।

मेरा स्कूल इन गुब्बारों का नियमित रूप से पृथ्वी की वक्रता के वीडियो को कैप्चर करने के लिए उपयोग करता है। अत्यधिक तापमान और दबाव में परिवर्तन, बड़ी मात्रा में विकिरण और हवा की गति के साथ, इन उड़ानों से बहुत सारे दिलचस्प डेटा प्राप्त किए जा सकते हैं।

यह परियोजना चार साल पहले अंतरिक्ष के बारे में एक धार्मिक संगोष्ठी के साथ शुरू हुई थी। संगोष्ठी ने प्रेरणा का काम किया। मेरे साथियों ने फैसला किया कि वे अंतरिक्ष में पहुंचना चाहते हैं। अछूत को छुओ। उन्होंने तय किया कि अंतरिक्ष तक पहुंचने का रास्ता मौसम के गुब्बारों से होगा। चार साल बाद आगे बढ़ें और हमने 16 गुब्बारे लॉन्च किए हैं। 15 बरामद किए गए हैं जो मौसम के गुब्बारे की पुनर्प्राप्ति के लिए एक बहुत ही प्रभावशाली ट्रैक रिकॉर्ड है। इस साल, मैंने हाई स्कूल शुरू किया और वेदर बैलून लॉन्चिंग टीम में शामिल हो गया। जब मुझे पता चला कि कोई डेटा रिकॉर्ड नहीं किया जा रहा है, तो मैंने उसे बदलने का फैसला किया। मेरा पहला डेटा लकड़हारा सबसे आसान Arduino हाई एल्टीट्यूड बैलून डेटा लकड़हारा था। यह नया संस्करण अधिक डेटा कैप्चर करता है, इसे अल्टीमेट का खिताब अर्जित करता है। इसके साथ, ऊंचाई, तापमान, हवा की गति, चढ़ाई और अवरोही दर, अक्षांश, देशांतर, समय और तारीख को माइक्रोएसडी कार्ड पर कैप्चर और संग्रहीत किया जाता है। यह संस्करण स्थायित्व और कम जोखिम को बढ़ाने के लिए पूर्ण बोर्ड का भी उपयोग करता है। डिज़ाइन इसलिए बनाया गया है ताकि शीर्ष पर एक Arduino नैनो को प्लग किया जा सके। इस डेटा लॉगर से एकत्र किया गया डेटा हमें, छात्रों को अंतरिक्ष के किनारे को छूने की अनुमति देता है। हम अछूतों को छू सकते हैं!

यह नया डेटा लॉगर खरीदे जा सकने वाले अधिकांश बैलून लॉगर की तुलना में अधिक डेटा प्रदान करता है। इसे $80 से कम में भी बनाया जा सकता है, जबकि एक खरीदा हुआ स्टोर आपको $200 से अधिक खर्च करेगा। आएँ शुरू करें!

चरण 1: भाग, कार्यक्रम, उपकरण और पुस्तकालय

पार्ट्स

Arduino - एक नैनो सबसे अच्छी है क्योंकि इसे ऊपर से खींचा जा सकता है। मैंने इसे संलग्न करने वाले तारों के साथ Arduino Uno का भी उपयोग किया है।

मैं आपको एक वास्तविक Arduino का उपयोग करने की सलाह दूंगा क्योंकि डेटा लॉगर के संपर्क में आने वाले ठंडे तापमान पर कई क्लोन काम नहीं कर सकते हैं। हमारी उड़ान में सबसे ठंडा तापमान -58 फ़ारेनहाइट दर्ज किया गया। उचित मौसम सुरक्षा और हैंड वार्मर के साथ, एक क्लोन काम कर सकता है।

$ 5- $ 22 (गुणवत्ता के आधार पर)

store.arduino.cc/usa/arduino-nano

जीपीएस यूनिट - यह समय, तिथि, ऊंचाई, वंश, चढ़ाई, और हवा की गति डेटा प्रदान करता है

मेरे द्वारा इस इकाई की बहुत अधिक सिफारिश की जाएगी। अधिकांश GPS इकाइयाँ 60,000 फीट से ऊपर काम नहीं करती हैं। चूंकि ऊंचाई वाले गुब्बारे अधिक ऊंचाई पर जाते हैं, इसलिए वे काम नहीं करते। जब उड़ान मोड में, यह इकाई 160,000 फीट तक काम करती है।

store.uputronics.com/?route=product/product&product_id=72

$30

माइक्रोएसडी डेटा लकड़हारा - इसमें एक माइक्रोएसडी कार्ड होता है और हमें हमारे द्वारा एकत्र किए गए डेटा को संग्रहीत करने की अनुमति देता है।

इनमें से कई बाजार में हैं और निश्चित रूप से कुछ सस्ते में हैं। मैं इसके साथ गया क्योंकि यह हल्का है, स्पार्कफुन के पास बहुत अच्छा दस्तावेज है, और इसका उपयोग करना बहुत आसान है। जब पिन 0 और 1 से जुड़ा होता है, तो Serial.print फ़ंक्शन इसे लिखता है। इट्स दैट ईजी!

www.sparkfun.com/products/13712

$15

तापमान सेंसर - मैं बाहरी तापमान प्रदान करने के लिए एक का उपयोग करता हूं, लेकिन पेलोड के अंदर से तापमान प्रदान करने के लिए एक अतिरिक्त आसानी से जोड़ा जा सकता है।

मैंने tmp36 तापमान सेंसर का इस्तेमाल किया। यह एनालॉग सेंसर बिना डिले कमांड के चलता है। जीपीएस यूनिट देरी के साथ काम नहीं कर सकती है इसलिए यह सेंसर आदर्श है। उल्लेख नहीं है कि यह गंदगी सस्ता है और केवल एक एनालॉग पिन की आवश्यकता है। साथ ही, यह 3.3 वोल्ट पर काम करता है जिस पर पूरा सर्किट चलता है। यह घटक मूल रूप से एक आदर्श मेल है!

www.sparkfun.com/products/10988?_ga=2.172610019.1551218892.1497109594-2078877195.1494480624

$1.50

1k रेसिस्टर्स (2x) - इनका उपयोग GPS और माइक्रोएसडी डेटा लॉगर की रिसीविंग लाइन्स के लिए किया जाता है।

Arduino इन पिनों को 5 वोल्ट प्रदान करता है। एक 1k रोकनेवाला इन इकाइयों के लिए वोल्टेज को सुरक्षित स्तर तक गिरा देता है।

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75¢

एलईडी - यह हर बार डेटा एकत्र होने पर झपकाता है (वैकल्पिक)।

हर बार डेटा एकत्र करने पर भी Arduino और MicroSd पलक झपकते हैं। हालाँकि, यह इसे और अधिक स्पष्ट करता है। इस पर तारों को भी बढ़ाया जा सकता है ताकि एलईडी चिपक जाए। इसका उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि डेटा लॉगिंग हो रही है।

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1¢

परफ बोर्ड - यह एक अधिक स्थायी सर्किट की अनुमति देता है और जोखिम कम करता है क्योंकि तार गिर नहीं सकते हैं। इसकी जगह ब्रेडबोर्ड या पीसीबी का इस्तेमाल किया जा सकता है।

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50¢

बैटरी कनेक्टर - मैं अपने लॉन्च पर 9v बैटरी का उपयोग करता हूं। यह बैटरी को सर्किट से जोड़ता है। मैं एक आसान कनेक्शन प्रदान करने के लिए इन पर जम्पर तारों के कनेक्शन जोड़ को मिलाप करता हूं।

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70¢

माइक्रो टॉगल स्विच - मैं इसका उपयोग यूनिट को चालू करने के लिए करता हूं। यह मुझे सिस्टम को बंद रखते हुए (वैकल्पिक) बैटरी को प्लग इन रखने की अनुमति देता है।

मैंने चाँद के दीये से अपना उद्धार किया। कोई भी माइक्रो स्विच काम करेगा।

माइक्रोस्विचलिंक

20¢

पुरुष और महिला हेडर - इनका उपयोग GPS और Arduino जैसे घटकों को सर्किट से अलग करने की अनुमति देने के लिए करें। (अनुशंसित)

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$1

माइक्रोएसडी कार्ड - मैं 4-16 जीबी कार्ड की सिफारिश करूंगा। लॉग ज्यादा जगह नहीं लेते हैं।

मेरा डेटा लकड़हारा सुबह 6:30 बजे से दोपहर 1:30 बजे तक चलता था और केवल 88 किलोबाइट स्थान का उपयोग करता था। यह एक मेगाबाइट के 1/10 से भी कम है।

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$7

पॉवरसोर्स - अंतरिक्ष ठंडा है इसलिए तरल बैटरी जम जाएगी। इसका मतलब है कि कोई क्षारीय बैटरी नहीं है। लिथियम बैटरी बढ़िया काम करती है! मैंने 9v की बैटरी का इस्तेमाल किया।

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$1

कुल लागत $79.66 पर आती है! वाणिज्यिक लकड़हारे की कीमत लगभग $250 है इसलिए इसे 68% छूट पर विचार करें। आपके पास शायद इनमें से कई आइटम जैसे कि Arduino, Sd कार्ड, आदि हैं जो लागत को कम करते हैं। चलो निर्माण करने के लिए

कार्यक्रमों

केवल आवश्यक कार्यक्रम Arduino IDE है। यह मूल Arduino भाषा है और इसका उपयोग कोड अपलोड करने, कोड लिखने और परीक्षण के लिए किया जाता है। आप यहां मुफ्त में सॉफ्टवेयर डाउनलोड कर सकते हैं:

पुस्तकालयों

इस स्केच में हम दो पुस्तकालयों का उपयोग करते हैं। NeoGPS लाइब्रेरी का उपयोग GPS यूनिट के साथ इंटरैक्ट करने के लिए किया जाता है। सॉफ्टवेयर सीरियल लाइब्रेरी अतिरिक्त पिन पर सीरियल संचार की अनुमति देता है। हम सीरियल संचार का उपयोग करके जीपीएस और माइक्रोएसडी डेटा लॉगर दोनों से जुड़ते हैं।

नियोजीपीएस

SoftwareSerial - किसी भी सॉफ्टवेयर सीरियल लाइब्रेरी का उपयोग किया जा सकता है। मेरे पास यह पहले से ही डाउनलोड था इसलिए मैंने इसका इस्तेमाल किया।

पुस्तकालय स्थापित करने में सहायता चाहिए? इसे पढ़ें:

उपकरण

टांका लगाने वाला लोहा - हेडर को कई घटकों से जोड़ने की आवश्यकता होगी और एक सोल्डरिंग लोहे का उपयोग घटकों को पूर्ण बोर्ड से जोड़ने और ट्रैक बनाने के लिए किया जाता है।

मिलाप - टांका लगाने वाले लोहे के संयोजन में उपयोग किया जाता है।

चरण 2: सर्किट को एक साथ रखना

आपको कुछ घटकों पर हेडर मिलाप करने की आवश्यकता होगी। इसे यहाँ कैसे करें सीखें:

ऊपर दिए गए ब्रेडबोर्ड या पूर्ण बोर्ड योजनाबद्ध का पालन करें। जीपीएस या माइक्रोएसडी डेटा लॉगर के ग्राउंड पर टेम्प सेंसर की जमीन न लगाएं क्योंकि यह आपके तापमान डेटा को बर्बाद कर देगा। यदि आप एक पूर्ण बोर्ड का उपयोग कर रहे हैं, तो ट्रैक बनाने के तरीके के बारे में यह ट्यूटोरियल देखें। यह एक तकनीक है:

घटकों को संलग्न करते समय सावधान रहें। सुनिश्चित करें कि आपके पास सही ध्रुवता और पिन हैं। अपने कनेक्शन दो बार जांचें!

Arduino - GPS3.3v --- VCC

जीएनडी --- जीएनडी

D3 ----- 1k रोकनेवाला----- RX

D4 ------ TX

अरुडिनो - ओपनलॉग

रीसेट --- जीआरएन

D0 ---- TXD1 ---- 1k रोकनेवाला ---- RX

3.3v ----- वीसीसी

जीएनडी ---- जीएनडी

जीएनडी ---- बीएलके

Arduino -- Temp Sensor - कौन सा पैर कौन सा है, इसकी पहचान करने के लिए उपरोक्त फ़ोटो का उपयोग करें

3.3v ------ वीसीसी

GND ---- GND (यह या तो अपने Arduino पिन पर होना चाहिए या बिजली आपूर्ति GND से जुड़ा होना चाहिए। यदि GPS या लकड़हारे से जुड़ा है तो यह अस्थायी डेटा को तिरछा कर देगा।)

सिग्नल --- A5

अरुडिनो -- एलईडी

D13 ------ + (लंबा पैर)

जीएनडी ------ - (छोटा पैर)

Arduino -- बैटरी कनेक्टर

विन ---- माइक्रो टॉगल स्विच ---- सकारात्मक (लाल)

जीएनडी ----- नकारात्मक (काला)

चरण 3: प्रोग्रामिंग

हम इस कार्यक्रम में दो पुस्तकालयों का उपयोग करते हैं, NeoGPS और SoftwareSerial। वे दोनों इस निर्देश के भाग पृष्ठ से डाउनलोड किए जा सकते हैं। Arduino प्रोग्राम में GPS को इंटरफेर करते समय, TinyGPS लाइब्रेरी का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। हालाँकि, मैं इसे हमारे द्वारा उपयोग किए जाने वाले GPS के साथ काम करने के लिए नहीं मिला।

SoftwareSerial लाइब्रेरी हमें सॉफ्टवेयर सीरियल कनेक्शन के माध्यम से दो उपकरणों को Arduino से कनेक्ट करने की अनुमति देती है। जीपीएस और माइक्रोएसडी डेटा लॉगर दोनों इसका इस्तेमाल करते हैं। अन्य पुस्तकालय भी ऐसा कर सकते हैं और उन्हें कोड के साथ काम करना चाहिए। मेरे पास यह पहले से ही मेरे कंप्यूटर पर था और यह काम करता है, इसलिए मैंने इसका इस्तेमाल किया।

कोड मेरे पिछले डेटा लकड़हारा पर आधारित है। मुख्य परिवर्तन तापमान संवेदक का जोड़ है। जीपीएस उपग्रहों पर आधारित है। इसका मतलब है कि जीपीएस को डेटा प्रदर्शित करने से पहले पहले उपग्रहों से जुड़ना होगा। एक लॉक में जीपीएस होता है जो चार उपग्रहों से जुड़ा होता है। एक त्वरित नोट यह है कि जीपीएस जितने अधिक उपग्रहों से जुड़ा है, उतना ही सटीक डेटा प्रदान किया जा रहा है। कार्यक्रम डेटा की प्रत्येक पंक्ति से जुड़े उपग्रहों की संख्या को प्रिंट करता है। यह मेरी अधिकांश उड़ान के लिए बारह उपग्रहों से जुड़ा था।

कार्यक्रम को बदलने की आवश्यकता हो सकती है ताकि यह आपके लिए काम करे। जबकि सभी कोड को बदला जा सकता है, मैं तापमान के लिए समय क्षेत्र, रीडिंग के बीच का समय और माप की इकाई को बदलने की सलाह दूंगा। एक विशिष्ट मौसम का गुब्बारा लगभग दो घंटे तक हवा में रहता है। जीपीएस हर सेकेंड उपग्रहों से डेटा प्राप्त करता है। इसका मतलब है, अगर हम भेजे गए डेटा के हर टुकड़े को स्टोर करते हैं, तो हमारे पास 7,000 रीडिंग होंगे। क्योंकि मुझे 7,000 डेटा प्रविष्टियों को रेखांकन करने में कोई दिलचस्पी नहीं है, इसलिए मैं हर 30वीं रीडिंग को लॉग करने का विकल्प चुनता हूं। यह मुझे 240 डेटा पॉइंट प्रदान करता है। एक संख्या का थोड़ा और उचित।

आप सोच रहे होंगे कि हम केवल एक देरी कमांड का उपयोग करने और 30 सेकंड प्रतीक्षा करने के बजाय प्रत्येक 30 वीं रीडिंग को बचाने के लिए एक चर i और एक if स्टेटमेंट का उपयोग क्यों करते हैं। इसका उत्तर यह है कि जीपीएस रीडिंग बहुत नाजुक होती है। 30 सेकंड की देरी का मतलब है कि जीपीएस हर डेटा सेट को कैप्चर नहीं कर रहा है और हमारे डेटा को गड़बड़ कर देता है।

आपको इन मानों को कोऑर्डिनेटेड यूनिवर्सल टाइम (UTC) से अपने ऑफ़सेट में बदलना होगा।

यदि आप अपना नहीं जानते हैं तो आप इसे यहां

स्थिर स्थिरांक int32_t

ज़ोन_होवर = -8 एल; // PST

स्थिर स्थिरांक int32_t

ज़ोन_मिनट = 0L; // आमतौर पर शून्य

इस लाइन को बदल दिया जाना चाहिए कि आप कितनी बार रीडिंग रिकॉर्ड करना चाहते हैं। मैं हर 30 सेकंड में पढ़ने के लिए अपना सेट करता हूं।

अगर (i == 30) {

यदि आप संयुक्त राज्य अमेरिका में नहीं रहते हैं, तो आप शायद सेल्सियस में तापमान माप चाहते हैं। ऐसा करने के लिए, इस लाइन को अनकम्मेंट करें:

// सीरियल.प्रिंट ("डिग्री सी"); // अगर आप सेल्सियस चाहते हैं तो कमेंट करें

// सीरियल.प्रिंट्लन (डिग्रीसी); // अगर आप सेल्सियस चाहते हैं तो कमेंट करें

यदि आप फ़ारेनहाइट रीडिंग नहीं चाहते हैं, तो इस पर टिप्पणी करें:

सीरियल.प्रिंट ("डिग्री एफ"); // टिप्पणी करें यदि आप फ़ारेनहाइट Serial.println (डिग्रीएफ) नहीं चाहते हैं; // टिप्पणी करें यदि आप फ़ारेनहाइट नहीं चाहते हैं

कोड अपलोड नहीं हो रहा है?

नया कोड अपलोड करते समय Arduino को सर्किट से डिस्कनेक्ट किया जाना चाहिए। Arduino को नया कोड पिन D0 और D1 पर सीरियल कम्युनिकेशन के माध्यम से भेजा जाता है। ये दो पिन माइक्रोएसडी डेटा लॉगर के लिए उपयोग किए जाने वाले पिन भी हैं। इसका मतलब है कि कोड अपलोड करने के लिए माइक्रोएसडी डेटा लॉगर को डिस्कनेक्ट किया जाना चाहिए।

चरण 4: परीक्षण

एक बार सभी कनेक्शन हो जाने और कोड अपलोड हो जाने के बाद, यह हमारे डेटा लकड़हारे का परीक्षण करने का समय है। ऐसा करने के लिए, Arduino को कंप्यूटर में उसी तरह प्लग करें जैसे आप कोड अपलोड करते हैं। सुनिश्चित करें कि सीरियल पोर्ट सही है और फिर सीरियल मॉनिटर खोलें। यदि सभी कनेक्शन सही तरीके से बनाए गए हैं, तो यह प्रदर्शित होगा:

NMEAloc. INO: startfix ऑब्जेक्ट का आकार = 31 NMEAGPS ऑब्जेक्ट का आकार = 84 SoftwareSerial पर GPS डिवाइस की तलाश में (RX पिन 4, TX पिन 3) हारून प्राइस द्वारा हाई एल्टीट्यूड वेदर बैलून डेटा लॉगर

समय अक्षांश देशांतर सैट हवा की गति हवा की गति ऊंचाई (डिग्री) (डिग्री) समुद्री मील मील प्रति घंटे -------------------------------- -------------------------------------------------- ----------------------------

यदि GPS गलत तरीके से प्लग इन किया गया है, तो यह प्रदर्शित होगा:

uBlox उड़ान मोड सेट करना: B562624240FFFF63000010270050FA0FA06402C10000000000000016DC * ACK प्रतिक्रिया पढ़ना: (विफल!)

सुनिश्चित करें कि हर बार डेटा का एक नया टुकड़ा सीरियल मॉनिटर में प्रवेश करता है। हर बार डेटा रिकॉर्ड होने पर माइक्रोएसडी डेटा लकड़हारा भी झपकाएगा।

आप देखेंगे कि GPS आपको एक ही प्रश्न चिह्न भेज रहा है। ऐसा इसलिए है क्योंकि जीपीएस यूनिट को शुरू होने और उपग्रहों से जुड़ने में समय लगता है। इस इकाई को आम तौर पर मुझे डेटा की पूरी स्ट्रिंग भेजना शुरू करने में लगभग आठ मिनट लगते हैं। लगभग पाँच के भीतर यह आपको एक प्रश्न चिह्न के बाद दिनांक और समय डेटा भेजना शुरू कर देगा। पहले कुछ बिंदु शायद गलत होंगे लेकिन फिर यह सही तिथि और समय प्रदर्शित करेगा। यदि आपको अपनी तिथि और समय नहीं मिल रहा है, तो यह सुनिश्चित करने के लिए कोड देखें कि सही समय क्षेत्र सही किया गया है। यह कैसे करना है, यह जानने के लिए इस निर्देश के प्रोग्रामिंग अनुभाग को पढ़ें।

आखिरकार सीरियल मॉनिटर सभी डेटा प्रदर्शित करेगा। अक्षांश और देशांतर को कॉपी और पेस्ट करें और परिणामों से चौंकने के लिए तैयार रहें। सटीकता उल्लेखनीय है!

यह सुनिश्चित करने के लिए तापमान डेटा की जाँच करें कि यह सही है। यदि तापमान को घोर अवास्तविक संख्या (160+) के रूप में पढ़ा जा रहा है, तो तापमान संवेदक को या तो प्लग इन नहीं किया गया है या गलत तरीके से प्लग किया गया है। योजनाबद्ध का संदर्भ लें। यदि तापमान रीडिंग अस्थिर है या इससे अधिक होना चाहिए (यानी तापमान 65 फ़ारेनहाइट है और सेंसर इसे 85 के रूप में रिपोर्ट करता है) तो सेंसर संभवतः जीपीएस, माइक्रोएसडी डेटा लॉगर, या दोनों के साथ एक ग्राउंड पिन साझा कर रहा है। अस्थायी सेंसर का या तो अपना ग्राउंड पिन होना चाहिए या केवल इनपुट ग्राउंड के साथ ग्राउंड पिन साझा करना चाहिए।

अब आपको अपने माइक्रोएसडी कार्ड को फॉर्मेट और क्लियर करना होगा। हमें एक fat16 या fat32 फ़ाइल प्रकार की आवश्यकता है। मैंने गोप्रो द्वारा इस ट्यूटोरियल का अनुसरण किया:

इसके बाद, कंप्यूटर संलग्न किए बिना सर्किट का परीक्षण करें। डेटा लकड़हारा में एक माइक्रोएसडी कार्ड प्लग करें और Arduino को शक्ति देने के लिए एक शक्ति स्रोत का उपयोग करें। इसे बीस मिनट तक चलने दें फिर बिजली काट दें। माइक्रोएसडी कार्ड को अनप्लग करें और इसे अपने कंप्यूटर में प्लग करें। आपको देखना चाहिए कि एक कॉन्फ़िग फ़ाइल बनाई गई थी (यह केवल तब होता है जब कोई पूर्व कॉन्फ़िग फ़ाइल नहीं बनाई जाती है)। हर बार जब Arduino रीसेट या प्लग इन होता है, तो यह एक नई फ़ाइल बनाता है।

इस परियोजना की अवधारणा के बाद से Arduino IDE के नए पुस्तकालय और संस्करण जारी किए गए हैं। इस वजह से, कई उपयोगकर्ताओं को गलत त्रुटि संदेश मिल रहे थे। उपयोगकर्ता RahilV2 को यह समस्या हो रही थी और उसने इसका समाधान ढूंढ लिया

"मैंने प्रारंभिक त्रुटि को ठीक कर दिया है और ऐसा इसलिए था क्योंकि. INO पुराने जीपीएस पोर्ट नाम का उपयोग करता है जो 'gps_port' के बजाय 'gpsPort' है। प्रीप्रोसेसर प्रतीक भी बदल गया है। सभी उदाहरण प्रोग्राम अब 'GPS_PORT_NAME' के बजाय 'GPS_PORT_NAME' का उपयोग करते हैं। USING_GPS_PORT'।"

धन्यवाद राहिलवी२!

चरण 5: इलेक्ट्रॉनिक्स की सुरक्षा

परफ बोर्ड का उपयोग करने वाले लोगों के लिए एक नोट, सर्किट को धातु की सतह पर रखने से सर्किट छोटा हो जाएगा। मैंने अपने परफेक्ट बोर्ड को प्लास्टिक शीट के ऊपर लटकाने के लिए कुछ बोल्टों के चारों ओर एक प्लास्टिक पाइप का इस्तेमाल किया। आप तल को गर्म कर सकते हैं, इसे किसी कार्डबोर्ड या फोम से जोड़ सकते हैं, या ऐसे पैकेज का उपयोग कर सकते हैं जो बिजली का संचालन नहीं करता है। आप इन प्लास्टिक पाइपों को यहां से अपने बोल्ट पर फिसलने के लिए 3डी प्रिंट कर सकते हैं:

मैंने महिला हेडर को परफेक्ट बोर्ड से जोड़ा, जहां जीपीएस को आसानी से सर्किट से बाहर निकालने की अनुमति देने के लिए जीपीएस बैठता है। जीपीएस यूनिट नाजुक है। चिप एंटीना टूट सकता है और इकाई स्थैतिक बिजली के प्रति संवेदनशील है। मेरे पास इनमें से कोई भी यूनिट ब्रेक नहीं हुई है। मैं GPS को स्थिर परिरक्षित बैग में संग्रहीत करता हूँ जो GPS को सुरक्षित रखने के लिए आता है।

चाहे आप ब्रेडबोर्ड का उपयोग कर रहे हों या बैटरी कनेक्टर के लिए सिर्फ जम्पर तारों का उपयोग कर रहे हों, मैं यह सुनिश्चित करने के लिए गर्म गोंद का उपयोग करने की सलाह देता हूं कि जम्पर तार उनके सॉकेट में चिपके रहें। यह पता लगाने के लिए कि आपका जम्पर तार अलग हो गया है, यह लॉग नहीं हुआ है, यह आपके लिए अपने गुब्बारे को पुनर्प्राप्त करने के लिए एक उबाऊ होगा।

हैंड वार्मर्स की सलाह दी जाती है क्योंकि वे सब कुछ गर्म और कार्यशील रखेंगे। मैं आमतौर पर अपने बैटरी कनेक्टर्स की लंबाई बढ़ाता हूं जिससे मुझे बैटरी को इलेक्ट्रॉनिक्स से अलग डिब्बे में स्टोर करने की अनुमति मिलती है। मैं सीधे बैटरी पर हैंड वार्मर लगाता हूं। जबकि इलेक्ट्रॉनिक्स हैंड वार्मर के बिना काम करने में सक्षम होना चाहिए, मैं उनका उपयोग करने की सलाह दूंगा। इलेक्ट्रॉनिक्स के पास एक या दो हैंड वार्मर रखें, हैंड वार्मर को सुरक्षित रखें ताकि वह इलेक्ट्रॉनिक्स को न छुए। इलेक्ट्रॉनिक्स को अच्छी स्थिति में रखने के लिए हैंड वार्मर से निकलने वाली तेज गर्मी पर्याप्त है।

चरण 6: लॉन्च

गुब्बारे को जाने देने की योजना बनाने से लगभग बीस मिनट पहले मैं आमतौर पर डेटा लॉगर को अपने कंप्यूटर में प्लग करता हूं। लकड़हारे को कंप्यूटर में प्लग करना आवश्यक नहीं है। मैं यह सुनिश्चित करने के लिए करता हूं कि जीपीएस चल रहा है और मेरे पास सैटेलाइट लॉक है। एक बार लकड़हारा सभी डेटा प्रदर्शित कर रहा है, मैं टॉगल स्विच फ्लिप करता हूं और कंप्यूटर को डिस्कनेक्ट करता हूं। चूंकि सर्किट में हमेशा शक्ति का स्रोत होता है, जीपीएस गर्म रहता है और सैटेलाइट लॉक से लॉगिंग जारी रखता है। यह माइक्रोएसडी कार्ड पर एक नई फाइल बनाएगा।

हमने सुबह 6:58 बजे गुब्बारा लॉन्च किया। हमने पहले लॉन्च करने की योजना बनाई थी लेकिन हमारे पहले गुब्बारे ने एक चीर विकसित किया। हम गुब्बारे को हीलियम टैंक से जोड़ने के लिए अपनी ट्यूबिंग भूल गए थे। इसलिए, हमने गुब्बारे को सीधे हीलियम टैंक के नोजल से जोड़ा। नोजल पर कंपन से गुब्बारे में दरार आ जाती है। सौभाग्य से, हम एक अतिरिक्त गुब्बारा लेकर आए। हमने अपने कामचलाऊ टयूबिंग के रूप में कटे हुए बगीचे की नली का इस्तेमाल किया और यह काम कर गया!

पैकेज में एक इंसुलेटेड लंचबॉक्स शामिल था। डेटा लकड़हारा हैंड वार्मर लेकर अंदर बैठ गया। लंचबॉक्स में काटे गए एक छेद ने कैमरे को लंचबॉक्स के अंदर रहने का एक रास्ता प्रदान किया, जबकि एक अबाधित दृश्य बनाए रखा।हमने इस लॉन्च के लिए एक गोप्रो सत्र का इस्तेमाल किया। इसने यात्रा की तस्वीरें लीं! लंच बॉक्स के किनारे और ऊपर से जुड़ी दो SPOT GPS इकाइयाँ थीं। हमने अपने पैकेज को ट्रैक करने के लिए इनका इस्तेमाल किया। लंचबॉक्स के किनारे में एक छोटा सा भट्ठा बनाया गया था ताकि तापमान सेंसर बाहर की हवा के संपर्क में आ जाए।

चरण 7: पुनर्प्राप्ति

मैंने अपने पिछले लॉन्च पर Duracell 9v बैटरी का उपयोग किया था। मैंने बैटरी के वोल्टेज को डेटा लॉगर में प्लग करने से पहले 9.56 वोल्ट के रूप में मापा। मैंने सुबह करीब 6:30 बजे बैटरी को प्लग इन किया। गुब्बारा उतरने के बाद, बरामद किया गया, वापस स्कूल ले जाया गया, और पैकेज खोला गया, यह 1:30 बजे था। डेटा लॉगर अभी भी लॉगिंग कर रहा था खोजने के लिए मैंने पेलोड खोला! मैंने तब 9v बैटरी का वोल्टेज मापा। जैसे ही बैटरी का उपयोग किया जाता है, वोल्टेज कम हो जाता है। बैटरी अब 7.5 वोल्ट पर थी। सात घंटे के डेटा लॉगिंग के बाद भी, बैटरी अच्छी स्थिति में थी।

गुब्बारा और पैकेज रमोना के दक्षिण में एक छोटी सी घाटी में उतरा। रिकवरी टीम ने लगभग एक घंटे तक गाड़ी चलाई और फिर बाकी का रास्ता तय किया। ज़हर आइवी और गर्म तापमान एक बाधा थे, फिर भी वे दृढ़ रहे और गुब्बारे को ठीक करने में सक्षम थे। वे स्कूल लौट आए और मुझे पैकेज सौंप दिया। मुझे आश्चर्य हुआ कि डेटा लकड़हारा अभी भी चल रहा था। इसने मुझे आशावादी बना दिया। मैंने बैटरी को अनप्लग किया और ध्यान से माइक्रोएसडी कार्ड निकाल लिया। मैं फिर अपने कंप्यूटर पर भागा। यह मेरे लिए यात्रा का सबसे नर्वस रैकिंग और रोमांचक हिस्सा है। क्या डेटा लकड़हारा काम करता था? मैंने एसडी कार्ड एडॉप्टर खोजने के लिए अपने बैकपैक के माध्यम से अफवाह उड़ाई। पिछली दो उड़ानें लकड़हारे ने 40,000 फीट पर काम करना बंद कर दिया था क्योंकि मैंने जीपीएस को गलत तरीके से फ्लाइट मोड में डाल दिया था। यह होने के नाते कि मैं 40,000 फीट से अधिक ऊंचाई तक पहुंच सकता हूं, मौसम के गुब्बारे के साथ, मुझे नहीं पता था कि मेरा नया कोड काम करेगा या नहीं।

मैंने माइक्रोएसडी कार्ड को अपने कंप्यूटर में प्लग किया, फ़ाइल खोली, और डेटा से भरा एक लॉग देखा। मैंने डेटा के माध्यम से स्क्रॉल करना शुरू किया … सफलता !! लॉग पूरी उड़ान के दौरान जारी रहा।

चरण 8: विश्लेषण और विज्ञान

अभिव्यक्ति "तीसरी बार आकर्षण" सच है। हमने पूरी उड़ान के लिए डेटा लॉग किया! गुब्बारा 91, 087 फीट की अधिकतम ऊंचाई पर पहुंच गया और सबसे ठंडा तापमान -58 डिग्री फ़ारेनहाइट था।

हमारा डेटा बहुत से ज्ञात विज्ञान की पुष्टि करता है और संरेखित करता है। उदाहरण के लिए, समताप मंडल का निचला भाग -40 से -58 डिग्री फ़ारेनहाइट था जबकि उड़ान के चरम पर तापमान -1.75 डिग्री फ़ारेनहाइट था। मनुष्य पृथ्वी के वायुमंडल की सबसे निचली परत, क्षोभमंडल में रहते हैं। क्षोभमंडल में, ऊंचाई बढ़ने पर तापमान कम हो जाता है। समताप मंडल में इसके विपरीत सच है। वास्तव में, समताप मंडल का शीर्ष शून्य से पांच डिग्री ऊपर हो सकता है।

मुझे आश्चर्य हुआ कि गुब्बारा इतने रेखीय ढंग से ऊपर चढ़ गया। मुझे लगता है कि जैसे-जैसे वातावरण पतला होगा, गुब्बारे की चढ़ाई की गति बदल जाएगी। हालांकि, गुब्बारे की अवरोही गति में वक्र से मुझे आश्चर्य नहीं हुआ। गुब्बारा जल्दी क्यों गिरता है और धीरे-धीरे धीमा क्यों होता है, इस बारे में मेरी परिकल्पना का पैराशूट से लेना-देना है। अपभू पर, हवा इतनी कम होती है कि मुझे लगता है कि पैराशूट उतना प्रभावी नहीं था। पैराशूट हवा के प्रतिरोध और घर्षण का उपयोग धीरे-धीरे जमीन पर गिरने के लिए करते हैं, इसलिए यदि हवा कम है, तो पैराशूट उतना प्रभावी नहीं है। जैसे ही पैकेज कम होता है, वायु प्रतिरोध बढ़ता है क्योंकि अधिक वायु दाब और अधिक वायु होती है। इसके परिणामस्वरूप पैराशूट अधिक प्रभावी होता है और पैकेज धीमा हो जाता है।

तापमान और हवा की गति के कारण, मैं ४५, ५५१ फीट रहने के लिए सबसे खराब ऊंचाई घोषित करता हूं। इस ऊंचाई पर, पैकेज को -58 डिग्री फ़ारेनहाइट ठंडा अनुभव हुआ। यदि यह पर्याप्त नहीं था, तो हवाएं 45 मील प्रति घंटे की रफ्तार से चल रही थीं। जबकि मुझे इस तापमान पर विंडचिल पर हवा के प्रभाव के लिए डेटा खोजने में परेशानी हुई, मैंने पाया कि -25 डिग्री फ़ारेनहाइट मौसम 45 मील प्रति घंटे की हवा के साथ -95 डिग्री की विंडचिल में परिणाम देता है। मैंने यह भी पाया कि -60 डिग्री के विंडचिल तापमान 30 सेकंड में मांस को फ्रीज कर देता है। बहरहाल, यह शायद एक आदर्श छुट्टी स्थान नहीं है। जैसा कि ऊपर फोटो में देखा जा सकता है, इस ऊंचाई से बहुत अच्छा नजारा दिखता है! विंडचिल के बारे में यहाँ और जानें:

मैं अपनी बहन की मदद के बिना इस डेटा को प्रदर्शित और अध्ययन नहीं कर सकता था, जिसने डेटा की सभी 240 पंक्तियों की डेटा प्रविष्टि की थी। छोटे भाई-बहन होने के लाभ:)

चरण 9: निष्कर्ष

यह एक निश्चित सफलता है। हमने पूरी उड़ान पर ऊंचाई, तापमान, हवा की गति, चढ़ाई दर, वंश दर, समय, तिथि, अक्षांश और देशांतर डेटा लॉग किया। यह अनुभवी उच्च ऊंचाई वाले गुब्बारों और पहली बार लॉन्च करने वालों के लिए होना चाहिए!

बैलून लॉन्चिंग के चार साल बाद, हमने आखिरकार एक पूरी फ्लाइट को डेटा लॉग कर दिया। आखिरकार हमें पता चला कि हमारे गुब्बारे कितने ऊंचे उड़ते हैं। हम अंतरिक्ष का अनुभव करने के थोड़ा करीब आ गए हैं। हम अछूतों को छूने के थोडे करीब आ गए!

डेटा लॉगर का एक और अच्छा पहलू यह है कि सभी डेटा टाइम स्टैम्प्ड हैं। इसका मतलब है कि आप यात्रा पर ली गई तस्वीरों के साथ डेटा को पंक्तिबद्ध कर सकते हैं जो आपको ऊंचाई और सटीक स्थान जानने की अनुमति देता है जिसमें प्रत्येक तस्वीर ली गई थी!

यह परियोजना आपके अपने उद्देश्यों के लिए दोहराने और संशोधित करने में आसान है। आसानी से अतिरिक्त तापमान सेंसर, दबाव और आर्द्रता सेंसर, गीजर काउंटर जोड़ें, अवसर अनंत हैं। जब तक सेंसर को बिना देर किए इस्तेमाल किया जा सकता है, तब तक उसे काम करना चाहिए!

इस निर्देश को पढ़ने के लिए समय निकालने के लिए धन्यवाद। मुझे सवालों के जवाब देना, टिप्पणियों का जवाब देना, और उपयोगी टिप्स और विचार पसंद हैं, इसलिए नीचे टिप्पणी अनुभाग में जाएं।

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अछूत चुनौती में उपविजेता

अन्वेषण विज्ञान प्रतियोगिता 2017 में भव्य पुरस्कार