Pull to refresh

Полет BeagleBoard на высоте 36 км!

DIY
Translation
Original author: Tim Zaman
image

Введение


Рад вам сообщить, что BeagleBoard способен работать в экстремальных условиях при нулевом давлении и низких температурах, которые имеют место на высоте 36 км. В рамках проекта мной была послана BeagleBoard в стратосферу для получения фотографий и отправки их в реальном времени посредством простого, маленького радиопередатчика. В данном посте я собираюсь рассказать вам о том, что и как было сделано с приложением некоторых изображений, скриптов и прочих вещей, использованных мной.

Проект «Space Camera Live 1»


Этим запуском нам удалось получить прямой эфир со стратосферы. Мы получали самые большие, высотные и быстрые фотоснимки, которые когда-либо посылались со стратосферы любителями с использованием 10 мВт радиопередатчика (как потребление одного светодиода). У нас было два полезных груза поднятых с помощью гелиевого шара до максимальной высоты почти 36 км. Во время полета с зонда передавались и принимались в реальном времени изображения и информация от GPS-премника. Любой желающий имел возможность принимать эту информацию и немедленно публиковать ее на всеобщее обозрение.
Все скрипты, PCB и прочее доступны на странице проекта.

Статистика полета

  • Цена — €150 (стоимость гелия и шара)
  • Запуск — 12:36 (11-09-2011 Delft Netherlands)
  • Приземление — 15:00 (11-09-2011 Heereveen Friesland)
  • Шар лопнул в 14:26
  • Найден в 15:55
  • Длительность полета 2 ч. 24 мин.
  • Макс. высота полета 35,748 метров
  • Общий вес ~1300 гр.
  • Главная полезная нагрузка — Beagleboard/GPS/GPRS/Webcam/Radio
  • Дополнительная полезная нагрузка — Arduino/GPS/GPRS/Cutdown (Паковщих Данных, прим. перев.)
  • Сжатие данных — в реальном времени
  • Всего получено 1731 фото
  • Из них послано в реальном времени 123 фото
  • Всего получено в реальном времени 119 фото
  • В реальном времени получено 6 млн. бит
  • Макс. скорость передачи данных 1,200 бит/сек.
  • Самое большое изображение, посланное в реальном времени — 800x592 px
  • Пройденный путь (3D) — 205 км.
  • Минимальная температура внутри зонда +5°C
  • Мощность радиопередатчика 10mW (434.653MHz, 8n2)


Видео




Изображения











1700 фото снято, 123 отправлено

Отправка одного фото занимала от 10 до 60 секунд. Пока одно фото отправлялось вебкамера успевала сделать несколько снимков. Какой из них отправлять следующим? Последний? Нет. Логично было отправлять самый лучший снимок. Поэтому я составил алгоритм, который выбирал наилучшее изображение по двум критериям: 1) среднее значение в градациях серого и 2) 8-битное среднеквадратическое отклонение от 30 идеальных снимков (см. Алгоритм выбора качественного снимка).

Ниже представлены данные от дополнительного блока (Ardruino)

По показаниям датчиков можно сказать, что при действительно низкой температуре модули находились недолго. Минимальная температура внутри главного (термоизолированного) модуля с BeagleBoard составила +5°C. При этой температуре (судя по графикам ниже) BeagleBoard работала всего 5-10 минут.

Beagleboard и дополнительные части


Для питания BeagleBoard я изготовил модуль «Beagle Battery». Как я это сделал можете прочитать здесь (не переведено пока, прим. перев.).
Также был изготовлен модуль GPS/GPRS, о котором вы можете почитать здесь (не переведено пока, прим. перев.).

Использованные компоненты

Внешний вид шара, главного и дополнительного модулей


От переводчика


Сразу должен написать о том, что перевод вольный. Просьба «граммарнаци» сильно не пинать.
Далее… В разделе «1700 фото снято, 123 отправлено» дописал от себя про то, сколько находился при низкой температуре BeagleBoard. На самом деле и длительность маленькая и температура слишком высокая, чтобы судить о живучести бигла. К тому же BeagleBoard, насколько мне известно, поставляется в исполнении с коммерческим диапазоном температур (от 0 до +70 градусов цельсия). Есть ли аналоги BeagleBoard в индустриальном исполнении с диапазоном рабочих температур от -40 до +70 градусов, которые могут быть поставлены в Россия пока не знаю точно. Есть процессорные модули (например, «Mini 8100 PC»), построенные на той же процессорной платформе. Но это не одно и тоже. С голым модулем «на коленке» работать сложновато (нужно самому прилаживать соединители). Специально узнавал в «terraelectronica» возможность поставки процессорных модулей на TI OMAP3530 в Россию. Модули MINI 8100 PC обещали доставить за 5-6 месяцев. Длительный срок объясняют тем, что в TI очень долго комплектуют заказы на изделия в индустриальном исполнении.
Итак, делаю вывод, что в проекте использовалась плата с диапазоном температур от 0 до +70 градусов. Стало быть исправная работа при минусовых температур не гарантируется. Если бы зонд задержался на высоте около 15 км. достаточно долго и внутри главного модуля температура упала бы ниже нуля цельсия, то с большой вероятностью BeagleBoard засбоил бы.
И под конец о ссылках на сопутствующие посты. Есть еще две (вернее даже три) связанные статьи: описания модулей автономного питания (прототипа и «продакшн»-версии), а также описание модуля GPS/GPRS. Это также достаточно объемные материалы. Если будет интерес со стороны читателей и возможность у меня, то также переведу и их.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! Ваши коментарии…

Ссылки


Алгоритм выбора качественного снимка
Making a proper antenna.
Making a ‘hot-wire’ cutdown mechanism.
Cutting your styrofoam.
[BeagleBoard] Beagle Battery Prototype
[BeagleBoard] Beagle Battery Module in Production
[Linux] Beagleboard GPS SMS Cellphone Module ready!

Скрипты можно скачать на странице оригинала
Tags:
Hubs:
Total votes 97: ↑93 and ↓4 +89
Views 12K
Comments 70
Comments Comments 70

Posts