„Ultimate High Altitude Weather Balloon Data Logger“: 9 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Įrašykite oro balionų duomenis dideliame aukštyje naudodami aukščiausio lygio oro balionų duomenų kaupiklį.

Didelio aukščio oro balionas, dar žinomas kaip didelio aukščio balionas arba HAB, yra didžiulis balionas, pripildytas helio. Šie balionai yra platforma, leidžianti eksperimentams, duomenų rinkėjams ar praktiškai bet kam patekti į kosmosą. Balionai dažnai pasiekia 80 000 pėdų aukštį, kai kurie viršija 100 000 pėdų. Habas paprastai turi naudingą krovinį, kuriame yra parašiutas, radaro atšvaitas ir pakuotė. Pakuotėje paprastai yra kamera ir GPS įrenginys, naudojamas balionui sekti ir atkurti.

Kai balionas įgauna aukštį, slėgis krenta. Esant mažesniam slėgiui už baliono ribų, balionas išsiplečia ir ilgainiui tampa toks didelis, kad iššoka! Tada parašiutas grąžina naudingąją apkrovą atgal į žemę, dažnai daug kilometrų nuo baliono paleidimo vietos.

Mano mokykla reguliariai naudoja šiuos balionus, kad nufotografuotų žemės kreivumą. Esant ekstremaliems temperatūros ir slėgio pokyčiams, dideliam radiacijos kiekiui ir vėjo greičiui, iš šių skrydžių galima surinkti daug įdomių duomenų.

Šis projektas prasidėjo prieš ketverius metus su sokratiniu seminaru apie kosmosą. Seminaras buvo įkvėpimo šaltinis. Mano bendraamžiai nusprendė, kad nori pasiekti kosmosą. Palieskite neliečiamąjį. Jie nusprendė, kad būdas pasiekti kosmosą bus oro balionai. Praleiskite į priekį po ketverių metų ir paleisime 16 balionų. 15 buvo atkurta, o tai yra labai įspūdingas oro balionų paieškos rekordas. Šiais metais pradėjau vidurinę mokyklą ir prisijungiau prie oro balionų paleidimo komandos. Kai supratau, kad nėra įrašomi jokie duomenys, nusprendžiau tai pakeisti. Mano pirmasis duomenų kaupiklis buvo lengviausias „Arduino“aukščio balionų duomenų kaupiklis. Ši nauja versija užfiksuoja daugiau duomenų ir pelno galutinio titulą. Tokiu būdu aukštis, temperatūra, vėjo greitis, pakilimo ir nusileidimo greitis, platuma, ilguma, laikas ir data įrašomi ir saugomi „microSD“kortelėje. Ši versija taip pat naudoja perf plokštę, kad padidintų patvarumą ir sumažintų riziką. Dizainas pagamintas taip, kad „Arduino Nano“būtų galima prijungti viršuje. Iš šio duomenų kaupiklio surinkti duomenys leidžia mums, studentams, paliesti erdvės kraštą. Mes galime paliesti nepaliestą!

Šis naujas duomenų registravimo įrenginys suteikia daugiau duomenų nei dauguma balionų registravimo įrenginių, kuriuos galima įsigyti. Jis taip pat gali būti pastatytas už mažiau nei 80 USD, o parduotuvėje pirktas kainuos daugiau nei 200 USD. Pradėkime!

1 žingsnis: dalys, programos, įrankiai ir bibliotekos

Dalys

„Arduino“- „Nano“yra geriausias, nes jį galima užfiksuoti ant viršaus. Aš taip pat naudojau „Arduino Uno“su laidais, pritvirtinančiais jį

Patarčiau naudoti tikrą „Arduino“, nes daugelis klonų gali neveikti esant šaltai temperatūrai, su kuria susiduria duomenų kaupiklis. Šalčiausia mūsų skrydžio temperatūra buvo -58 farenheito. Tinkamai apsaugant nuo oro sąlygų ir rankų šildytuvams, klonas gali veikti.

5–22 USD (priklausomai nuo kokybės)

store.arduino.cc/usa/arduino-nano

GPS įrenginys - tai laiko, datos, aukščio, nusileidimo, pakilimo ir vėjo greičio duomenys

Aš labai rekomenduočiau šį įrenginį. Dauguma GPS įrenginių neveikia aukščiau 60 000 pėdų. Kadangi didelio aukščio balionai kyla aukščiau, jie neveikia. Skrydžio režimu šis įrenginys veikia iki 160 000 pėdų.

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

$30

„MicroSD“duomenų kaupiklis - jame yra „MicroSD“kortelė ir leidžiama saugoti surinktus duomenis

Rinkoje yra daug tokių ir tikrai pigiau. Aš pasirinkau šį, nes jis yra lengvas, „Sparkfun“turi puikius dokumentus ir yra labai paprastas naudoti. Pritvirtinta prie 0 ir 1 kaiščių, Serial.print funkcija rašo į ją. Tai taip paprasta!

www.sparkfun.com/products/13712

$15

Temperatūros jutiklis - aš naudoju vieną išorinei temperatūrai užtikrinti, tačiau galima lengvai pridėti papildomą, kad būtų užtikrinta temperatūra iš naudingos apkrovos

Aš naudoju tmp36 temperatūros jutiklį. Šis analoginis jutiklis veikia be uždelsimo komandos. GPS įrenginys negali dirbti su vėlavimu, todėl šis jutiklis yra idealus. Jau nekalbant apie tai, kad jis yra pigus ir reikalauja tik vieno analoginio kaiščio. Be to, jis veikia 3,3 volto įtampa, kuria veikia visa grandinė. Šis komponentas iš esmės puikiai tinka!

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

$1.50

1k rezistoriai (2x) - jie naudojami GPS ir „MicroSD“duomenų kaupiklio priėmimo linijoms

„Arduino“šiems kaiščiams suteikia 5 voltų įtampą. 1k rezistorius sumažina įtampą iki saugaus šių įrenginių lygio.

www.ebay.com/p/?iid=171673253642&lpid=82&&&&ul_noapp=true&chn=ps

75¢

LED - mirksi kiekvieną kartą, kai renkami duomenys (pasirenkama)

Taip pat „Arduino“ir „MicroSd“mirksi kiekvieną kartą, kai renkami duomenys. Tačiau tai daro jį akivaizdesnį. Laidai taip pat gali būti prailginti taip, kad šviesos diodas išsikištų. Tai naudojama norint užtikrinti duomenų registravimą.

www.ebay.com/itm/200-pcs-3mm-5mm-LED-Light-White-Gelta-Red-Green-Assortment-Kit-for-Arduino-/222107543639

1¢

„Perf Board“- tai suteikia pastovesnę grandinę ir sumažina riziką, nes laidai negali nukristi. Vietoj to galima naudoti duonos lentą arba PCB

www.amazon.com/dp/B01N3161JP?psc=1

50¢

Akumuliatoriaus jungtis - paleisdamas naudoju 9 V bateriją. Tai pritvirtina akumuliatorių prie grandinės. Ant šių lituoju jungiamųjų laidų jungiamąją jungtį, kad būtų lengviau prijungti

www.amazon.com/Battery-Connector-Plastic-A…

70¢

Mikro perjungimo jungiklis - naudoju jį įrenginiui įjungti. Tai leidžia išlaikyti įjungtą akumuliatorių, kol sistema išjungta (pasirenkama)

Savo išgelbėjau iš mėnulio lempos. Bet koks mikro jungiklis veiks.

„MicroSwitchLink“

20¢

Vyriškos ir moteriškos antraštės - naudokite jas, kad komponentai, tokie kaip GPS ir „Arduino“, galėtų atsijungti nuo grandinės. (Rekomenduojamas)

www.ebay.com/itm/50x-40-Pin-Male-Header-0-1-2-54mm-Tin-Square-Breadboard-Headers-Strip-USA-/150838019293?hash=item231ea584dd:m: mXokS4Rsf4dLAyh0G8C5RFw

$1

„MicroSD“kortelė - rekomenduočiau 4-16 gb kortelę. Rąstai neužima daug vietos

Mano duomenų kaupiklis veikė nuo 6:30 iki 13:30 ir naudojo tik 88 kilobaitus vietos. Tai yra mažiau nei 1/10 megabaito.

www.amazon.com/gp/product/B004ZIENBA/ref=oh_aui_detailpage_o09_s00?ie=UTF8&psc=1

$7

Energijos šaltinis - erdvė šalta, todėl skystos baterijos užšals. Tai reiškia, kad nėra šarminių baterijų. Ličio baterijos veikia puikiai! Naudojau 9v bateriją

www.amazon.com/Odec-9V-Rechargeable-Batter…

$1

Bendra kaina yra 79,66 USD! Komerciniai medkirčiai kainuoja apie 250 USD, todėl laikykite tai 68% nuolaida. Jūs taip pat tikriausiai turite daug šių elementų, tokių kaip „Arduino“, „Sd Card“ir tt, kurie sumažina išlaidas. Eikime į statybas

Programos

Vienintelė reikalinga programa yra „Arduino IDE“. Tai yra gimtoji Arduino kalba ir naudojama kodui įkelti, kodui rašyti ir bandymams. Programinę įrangą galite nemokamai atsisiųsti čia:

Bibliotekos

Šiame eskize naudojame dvi bibliotekas. „NeoGPS“biblioteka naudojama sąveikai su GPS įrenginiu. Programinės įrangos serijinė biblioteka leidžia nuosekliai bendrauti naudojant papildomus kaiščius. Mes prisijungiame prie GPS ir „MicroSd“duomenų kaupiklio, naudodami nuoseklųjį ryšį.

NeoGPS

„SoftwareSerial“- galima naudoti bet kurią programinės įrangos serijinę biblioteką. Aš jau turėjau atsisiųstą, todėl naudoju.

Reikia pagalbos diegiant biblioteką? Skaitykite tai:

Įrankiai

Lituoklis - antraštės turės būti pritvirtintos prie kelių komponentų, o lituoklis naudojamas komponentams pritvirtinti prie perforavimo plokštės ir padaryti takelius.

Lituoklis - naudojamas kartu su lituokliu.

2 žingsnis: grandinės sujungimas

Turėsite lituoti antraštes ant kelių komponentų. Sužinokite, kaip tai padaryti čia:

Vykdykite aukščiau pateiktą duonos lentos arba perforavimo lentos schemą. Nemontuokite temperatūros jutiklio įžeminimo prie GPS ar „microSD“duomenų kaupiklio, nes tai sugadins jūsų temperatūros duomenis. Jei naudojate perf plokštę, žiūrėkite šią pamoką, kaip sukurti takelius. Tai yra viena technika:

Pritvirtinkite komponentus atsargiai. Įsitikinkite, kad turite tinkamą poliškumą ir kaiščius. Du kartus patikrinkite savo ryšius!

„Arduino“- GPS3.3v --- VCC

GND --- GND

D3 ----- 1k rezistorius ----- RX

D4 ------ TX

„Arduino“- „OpenLog“

Atstatyti --- GRN

D0 ---- TXD1 ---- 1k rezistorius ---- RX

3.3v ----- VCC

GND ---- GND

GND ---- BLK

„Arduino“- temperatūros jutiklis - naudokite aukščiau esančią nuotrauką, kad nustatytumėte, kuri koja yra

3.3v ------ VCC

GND ---- GND (tai turėtų būti atskiras „Arduino“kaištis arba prijungtas prie maitinimo šaltinio GND. Jei prijungtas prie GPS arba registratoriaus, jis iškreipia temperatūros duomenis.)

Signalas --- A5

„Arduino“- LED

D13 ------ + (ilgesnė koja)

GND -------(trumpesnė koja)

„Arduino“- akumuliatoriaus jungtis

Vin ---- Mikro perjungimo jungiklis ---- teigiamas (raudonas)

GND ----- neigiamas (juodas)

3 žingsnis: programavimas

Šioje programoje naudojame dvi bibliotekas - „NeoGPS“ir „SoftwareSerial“. Juos abu galima atsisiųsti iš šios instrukcijos dalių puslapio. Sujungiant GPS į „Arduino“programą, paprastai naudojama „TinyGPS“biblioteka. Tačiau man nepavyko, kad jis veiktų su mūsų naudojamu GPS.

„SoftwareSerial“biblioteka leidžia mums prijungti du įrenginius prie „Arduino“naudojant programinės įrangos nuoseklųjį ryšį. Tai naudoja ir GPS, ir „MicroSD“duomenų kaupiklis. Kitos bibliotekos taip pat gali tai padaryti ir turėtų dirbti su kodu. Aš jau turėjau šį savo kompiuteryje ir jis veikia, todėl aš jį naudoju.

Kodas sukurtas pagal paskutinį mano duomenų registratorių. Pagrindinis pakeitimas yra temperatūros jutiklio pridėjimas. GPS yra pagrįstas palydovais. Tai reiškia, kad prieš rodydamas duomenis GPS turi prisijungti prie palydovų. Užraktas susideda iš GPS, prijungto prie keturių palydovų. Greita pastaba: kuo daugiau palydovų prijungtas prie GPS, tuo tikslesni pateikiami duomenys. Programa spausdina prijungtų palydovų skaičių kiekvienoje duomenų eilutėje. Didžiąją mano skrydžio dalį jis buvo prijungtas prie dvylikos palydovų.

Programą gali tekti pakeisti, kad ji jums veiktų. Nors visą kodą galima keisti, rekomenduočiau pakeisti laiko juostą, laiką tarp rodmenų ir temperatūros matavimo vienetą. Įprastas oro balionas ore sklando apie dvi valandas. GPS kiekvieną sekundę gauna duomenis iš palydovų. Tai reiškia, kad jei išsaugosime kiekvieną išsiųstą duomenų dalį, turėsime 7 000 rodmenų. Kadangi aš nesu suinteresuotas pavaizduoti 7 000 duomenų įrašų, aš pasirenku registruotis kas 30 -ą kartą. Tai suteikia man 240 duomenų taškų. Šiek tiek pagrįstesnis skaičius.

Jums gali būti įdomu, kodėl mes naudojame kintamąjį i ir if, kad išsaugotume kiekvieną 30 -ąjį skaitymą, o ne tik naudodami atidėjimo komandą ir laukiame 30 sekundžių. Atsakymas yra tas, kad GPS rodmenys yra labai subtilūs. 30 sekundžių vėlavimas reiškia, kad GPS neužfiksuoja kiekvieno duomenų rinkinio ir dėl to mūsų duomenys yra sujaukti.

Turėsite pakeisti šias vertes į savo poslinkį iš koordinuoto pasaulinio laiko (UTC).

Jei nežinote savo, tai galite rasti čia

static const int32_t

zona_valandos = -8L; // PST

static const int32_t

zona_minutės = 0L; // paprastai nulis

Ši eilutė turėtų būti pakeista į tai, kaip dažnai norite įrašyti rodmenis. Aš nustatiau savo rodmenis kas 30 sekundžių.

jei (i == 30) {

Jei negyvenate JAV, tikriausiai norite, kad temperatūra būtų matuojama Celsijaus laipsniais. Norėdami tai padaryti, panaikinkite šios eilutės komentarą:

// Serial.print ("C laipsniai"); // nekomentuok, jei nori Celsijaus

// Serijinis.println (laipsniai C); // nekomentuok, jei nori Celsijaus

Jei nenorite farenheito skaitinių, komentuokite tai:

Serial.print („F laipsniai“); // komentuok, jei nenori farenheito Serial.println (laipsniųF); // komentuok, jei nenori farenheito

Kodas neįkeliamas?

Įkeliant naują kodą, „Arduino“turi būti atjungtas nuo grandinės. „Arduino“naujas kodas siunčiamas per serijinį ryšį D0 ir D1 kaiščiuose. Šie du kaiščiai taip pat yra smeigtukai, naudojami „MicroSd“duomenų kaupiklyje. Tai reiškia, kad norint įkelti kodą, „MicroSD“duomenų kaupiklis turi būti atjungtas.

4 žingsnis: bandymas

Kai visi ryšiai užmegzti ir kodas įkeliamas, laikas išbandyti mūsų duomenų kaupiklį. Norėdami tai padaryti, prijunkite „Arduino“prie kompiuterio taip pat, kaip įkeliate kodą. Įsitikinkite, kad nuoseklusis prievadas yra teisingas, tada atidarykite serijinį monitorių. Jei visos jungtys padarytos teisingai, tai bus rodoma:

NMEAloc. INO: startfix objekto dydis = 31 NMEAGPS objekto dydis = 84 Ieškoma GPS įrenginio programinėje įrangoje (RX kaištis 4, TX kaištis 3) Aarono Price orų balionų duomenų kaupiklis

Laikas Platuma Ilguma SAT Vėjo greitis Vėjo greitis Aukštis (deg) (deg) knotts mph cm -------------------------------- -------------------------------------------------- ------------------------------

Jei GPS prijungtas neteisingai, tai bus rodoma:

„UBlox“skrydžio režimo nustatymas: B562624240FFFF63000010270050FA0FA06402C10000000000000016DC * Skaitymas ACK atsakymas: (Nepavyko!)

Įsitikinkite, kad šviesos diodas mirksi kiekvieną kartą, kai į serijinį monitorių patenka nauji duomenys. „MicroSd“duomenų kaupiklis taip pat mirksės kiekvieną kartą, kai įrašomi duomenys.

Pastebėsite, kad GPS siunčia jums vieną klaustuką. Taip yra todėl, kad GPS įrenginiams paleisti ir prisijungti prie palydovų reikia laiko. Šis įrenginys paprastai užtrunka apie aštuonias minutes, kad pradėtų man siųsti visą duomenų eilutę. Maždaug po penkių jis pradės siųsti datos ir laiko duomenis, o po to - klaustuką. Pirmieji keli taškai greičiausiai bus neteisingi, tačiau tada bus rodoma teisinga data ir laikas. Jei negaunate datos ir laiko, žiūrėkite kodą, kad įsitikintumėte, jog ištaisyta tinkama laiko juosta. Perskaitykite šios instrukcijos programavimo skyrių, kad sužinotumėte, kaip tai padaryti.

Galų gale serijinis monitorius parodys visus duomenis. Nukopijuokite ir įklijuokite platumą ir ilgumą ir pasiruoškite būti šokiruoti rezultatų. Tikslumas yra puikus!

Patikrinkite temperatūros duomenis, kad įsitikintumėte, jog jie teisingi. Jei temperatūra skaitoma kaip visiškai nerealus skaičius (160+), temperatūros jutiklis nėra prijungtas arba įjungtas neteisingai. Žiūrėkite schemą. Jei temperatūros rodmenys yra nepastovūs arba aukštesni nei turėtų būti (t. Y. Temperatūra yra 65 farenheitai, o jutiklis praneša, kad tai yra 85), jutiklis greičiausiai dalijasi įžeminimo kaiščiu su GPS, „microSD“duomenų kaupikliu arba abiem. Temperatūros jutiklis turėtų turėti savo įžeminimo kaištį arba bendrai naudoti įžeminimo kaištį tik su įvesties įžeminimu.

Dabar turite suformatuoti ir išvalyti „microSD“kortelę. Mums reikia failo tipo fat16 arba fat32. Aš sekiau šią „GoPro“pamoką:

Tada išbandykite grandinę be prijungto kompiuterio. Prijunkite „microSD“kortelę prie duomenų kaupiklio ir naudokite maitinimo šaltinį, kad suteiktumėte „Arduino“energijos. Leiskite veikti dvidešimt minučių, tada atjunkite maitinimą. Atjunkite „microSD“kortelę ir prijunkite ją prie kompiuterio. Turėtumėte pamatyti konfigūracijos failą (tai atsitinka tik tada, kai nesukuriamas ankstesnis konfigūracijos failas). Kiekvieną kartą, kai „Arduino“iš naujo nustatomas arba prijungiamas, jis sukuria naują failą.

Nuo šio projekto sumanymo buvo išleistos naujos bibliotekos ir „Arduino IDE“versijos. Dėl šios priežasties keli vartotojai gavo nemalonių klaidų pranešimų. Vartotojas RahilV2 turėjo šią problemą ir rado sprendimą

„Ištaisiau pradinę klaidą ir tai atsitiko todėl, kad. INO vietoj„ gps_port “naudoja seną GPS prievado pavadinimą, kuris yra„ gpsPort “. Taip pat pasikeitė išankstinio procesoriaus simbolis. Visos pavyzdinės programos dabar naudoja„ GPS_PORT_NAME “, o ne„ USING_GPS_PORT “."

Ačiū RahilV2!

5 žingsnis: Elektronikos apsauga

Pastaba žmonėms, naudojantiems perforavimo plokštę, uždėjus grandinę ant metalinio paviršiaus, sutrumpės grandinė. Aš naudoju plastikinį vamzdį aplink kai kuriuos varžtus, kad pakabintų savo perf plokštę virš plastikinio lakšto. Galite karštu būdu klijuoti dugną, pritvirtinti prie kartono ar putplasčio arba naudoti pakuotę, kuri nelaiko elektros. Šiuos plastikinius vamzdžius galite atspausdinti 3D, kad užslystumėte varžtais iš čia:

Prie perjungimo plokštės, kurioje yra GPS, pritvirtinau moteriškas antraštes, kad GPS būtų lengvai atjungtas nuo grandinės. GPS įrenginys yra trapus. Lusto antenos gali sulūžti, o įrenginys yra jautrus statinei elektrai. Man nė vienas iš šių vienetų nesugedo. GPS saugoju statiniame ekranuotame maišelyje, kuriame jis yra, kad GPS būtų apsaugotas.

Nesvarbu, ar naudojate maitinimo plokštę, ar tiesiog akumuliatoriaus jungties jungiamuosius laidus, rekomenduoju naudoti karštus klijus, kad įsitikintumėte, jog jungiamieji laidai įkišami į lizdus. Būtų nemalonu, jei susigrąžintumėte balioną ir pamatytumėte, kad jis neprisijungė, nes atsijungė trumpiklis.

Rekomenduojami rankų šildytuvai, nes jie sušildys viską ir veiks. Paprastai prailginu akumuliatoriaus jungčių ilgį, kad galėčiau laikyti bateriją atskirame skyriuje nuo elektronikos. Rankų šildytuvus uždėjau tiesiai ant akumuliatoriaus. Nors elektronika turėtų veikti be rankų šildytuvų, aš rekomenduočiau juos naudoti. Padėkite rankų šildytuvą ar dvi šalia elektronikos, pritvirtindami rankų šildytuvą taip, kad jis neliestų elektronikos. Rankų šildytuvų skleidžiamos šilumos pakanka, kad elektronika būtų geros būklės.

6 žingsnis: paleiskite

Aš paprastai prijungiu duomenų kaupiklį prie savo kompiuterio maždaug dvidešimt minučių, kol planuojame paleisti balioną. Prisijungti registratorių prie kompiuterio nebūtina. Tai darau norėdamas įsitikinti, kad GPS veikia ir ar turiu palydovinį užraktą. Kai registratorius parodo visus duomenis, apverčiu perjungimo jungiklį ir atjungiu kompiuterį. Kadangi grandinė visada turi energijos šaltinį, GPS išlieka įkaitusi ir toliau registruojasi su palydovo užraktu. Tai sukurs naują failą „microSD“kortelėje.

Balioną paleidome 6:58 val. Mes planavome paleisti anksčiau, tačiau mūsų pirmasis balionas sukėlė plyšimą. Buvome pamiršę vamzdelius, kad balioną pritvirtintume prie helio bako. Taigi, balioną pritvirtinome tiesiai prie helio bako purkštuko. Dėl purkštuko vibracijos balionas suplyšo. Laimei, atsinešėme atsarginį balioną. Mes panaudojome supjaustytą sodo žarną kaip improvizuotą vamzdelį ir tai pavyko!

Pakuotę sudarė izoliuota pietų dėžutė. Duomenų kaupiklis sėdėjo viduje su rankų šildytuvais. Priešpiečių dėžutėje išpjauta skylė suteikė galimybę fotoaparatui patekti į pietų dėžutę, išlaikant netrukdomą vaizdą. Šiam pristatymui naudojome „GoPro Session“. Tai padarė kelionės nuotraukas! Prie pietų dėžutės šono ir viršaus buvo pritvirtinti du SPOT GPS įrenginiai. Mes juos naudojome savo paketui sekti. Priešpiečių dėžutės šone buvo padarytas nedidelis plyšys, kad temperatūros jutiklis galėtų išsikišti į išorinį orą.

7 žingsnis: atkūrimas

Paskutinį kartą paleisdamas naudojau „Duracell 9v“bateriją. Prieš prijungdamas akumuliatorių prie duomenų kaupiklio, aš išmatavau 9,56 volto akumuliatoriaus įtampą. Bateriją įkišau apie 6.30 val. Kai balionas nusileido, buvo susigrąžintas, parvežtas atgal į mokyklą ir atidarytas paketas, buvo 13.30 val. Atidariau naudingąją apkrovą ir radau, kad duomenų kaupiklis vis dar registruojasi! Tada aš išmatavau 9 V baterijos įtampą. Kai naudojama baterija, įtampa mažėja. Baterija dabar buvo 7,5 voltų. Po septynių valandų duomenų registravimo baterija vis dar buvo tinkamos formos.

Balionas ir pakuotė nusileido į pietus nuo Ramonos mažame kanjone. Atsigavimo komanda važiavo apie valandą, o paskui žygiavo likusį kelią. Nuodų gebenė ir karšta temperatūra buvo kliūtis, tačiau jie ištvėrė ir sugebėjo susigrąžinti balioną. Jie grįžo į mokyklą ir padavė man paketą. Nustebau, kad duomenų kaupiklis vis dar veikia. Tai mane nuteikė optimistiškai. Atjungiau akumuliatorių ir atsargiai išėmiau „microSD“kortelę. Tada nubėgau prie savo kompiuterio. Man tai nervingiausia ir jaudinanti kelionės dalis. Ar duomenų kaupiklis veikė? Kišiausi po kuprinę, kad surastų SD kortelės adapterį. Paskutinius du skrydžius registratorius nustojo veikti 40 000 pėdų atstumu, nes neteisingai įjungiau GPS į skrydžio režimą. Kadangi vienintelis būdas pasiekti aukštį virš 40 000 pėdų yra oro balionai, aš neįsivaizdavau, ar mano naujas kodas veiks.

Prijungiau „microSD“kortelę prie kompiuterio, atidariau failą ir pamačiau žurnalą, pilną duomenų. Pradėjau slinkti duomenis … SĖKMĖ !! Žurnalas tęsėsi visą skrydį.

8 žingsnis: analizė ir mokslas

Išraiška „trečią kartą žavesys“skamba tiesa. Mes registravome viso skrydžio duomenis! Balionas pasiekė maksimalų 91, 087 pėdų aukštį, o šalčiausia temperatūra buvo -58 laipsniai pagal Celsijų.

Mūsų duomenys patvirtina ir suderina daugelį žinomų mokslų. Pavyzdžiui, stratosferos dugnas buvo nuo -40 iki -58 laipsnių pagal Celsijų, o skrydžio apogėjuje temperatūra buvo -1,75 laipsnio pagal Celsijų. Žmonės gyvena žemiausiame Žemės atmosferos sluoksnyje - troposferoje. Troposferoje temperatūra mažėja didėjant aukščiui. Stratosferoje yra priešingai. Tiesą sakant, stratosferos viršūnė gali būti penkiais laipsniais virš nulio.

Buvau nustebęs, kad balionas pakilo taip tiesiškai. Manau, kad atmosferai praskiedus balionus pakilimo greitis pasikeis. Tačiau manęs nenustebino baliono nusileidimo greičio kreivė. Mano hipotezė, kodėl balionas greitai krenta, o po to pamažu lėtėja, yra susijusi su parašiutu. Apogėjuje oro tiek mažai, kad, manau, parašiutas nebuvo toks efektyvus. Parašiutai naudoja oro pasipriešinimą ir trintį, kad lėtai nukristų ant žemės, taigi, jei oro yra mažai, parašiutas nėra toks efektyvus. Pakuotei nusileidus, padidėja oro pasipriešinimas, nes yra didesnis oro slėgis ir daugiau oro. Dėl to parašiutas yra efektyvesnis, o paketas nusileidžia lėčiau.

Dėl temperatūros ir vėjo greičio paskelbiu, kad blogiausias gyvenimo aukštis yra 45, 551 pėdos. Šiame aukštyje pakuotėje buvo šalta -58 laipsniai pagal Celsijų. Jei to nepakaktų, vėjas pūtė 45 mylių per valandą. Nors man buvo sunku rasti duomenų apie vėjo poveikį vėjo vėsinimui esant tokiai temperatūrai, pastebėjau, kad esant -25 laipsnių pagal Celsijų orui ir 45 mylių per valandą vėjui vėjas yra -95 laipsniai. Aš taip pat atradau, kad vėjo temperatūra iki -60 laipsnių užšaldo kūną per 30 sekundžių. Nepaisant to, tai tikriausiai nėra ideali vieta atostogoms. Kaip matyti aukščiau esančioje nuotraukoje, iš šio aukščio atsiveria puikus vaizdas! Sužinokite daugiau apie vėjo šaltį čia:

Negalėjau parodyti ir ištirti šių duomenų be savo sesers pagalbos, kuri įvedė visų 240 duomenų eilučių duomenis. Privalumai turėti jaunesnius brolius ir seseris:)

9 žingsnis: Išvada

Tai neabejotina sėkmė. Mes registravome viso skrydžio aukščio, temperatūros, vėjo greičio, pakilimo greičio, nusileidimo greičio, laiko, datos, platumos ir ilgumos duomenis. Tai būtina turėti patyrusiems didelio aukščio balionams ir pirmą kartą paleistiems!

Po ketverių metų oro balionų paleidimo, pagaliau mes užregistravome visą skrydį. Pagaliau sužinojome, kaip aukštai skrenda mūsų balionai. Mes šiek tiek priartėjome prie erdvės patyrimo. Mes šiek tiek priartėjome prie neliečiamųjų prisilietimo!

Kitas įdomus duomenų kaupiklio aspektas yra tas, kad visi duomenys yra pažymėti laiku. Tai reiškia, kad galite susieti duomenis su kelionėje padarytomis nuotraukomis, kurios leidžia sužinoti kiekvienos nuotraukos aukštį ir tikslią vietą!

Šį projektą lengva pakartoti ir keisti savo tikslams. Lengvai pridėkite papildomų temperatūros jutiklių, slėgio ir drėgmės jutiklių, geigerių skaitiklių - galimybės yra neribotos. Kol jutiklį galima naudoti nedelsiant, jis turėtų veikti!

Dėkojame, kad skyrėte laiko perskaityti šią instrukciją. Man patinka atsakyti į klausimus, atsakyti į komentarus ir gauti naudingų patarimų bei idėjų, todėl fotografuokite žemiau esančiame komentarų skyriuje.

Ši instrukcija taip pat dalyvauja kai kuriuose konkursuose, balsuokite, jei patiko ar sužinojote ką nors naujo! Laimėdamas prizus, galiu uždirbti naujų įrankių geresniems ir pažangesniems projektams kurti

Antroji vieta nepaliestame iššūkyje

Pagrindinis prizas „Explore Science Contest 2017“konkurse