Подготовка к запуску Levenhuk-1 (часть 1)

    Когда мы в прошлый раз опубликовали статью о нашем проекте, мы получили много дельных предложений от хабра-пользователей. Особенно полезными стали замечания dime, который напомнил нам в очередной раз о вопросах безопасности, включая место запуска, необходимости налаживания связей с профессиональными метеорологами и других не менее важных вопросах. И в этих направлениях мы продвинулись значительно вперед, о чем расскажем в следующих постах, но сначала мы хотим рассказать о радио-системе, которая позволит передавать видео-сигнал с зонда на землю в прямом эфире. Осторожно, много изображений.

    image

    Немного предыстории. Поскольку запуски зондов и дальнейшие фото- и видео-отчеты стали частыми в Интернете, мы («Четыре глаза» + «Шумгам») решили пойти немного дальше и обеспечить картинку не только после, а и вовремя запуска (даже если сигнал будет передаваться до высоты 2-7 км.). Для этого нам понадобилась FPV-система. Аналогов в России системы с нужными характеристиками мы не нашли, пришлось заказывать из-за границы. Не будем долго рассказывать о том, как долго пришлось ждать посылку, особенно из Петербурга в Петербург и о не всегда качественном обслуживании клиентов в Почте России. Скажем только, что посылка довольно успешно достигла нас через месяц после оформления заказа. Мы сразу решили ее протестировать, собравшись одним субботним утром на кухне одного из участников нашей команды.

    Конечно же, коробка была вскрыта. Опасения таможни, в принципе, ясны. Хорошо, что все цело осталось.
    image

    Кстати, покупали на этом сайте – напрямую от производителя. Первоначально хотели заказать с Hobby King (США), но оказалось, что в Гонг-Конге значительно дешевле.
    image

    Начинка у коробки вкусная: видеокамера SONY CCD (1/3 дюйма), 8-канальный передатчик видео-сигнала (900 мГц, 1500 мВт) — в реальности оказалось всего 4, 12-канальный приемник видео (900 мГц) — а на деле опять меньше — 8.
    image

    Обычно такая система используется для радиоуправляемых самолетов. В итоге получается такое изображение. Наша же система отличается мощностью.


    Конечно, вся эта вкуснятина дополняется кучей проводов, чтобы питать приемник и связывать все остальные элементы воедино.
    image

    Для передачи и приема сигнала используются вот такие две обычные полуволновые антенны.
    image

    Вот это сам приемник. Выглядит тяжелым, но на самом деле это один из самых легких элементов конструкции (хотя это и не так важно — приемник будет находится на земле все время).
    image

    Гнезда для питания, аудио- и видео-сигналов.
    image

    С обратной стороны вставляется антенна. (Кстати, штуковину разобрали, но ничего интересного не обнаружили.)
    image

    Самая тяжелая игрушка — передатчик сигнала: вместе с антенной весит 109 грамм (ее, к сожалению, так и не удалось разобрать, чтобы посмотреть, что внутри).
    image

    Очень интересна сама по себе камера. Крохотная (38х38 мм), но с нужными для нас характеристиками.
    image

    Так выглядит эта мелочь сзади.
    image

    Питание для передатчика конструкцией не предусмотрено, поэтому пришлось импровизировать. Аккумулятор из AR.Drone-а после операции.
    image

    В конечном итоге рабочая модель выглядела так.
    image

    Подключили к проектору, проверили — работает! (Только на этом фото питание отключено :)
    image

    Выходим с камерой из дома — первое тестовое изображение.
    image

    И пошли гулять по району.
    image

    Идея состояла в том, чтобы посмотреть, как камера реагирует на архитектурные помехи и плохую питерскую погоду. В небе домов не будет, но все равно интересно.
    image

    В конечном итоге мы отошли на 1,5 км. Сигнал держался хорошо. Сначала картинка была перенасыщенной, потом стала нормальной. Помехи появлялись за “сталинками”, что неудивительно.
    image

    В общем, эксперимент удался. Радио-система готова к использованию! Следующим шагом будет наполнение зонда остальной начинкой (второй камерой, трекерами и много “т.д.”). В следующем посте мы расскажем, какие предложения из присланных на конкурс идей мы будем использовать, и кто, собственно стал победителем.
    «Четыре глаза»
    10.49
    Company
    Share post
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 50

      0
      1,5 км мало же!
      вы же вроде на 30км рассчитываете?
        +3
        Лететь хотим/будем 20-30 км. 1,5 км — это тест на Земле. В идеальных условиях с тем, что есть, трансляция будет продолжаться до 5 км в небе — без препятствий. На конкурс нам прислали несколько хаков, которые должны продлить трансляцию, так что, м.б., получится картинка еще на большей высоте. Так, чтобы прямая трансляция продолжалась во время всего полета, к сожалению, не получится. Это, помнится, нам кто-то рассказывал даже нелегально (и безумно дорого, конечно). При этом, понятно, вторая камера будет снимать на свою память, так что в конечном итоге видео со всего полета тоже будет.
        +2
        а какой суммарный вес камера+передатчик+батарейка+провода+пр.? мне бы на собачку повесить…
          0
          :) 665 г.
            0
            а оптимизировать реально? а то у нее шея отвалится)) электроошейники с бипером, например, весят в пределах 175-200 грамм. дальность нужна до 1.5км, время работы 1.5-2 часа.

            (извините, что не про стратосферу)
              0
              Извините, но никак не пойму, зачем :) Если опишите, что должно быть в конечно итоге, может, станет яснее. На собачку вся конструкция не нужна, если цель — сделать из нее шпиона, только камера, антенна и передатчик (это грамм 120). Только я бы не рисковал — от этой системы довольно сильное излучение, собачке может не понравится, мягко говоря.
                +1
                для охоты. когда собака «по зрячему» отдает голос на расстоянии километра непонятно что она там видит, иногда требуется ее остановить от необдуманных поступков)) сейчас много видеорегистраторов для охотничьих собак, но они все с отложенным просмотром (просто записывают). вот пример — www.youtube.com/watch?v=rUzNq3srJYE

                про излучение я не подумал, наверное это и есть причина отстутствия подобного рода камер.
                  0
                  Там излучение такое, как от нескольких (десятка?) мобильных телефонов. Не смертельно, но…
                    0
                    какое излучение? перестаньте.
                    на крышах домов передатчики FM-радио могут зажигать в 5 КВт, и ничего, люди живут :)
                      0
                      Ну, в любом случае нужно предупредить :)
                    0
                    На видео собака плывет как моторная лодка ) Не думал что так быстро
            +1
            Ребята, идея отличная.
            Как радиолюбитель, хочу отметить, что 900 мгц — диапазон не самый удачный из-за радиотелефонов и старых БС опсосов, но с мощностью в полтора ватта этого более чем достаточно. Почти наверняка вам удастся держать видеолинк и на 30км высоте, правда, есть сомнения по поводу аккумов — переживут ли пониженную температуру. Бокс будет подогреваться?
            30 км — не предел вообще. Собственно, в диапазоне 70 см (437.800 мгц) работает МКС, и нет ни единой проблемы докричаться до космонавтов с любого переносного трансивера, а примерная высота орбиты МКС известна всем — порядка 350 км.
              0
              Пока не знаем, будем подогревать или нет. Считаете нужным? Уверены, что от этого аккумулятор дольше продержит? На счет 30 км как-то мучают сомнения, если честно, но очень хотелось бы :)
                +2
                По правде говоря, у меня маловато знаний по атмосферным явлениям, но, если мне не изменяет память, как раз на высоте 25-30 км температура довольно низка, что может очень негативно сказаться на емкости аккумуляторов. Сперва неплохо бы выяснить, какая температура грозит вашему аппарату на расчетной высоте, и, если что, испытать — уложить аккумулятор работающего передатчика в емкость со льдом и замерить продолжительность передачи. Если сильно упадет — надо будет думать.

                Что касается высоты, то и это можно выяснить экспериментально. Приемник располагаете на многоэтажке (5 этажа достаточно, можно 9-12) и отъезжаете с передатчиком на значительное расстояние, вплоть до 30 км (а можно попытаться и дальше, кто знает). Если заметного ухудшения не будет на 15 км, то и 30 км будет передатчику по плечам :)

                Пожалуй, под вопросом еще эффективность антенн и наличие помех в эфире, но и это лечится.
                  0
                  Слушайте, а интересно! Нужно будет обязательно попробовать :)!
                  А температура должна быть порядка -50С, и может прыгать.
                    +1
                    Дерзайте. Если что, пишите в личку, что у вас получилось, будет интересно обсудить.
                    +2
                    Есть химические грелки, они до 12ти часов греют
                      –1
                      А ссылку можете дать?
                        0
                        Ссылки у меня нет, у меня сами грелки есть, могу сфотать если надо, но там все на японском.
                          0
                          Если сфотографируете, будет замечательно :)
                  0
                  Если хорошо теплоизолировать капсулу, может хватить мощности, рассеиваемой аппаратурой. Заранее сказать нельзя, нужены или сложные расчеты или эксперименты (морозилкой запаслись? :)
                    0
                    Морозилкой не запасались, но благодаря Вам придется задуматься :)
                    +1
                    Подогревать было бы неплохо. В тропосфере стандартным градиентом температуры считается один градус на 100 метров. Это до слоя инверсии (нижняя кромка облаков и точка, где влажность достигает точки росы). В слое инверсии может немного повышаться с высотой (или не повышаться, а всё-равно понижаться, но со скоростью меньшей скорости стандартного градиента). дальше градиент нелинейный по адиабатическому закону, но тоже отрицательный. Можно те же -1 градус на 100 метров считать для начала, выше 1,5 и тд.

                    Вот сейчас на аэрологическую диаграмму текущую для нашего города смотрю.
                    До 3км градиент -1 градус (на 100 метров всё) почти линейно. Облака с 3 до 4 км, там градиент -0.4 где-то. Температура упала до нуля на 3,5км. Потом выше 4 км градиент от -1 до -1.5 (увеличивается с высотой). На высоте 10,5км кромка второго слоя облаков, температура где-то -52 градуса. Выше до 12км опять инверсия с градиентом от -0,2 до -0,4. Выше 12км нет данных. На 12км температура -60.

                    Дальше уже стратосфера. Температура там поднимается. На верхней границе (порядка 40-50км) поднимется аж до нуля.

                    Таким образом. почти всё полётное время прибор будет лететь в области отрицательных температур. БОльшую часть этого времени — в области очень сильно отрицательных температур. По-моему, ответ о подогреве очевиден :).

                    По поводу дальности — подумайте приделать на передатчик на зонде какую-никакую направленную антенну. Направление — строго вниз. Остронаправленную всё-равно не сделаете, хорошо хоть направление вверх отрезать, поэтому под лепесток диаграммы направленности всё-равно будете попадать, даже с учётом сноса на высоте. Но, по хорошему, надо считать расчётный снос и требуемую диаграмму. Так можно сильно увеличить дальность. Приёмнику тоже можно что-нибудь понаправленнее обычного штыря прицепить, но лепесток делать пошире, чтобы на старте не париться с отслеживанием направления. Хотя пару-тройку километров шар будет видно, а выше ширины может хватить. Опять же считать-думать надо.
                      0
                      Во-первых, приятно видеть, что Вы в этот раз не столь суровы :)

                      Во-вторых, спасибо огромное за это предложение! Подумаем на счет направленной вниз антенны.

                      П.С. Уже столько классных предложений и советов! Собираемся скоро, чтобы их всех обсудить детально. Потом сделаем обзор.
                        0
                        Хорошая направленная антенна это большая и тяжелая штука, поэтому для такой конструкции смысла ее ставить нет

                          0
                          На 900Мгц? Две-три-четыре маленькие проволочки. Слишком узкая диаграмма направленности не нужна, главное отсечь задний (верхний) лепесток. Диполь, один директор, один рефлектор — больше чем достаточно.
                    0
                    Добавьте названия лотов на ибее, пожалуйста.
                      0
                      Прошу прощения, о каких именно лотах Вы говорите? Мы не покупали на ибее.
                        0
                        Оуу. А подскажите магазин, тогда :)
                    0
                    Существенно увеличить дальность поможет остронаправленная антенна. На передающей стороне это сложно осуществить (как поддерживать ориентацию в условиях болтнки?), а на приемной — вполне. Вот здесь есть примеры неплохих антенн на нужный вам диапазон 900 МГц.
                      0
                      Спасибо! Таким же было, кстати, предложение одного из участников нашего конкурса. Главный конструктор в размышлениях :)
                        +1
                        вот только одна проблема — зонд не летит вертикально, его унести может и на 50 километров, и на 200.
                        по большому счету, в направленных антеннах нет никакого смысла, расстояния не те. имеет смысл лишь апгрейд наземной приемной антенны, да и то под вопросом.
                          0
                          Кстати, на 200, если про высоту, то не улетит. Есть сейчас 2 варианта: или обычный шарик, как в прошлый раз (его разорвет на 20-30 км), или настоящая метеорологическая оболочка, которая сама спускается (пока деталей не знаю, только завтра едем смотреть, что она из себя представляет).
                            +1
                            Имеется в виду расстояние по прямой от передатчика до приемника. Вряд ли вы будете все время находиться строго под зондом.
                              0
                              В этом случае да, Вы правы. были случаи, когда на 400 км. относило еще в небе.
                            +1
                            Луноходу, тем не менее, помогло :) Речи не идет о том, чтобы сделать направленной передающую антенну, только приемную. Бесплатный бонус — мы перестаем собирать земные помехи от БС и прочих вайфаев. В случае потери направления на зонд всегда можно переключиться на всенаправленную антенну и поймать хоть что-то.
                              +2
                              переключиться на всенаправленную антенну и поймать хоть что-то
                              ой, ну прям-таки «хоть что-то» :) мы тут из Севастополя с Одессой переговариваемся, на 5 Вт и резинку, а 30 км куда меньше, чем 350.
                              апгрейд наземной антенны поддерживаю, но не до направленной.
                              собрать хорошую круговую, я думаю, куда эффективнее, особенно в том случае, если зонд отнесет далеко по горизонтали и электроника останется жива после приземления и продолжит передачу.
                                +1
                                > мы тут из Севастополя с Одессой переговариваемся
                                Аналоговый видеосигнал гораздо чувствительнее к низкому уровню сигнал/шум, чем голос. А в остальном — согласен.
                                  0
                                  После падения зонда камера покажет немножко земли или кусок неба, и смысла продолжать передачу особо нет. Пеленгация места посадки по излучению передатчика — неблагодарное дело. Стоит подумать, каким образом передавать с зонда GRS-координаты.
                                    0
                                    однако, процесс спуска передать удастся, если повезет.
                                    к сожалению, как показывает практика, электроника внутри может помереть еще до приземления.
                                      0
                                      В прошлый раз у нас все целым приземлилось.
                                      +1
                                      С этим не проблема. Рабочий вариант предполагает использование треккеров GSM GPS и GlobalSat. В прошлый раз нормально и с одним обошлись.
                              +2
                              Я разрабатываю автоматическую антенну, которая сможет передавать и принимать сигнал на расстояние до 15-30 км. Это может быть как wi-fi, так и аналоговые передатчики которые вы используете.

                              Система вычисляет координаты точки по данным GPS и выполняет автоматическое наведение.

                              В отношении вашего зонда есть два вопроса:.

                              1. Есть ли приемники аналогового сигнала, которые смогут выдавать сигнал подстройки для наземной антенны?

                              2. Хотите ли вы поставить на зонд микроконтроллер Arduino и модуль Wi-Fi чтобы организовать двунаправленную связь? В таком случае можно непрерывно передавать показания координат GPS и датчиков, для высокоточного наведения. Это, в свою очередь, позволит наводить антенну большого размера и обеспечивать любую дальность связи вкладывая деньги и наращивая вес только универсальной наземной части.
                                0
                                «Я разрабатываю автоматическую антенну, которая сможет передавать и принимать сигнал на расстояние до 15-30 км. Это может быть как wi-fi, так и аналоговые передатчики которые вы используете. Система вычисляет координаты точки по данным GPS и выполняет автоматическое наведение.»

                                А поделитесь наработками? Может, как-то сработаемся?

                                По вопросам немного позже ответит наш главный конструктор.
                                  +1
                                  Наработок пока особых нет. Сейчас занят связной частью, как только закончу перейду к экспериментам с механикой. В этом году действующего устройства однозначно не будет, поскольку любой чих по желзу это 1-2 месяца доставок из-за рубежа. В России, увы нужных компонентов не производят и не продают даже.

                                  А вообще слежение за зондом это очень интересная промежуточная задача, требования к которой не столь высоки, как в цели моего проекта.

                                  Жду ответа конструктора и даю ссылку на очень полезную инфоомацию по изготовлению начинки:

                                  habrahabr.ru/blogs/DIY/120266/
                                  habrahabr.ru/blogs/DIY/120332/
                                    0
                                    Спасибо за ссылки! Удивительные вещи!
                                    П.С. Надеюсь тоже на скорый ответ конструктора :)
                                    0
                                    Если кооперироваться с метеорологами (я уже забодал? :)

                                    То в дополнение к шару можно подвесить их ответчик и отслеживать положение по их радару (у них-то система наведения есть и работает). Свои антенны наводить по азимуту и склонению их локатора :).

                                    Только включать их систему надо когда шарик подальше отлетит, а то их локатором ваши приборы пожечь можно.
                                      0
                                      С метеорологами кооперируемся :)
                                      Пока, правда, непонятно, что и сколько от них мы можем получить в плане оборудования и поддержки, но пока очень, очень приятные впечатления в общении. Изумительно, на сколько отзывчивые и понимающие люди. Кстати, в УВД тоже. Я приятно удивлен.

                                Only users with full accounts can post comments. Log in, please.