Balon meteorologiczny

Ainar · 13 Marca 2013

Witam, temat chyba większości znany, chcę wybudować i wysłać balon meteorologiczny. Żeby się nie rozpisywać za dużo: komputer pokładowy zaprojektowany na platformie Arduino, GPS, GSM do wysyłania SMSów z pozycją, czujniki temperatury, wilgotności, ciśnienia, magnetometr do kompasu, wszystko się zapisuje na karcie SD i wyświetla na ekraniku LCD. No i GoPro dla zdjęć. Wszystko ładnie brzmi ale pojawiło się parę problemów:

- skąd w Polsce zamówić balon?
- obecnie mam w planach użyć czujnika ciśnienia BMP085, który nie ma skali od 0, znacie jakiś czujnik który mierzy od 0?
- podobno GSM działa do 600m nad poziomem morza - z tym można się pogodzić, ale gdzieś przeczytałem, że GPS też ma ograniczoną wysokość na której działa - pytanie jaka jest ta wysokość?

Czytałem o projekcie Cygnus http://moo.pl/~tygrys/balloon/polish.html i Copernicus http://copernicus-project.org/ - jeszcze nie próbowałem się z nimi kontaktować ale chyba trzeba spróbować bo wyjdzie mi to na dobre (może coś podpowiedzą ), ale na forum też można: czy ktoś z Was miał jakąś styczność z takim projektem?

Rymek · 13 Marca 2013

Witam, temat chyba większości znany, chcę wybudować i wysłać balon meteorologiczny. Żeby się nie rozpisywać za dużo: komputer pokładowy zaprojektowany na platformie Arduino, GPS, GSM do wysyłania SMSów z pozycją, czujniki temperatury, wilgotności, ciśnienia, magnetometr do kompasu, wszystko się zapisuje na karcie SD i wyświetla na ekraniku LCD. No i GoPro dla zdjęć. Wszystko ładnie brzmi ale pojawiło się parę problemów:
- skąd w Polsce zamówić balon?

- obecnie mam w planach użyć czujnika ciśnienia BMP085, który nie ma skali od 0, znacie jakiś czujnik który mierzy od 0?

- podobno GSM działa do 600m nad poziomem morza - z tym można się pogodzić, ale gdzieś przeczytałem, że GPS też ma ograniczoną wysokość na której działa - pytanie jaka jest ta wysokość?

Czytałem o projekcie Cygnus http://moo.pl/~tygrys/balloon/polish.html i Copernicus http://copernicus-project.org/ - jeszcze nie próbowałem się z nimi kontaktować ale chyba trzeba spróbować bo wyjdzie mi to na dobre (może coś podpowiedzą ), ale na forum też można: czy ktoś z Was miał jakąś styczność z takim projektem?

Cześć!

Znam kilku studentów Politechniki Rzeszowskiej, którzy mają przygotowany balon z osprzętem do wypuszczenia. Miał lecieć w ubiegłą sobotę, ale ze względu na warunki meteo przełożyli start (czekają na stabilną, wyżową pogodę). Mają obawę, że teraz przy przelocie przez chmury może powłoka pokryć się lodem i balon utknie na stałej wysokości - grozi to odlotem w siną dal.

Mają na wyposażeniu m.in. radiomodem do raportowania położenia. Pożyczyłem im też lokalizator awaryjny GPS/GSM do odszukania sprzętu po lądowaniu. Fakt, GSM nie ma teoretycznie zasięgu powyżej wspomnianych 600-700 m (choć niektórzy donoszą, że rozmawiali ze znacznie większych wysokości nad terenem - z samolotu/szybowca). Z GPS na większych wysokościach nie powinno być problemu (no chyba, że elektronika padnie w niskiej temperaturze), działa ponoć również w bliskiej przestrzeni kosmicznej .

Jak chcesz to Was spiknę. Wyślij mi maila prywatną wiadomością przez astropolis. Będę się z nimi widział we wtorek to ew. przekażę.

Co do odpowiedniego czujnika ciśnienia statycznego to zasięgnę języka u znajomych

Ainar · 14 Marca 2013

Dzięki za zainteresowanie, na elektrodzie też był temat wałkowany i tak, któryś z użytkowników napisał, że GPS działał do 25km nad poziomem morza, potem balon leciał w ciemno. PM poszedł.

Rhobaak · 19 Marca 2013

Sam GPS działa bez problemu nawet na wysokości kilkuset kilometrów, ale cywilne odbiorniki GPS podlegają pewnym ograniczeniom. Odbiorniki "designed for producing navigation results above 60,000 feet altitude and at 1,000 knots velocity or greater;" nie moga być powszechnie sprzedawane. Co prawda teoretyczny limit 18 km przy prędkości 1850 km/h na pewno nie zostanie osiągnięty przez balon, ale część producentów zamiast operatora logicznego AND stosuje OR i wystarczy, że jednen z tych warunków będzie spełniony, aby podawana pozycja przestawała być prawidłowa. Tu jest lista (może niezbyt aktualna) odbiorników działąjących powyżej 18 km: http://showcase.netins.net/web/wallio/GPSrcvrsvs60kft.htm

Rymek · 19 Kwietnia 2013

Dziś studenci Politechniki Rzeszowskiej wykonali udany lot balonu stratosferycznego, który wzniósł się na wysokość ponad 27 000 m. Zasobnik uniósł m.in. dwie kamery, aparat cyfrowy oraz kapsułę z żółwiem ninja wykonanym przez moją córeczkę. Oczywiście była pełna telemetria, a i tak odnalezienie go w lesie zajęło nam ponad godzinę. Zasobnik, spadochron i pęknięta powłokę znalazłem pierwszy, z czego się bardzo cieszę (jak to mówią głupi ma zawsze szczęście ). Wrzucam kilka zdjęć ze startu i poszukiwań zasobnika po ok. 3.5 godzinnym locie (2.15h w górę, reszta spadanie). Zdjęcia i filmy z lotu będę wrzucał stopniowo od poniedziałku (studenci przetwarzają gigabajty zarejestrowanych danych). Wiemy już, że kamera GoPro pracowała do ok. 7 km, mikrokamera HD z dodatkowym zasilaczem do ok. 17 km, a aparat cyfrowy pstrykał przez cały lot!

Napełnianie helem:

Leć wysoko!

ok. 1000 m

przebijamy chmury

3200 m - ostatni wzrokowy kontakt - spotykamy się za 4 godziny!

Centrum dowodzenia, mamy grubo ponad 9000 m

Ponad 26 000 m, zaraz pęknie powłoka, która osiągnęła 6 m średnicy

Zasobnik po odnalezieniu, u góry kapsuła żółwia ninja (figurka ulepiona z plasteliny przez moją córeczkę)

A tu sam żółw ninja (Leonardo)

Dorzuciłem zdjęcie z 27 000 m:

Filmy od poniedziałku!

Edytowane 19 Kwietnia 2013 przez Rymek

BartekP · 19 Kwietnia 2013

Świetna mini relacja! Czekamy na więcej. Ostatnie zdjęcie robi wrażenie

Ainar · 20 Kwietnia 2013

Genialnie! Pisałem do Rafała i chwalił się, że wszystko się udało Czekam niecierpliwie na wyniki. Zastanawia mnie czemu GoPro wytrzymało tylko do 7km? No i widzę śledzenie poprzez APRS... trzeba mieć na to jakieś licencje? Bo coś mi się wydaje, że będę się musiał wycofać z tego pomysłu z smsami.

Rymek · 21 Kwietnia 2013

Genialnie! Pisałem do Rafała i chwalił się, że wszystko się udało Czekam niecierpliwie na wyniki. Zastanawia mnie czemu GoPro wytrzymało tylko do 7km? No i widzę śledzenie poprzez APRS... trzeba mieć na to jakieś licencje? Bo coś mi się wydaje, że będę się musiał wycofać z tego pomysłu z smsami.

Ponoć GoPro nagrało więcej, niż początkowo się spodziewaliśmy. Dziś Rafał opublikował na swoim fejsbuku kolejne ciekawe zdjęcie ze stratosfery, na którym jest obecny niezidentyfikowany obiekt (rozmazana jasna kropka na samym środku, na tle czarnego niemal nieba). Jak myślicie co to może być?

PS. Jutro będę się z widział z Rafałem i wtedy wymienimy się filmami.

Stalker · 21 Kwietnia 2013

niezidentyfikowany obiekt (rozmazana jasna kropka na samym środku, na tle czarnego niemal nieba). Jak myślicie co to może być?

Stawiam na Księżyc.

Rymek · 21 Kwietnia 2013

Stawiam na Księżyc.

Całkiem możliwe, choć chłopaki twierdzą, że z Księżycem to dopiero mają ciekawe ujęcie. Układ oświetlenia wskazuje, że może być jak mówisz, a GoPro ma bardzo szeroki kąt. Jutro będę dysponował materiałem dowodowym. Na razie dzięki!

mariogda · 21 Kwietnia 2013

Hej Rymek :-). Bardzo ciekawa inicjatywa. Czy można liczyć na więcej zdjęć i jakąś dłuższą relację?

Super :-). Przyznam szczerze, że do tej pory nie przypuszczałem nawet, że mają miejsce takie akcje w naszym kraju. Czekam na więcej z niecierpliwością :-). Pozdrowienia.

Rymek · 22 Kwietnia 2013

Dostałem dziś bez mała 400 zdjęć ze "stratobalonu" oraz zarejestrowane dane. Na początek krótka analiza wznoszenia. Tuż po starcie było to 5 m/s, po kilku minutach spadek do 3.5 m/s i stopniowy wzrost do 5 m/s aż do wysokości 26995 m. Paczki danych szły co 45 sekund, tak więc balon mógł osiągnąć nieco większą wysokość niż to wynika z wykresu. Po pęknięciu powłoki (pomiędzy 26995 m a ok. 27 195 m) następuje gwałtowne opadanie, początkowo 20 m/s. Stopniowo, przez 45 minut, zasobnik unoszony na spadochronie hamuje do ok. 5 m/s. Na wysokości 10000 m jest to już poniżej 5 m/s. Przyziemienie następuje przy ok. 3 m/s.

Wykres zmian wysokości i prędkości pionowej (z prawej)

I wreszcie zdjęcia. Pozwólcie, że przedstawię je w formie małego foto-reportażu:

Start o 11:27 CEST (z lewej), przebijamy chmury (11:37)

(12:40) Wysokość 10 000 m - to tu latają takie ładne samoloty "ze smugami" , na prawo widok na Podkarpacie i Świętokrzyskie z pułapu Concorde (18 000 m), ok. 13:00

(13:10) 20 000 m, a następnie 25 000 m pokonane (z prawej) - 13:29

(13:37) Zdjęcia wykonane z okolicy maksymalnej wysokości. Z lewej tuż przed pęknięciem balonu, a z prawej tuż po!

(14:07) Około 10 000 m, opadanie 5 m/s, pęknięta powłoka balonu widoczna w kadrze z lewej. Trajektoria lotu z prawej.

Lot stratobalonu przygotowały i przeprowadziły połączone siły koła naukowego Euroavia i Akademickiego Koła Lotniczego Politechniki Rzeszowskiej.

Edit: dodałem trajektorię.

Edytowane 23 Kwietnia 2013 przez Rymek

don Pedro · 22 Kwietnia 2013

Piękna relacja, Z tego co pamiętam, to była swego czasu (rok, dwa lata temu) na WBMiL PRz realizowana praca dyplomowa nt. projektu misji balonu stratosferycznego.

Rymek · 23 Kwietnia 2013

Piękna relacja, Z tego co pamiętam, to była swego czasu (rok, dwa lata temu) na WBMiL PRz realizowana praca dyplomowa nt. projektu misji balonu stratosferycznego.

Tak, masz rację, była taka praca - szczegóły wysłałem na priva. Dziś studenci opublikowali krótką filmową "zajawkę":

http://www.youtube.com/watch?v=Ca4jsBYnxFE

Edit: zapomniałem dodać - zwróćcie uwagę na zjawisko glorii: 43-47 sekunda.

Edytowane 23 Kwietnia 2013 przez Rymek

don Pedro · 28 Kwietnia 2013

No proszę, jest i fotorelacja na stronie Alma Mater:

http://portal.prz.edu.pl/pl/aktualnosci/art273,27-000-m-zdobyte-kosmiczna-misja-kola-naukowego-euroavia-i-akademickiego-klubu-lotniczego-politechniki-rzeszowskiej.html

http://portal.prz.edu.pl/pl/uczelnia/fotogaleria/art7.html

Mowa jest 40 km cel ambitny i słuszny,

Troszkę prowokacyjnie dodam od siebie: może by tak wzlecieć ku "ignosferze" (tj. za wysoko dla balonów za nisko dla satelitów)?. Mam na myśli odzyski walne rakiety sondażowe.

Edytowane 28 Kwietnia 2013 przez don Pedro

Rymek · 30 Kwietnia 2013

(...)
Troszkę prowokacyjnie dodam od siebie: może by tak wzlecieć ku "ignosferze" (tj. za wysoko dla balonów za nisko dla satelitów)?. Mam na myśli odzyski walne rakiety sondażowe.

Pomysł fajny, tylko czym je napędzać? Bawiłem się kiedyś w modelarstwo kosmiczne (wystraszyłem przy tym niechcący kilka osób z sobą włącznie), jednak nie jestem pewien, jak taki silnik zachowa się w warunkach mocno rozrzedzonej atmosfery. Teoretycznie paliwo i utleniacz ma on już zhomogenizowane w komorze spalania. Trzeba by przeprowadzić próbę statyczną w jakiejś termobarokomorze, albo od razu wysłać rakietkę do "near space".

Na szybko policzyłem, że prosty jednostopniowy model kosmiczny może w warunkach rozrzedzonej atmosfery polecieć dodatkowo jakieś 500 m w górę (pod warunkiem poprawnej pracy napędu). Szału nie ma, trzeba zatem kombinować z układami wielostopniowymi.

PS. Marzy mi się miniaturowy rakietoplan podwieszony pod balonem i sprowadzany na ziemię za pomocą autopilota, w ustalone miejsce. Autopilota już mamy. Lataliśmy co prawda tylko przy minus 10 st. C, a i GPS muszę wymienić na działający powyżej 18000 m. Działamy?

don Pedro · 14 Maja 2013

No, to działamy!

Pomysł fajny, tylko czym je napędzać? Bawiłem się kiedyś w modelarstwo kosmiczne (wystraszyłem przy tym niechcący kilka osób z sobą włącznie), jednak nie jestem pewien, jak taki silnik zachowa się w warunkach mocno rozrzedzonej atmosfery. Teoretycznie paliwo i utleniacz ma on już zhomogenizowane w komorze spalania. Trzeba by przeprowadzić próbę statyczną w jakiejś termobarokomorze, albo od razu wysłać rakietkę do "near space".

Na szybko policzyłem, że prosty jednostopniowy model kosmiczny może w warunkach rozrzedzonej atmosfery polecieć dodatkowo jakieś 500 m w górę (pod warunkiem poprawnej pracy napędu). Szału nie ma, trzeba zatem kombinować z układami wielostopniowymi.

PS. Marzy mi się miniaturowy rakietoplan podwieszony pod balonem i sprowadzany na ziemię za pomocą autopilota, w ustalone miejsce. Autopilota już mamy. Lataliśmy co prawda tylko przy minus 10 st. C, a i GPS muszę wymienić na działający powyżej 18000 m. Działamy?

Hmm widzę, że myślimy o tym samym: tj o rakietoplanie startującym spod balonu. Pytanie czy silnik musi być komercyjny? Te są dość prymitywne. Zwłaszcza jeśli chodzi o geometrię dyszy. :?
Oczywiście rakietoplan mógłby być najpierw przetestowany w "neigbour space", tj. jako startujący z powierzchni Matki Ziemi.

Co do układów wielostopniowych to z jednej strony to słuszny kierunek, z drugiej pozostaje kwestia odzysku stopni (czytaj: bezpieczeństwa naziemnego), ale rakietoplan ma tę przewagę, że może wrócić "do ręki".

Przy starcie z balonu mamy tę zaletę, że nasz rakietoplan poruszałby się w ośrodku rozrzedzonym. Plus z punktu widzenia oporu, minus z punktu widzenia stabilizacji. Obecność skrzydeł oczywiście zmniejszy masę użyteczną/ Mam pewien pomysł...ale to już na maila po konferencji w Dęblinie.

P.S.1.

Zauważyłem u nas spore zainteresowanie astronautyką i astronomią jest spore więc, może by tak powołać do życia AKN "Perigeum" ?

P.S.2.

Dzisiaj z GW przy okazji przeglądania wkładki o Forum Innowacyjności dowiedziałem się... o szybowcu stratosferycznym PRz. Coś takiego sugerowałem jakiś czas temu, ale jakoś nie było oddźwięku. :/

Edytowane 14 Maja 2013 przez don Pedro

Rymek · 17 Maja 2013

Zatem działamy! Dyskusji już tu chyba nie będziemy kontynuować bo odchodzimy od wątku głównego

Ad. P.S.2. - nie wyrzucaj tego dodatku, bo ja go przegapiłem!

No, to działamy!

Hmm widzę, że myślimy o tym samym: tj o rakietoplanie startującym spod balonu. Pytanie czy silnik musi być komercyjny? Te są dość prymitywne. Zwłaszcza jeśli chodzi o geometrię dyszy. :?
Oczywiście rakietoplan mógłby być najpierw przetestowany w "neigbour space", tj. jako startujący z powierzchni Matki Ziemi.

Co do układów wielostopniowych to z jednej strony to słuszny kierunek, z drugiej pozostaje kwestia odzysku stopni (czytaj: bezpieczeństwa naziemnego), ale rakietoplan ma tę przewagę, że może wrócić "do ręki".

Przy starcie z balonu mamy tę zaletę, że nasz rakietoplan poruszałby się w ośrodku rozrzedzonym. Plus z punktu widzenia oporu, minus z punktu widzenia stabilizacji. Obecność skrzydeł oczywiście zmniejszy masę użyteczną/ Mam pewien pomysł...ale to już na maila po konferencji w Dęblinie.

P.S.1.

Zauważyłem u nas spore zainteresowanie astronautyką i astronomią jest spore więc, może by tak powołać do życia AKN "Perigeum" ?

P.S.2.

Dzisiaj z GW przy okazji przeglądania wkładki o Forum Innowacyjności dowiedziałem się... o szybowcu stratosferycznym PRz. Coś takiego sugerowałem jakiś czas temu, ale jakoś nie było oddźwięku. :/

don Pedro · 19 Maja 2013

Zdecydowanie robi się k.o.t. (kompletny off topic). Co cdo nowego wątku to już w pracy...

A jeśli chodzi o balon, to tak jak podejrzewałem w następnym etapie powinien byc wodór i balon niestandardowy.

A zresztą:

http://www.kosmicznapolska.pl/technologie/near-space/586-padl-rekord-polski-w-wysokosci-lotu-balonu-stratosferycznego

Rymek · 4 Lipca 2013

Próbowałem ponakładać zdjęcia z misji strato-balonu na mapy, próbka poniżej:

Ainar · 4 Lipca 2013

A weź przestań... Ja mam termin na 17 lipca a helu i zapasowego lokalizatora GPS nadal brak :/

...

Nakładałeś ręcznie czy jakimś programem?

Rymek · 5 Lipca 2013

A weź przestań... Ja mam termin na 17 lipca a helu i zapasowego lokalizatora GPS nadal brak :/
...

...

...

Nakładałeś ręcznie czy jakimś programem?

Mogę Ci pożyczyć lokalizator, ale nie ręczę za niego. Był już w stratosferze, ale po powrocie się nie odezwał - z winy źle ładowanej baterii. Wiem w czym był problem, ale jak już napisałem - nie mam pewności, że to tylko to.

Zdjęcia nakładałem ręcznie w Google Earth.

Ainar · 5 Lipca 2013

Ja mam zamówiony SPOT Personal Tracker, hamburgery to już w balonach wysyłały i jest super (bo nie komunikuje się poprzez GSM tylko swoje satelity). Ty jakiego lokalizatora używałeś?

Edytowane 5 Lipca 2013 przez Ainar

Rymek · 5 Lipca 2013

Ja mam zamówiony SPOT Personal Tracker, hamburgery bo już w balonach wysyłały i jest super (bo nie komunikuje się poprzez GSM tylko swoje satelity). Ty jakiego lokalizatora używałeś?

TK-102 - nie polecam. Zaciekawiłeś mnie tą nową technologią "hamburgerów" - już sprawdzam

Ainar · 5 Lipca 2013

Czy taka nowa ta technologia to nie wiem ale coś oprócz SMSów musi być a z tego co czytałem, oglądałem to sporo balonów było śledzonych tym urządzeniem. Jeden minus jest taki, że pozycja jest odświeżana co 10 minut.

//edit miałem kupić to samo co teraz masz

Edytowane 5 Lipca 2013 przez Ainar