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Author Topic: Pallone sonda con Arduino [progetto comune]  (Read 35740 times)
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Milan
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Ciao ragazzi. Sono in contatto con l'università dell'Aquila per il lancio di un pallone sonda sviluppato con Arduino con lo scopo di acquisire dati scientifici, immagini e se possibile video della missione. Grazie al supporto dell'Università abbiamo semplice acceso ai permessi necessari al lancio. La quota massima stabilita è intorno ai 35km. I costi di lancio, di tutti i componenti e del trasferimento degli stessi è a carico di Gioblu robotics. Tutte le informazioni, tecnologie ed esperienza che ne deriveranno saranno rilasciati opensource, sul nostro sito e su questo forum.

Se siete interessati a partecipare, possiamo suddividere lo sviluppo in piu' "moduli" e gestirli assieme.
Chiaramente chiunque collaborerà o è interessato è invitato a workshop dedicati allo sviluppo  presso la nostra sede qui a Milano, chiaramente al lancio e avrà a disposizione tutti i dati ottenuti dall'esperimento. smiley-mr-green

Topic dedicato:
http://www.gioblu.com/community/forum/topic?id=344&p=1#p4175
« Last Edit: September 30, 2011, 01:22:12 pm by gbm » Logged

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che sensori monterebbe?

mi informo ma non potrò partecipare purtroppo  smiley-sad
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Milan
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L'idea è di utilizzare solo strumentazione facilmente reperibile sul mercato e possibilmente con prezzi abbordabili.
Questo perchè il budget non è infinito e anche per permettere a eventuali altri interessati di replicare l'esperimento a prezzi abbordabili.
Penso che la base sia pressione, temperatura e posizione.
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sicuramente GPS e GSM per il recupero della piattaforma.barometro per trovare l'altezza. Vedendo i progetti simili, serve un modo per stabilizzare lo yaw in fase di salita, magari usando una forma sferica e qualche sistema giroscopico interno, o delle superfici mobili esterne. Con potenza di calcolo maggiore (arduino DUE) puoi sfruttare le superfici mobili anche per atterrare il più vicino possibile ad una coordinata GPS.

Ah dimenticavo, il sistema di sgonfiamento del pallone (per rimanere entro la quota e non far scoppiare il pallone) e di apertura del paracadute!
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Milan
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Allora, forse abbiamo una GoPro a disposizione. Che come saprete puo' essere comandata tramite porte digitali per scattare foto, accendersi o spegnersi o riprendere un video. Con il grandangolo che ha sembrerà una cosa pazzeca lassu'  smiley-mr-green in piu' ha una risoluzione veramente ottima.
Il problema è ridurre il dondolio del payload nella fase terminale di salita dove verranno scattate la maggior parte delle foto ed eventualmente girati i video.
Per risolvere il problema innanzitutto adotterei un sistema che sleghi il payload dal pallone (inteso eviti che il payload ruoti insieme ad esso), quindi un sistema con cuscinetto a sfera / micro moschettoni da pesca. Eventualmente si potrebbe imbarcare una coppia di  piccoli motore brushless con volano contrapposti e relativa IMU per giro stabilizzare, almeno su un asse la fotocamera / videocamera, utilizzando il principio di azione-reazione.
Per la fase di discesa alcuni hanno proposto di liberarsi del pallone ed aprire a una quota prestabilita un piccolo paradute, in modo da ridurre il drag atmosferico e di conseguenza diminuire il diametro dell'eventuale zona di atterraggio.

Arduino DUE mi sembra un oggetto piuttosto grosso per poter essere integrato in un payload del genere, ma devo ancora parlare in modo piu' tecnico dei limiti che dovremo rispettare (peso, superificie, volume)...

Chiaramente piu' il payload è leggero e piccolo meno è soggetto al vento e di conseguenza alla distorsione della traiettoria di caduta.
« Last Edit: September 30, 2011, 02:05:36 pm by gbm » Logged

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inutile una IMU, roll e pitch non li hai come moviementi se piazzi i pesi sul fondo, lo yaw lo combatti con giroscopio e/o magnetometro, però il magnetometro è difficile perchè più sali e più varia l'asse magnetico terrestre, e non so se gli attuali algoritmi riescono a tenerne conto. Per il primo lancio raccoglierei soltanto informazioni sul magnetometro, per vedere se coincidono con quelle che ci si aspetterebbe.
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Per quel che potro ci sarò di sicuro smiley
Io aggiungerei che la struttura si potrebbe farla come quella del cubesat e metterci dei pannellini solari in modo da allungarne la vita... per il GSM io lo userei solo per inviare le coordinate di quando atterra... il paracadute dev essere montato sopra il pallone in modo che se dovesse scoppiare sia già pronto... e così si eviterebbero meccanismi di apertura ed altro che aumenterebbero solo il peso....
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Milan
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Sono d'accordo che forse come primo lancio è meglio se ci limitiamo a raccogliere le informazioni utili, Lesto ha proposto una cosa davvero interessante, cioè osservare il comportamento di un magnetometro (e a questo punto una imu, che ho li ha prender polvere).

Mantenere il formato cubesat è una buona idea.
Per i pannelli solari io conosco bene e uso spesso queste : 3x6 solar cell
Sono celle da 0.5v 3.5a 1.75w 15x7.5 che possono essere tagliate per ottenere la forma voluta, (lasciando sempre i due poli all'interno del ritaglio, se no non funziona  smiley-mr-green). Con uno stepup credo si possano utilizzare per ricaricare una lipo. in piu' pesano pochi grammi (anche se sono piuttosto fragili).

Proposta per i moduli:
- Comunicazione
- Storage dati
- Driver telecamera / fotocamera
- rilevazione sensori
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io dividerei i moduli in modo da ottenere una tensione utilizzabile senza passare per Step-Up o altro che comunque dissipano energia inutilmente...
non ha senso avere 2V a 3.5A ottenendone 6 a 1A con uno step up se le celle si possono modellare tanto vale farlo subito....
Per la comunicazione metterei un bel modulo trasmettitore quelli furbi della DiGi da 64 Km.... +  un modulo GSM
La IMU si potrebbe gestire con un nanetto così come il controllo della telecamera  , il salvataggio dei dati con un tiny 84 ed il tutto gestito da un 328 o una DUE che a sua volta dovra controllare anche il GPS ed il modulo GSM....
Che dite? smiley
poi per le lipo bisognerà prevedere un circuitino di carica ed un piccolo bilanciatore....
Se cè spazio e riesco a costruirlo in maniera che consumi poco mi monti un geiger ? sarebbe interessante vedere gli effetti dei venti solari ad alta quota...
« Last Edit: September 30, 2011, 03:27:38 pm by ratto93 » Logged

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la figura sferica è quella meno esente da venti e altre cose esterne, in pratica la più "autostabilizzata". Anche a cilindro andrebbe bene. se la semisfera inferiore la fai trasparente, la imu la puoi usare per stabilizzare ulteriormente la camera rispetto al veicolo.
L'algoritmo DCM non tiene conto della gravità nei suoi calcoli, quindi risulta molto semplice da implementare (basta riutilizzare il codice che ho postato nella sezione multicotteri)

Quote
per il GSM io lo userei solo per inviare le coordinate di quando atterra
quando è in volo oltre i 500-1000metri dal suolo dubito fortemente che prenda il segnale :-) il GPS è da loggare spesso

Quote
il paracadute dev essere montato sopra il pallone in modo che se dovesse scoppiare sia già pronto
ù
approvo, magari un simil air bag per quando si è a pochi metri dal suolo (come per i rover di marte  smiley-mr-green)
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per il GSM io lo userei solo per inviare le coordinate di quando atterra
quando è in volo oltre i 500-1000metri dal suolo dubito fortemente che prenda il segnale :-) il GPS è da loggare spesso

Se dovesse atterrare distante magari fuori dall'italia... in modo da sapere dov'è e recuperarlo.... in aereo sei anche a 5-6Km e il telefono prende provare per credere smiley a bordo mica ci sono i ripetitori per te smiley-wink
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Milan
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Sono d'accordo che il cubo non è la forma piu' aerodinamica della terra.
Soprattutto in fase di rientro, ehm... in fase di discesa  smiley-mr-green rotolerebbe di certo fino a terra. (parlo di eventuale caduta libera).

Ogni faccia di 10cm con le celle 3x6 puo' dare tra i 0.4 e 0.45 volt stimati, di conseguenza 5 facce del cubo potrebbero dare + o -  2.25v 3.5A di picco, che sono + o - 8w ora. Di conseguenza ci vuole per forza uno step up.

Il pallone si spera cada in un cerchio di raggio max 50km con al centro il punto di lancio, come è avvenuto in molti dei lanci DIY documentati.
La modularizzazione della parte logica è ben vista per ridurre la percentuale di rischio fail e per la possibile ridondanza con spazio e peso ridotto, dove è possibile userei i Pico85 piu' che altro perchè ne ho molti  smiley-mr-green.

X gsm non saprei dire fino a che quota funzioni.
« Last Edit: September 30, 2011, 03:07:35 pm by gbm » Logged

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Se si parla di queste distanze allora si si potrebbe lasciar perdere GSM... ciò che avevo pensato era che voleste lasciarlo vagare davvero in giro per il globo smiley
ma a questo punto il GSM non serve... basta un modulo di trasmissione seriale TTL di buona potenza... per verificare la telemetria...

Per i pannelli dicevo.. si tagliano e si mettono in serie... mi pare controproducente usare un step up quando tagliando ogni cella a metà si arriverebbe comunque a 5.5V smiley a 1.75A....
« Last Edit: September 30, 2011, 03:26:29 pm by ratto93 » Logged

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se ti interessa posso offrirti le mie nozioni su una minicam in particolare, la gopro hd 1080p. Puoi remotarla e alimentarla attraverso il bus posteriore, conosco il pinout e le funzioni di ogni pin!
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Milan
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Grande è proprio di quello che avremmo bisogno  smiley-mr-green
Per le celle, purtroppo se le tagli a metà le due metà producono esattamente la metà di 0.5v quindi 0.25v cad.
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