उच्च ऊंचाई वाले गुब्बारों के लिए SSTV कैप्सूल: 11 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

स्ट्रैटोस्फियर से पृथ्वी पर वास्तविक समय में चित्र भेजने के विचार के साथ 2017 की गर्मियों में सर्वेटी बैलून के बाद पैदा हुई यह परियोजना। हमारे द्वारा ली गई छवियों को आरपीआई की मेमोरी में संग्रहीत किया गया था और बाद में, उन्हें एक ऑडियो सिग्नल में परिवर्तित होने के लिए धन्यवाद भेजा गया था। छवियों को हर 'x' बार नियंत्रण स्टेशन पर भेजा जाना चाहिए। यह भी सुझाव दिया गया था कि ये छवियां तापमान या ऊंचाई, साथ ही एक पहचान जैसे डेटा प्रदान करेंगी ताकि जो कोई भी छवि प्राप्त करेगा, वह जान सके कि यह किस बारे में है।

संक्षेप में, एक आरपीआई-जेड छवियां लेता है और सेंसर (तापमान और आर्द्रता) के मूल्यों को एकत्र करता है। इन मानों को एक CSV फ़ाइल में संग्रहीत किया जाता है और बाद में, हम इसका उपयोग कुछ ग्राफ़िक्स करने के लिए कर सकते हैं। कैप्सूल रेडियो के माध्यम से एनालॉग फॉर्म का उपयोग करके एसएसटीवी छवियों को भेजता है। यह वही प्रणाली है जिसका उपयोग ISS (अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन) द्वारा किया जाता है, लेकिन हमारी छवियों का रिज़ॉल्यूशन कम होता है। इसके लिए धन्यवाद, छवि भेजने में कम समय लगता है।

चरण 1: चीजें जो हमें चाहिए

-दि ब्रेन पाई-जीरो: https://shop.pimoroni.com/products/raspberry-pi-ze… 10$-Clock:

आरटीसी DS3231

-सेंसर टेम्प और बैरोमीटर का प्रेशर सेंसर: BMP180-रेडियो मॉड्यूल: DRA818V

बस कुछ घटक:

-10UF इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर x2

-0.033UF मोनोलिथिक सिरेमिक कैपेसिटर x2

-150 ओएचएम प्रतिरोधी x2

-270 ओएचएम प्रतिरोधी x2

-600 ओम ऑडियो ट्रांसफॉर्मर x1

-1N4007 डायोड X1

-100uF इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर

-10nf मोनोलिथिक सिरेमिक कैपेसिटर x1-10K रेसिस्टर x3

-1 के प्रतिरोधी x2

-56nH प्रारंभ करनेवाला x2*-68nH प्रारंभ करनेवाला x1*-20pf अखंड सिरेमिक संधारित्र x2*

-36pf मोनोलिथिक सिरेमिक कैपेसिटर x2*

*अनुशंसित घटक, कैप्सूल उनके साथ काम कर सकता है

चरण 2: पाई-शून्य

आरपीआई ज़ीरो हमें रास्पियन को ग्राफिकल वातावरण के साथ स्थापित करने की आवश्यकता है, मेनू रास्पि-कॉन्फ़िगरेशन तक पहुंचकर हम कैमरा इंटरफ़ेस, I2C और सीरियल को सक्षम करेंगे। बेशक ग्राफिकल इंटरफेस अनिवार्य नहीं है लेकिन मैं सिस्टम का परीक्षण करने के लिए इसका इस्तेमाल करता हूं। WS4E के लिए धन्यवाद, क्योंकि वह RPI पर SSTV के लिए एक समाधान की व्याख्या करता है हमारे भंडार में SSTV फ़ोल्डर डाउनलोड करें और इसे अपनी "/home/pi" निर्देशिका में खींचें, मुख्य कोड को sstv.sh कहा जाता है, कोड कब शुरू होगा, यह रेडियो के साथ संचार को सक्षम करता है मॉड्यूल और bmp180 सेंसर, तस्वीरें भी लेंगे और इसे ऑडियो में बदल देंगे ताकि इसे रेडियो सिस्टम द्वारा ऑडियो में ट्रांसमिट किया जा सके।

आप सीधे ऑडियो केबल पुरुष से पुरुष 3.5 मिमी का उपयोग करके या रेडियो और अन्य डिवाइस के मॉड्यूल का उपयोग करके एसडीआर या एंड्रॉइड रोबोट 36 एप्लिकेशन के साथ वॉकी-टॉकी जैसे डेटा प्राप्त करने के लिए सिस्टम का प्रयास कर सकते हैं।

चरण 3: उपकरण

RTC और BMP180 इकाइयों को एक पीसीबी पर एक साथ रखा जा सकता है, इसके लिए धन्यवाद कि वे समान आपूर्ति और संचार इंटरफ़ेस साझा कर सकते हैं। इन मॉड्यूल को कॉन्फ़िगर करने के लिए निम्नलिखित पृष्ठों पर दिए गए निर्देशों का पालन कर सकते हैं, जिससे मुझे मदद मिली। bmp180 स्थापित और कॉन्फ़िगर करें आरटीसी मॉड्यूल स्थापित और कॉन्फ़िगर करें

चरण 4: कैमरा सेटिंग्स

हमारी परियोजना में हम किसी भी कैमरे का उपयोग कर सकते हैं लेकिन हम वजन, गुणवत्ता और आकार के आधार पर रास्पि-कैम v2 का उपयोग करना पसंद करते हैं। हमारी स्क्रिप्ट में हम चित्र लेने के लिए Fswebcam एप्लिकेशन का उपयोग करते हैं और OSD (ऑन स्क्रीन डेटा) के माध्यम से नाम, तिथि और सेंसर मूल्यों के बारे में जानकारी डालते हैं। हमारे सॉफ़्टवेयर द्वारा कैमरे की सही पहचान के लिए हमें इन निर्देशों को देखना होगा।

चरण 5: ऑडियो आउटपुट

आरपीआई-शून्य में प्रत्यक्ष एनालॉग ऑडियो आउटपुट नहीं है, इसके लिए यूएसबी द्वारा एक छोटा ऑडियो कार्ड जोड़ने या एक साधारण सर्किट बनाने की आवश्यकता होती है जो दो पीडब्लूएम जीपीआईओ पोर्ट के माध्यम से ऑडियो उत्पन्न करता है। हमने यूएसबी ऑडियो कार्ड के साथ पहला समाधान करने की कोशिश की लेकिन यह हर बार फिर से शुरू हो रहा था कि रेडियो को TX (स्ट्रेंजर थिंग्स) में डाल दिया गया था। अंत में, हमने PWM पिन के माध्यम से ऑडियो आउटपुट का उपयोग किया। कई घटकों के साथ, आप बेहतर ऑडियो प्राप्त करने के लिए एक फ़िल्टर बना सकते हैं।

हमने दो चैनलों, एल और आर ऑडियो के साथ पूरा सर्किट इकट्ठा किया लेकिन आपको केवल एक की जरूरत है। इसके अलावा, और जैसा कि आप तस्वीरों और योजना में देख सकते हैं, हमने गैल्वेनिक इन्सुलेशन की तरह एक 600 ओम ऑडियो ट्रांसफार्मर जोड़ा है। ट्रांसफॉर्मर वैकल्पिक है लेकिन हस्तक्षेप से बचने के लिए हमने इसका उपयोग करना पसंद किया।

चरण 6: रेडियो मॉड्यूल वीएचएफ

इस्तेमाल किया गया मॉड्यूल DRA818V था। मॉड्यूल के साथ संचार सीरियल पोर्ट के माध्यम से होता है इसलिए हमें इसे GPIO पिन में सक्षम करना चाहिए। पिछले RPI संस्करणों में इसे करने में समस्या होती है क्योंकि RPI में एक ब्लूटूथ मॉड्यूल होता है जो समान पिन का उपयोग करता है। अंत में, मुझे इसे लिंक में बनाने का समाधान मिला।

यूआर्ट के लिए धन्यवाद, हम रेडियो फ्रीक्वेंसी ट्रांसमिशन, रिसेप्शन (याद रखें कि ट्रांसीवर है) और साथ ही अन्य विशिष्टताओं को असाइन करने के लिए मॉड्यूल के साथ संचार स्थापित कर सकते हैं। हमारे मामले में, हम केवल एक ट्रांसमीटर के रूप में और हमेशा एक ही आवृत्ति पर मॉड्यूल का उपयोग करते हैं। GPIO पिन के लिए धन्यवाद, यह PTT (पुश टू टॉक) रेडियो मॉड्यूल को सक्रिय करेगा जब हम चित्र भेजना चाहेंगे।

इस डिवाइस का एक बहुत ही महत्वपूर्ण विवरण यह है कि 5v आपूर्ति बर्दाश्त नहीं करता है और हम इसे … "अनुभव" द्वारा कहते हैं। तो हम इस योजना में देख सकते हैं कि वोल्टेज को 4.3V तक कम करने के लिए एक विशिष्ट डायोड 1N4007 है। हम PTT फ़ंक्शन को सक्रिय करने के लिए एक छोटे ट्रांजिस्टर का भी उपयोग करते हैं। मॉड्यूल पावर को 1w या 500mw पर सेट किया जा सकता है। आप इस मॉड्यूल के बारे में अधिक जानकारी डेटाशीट पर प्राप्त कर सकते हैं।

चरण 7: एंटीना

यह कैप्सूल का एक महत्वपूर्ण घटक है। एंटीना बेस स्टेशन को रेडियो सिग्नल भेजता है। अन्य कैप्सूल में हमने लैम्ब्डा एंटीना के साथ परीक्षण किया। हालांकि, एक अच्छा कवरेज सुनिश्चित करने के लिए, हम टर्नस्टाइल (क्रॉस डीपोल) नामक एक नया एंटीना डिजाइन करते हैं। इस एंटीना को बनाने के लिए, आपको 75 ओम के केबल के टुकड़े और 6 मिमी व्यास के 2 मीटर एल्यूमीनियम ट्यूब की आवश्यकता होगी। आप उस टुकड़े की गणना और एक 3D डिज़ाइन पा सकते हैं जो कैप्सूल के निचले भाग में द्विध्रुवीय रखता है। हमने लॉन्च से पहले एंटीना के कवरेज का परीक्षण किया और अंत में, इसने सफलतापूर्वक 30 किमी से अधिक की छवियां भेजीं।

-ऐन्टेना के आयामों की गणना करने के लिए मूल्य (हमारी सामग्री के साथ)

स्पेन में SSTV की आवृत्ति: 145.500 मेगाहर्ट्ज एल्यूमीनियम का वेग अनुपात: 95% 75 ओम केबल का वेग अनुपात: 78%

चरण 8: बिजली की आपूर्ति

आप एक क्षारीय बैटरी को समताप मंडल में नहीं भेज सकते हैं जो -40'C तक नीचे हो जाती है और वे काम करना बंद कर देते हैं। भले ही आप अपने पेलोड को इन्सुलेट करेंगे, आप डिस्पोजेबल लिथियम बैटरी का उपयोग करना चाहते हैं जो कम तापमान पर अच्छी तरह से काम करती हैं।

यदि आप dc-dc कनवर्टर अल्ट्रा-लो ड्रॉप आउट रेगुलेटर का उपयोग करते हैं तो आप अपने पावर-पैक से अधिक उड़ान-समय लिख सकते हैं

हम बिजली की खपत को मापने के लिए एक वॉटरमीटर का उपयोग करते हैं और इस प्रकार गणना करते हैं कि यह कितने घंटे काम कर सकता है। हमने मॉड्यूल खरीदा और एक छोटे से बॉक्स में रखा, हमें जल्दी ही इस डिवाइस से प्यार हो गया।

हम AA लिथियम बैटरी के 6 पैक और इस स्टेप-डाउन का उपयोग करते हैं।

चरण 9: डिजाइन कैप्सूल

हम एक हल्के और इन्सुलेट कैप्सूल के निर्माण के लिए "फोम" का उपयोग करते हैं। हम इसे लैब के सीजर में सीएनसी के साथ बनाते हैं। एक कटर और देखभाल के साथ, हम इसके भीतर सभी घटकों को पेश कर रहे थे। हमने ग्रे कैप्सूल को थर्मल कंबल के साथ लपेटा (असली उपग्रहों की तरह;))

चरण 10: लॉन्च दिवस

हमने २०१८-२५-०२ को ज़ारागोज़ा के पास एक शहर एगॉन में गुब्बारा लॉन्च किया, प्रक्षेपण ९:३० बजे था और उड़ान का समय ४ घंटे था, जिसकी अधिकतम ऊंचाई ३१, ४०० मीटर और न्यूनतम बाहरी तापमान - ४८º था। सेल्सियस। कुल मिलाकर गुब्बारे ने लगभग 200 किमी की यात्रा की। हम एक और अप्रैल कैप्सूल और www.aprs.fi. की सेवा की बदौलत इसकी यात्रा जारी रखने में सक्षम थे

प्रक्षेपवक्र की गणना की गई सेवा www.predict.habhub.org के लिए धन्यवाद, बड़ी सफलता के साथ, जैसा कि लाल और पीले रंग की रेखाओं के साथ मानचित्र में देखा जा सकता है।

अधिकतम ऊंचाई: 31, 400 मीटर अधिकतम गति दर्ज की गई वंश: 210 किलोमीटर प्रति घंटे पंजीकृत टर्मिनल वंश गति: 7 मीटर / सेकंड पंजीकृत बाहरी न्यूनतम तापमान: -48ºC से 14, 000 मीटर ऊंचा

हमने SSTV कैप्सूल बनाया लेकिन यह प्रोजेक्ट अन्य सहयोगियों की मदद के बिना पूरा नहीं किया जा सकता था: नाचो, काइक, जुम्पे, एलेजांद्रो, फ़्रैन और अधिक स्वयंसेवकों।

चरण 11: अद्भुत परिणाम

एनरिक के लिए धन्यवाद, हमारे पास उड़ान का एक सारांश वीडियो है जहां आप पूरी लॉन्चिंग प्रक्रिया देख सकते हैं। बिना किसी संदेह के कड़ी मेहनत के बाद सबसे अच्छा उपहार

अंतरिक्ष चुनौती में प्रथम पुरस्कार