Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Raspberry pi

Самодельный стратостат. Часть 1в

25.10.2021 01:58:48 | Автор: admin
Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

И так, в прошлых двух постах (часть 1а и часть 1б) мы разработали, собрали и запустили наш самодельный стратостат с камерой и телеметрическим модулем. Пришло время попытаться его найти, спасти и посмотреть - что он привез?


Поиск и спасение


Ооооо, это был самый волнительный и насыщенный этап! Как только аппарат оторвался от земли (а точнее от рук) я, как оператор ЦУП, затаился в ожидании первых координат от поискового трекера.

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

И первый трек не заставил себя долго ждать. Приведу сразу весь маршрут, полученный с поискового трекера и давайте немного его обсудим:

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Расстояние между конечными точками ~100км. Хотя расчетное было около 200км. Наш зонд немного не долетел. Но с этим разберемся в результатах.


Наивысшая точка (F) по этим показаниям 9800м. Дело в том, что у нашего поискового трекера предел измерения высоты 10км. Так что это еще не значит, что зонд выше не поднимался, нет. Просто после этой точки он пропал! Я, разумеется, ожидал этого и ждал, и ждал, и ждал. Ну сколько он может там летать над 10км? Ну час, ну максимум два. Учитывая, что расчетное время всего полета было 2ч 25мин. Но обратите внимание на дату и время в этой точке (верхняя часть):

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

А теперь взглянем на следующую точку G:

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Где тебя носило больше суток ( )(._.`)?! Я все морги-больницы обзвонил все это время не спал и мониторил показания (да что уж там все мониторили). Но, видимо, условия для передачи сигнала были не благоприятные. Хорошо что запас автономности у этого трекера очень хороший он до сих пор передает координаты на тех же аккумах. Ок, в итоге нашелся, посмотрим где упал?


Упал он на краю лютого болота в 4-х километрах от ближайшей дороги. На фотках это не так видно, но поверьте ребята там были (дважды) болото непроходимое.

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Ближайшая дорога:

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Край болота:

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Побродили несколько часов вокруг и, благоразумно не став геройствовать, позвонили мне со словами: ололо, нам нужен вертолет! Явно нужен был план. Соваться туда ногами (болотоходами, снегоступами и прочими средствами бывалых разведчиков) никто не захотел. Вариант забыть и простить даже не рассматривался.


Вертолет, как водится, не на каждом углу припаркован. Более реалистичный вариант вездеход! Начали шерстить интернеты, друзей и соцсети. Не скажу, что прям на каждом шагу раздают вездеходы в аренду в поисках мы провели несколько дней. Наконец вышли на одних ребят, Питерские производители вездеходов, которым нужен был, внезапно, демо-ролик их детища :3 И они согласились предоставить их вездеход с командой, если мы оплатим им сутки работы видеографа (так они его назвали). Что ж, из альтернатив был только другой вездеход, но почти вдвое дороже. Так что мы начали соглашаться. Ребята подготовили свой вездеход (все это время поисковый трекер передавал статусные сигналы раз в сутки, так что мы были вполне спокойны: его не украли медведи и он не утонул) и мы получили вот это:

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Согласитесь, выглядит, как то, что надо!


Не буду вставлять фотки с катанием на нем по болотам, лучше в конце прикреплю видео ;-) Итог этих покатушек, как вы понимаете, весьма успешен. Вот наш короб, открытый сразу после того, как мы его подобрали:

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Да, бутылка с понятной жидкостью все это время летала вместе с оборудованием. Она там была как презент нашедшему виски из стратосферы. К счастью, нашедшими оказались мы, так что и презент нам. Радовались, как дети, чесслово =)


Результаты


Ну наконец-то. Давайте поговорим о том, что же мы вытащили из болота ценой таких усилий.

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Разумеется все кинулись проверять камеру. Это фото это один из последних кадров (я выбрал покрасивей) из заснятого видео. Вообще, по расчетам, запаса аккумулятора камеры должно было хватить еще и на приземление и на полежать немного. Но, как видите, не хватило она записала всего 25 минут видео (4k60fps), из которых 7 на земле перед запуском. Мы строили разные теории почему так произошло. В итоге, поковырявшись уже дома с оборудованием, выяснили: был сломан USB порт на павербанке для камеры. В какой момент он был сломан неизвестно. Но пока основная версия такова: подключили и включили камеру, как-то сломался порт, камера продолжала работать от внутреннего аккумулятора пока он не сел. Из-за внутреннего аккумулятора мы не смогли вовремя распознать поломку, а его запаса, по экспериментам, хватает примерно на 25-30 минут записи.


Когда все остыли, пришло время ковырять показания нашего самописца он отработал на все 100! И сейчас будет поток графиков, построенных по его показаниям. Так как RPI работал долгое время на земле (до и после запуска), я, для удобства анализа, обрезал куски данных с земли.


На шкале X всегда будет время в секундах с момента отрыва от поверхности. Поехали!


График набора высоты по показаниям GPS HAT:

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Взглянув на него, мы видим: максимальная высота, которую он набрал на 2247-й секунде полета, составила 18993 метра над уровнем моря! Это выше чем Эверест, это выше чем летают любые пассажирские самолеты! Но прилично ниже расчетных 30км. Взглянув на то что осталось от, непосредственно, шара, мы предположили, что мы его просто перекачали и он взорвался раньше положенного. Была у меня еще версия что мы его недокачали. Но тогда бы он повисел на высоте, пока гелий не выйдет и опустился бы целым на землю. А от него ничего не осталось. Значит перекачали. Учтем на будущее.


Еще по этому графику можно прикинуть на какой высоте остановилась запись. Приблизительно на 7км. Так что кадр выше примерно с высоты всего 7км.


Раз уж у нас есть показания барометра, забавы ради (практической пользы не несет), я решил рассчитать относительную высоту по барометрической формуле и сравнить эти показания с данными GPS:

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Как видим корреляция есть, отклонения не сказать чтобы пугающие (макс. высота получилась 16183 метра).


Теперь, что же там с давлением?

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Мы видим, как падало давление с набором высоты (эффект ожидаемый). Все в той же точке 2247 было зафиксировано минимальное значение 58 миллибар. Для сравнения на поверхности было 1050 миллибар. Т.е. всего 5.7% от давления на поверхности!


Как там работал наш кустарный охладитель? Температура внутри бокса:

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Как видно скакнула до 38,5C, но это очень далеко от предельной. Так что никто не перегрелся и никто не замерз. Да и в целом разброс всего 33-35 считаю очень хорошим результатом.


Что в этот момент происходило снаружи? Снова график 2-в-1, чтобы не захламлять картинками:

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Помните я сетовал на градусник? Вооот. Как видите провал ниже -40. Значит там было еще холоднее! И второй вывод, который тут можно сделать: самая холодная точка не самая высокая!


Насколько наш климатизатор страдал, можно оценить по графику разницы температур Inside vs Outside:

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Как видите разность температур доходила почти до 80! Не сказать что хардкор, но прилично.


Ну и последний на сегодня показатель влажность:

Самодельный стратостат. Часть 1в Своими руками, Стратосфера, Зонд, Raspberry pi, Dotnet, Длиннопост, Видео

Там довольно сухо, да. Влажность падала до 3%. Ну а откуда ей там взяться?


Хватит графиков. Это, конечно же не все показания, которые записал наш RPI, но статья и так уже слишком разрослась. Так что я оставлю ссылку на полную телеметрию:


Оригинал (csv)


Мои изыскания (xlsx)


Видео


Использование вездехода по назначению:

Видео полета с бортовой камеры:

Выводы


Итак, несмотря на то, что расчетная высота достигнута не была: 19км против 30км все равно считаю, что проект завершился успешно. Тем более, это был первый опыт подобного рода для всех участников проекта. Давайте обозначим технические проблемы, возникшие в процессе этого мероприятия:


- Камера не записала весь полет.

Возможная причина: поломка аккумулятора на запуске.

Возможное решение: заменить внешний аккумулятор, удалить внутренний аккумулятор перед запуском (позволит отследить проблему с внешним на ранних этапах)


- Не была достигнута расчетная высота.

Возможная причина: перекачали шар. Закачали 1.5 баллона вместо расчетных 1.36

Возможное решение: закачать меньше гелия (1.36 баллона)


- Порвался парашют. Не прям в хлам, пара мелких отверстий сбоку. Купол не пострадал и на полетные характеристики это не повлияло. Решение тут только одно заменить парашют на новый во избежание дальнейшего распространения повреждений.


- Приземление в труднодоступной местности.

Причина: ранний взрыв шара

Возможное решение: закачать правильное количество гелия. 100% гарантии это не даст, но по итогу, расчетная траектория совпала с реальной, за исключением того, что нагрузка приземлилась раньше положенного времени.


На этом все, всем чистого неба над головой и удачи!


P. S. История публикуется в хронологическом порядке "как было на тот момент". С тех пор мы произвели еще несколько запусков разной успешности (как в + так и в -), учли многие ошибки, вносили изменения в конструкцию, рассматривали разные параметры телеметрии и т.п. Но это все - в будущих частях. Если будет интересно.

Главное поддержать Находка, Моральная поддержка, Комментарии на Пикабу, Скриншот
Сила брекетов
Эффективные менеджеры
Светлое будущее
Логично Юмор, Скриншот, Twitter, Смерть, Детский сад, Родители и дети
Показать полностью 1
Джеки Чанделал самостоятельно большую часть трюков Джеки Чан, Актеры и актрисы, Знаменитости, Раскадровка, Интервью, Фильмы, Каскадер, Покровитель, Работа, Травма, Длиннопост
Джеки Чанделал самостоятельно большую часть трюков Джеки Чан, Актеры и актрисы, Знаменитости, Раскадровка, Интервью, Фильмы, Каскадер, Покровитель, Работа, Травма, Длиннопост
Джеки Чанделал самостоятельно большую часть трюков Джеки Чан, Актеры и актрисы, Знаменитости, Раскадровка, Интервью, Фильмы, Каскадер, Покровитель, Работа, Травма, Длиннопост
Джеки Чанделал самостоятельно большую часть трюков Джеки Чан, Актеры и актрисы, Знаменитости, Раскадровка, Интервью, Фильмы, Каскадер, Покровитель, Работа, Травма, Длиннопост
Джеки Чанделал самостоятельно большую часть трюков Джеки Чан, Актеры и актрисы, Знаменитости, Раскадровка, Интервью, Фильмы, Каскадер, Покровитель, Работа, Травма, Длиннопост
Джеки Чанделал самостоятельно большую часть трюков Джеки Чан, Актеры и актрисы, Знаменитости, Раскадровка, Интервью, Фильмы, Каскадер, Покровитель, Работа, Травма, Длиннопост
Джеки Чанделал самостоятельно большую часть трюков Джеки Чан, Актеры и актрисы, Знаменитости, Раскадровка, Интервью, Фильмы, Каскадер, Покровитель, Работа, Травма, Длиннопост
Джеки Чанделал самостоятельно большую часть трюков Джеки Чан, Актеры и актрисы, Знаменитости, Раскадровка, Интервью, Фильмы, Каскадер, Покровитель, Работа, Травма, Длиннопост
Джеки Чанделал самостоятельно большую часть трюков Джеки Чан, Актеры и актрисы, Знаменитости, Раскадровка, Интервью, Фильмы, Каскадер, Покровитель, Работа, Травма, Длиннопост
Джеки Чанделал самостоятельно большую часть трюков Джеки Чан, Актеры и актрисы, Знаменитости, Раскадровка, Интервью, Фильмы, Каскадер, Покровитель, Работа, Травма, Длиннопост
Джеки Чанделал самостоятельно большую часть трюков Джеки Чан, Актеры и актрисы, Знаменитости, Раскадровка, Интервью, Фильмы, Каскадер, Покровитель, Работа, Травма, Длиннопост
Показать полностью 10
Стиви Уандер
Показать полностью
Удаленка в Роскосмосе
Viasat history - Да кому нужны ваши советские учёные? Юрий Кнорозов, Майя, Viasat History, Телевидение, История, Текст, Кот
Показать полностью 1
Показать полностью
Подробнее..
Категории: h , , , h ,

Последние комментарии

  • Имя: Шеронова Наталья
    08.09.2021 | 00:08
    Отдельное спасибо за баобаб :) Подробнее..
  • Имя: 13
    16.06.2021 | 16:37
    Неожиданно увидеть свое фото и ссылку на левый источник ... Я размещал это фото на пикабу. Подробнее..
© 2006-2024, shop-archive.ru