Регистратор данных с погодными шарами на базе Arduino

Необходимые инструменты и машины

	Паяльник (общий)
	Проволока для припоя, без свинца

Приложения и онлайн-сервисы

IDE Arduino

Об этом проекте

Всем привет!! Вы, наверное, задаетесь вопросом, подождите, вы можете отправить Arduino в космос? Почти. Используя метеозонд, вы можете отправить Arduino, камеру, чесночный хлеб или что-нибудь еще на треть пути в космос! Несмотря на то, что это треть пути в космос, почти 99% атмосферы отсутствует, поэтому мы называем это «краем космоса». Это руководство очень длинное, но если вы только не проверяете этот проект, обязательно прочтите все до Пути 1. В любом случае, давайте разберемся, как вы можете это сделать.

У вас будет три пути, по которым вы будете следовать, в зависимости от того, чего вы хотите и от вашего уровня навыков. Все три пути потребуют некоторых навыков пайки из-за невероятных волн в стратосфере. В любом случае каждый путь не лучше другого, это просто зависит от того, что вас интересует. Давайте быстро пройдемся по ним.

Путь 1:Создание простого регистратора данных с использованием прототипной платы, различных датчиков, с небольшими навыками пайки.

Путь 2:Использование предварительно спроектированного экрана для печатной платы (печатной платы), чтобы получить чистую, потрясающе выглядящую плату, разработанную и протестированную нами.

Путь 3:Создайте свою собственную печатную плату в программе. В этом руководстве не будет подробно рассказываться о том, как спроектировать и изготовить вашу собственную печатную плату, но вы найдете некоторые рекомендации, над которыми вы можете подумать. Я обязательно дам ссылку на какое-нибудь замечательное руководство, чтобы вы могли учиться на нем.

Мы рассмотрим каждый путь еще немного, но вот несколько советов, которые помогут вам выбрать:

Путь 1 будет самым простым и допускает некоторую гибкость. Вы можете выбрать датчики, плату и функции на своей плате. Вам потребуются некоторые навыки пайки, чтобы убедиться, что во время полета все остается вместе.

Путь 2 будет наиболее ограничительным, что означает, что вам придется использовать указанный набор датчиков, конкретную плату Arduino, но у вас будет действительно чистая печатная плата, вам не придется беспокоиться о пайке или кодировании, и это хороший начать изучать печатные платы. Мы предоставим вам файл Gerber, настройки экспорта и код для просмотра. Печатные платы не очень дороги, и это может зависеть от того, где вы их покупаете. У нас есть 5 таких печатных плат за 2 доллара США, но эта цена может отличаться в зависимости от того, где вы ее покупаете.

Путь 3 будет самым сложным и потребует большого количества навыков. Вам нужно будет знать (или научиться), как сделать свою собственную печатную плату или экран платы Arduino, уметь кодировать все это и паять плату. Если вы знаете, как делать все это, вы, вероятно, могли бы сделать этот проект самостоятельно, но есть некоторые очень важные ограничения и детали, с которыми вам может помочь это руководство.

Хорошо!! Потрясающий! Вам следовало выбрать путь, по которому вы хотите идти прямо сейчас! Но прежде чем мы начнем, вам нужно помнить об очень важных правилах. Обязательно прочтите эти правила, потому что отправка вещей на метеозонд может быть ограничена в зависимости от того, где вы живете. В этом руководстве не будет рассказано о том, как выбрать правильный воздушный шар, построить отсек для полезной нагрузки и как заполнить баллон, но есть МНОЖЕСТВО руководств о том, как это сделать, поэтому я свяжу их для вас. Я рассмотрю ограничения для вашего регистратора данных Arduino и оставлю ссылку для дальнейших ограничений FAA (если вы живете в США). Вот что нужно иметь в виду:

1. Ваш отсек с полезной нагрузкой не может принимать сигналы сотового телефона. Если у вас по какой-либо причине есть мобильный телефон на борту, он должен быть в режиме полета.

2. Если вы используете GPS для поиска своего аэростата, вам необходимо получить лицензию на радиолюбительскую радиосвязь (для этого требуются тесты и плата).

3. Если соотношение веса и размера вашей полезной нагрузки превышает 3,0 унции / квадратный дюйм, то общий вес полезной нагрузки должен быть менее 4 фунтов.

4. Любая отдельная полезная нагрузка / упаковка не должна превышать 6 фунтов.

5. А если у вас две полезные нагрузки, общий вес полезной нагрузки не должен превышать 12 фунтов.

Это ссылка на полные инструкции FAA для жителей США.

Путь 1 - Proto Board!

Перед тем, как приступить к проектированию, необходимо учесть несколько моментов. Во-первых, то, что вы хотите оттуда. На представленной схеме у вас будет простой датчик температуры и влажности, барометрический датчик, IMU и модуль SD-карты. Для большинства проектов этого должно быть достаточно, но если вы хотите найти отсек для полезной нагрузки с помощью Arduino, вам нужно будет включить модуль GPS. Есть несколько вариантов восстановления:

1. Модуль SPOT GPS. У них есть свои преимущества и недостатки. Они будут действительно просты в использовании, будут иметь неограниченный диапазон действия (они используют спутники для отправки координат на ваш телефон), будут иметь отличное время автономной работы и их легко получить. Однако они дорогие, не работают в перевернутом виде, и сигнал может быть заблокирован толстыми предметами.

Мы использовали этот метод, но мы разработали и напечатали на 3D-принтере карданный подвес, чтобы он оставался в вертикальном положении. Мы рекомендуем SPOT 3 Satellite Messenger (Amazon), но это полностью зависит от вас, если вы исследуете это и увидите преимущества для различных типов.

2. Радио APRS. Он будет самым надежным и с ним можно многое сделать. Вы можете подключить модуль к Arduino, и радио будет отправлять обратно данные, координаты и т. Д. Это также позволит вам получать точные измерения высоты.

К сожалению, это не будет включено в схему подключения, поэтому вам придется научиться подключать это самостоятельно. Кроме того, вам нужно будет получить лицензию на радиолюбительство, которую вам нужно будет пройти тест, и заплатить небольшую плату. Эта лицензия очень полезна, так что, возможно, она того стоит. (США - ограничения могут отличаться в зависимости от того, где вы живете).

3. Сотовый телефон. Вам действительно не стоит использовать этот метод. Вам нужно не только найти способ вывести телефон из режима полета после полета, но и сам мобильный телефон, вероятно, будет дороже, чем обычный SPOT. Причина, по которой это есть в списке, заключается в том, что многие люди используют сотовый телефон в качестве резервного, но на самом деле это не то, что вам следует использовать.

Теперь, когда вы определились с тем, как вы собираетесь восстанавливать полезную нагрузку, вам нужно будет рассмотреть, как будет выглядеть полет. Например, если вы хотите, чтобы ваш Arduino удаленно развернул парашют, вам следует изучить способы сделать это. Вы также должны выбрать, какие датчики вы будете использовать (температура может опуститься до -40C (-40F), поэтому вы захотите это учесть.

Вы также захотите подумать о том, как вы хотите запитать Arduino. Низкие температуры снижают производительность многих аккумуляторов, поэтому вам может потребоваться большой блок питания вместе с корпусом, например пенополистиролом, чтобы держать вещи уютными, а также оставаться ниже предельного веса.

Я рекомендую вам составить своего рода контрольный список, основанный на том, какие данные вы хотите получить, будет ли у вас камера на борту и что вы планируете иметь на борту. Также может быть хорошей идеей сделать отсек для полезной нагрузки, а затем спроектировать свой регистратор данных на основе полезной нагрузки. Есть много вещей, о которых нужно подумать и убедиться, прежде чем приступить к проектированию, поэтому убедитесь, что вы потратили действительно много времени и тщательно все продумали.

Вот схема и схема подключения датчиков, если вы пойдете нашим маршрутом:

Mega - это слишком много для этих датчиков, но если вы хотите использовать и наш код, вам придется использовать Mega. Если вы планируете использовать что-то вроде Nano, измените распиновку модуля карты MicroSD на контакты SPI вашей платы.

Вот список деталей:

SparkFun ADXL337

Пины заголовка

Модуль карты Micro SD

Датчик влажности DHT22

Датчик температуры DS18B20

Proto Board

Ардуино Мега

Вы можете добавить еще один DS18B20 для измерения внутренней температуры и добавить любые датчики, которые вам нужны, но если вы хотите использовать предоставленный код, используйте схему соединений выше.

  // Настройка DHT22 # ​​include "DHT.h" #define DHTPIN 2 # define DHTTYPE DHT22DHT dht (DHTPIN, DHTTYPE); // Настройка SD-карты # include  #include  Файл sdcard_file; int CS_pin =10; // Датчик температуры DS18B20 # include  #include  #define ONE_WIRE_BUS 3OneWire oneWire (ONE_WIRE_BUS); датчики температуры DallasTemperature (&oneWire); int scale =3; // 3 (± 3g) для ADXL337, 200 (± 200g) для ADXL377boolean micro_is_5V =true; // Установите значение true, если используется микроконтроллер 5 В, например Arduino Uno, значение false, если используется микроконтроллер 3,3 В, это влияет на интерпретацию данных датчика setup () {Serial.begin (9600); sizes.begin (); dht.begin (); pinMode (CS_pin, OUTPUT); // объявление вывода CS как вывода if (SD.begin ()) {Serial.print ("SD Card found!"); } else {Serial.print ("Ошибка при поиске SD-карты"); возвращение; } sdcard_file =SD.open ("data.csv", FILE_WRITE); if (sdcard_file) {// Если файл найден} else {Serial.print ("ошибка инициализации SD-карты"); } sdcard_file.print ("DS18B20"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("DHT22 Temp"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("Hum"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("H.InX"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("rawX"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("rawY "); sdcard_file.print (", "); sdcard_file.print (" rawZ "); sdcard_file.print (", "); sdcard_file.print (" scaledX "); sdcard_file.print (", "); sdcard_file. print ("scaledY"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("scaledZ"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.println ("");} void loop () {delay ( 222); // Акселерометр int rawX =analogRead (A0); int rawY =analogRead (A1); int rawZ =analogRead (A2); float scaledX, scaledY, scaledZ; if (micro_is_5V) // масштабирование данных, если напряжение 5В (это так) {scaledX =mapf (rawX, 0, 675, -scale, scale); scaledY =mapf (rawY, 0, 675, -scale, масштаб); scaledZ =mapf (rawZ, 0, 675, -scale, масштаб); } else // масштабирование данных, если напряжение равно 3,3 В {scaledX =mapf (rawX, 0, 1023, -scale, scale); scaledY =mapf (rawY, 0, 1023, -scale, масштаб); scaledZ =mapf (rawZ, 0, 1023, -scale, масштаб); } // DS18B20 Tempsensors.requestTemperatures (); int etemp =sizes.getTempCByIndex (0); // Датчик влажности DS18B20 float h =dht.readHumidity (); float t =dht.readTemperature (); float f =dht.readTemperature (true); // Проверяем, нет ли сбоев при чтении, и преждевременно завершаем работу для DHT if (isnan (h) || isnan (t) || isnan (f)) {return; } // Вычислить индекс тепла в градусах Фаренгейта (по умолчанию) float hif =dht.computeHeatIndex (f, h); // Вычислить индекс тепла в градусах Цельсия (isFahreheit =false) float hic =dht.computeHeatIndex (t, h, false); sdcard_file.print (etemp); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (t); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (h); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (ик); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (rawX); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (rawY); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (rawZ); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (scaledX); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (scaledY); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (scaledZ); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (""); sdcard_file.println (""); sdcard_file.close (); delay (223);} float mapf (float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max) {return (x - in_min) * (out_max - out_min ) / (in_max - in_min) + out_min;}  

Если есть какие-либо проблемы, обязательно проверьте проводку и используйте код для каждого отдельного датчика, чтобы изолировать проблему. Убедитесь, что ваша карта SD или MicroSD отформатирована в FAT16 или FAT32 и имеет размер не более 16 ГБ.

Кроме того, было бы неплохо подключить светодиоды для отображения индикации состояния вашего регистратора данных. Вы действительно не хотите отправлять всплывающее сообщение при неработающем регистраторе данных, поэтому убедитесь, что вы все трижды проверили.

Кроме того, если у вас по-прежнему возникают проблемы с модулем SD-карты, попробуйте сменить источник питания. После долгих испытаний мы обнаружили, что некоторые модули очень чувствительны к питанию, поэтому найдите надежный источник питания.

Вот так! Ваш регистратор данных готов. Он должен считывать данные температуры, влажности и акселерометра и записывать их на SD-карту. Если вы хотите узнать высоту, вам придется использовать GPS. 90% высотомеров на основе барометрических датчиков не работают на высоте более 30 000 футов. Если ваш воздушный шар превышает этот порог (вероятно, это так), вы не сможете использовать барометр. Если вы хотите получить отличное руководство для остальной части пути, ознакомьтесь с этим руководством и не стесняйтесь обращаться к нам через этот веб-сайт, если у вас есть ЛЮБЫЕ вопросы. Мы не профессионалы в этом деле, но мы готовы помочь в меру своих возможностей.

Прокомментируйте ниже или свяжитесь с нами, если возникнут какие-либо проблемы, и если вам понравилась эта часть руководства, загляните на наш канал YouTube, оставьте комментарий и уважение ниже, и мы рекомендуем просмотреть другие пути для вдохновения и интересных идей!

Путь 2 - Готовая печатная плата

Так! Вы планируете использовать готовую печатную плату. Эта предварительно спроектированная печатная плата позволит вам получать внутреннюю температуру, внешнюю температуру, влажность и показания акселерометра. Вам потребуются навыки пайки, а также следующие компоненты:

Светодиод 5050 SMD

SparkFun ADXL337

Множество выводов заголовка

Модуль карты Micro SD

Датчик влажности DHT22

Датчик температуры 2X DS18B20

Ардуино Мега

Плата Eclipse

Файл Gerber для печатной платы находится в этом репозитории GitHub. Если вы хотите внести изменения в печатную плату / схему, перейдите на эту веб-страницу и заполните детали того, что вам нужно. Например, тип файла, какой файл вы хотите, вопросы и т. Д. Мы рассмотрим, как работает этот щит PCB / Arduino, как правильно заказать его в сервисе PCB (всего за 2 доллара) и как правильно собрать свой.

К счастью, мы использовали эту печатную плату во время полета, поэтому мы провели много испытаний и внесли улучшения после полета для вас, но в любом случае давайте перейдем к этому.

Кроме того, вот несколько видеороликов о сборке и деталях печатной платы.

Хорошо, приступим к загрузке файла Gerber. Перейдите в репозиторий GitHub, загрузите ZIP-файл, скопируйте и вставьте файл Gerber Eclipse. Важно, чтобы вы держали ZIP-файл для gerber-сжатого, потому что онлайн-сервис принимает их как ZIP-файлы.

Теперь, когда вы подошли к концу, пришло время найти печатную плату. В поисковой системе найдите PCB service. Есть из чего выбирать, и многие из них имеют свои преимущества и недостатки. По более низкой цене вы можете рассмотреть некоторые китайские компании-производители, такие как JLC PCB. Если вы готовы заплатить немного больше, возможно, вам стоит обратиться к некоторым компаниям из США. Услуга, в которой вы покупаете, НЕ имеет значения. Все они предоставят вам действительно высококачественную печатную плату по отличной цене, так что все зависит от вас.

Теперь, когда вы выбрали услугу, загрузите заархивированный файл gerber и выберите следующие настройки:

• Не трогайте слои и размеры.

• Одиночная печатная плата

• Толщина 1,6 мм.

• Любой цвет по вашему желанию (зеленый обычно получается быстрее).

• HASL (со свинцом) для отделки поверхности. Возможно, вам придется изменить это, если вы используете бессвинцовый припой.

• Вес меди 1 унция

• Никаких золотых пальцев и подтверждение производственного файла.

• Полный тест для испытания летающего зонда.

• Нет зубчатых отверстий.

• В любом количестве!

Большинство этих настроек уже настроено, поэтому вам просто нужно изменить цвет. Делайте заказ, и ваша печатная плата будет запущена в производство! Возможно, сейчас самое время заказать датчики, перечисленные выше.

Пришло время собрать печатную плату. Поскольку мы используем датчики с коммутационными платами, и поскольку эта печатная плата будет действовать как экран, это будет очень просто. Ниже вы найдете руководство по пайке.

Кроме того, припаяйте все контакты заголовка к сторонам печатной платы. Они поместятся прямо на Arduino Mega и сделают за вас всю проводку.

Важно знать, как работает эта печатная плата, чтобы вы знали, как исправить что-то, если что-то сломается. Внутри печатной платы проходят очень маленькие провода диаметром 0,35 мм. Эти провода будут идти от каждого датчика к определенным контактам на печатной плате, которые затем будут подключаться к Arduino. Это делает сборку чистой, она прочнее и надежнее традиционных прототипов и макетов. Это действительно краткое изложение, но если вы хотите узнать больше, вот отличное видео о том, как работают печатные платы.

Да! Печатная плата припаяна, поместите ее на Arduino Mega и подключите к компьютеру. Откройте IDE Arduino и откройте код 1.6, который включен в репозиторий GitHub, из которого вы получили файлы печатной платы.

Отформатируйте карту microSD в FAT16 или FAT32. Модуль карты microSD должен быть 16 ГБ или меньше, иначе он не будет работать. Даже камеры microSD на 2 ГБ будет более чем достаточно для двухчасового полета.

Теперь вставьте SD-карту в модуль и загрузите код 1.6. В мониторе последовательного порта вы должны получить сообщение об успешном завершении работы SD-карты и немедленное начало регистрации данных.

Подождите десять секунд, затем выньте SD-карту и вставьте ее в компьютер. Там должен быть файл .csv со всеми вашими данными!

Вот код на случай, если репозиторий GitHub не работает.

  // Настройка DHT22 # ​​include "DHT.h" #define DHTPIN 2 # define DHTTYPE DHT22DHT dht (DHTPIN, DHTTYPE); // Настройка SD-карты # include  #include  Файл sdcard_file; int CS_pin =10; // Датчик температуры DS18B20 # include  #include  #define ONE_WIRE_BUS 3OneWire oneWire (ONE_WIRE_BUS); Датчики температуры Dallas (&oneWire_BUS);  #include  Adafruit_MPL3115A2 baro =Adafruit_MPL3115A2 (); int scale =3; boolean micro_is_5V =true; // LEDint Blue =7; int Red =6; int Green =5; void setup () {pinMode (23, ВХОД); // определяет, включен ли переключатель, чтобы остановить запись SD-карты и сохранить датасенсоры. begin (); pinMode (Blue, OUTPUT); pinMode (Red, OUTPUT); pinMode (Green, OUTPUT); digitalWrite (Green, HIGH ); dht.begin (); pinMode (CS_pin, OUTPUT); // объявление вывода CS как вывода if (SD.begin ()) {digitalWrite (Green, LOW); digitalWrite (зеленый, высокий); digitalWrite (зеленый, НИЗКИЙ); digitalWrite (зеленый, высокий); digitalWrite (зеленый, НИЗКИЙ); digitalWrite (зеленый, высокий); } else {digitalWrite (зеленый, НИЗКИЙ); digitalWrite (красный, высокий); задержка (5000); возвращение; } sdcard_file =SD.open ("data.csv", FILE_WRITE); if (sdcard_file) {// Если файл найден digitalWrite (Red, LOW); digitalWrite (Синий, НИЗКИЙ); digitalWrite (зеленый, высокий); } else {digitalWrite (зеленый, НИЗКИЙ); digitalWrite (красный, высокий); задержка (1000); digitalWrite (Красный, НИЗКИЙ); digitalWrite (Синий, ВЫСОКИЙ); задержка (1000); digitalWrite (зеленый, НИЗКИЙ); digitalWrite (красный, высокий); задержка (1000); digitalWrite (Красный, НИЗКИЙ); digitalWrite (Синий, ВЫСОКИЙ); задержка (1000); digitalWrite (красный, высокий); digitalWrite (Синий, НИЗКИЙ); } sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("DS18B20"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("DHT22 Temp"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("Hum"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("H.InX"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("Int. Temp"); sdcard_file.print ( ","); sdcard_file.print ("Pres. Pasc."); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("alt."); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (" rawX "); sdcard_file.print (", "); sdcard_file.print (" rawY "); sdcard_file.print (", "); sdcard_file.print (" rawZ "); sdcard_file.print (", "); sdcard_file .print ("scaledX"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("scaledY"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("scaledZ");} void loop () { delay (222); digitalWrite (Green, LOW); digitalWrite (Blue, HIGH); if (! baro.begin ()) {} float pascals =baro.getPressure (); float altm =baro.getAltitude (); float tempC =baro.getTemperature (); // Акселерометр int rawX =analogRead (A0); int rawY =analogRead (A1); int rawZ =analogRead (A2); float scaledX, scaledY, scaledZ; if (micro_is_5V) // масштабирование данных, если напряжение 5В (это так) {scaledX =mapf (rawX, 0, 675, -scale, scale); scaledY =mapf (rawY, 0, 675, -scale, масштаб); scaledZ =mapf (rawZ, 0, 675, -scale, масштаб); } else // масштабирование данных, если напряжение равно 3,3 В {scaledX =mapf (rawX, 0, 1023, -scale, scale); scaledY =mapf (rawY, 0, 1023, -scale, масштаб); scaledZ =mapf (rawZ, 0, 1023, -scale, масштаб); } // DS18B20 Tempsensors.requestTemperatures (); // Датчик влажности DS18B20 float h =dht.readHumidity (); float t =dht.readTemperature (); float f =dht.readTemperature (true); // Проверяем, нет ли сбоев при чтении, и преждевременно завершаем работу для DHT if (isnan (h) || isnan (t) || isnan (f)) {return; } // Вычислить индекс тепла в градусах Фаренгейта (по умолчанию) float hif =dht.computeHeatIndex (f, h); // Вычислить индекс тепла в градусах Цельсия (isFahreheit =false) float hic =dht.computeHeatIndex (t, h, false); sdcard_file.println (сенсоры.getTempCByIndex (0)); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (t); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (h); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (ик); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (tempC); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (паскали); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (altm); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (rawX); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (rawY); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (rawZ); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (scaledX); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (scaledY); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (scaledZ); sdcard_file.print (","); delay (223); sdcard_file.close ();} float mapf (float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max) {return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;}  

Вот так! Ваш регистратор данных готов. Он должен считывать данные температуры, влажности и акселерометра и записывать их на SD-карту. Если вы хотите узнать высоту, вам придется использовать GPS. 90% высотомеров на основе барометрических датчиков не работают на высоте более 30 000 футов. Если ваш воздушный шар превышает этот порог (вероятно, это так), вы не сможете использовать барометр. Если вы хотите получить отличное руководство для остальной части пути, ознакомьтесь с этим руководством и не стесняйтесь обращаться к нам через этот веб-сайт. Если у вас есть ЛЮБЫЕ вопросы или если вы хотите сделать лучшую печатную плату на основе нашего дизайна. Мы не профессионалы в этом деле, но мы готовы помочь в меру своих возможностей.

Прокомментируйте ниже или свяжитесь с нами, если возникнут какие-либо проблемы, и если вам понравилась эта часть руководства, посетите наш канал YouTube, оставьте комментарий и уважение ниже, и мы рекомендуем просмотреть другие пути для вдохновения и интересных идей!

Путь 3 - Создание собственной печатной платы

Теперь это руководство НЕ покажет вам, как сделать свою собственную печатную плату. Итак, прежде чем двигаться дальше, вы должны знать, как сделать печатную плату, или научиться тому, как это делать. В этой части будут рассмотрены только некоторые основные рекомендации, которые вы должны изучить, чтобы убедиться, что вы не нарушаете никаких законов. Опубликованные инструкции предназначены для США!

Во-первых, вам нужно провести мозговой штурм и записать, что вы хотите получить от этого полета.

Вот что входит в стандартную версию:

• Температура

• Влажность

• Высота

• Качество воздуха

• Радиация

• GPS

Вы можете включить все, что захотите, но не забудьте все просмотреть. Датчик температуры должен показывать до -50C (-58F) и быть максимально точным. Показания температуры будут неточными при очень высокой температуре из-за солнечного излучения от солнца, поэтому это будет казаться немного теплее, чем есть!

Вы также захотите подумать, как эту вещь восстановить. Вот краткое изложение ваших вариантов. Возможно, вы захотите узнать об этом больше.

GPS-модуль SPOT. У них есть свои преимущества и недостатки. Они будут действительно просты в использовании, будут иметь неограниченный диапазон действия (они используют спутники для отправки координат на ваш телефон), будут иметь отличное время автономной работы и их легко получить. Однако они дорогие, не работают в перевернутом виде, и сигнал может быть заблокирован толстыми предметами.

Мы использовали этот метод, но мы разработали и напечатали на 3D-принтере карданный подвес, чтобы он оставался в вертикальном положении. Мы рекомендуем SPOT 3 Satellite Messenger (Amazon), но это полностью зависит от вас, если вы исследуете это и увидите преимущества для различных типов.

2. Радио APRS. Он будет самым надежным и с ним можно многое сделать. Вы можете подключить модуль к Arduino, и радио будет отправлять обратно данные, координаты и т. Д. Это также позволит вам получать точные измерения высоты.

Вам нужно будет получить лицензию на радиолюбительство, которую вам нужно будет пройти тест, и заплатить небольшую плату. Эта лицензия очень полезна, так что, возможно, она того стоит. (США - ограничения могут отличаться в зависимости от того, где вы живете).

3. Сотовый телефон. Вам действительно не стоит использовать этот метод. Вам нужно не только найти способ вывести телефон из режима полета после полета, но и сам мобильный телефон, вероятно, будет дороже, чем обычный SPOT. Причина, по которой это есть в списке, заключается в том, что многие люди используют сотовый телефон в качестве резервного, но на самом деле это не то, что вам следует использовать.

Это руководство, которое может помочь вам в вашем дизайне. Для этого нужно учитывать множество ограничений и вещей, так что не торопитесь!

Еще одно соображение при проектировании - это вес. Как упоминалось во введении к этому руководству, ваша полезная нагрузка должна быть менее 12 фунтов, 6 фунтов или 4 фунтов в зависимости от типа полезной нагрузки. Кроме того, вы не сможете использовать барометр для измерения высоты, так как большинство из них не проходят более 30 000 футов.

Последнее соображение - это мощность. Температура в стратосфере станет очень низкой . Батареи могут выйти из строя, у вашего Arduino также очень высока вероятность выхода из строя. Вам нужно будет найти решение этой проблемы. Возможно, лучшая стратегия - поместить ваш регистратор данных в пенополистирол. Это позволит поддерживать температуру внутри помещения на уровне комнатной. Вы также можете подумать о солнечных батареях или грелках для рук.

Хорошо! Вы все продумали, дважды проверили, какие датчики вам нужны, и все записали. Пришло время сделать схему и печатную плату. Для схемы и печатной платы вы можете сделать экран печатной платы, как раньше, или полную печатную плату. Я предоставлю вам выбор (поскольку для этого у вас должен быть некоторый опыт).

После сборки печатной платы / щита дважды проверьте ВСЕ, чтобы убедиться, что оно работает, и убедитесь, что вы следуете рекомендациям.

Вот так! Ваш регистратор данных готов. Он должен считывать данные температуры, влажности и акселерометра и записывать их на SD-карту. Если вы хотите узнать высоту, вам придется использовать GPS. 90% высотомеров на основе барометрических датчиков не работают на высоте более 30 000 футов. Если ваш воздушный шар превышает этот порог (вероятно, это так), вы не сможете использовать барометр. Если вы хотите получить отличное руководство для остальной части пути, ознакомьтесь с этим руководством и не стесняйтесь обращаться к нам через этот веб-сайт, если у вас есть ЛЮБЫЕ вопросы. Мы не профессионалы в этом деле, но мы готовы помочь в меру своих возможностей.

Прокомментируйте ниже или свяжитесь с нами, если возникнут какие-либо проблемы, и если вам понравилась эта часть руководства, посетите наш канал YouTube, оставьте комментарий и уважение ниже, и мы рекомендуем просмотреть другие пути для вдохновения и интересных идей!

Заключение

Метеорологические шары - это действительно крутой и простой способ отправить вещи в стратосферу. Вы можете отправлять камеры (в нашем случае 360-градусную камеру) на большие высоты, получать отличные кадры и данные без особых правил. Но одно!

ПРОЧИТАЙТЕ !!

Пожалуйста, убедитесь, что вы соблюдаете все правила, и установите дефлектор радара и отправьте NOTAM (уведомление для пилотов) перед полетом. Весьма вероятно, что полезный груз вашего воздушного шара столкнется с самолетом, и вы НЕ хотите причинять вред или рисковать жизнями. Сделайте все возможное, чтобы снизить риск повреждения, убедитесь, что все прочно, чтобы ничего не уронить. У FAA нет особых ограничений на это. Пожалуйста, не делайте этого так, чтобы они все ограничивали и разрушали для других, просто следуя правилам.

В любом случае, я искренне надеюсь, что это руководство помогло, и нам нравится создавать подобные руководства. If you want to support our club, please consider subscribing to our YouTube channel, and be sure to comment or contact us if you have any problems or questions!

Happy Arduinoing! (is that even a term?)

NM Rocketry Reviews

Изготовленные на заказ детали и корпуса

Схема

GitHub Repository for PCB files and Code