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Registrador de dados do balão meteorológico Arduino

Componentes e suprimentos

Maxim Integrated DS18B20 Termômetro digital de 1 fio de resolução programável com resolução programável
× 2
Sensor de temperatura DHT22
× 1
SparkFun Triple Axis Accelerometer Breakout - ADXL335
× 1
Male-Header 36 Position 1 Row- Long (0.1 ")
× 2
Arduino Mega 2560
× 1
LED SMD 5050
× 1
Resistor 4,75 k ohm
× 2
Resistor 100 ohm
× 3
Resistor 10k ohm
× 1
Cartão de memória Flash, cartão MicroSD
× 1
Módulo de cartão Micro SD
× 1

Ferramentas e máquinas necessárias

Ferro de soldar (genérico)
Arame de solda, sem chumbo

Aplicativos e serviços online

Arduino IDE

Sobre este projeto


Olá a todos !! Você provavelmente está se perguntando, espere, você pode enviar um Arduino para o espaço? Quase. Usando um balão meteorológico, você pode enviar um Arduino, uma câmera, um pão de alho ou qualquer outra coisa que você queira a um terço de distância do espaço! Mesmo que esteja a um terço do caminho para o espaço, quase 99% da atmosfera não está presente, por isso chamamos isso de "a borda do espaço". Este guia é muito longo, mas a menos que você esteja apenas verificando este projeto, certifique-se de ler tudo até o Caminho 1. De qualquer forma, vamos ver como você pode fazer isso.

Haverá três caminhos para você seguir com base no que deseja e no seu nível de habilidade. Todos os três caminhos exigirão algumas habilidades de soldagem devido aos incríveis ventos na estratosfera. Cada caminho não é melhor do que o outro de qualquer maneira, é apenas baseado no que você está interessado. Vamos repassá-los rapidamente.

Caminho 1:Criar um registrador de dados simples usando uma protoplaca, vários sensores, com poucas habilidades de soldagem.

Caminho 2:usando um escudo PCB pré-projetado (placa de circuito impresso) para ter uma placa de aparência limpa e impressionante, projetada e testada por nós.

Caminho 3:Faça seu próprio PCB em um programa. Este guia não se aprofundará em como projetar e fazer seu próprio PCB, mas apresentará algumas diretrizes para você pensar. Assegurarei de incluir um link de algum guia incrível para você aprender.

Examinaremos cada caminho um pouco mais, mas aqui estão algumas dicas para ajudá-lo a escolher:

O caminho 1 será o mais fácil e permitirá alguma flexibilidade. Você pode escolher os sensores, placa e recursos em sua placa. Você precisará de algumas habilidades de soldagem para ter certeza de que tudo ficará bem durante o vôo.

O caminho 2 será o mais restritivo, o que significa que você terá que usar um conjunto específico de sensores, uma placa Arduino específica, mas terá uma PCB de aparência realmente limpa, não terá que se preocupar com solda ou codificação, e é uma boa comece a aprender sobre PCBs. Forneceremos o arquivo Gerber, as configurações de exportação e o código para você examinar. Os PCBs não são muito caros e pode depender de onde você os obtém. Conseguimos 5 dessas PCBs por US $ 2, mas o preço pode variar dependendo de onde você as compra.

O caminho 3 será o mais difícil e exigirá muitas habilidades. Você precisará saber (ou aprender) como fazer seu próprio PCB ou escudo PCB Arduino, saber como codificar tudo e soldar a placa. No caso de você saber como fazer todas essas coisas, você provavelmente poderia fazer este projeto sozinho, mas existem algumas restrições e detalhes muito importantes com os quais este guia pode ajudá-lo.

OK!! Impressionante! Você deveria ter escolhido o caminho que deseja seguir agora! Mas antes de começarmos, existem regras muito importantes que você precisa manter em mente. Certifique-se de ler essas regras porque enviar coisas em um balão meteorológico pode ser restrito com base em onde você mora. Este guia não abordará como escolher o balão certo, construir o compartimento de carga útil e como encher o balão, mas há MUITOS guias sobre como fazer isso, então irei vinculá-los para você. Abordarei as restrições para seu Arduino Datalogger e deixarei um link para outras restrições FAA (se você mora nos EUA). Aqui estão as coisas que você precisa ter em mente:

1. Seu compartimento de carga útil não pode ter sinais de telefone celular. Se você por algum motivo tiver um celular a bordo, ele deve estar em modo avião.

2. Se estiver usando GPS para localizar seu balão, você precisará obter uma licença de rádio HAM (que requer testes e uma taxa).

3. Se a proporção peso / tamanho de sua carga útil for superior a 3,0 onças / polegada quadrada, o peso total da carga útil deve ser inferior a 4 libras.

4. Qualquer carga / pacote individual deve ter menos de 6 libras.

5. E se você tiver duas cargas úteis, o peso total da carga útil deve ser inferior a 12 libras.

Este é um link para as diretrizes completas da FAA para residentes dos EUA.





Caminho 1 - Proto Board!


Antes de começar a projetar, há algumas considerações que você precisa ter em mente. Primeiro, o que você quer lá. No esquema fornecido, você terá um sensor simples de temperatura e umidade, um sensor barométrico, um IMU e um módulo de cartão SD. Para a maioria dos projetos, isso deve ser suficiente, mas se você quiser encontrar seu compartimento de carga útil com o Arduino, deverá incluir um módulo GPS. Existem várias opções de recuperação:

1. Módulo SPOT GPS. Eles têm suas vantagens e desvantagens. Eles serão realmente fáceis de usar, terão alcance ilimitado (eles usam satélites para enviar coordenadas para o seu telefone), terão uma duração de bateria incrível e são fáceis de obter. No entanto, eles são caros, não funcionam de cabeça para baixo e o sinal pode ser bloqueado por objetos grossos.

Este é o método que usamos, mas projetamos e imprimimos em 3D um gimbal para mantê-lo em pé. Recomendamos o SPOT 3 Satellite Messenger (Amazon), mas é totalmente com você, contanto que pesquise isso e veja os benefícios para os diferentes tipos.

2. Rádio APRS. Este será o mais confiável e você poderá fazer muito com ele. Você pode conectar um módulo a um Arduino e fazer com que o rádio envie dados, coordenadas, etc. Isso também permitirá que você obtenha medições de altitude precisas.

Infelizmente, isso não será incluído no diagrama de fiação, então você terá que aprender a fazer a fiação sozinho. Além disso, você precisará obter uma licença de rádio HAM, a qual precisará fazer um teste e pagar uma pequena taxa. Essa licença é super útil, então pode valer a pena. (EUA - as restrições podem variar dependendo de onde você mora).

3. Telefone celular. Você realmente não deve usar este método. Não apenas você precisa descobrir uma maneira de tirar seu telefone do modo avião após o vôo, o próprio telefone celular provavelmente será mais caro do que um SPOT normal. Isso está na lista porque muitas pessoas usam o telefone celular como backup, mas não é algo que você deva usar.

Agora que você decidiu como vai recuperar sua carga útil, vai querer repassar como será o voo. Por exemplo, se você deseja que seu Arduino implante remotamente o paraquedas, deve procurar maneiras de fazer isso. Você também deve verificar quais sensores usará (a temperatura pode cair até -40 ° C (-40 ° F), então você deve levar isso em consideração.

Você também vai querer pensar sobre como deseja alimentar o Arduino. As baixas temperaturas reduzem o desempenho de muitas baterias, então você pode querer uma fonte de alimentação grande, junto com um gabinete como uma caixa de isopor para manter as coisas aconchegantes, ao mesmo tempo que permanece abaixo do limite de peso.

Recomendo que você faça algum tipo de lista de verificação com base nos tipos de dados que deseja obter, se terá uma câmera a bordo e no que planeja ter a bordo. Também pode ser uma boa ideia criar o compartimento de carga útil e, em seguida, projetar seu registrador de dados com base na carga útil. Há muitas coisas em que pensar e garantir antes de realmente projetar, então certifique-se de dedicar um tempo muito longo e cuidadoso para revisar tudo.

Tudo bem, aqui está o diagrama esquemático e de fiação para os sensores se você seguir nosso caminho:

O Mega é um exagero para esses sensores, mas se você quiser usar nosso código também, terá que usar o Mega. Se você planeja usar algo como um Nano, altere as pinagens do módulo do cartão MicroSD para os pinos SPI de sua placa.

Aqui está uma lista de peças:

SparkFun ADXL337

Pinos de cabeçalho

Módulo de cartão micro SD

Sensor de Umidade DHT22

Sensor de Temperatura DS18B20

Proto Board

Arduino Mega

Você pode adicionar outro DS18B20 para ler as temperaturas internas e adicionar quaisquer sensores que desejar, mas se quiser usar o código fornecido, use o diagrama de fiação acima.
  // Configuração DHT22 # ​​include "DHT.h" #define DHTPIN 2 # define DHTTYPE DHT22DHT dht (DHTPIN, DHTTYPE); // Configuração do cartão SD # include  #include  Arquivo sdcard_file; int CS_pin =10; // Sensor de temperatura DS18B20 # inclui  #include  #define ONE_WIRE_BUS 3OneWire oneWire (ONE_WIRE_BUS); Sensores de temperatura Dallas (&oneWire); int scale =3; // 3 (± 3g) para ADXL337, 200 (± 200g) para ADXL377boolean micro_is_5V =true; // Definido como verdadeiro se estiver usando um microcontrolador de 5 V como o Arduino Uno, falso se estiver usando um microcontrolador de 3,3 V, isso afeta a interpretação do sensor datavoid setup () {Serial.begin (9600); sensores.begin (); dht.begin (); pinMode (CS_pin, OUTPUT); // declarando o pino CS como pino de saída if (SD.begin ()) {Serial.print ("Cartão SD encontrado!"); } else {Serial.print ("Erro ao localizar o cartão SD"); Retorna; } sdcard_file =SD.open ("dados.csv", FILE_WRITE); if (sdcard_file) {// Se o arquivo for encontrado} else {Serial.print ("erro ao inicializar o cartão SD"); } sdcard_file.print ("DS18B20"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("DHT22 Temp"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("Hum"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("H.InX"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("rawX"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("rawY "); sdcard_file.print (", "); sdcard_file.print (" rawZ "); sdcard_file.print (", "); sdcard_file.print (" scaledX "); sdcard_file.print (", "); sdcard_file. print ("scaledY"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("scaledZ"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.println ("");} void loop () {delay ( 222); // Acelerômetro int rawX =analogRead (A0); int rawY =analogRead (A1); int rawZ =analogRead (A2); float scaledX, scaledY, scaledZ; if (micro_is_5V) // dados de escala se a tensão for 5V (é) {scaledX =mapf (rawX, 0, 675, -scale, scale); scaledY =mapf (rawY, 0, 675, -scale, scale); scaledZ =mapf (rawZ, 0, 675, -scale, scale); } else // dimensionando os dados se a voltagem for 3,3 V {scaledX =mapf (rawX, 0, 1023, -scale, scale); scaledY =mapf (rawY, 0, 1023, -scale, scale); scaledZ =mapf (rawZ, 0, 1023, -scale, scale); } // DS18B20 Tempsensors.requestTemperatures (); int etemp =sensores.getTempCByIndex (0); // DS18B20 Sensor de umidade float h =dht.readHumidity (); float t =dht.readTemperature (); float f =dht.readTemperature (true); // Verifique se alguma leitura falhou e saia antes do DHT if (isnan (h) || isnan (t) || isnan (f)) {return; } // Computa o índice de calor em Fahrenheit (o padrão) float hif =dht.computeHeatIndex (f, h); // Computa o índice de calor em Celsius (isFahreheit =false) float hic =dht.computeHeatIndex (t, h, false); sdcard_file.print (etemp); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (t); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (h); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (hic); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (rawX); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (rawY); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (rawZ); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (scaledX); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (scaledY); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (scaledZ); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (""); sdcard_file.println (""); sdcard_file.close (); delay (223);} float mapf (float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max) {return (x - in_min) * (out_max - out_min ) / (in_max - in_min) + out_min;}  

Se houver qualquer problema, certifique-se de verificar a fiação e use o código para cada sensor individual para isolar o problema. Certifique-se de que o cartão SD ou MicroSD esteja formatado para FAT16 ou FAT32 e tenha 16 GB ou menos.

Além disso, seria uma boa ideia conectar LEDs para mostrar as indicações de status do datalogger. Você realmente não quer enviar o balão com o datalogger desligado, então certifique-se de verificar tudo três vezes.

Além disso, se você continuar tendo problemas com o módulo de cartão SD, tente mudar a fonte de alimentação. Depois de muitos testes, descobrimos que alguns módulos são muito sensíveis à alimentação, portanto, encontre uma fonte de alimentação confiável.

Ai está! Seu datalogger foi concluído. Ele deve ler dados de temperatura, umidade e acelerômetro e registrá-los em um cartão SD. Se você quiser uma leitura de altitude, terá que usar o GPS. 90% dos altímetros baseados em sensores barométricos não funcionam acima de 30.000 pés. Se o seu balão estiver ultrapassando esse limite (provavelmente está), você não conseguirá usar um barômetro. Se você quiser um guia incrível para o resto do caminho, verifique este guia e sinta-se à vontade para entrar em contato conosco através deste site se tiver ALGUMA dúvida. Não somos profissionais nisso, mas estamos dispostos a ajudar no melhor de nossas habilidades.

Comente abaixo ou entre em contato se houver algum problema, e se você gostou dessa parte do guia, confira nosso canal no YouTube, deixe um comentário e respeite abaixo, e recomendamos que você procure por outros caminhos, para inspiração e ideias bacanas!





Caminho 2 - PCB pré-projetado


Assim! Você está planejando usar um PCB predefinido. Este PCB pré-projetado permitirá que você obtenha leituras de temperatura interna, temperatura externa, umidade e acelerômetro. Você precisará de habilidades de soldagem e estes componentes:

5050 SMD LED

SparkFun ADXL337

Muitos pinos de cabeçalho

Módulo de cartão micro SD

Sensor de Umidade DHT22

2X sensor de temperatura DS18B20

Arduino Mega

O Eclipse PCB

O arquivo Gerber para o PCB está neste repositório GitHub. Se você quiser fazer edições no PCB / esquemático, acesse esta página e preencha os detalhes do que você precisa. Como tipo de arquivo, que arquivo você deseja, perguntas, etc. Veremos como funciona esse escudo PCB / Arduino, como solicitar corretamente um de um serviço PCB (por apenas $ 2) e como montar o seu corretamente.

Felizmente, usamos este PCB em nosso vôo, então fizemos muitos testes e fizemos melhorias após o vôo para você, mas de qualquer maneira, vamos começar.

Além disso, aqui estão alguns vídeos da montagem e detalhes do PCB.



Tudo bem, vamos começar a baixar o arquivo Gerber. Acesse o repositório GitHub, baixe o arquivo ZIP e copie e cole o arquivo Gerber Eclipse. É importante que você mantenha o arquivo ZIP do gerber compactado, pois o serviço online os leva como ZIPs.

Agora que você mudou, é hora de encontrar um PCB. Em um mecanismo de busca, procure serviço PCB. Há muitos para escolher e muitos deles têm suas vantagens e desvantagens. Por um preço mais barato, você pode querer considerar algumas empresas de manufatura chinesas, como JLC PCB. Se você estiver disposto a pagar um pouco mais, convém ver algumas empresas com sede nos Estados Unidos. O serviço de compra NÃO importa. Todos eles vão lhe dar uma placa de circuito impresso de alta qualidade por um ótimo preço, então você decide.

Agora que você escolheu um serviço, faça upload do arquivo gerber compactado e escolha estas configurações:
  • Deixe as camadas e dimensões sozinhas
  • PCB único
  • 1,6 mm de espessura
  • Qualquer cor que você quiser (verde normalmente será produzido mais rápido)
  • HASL (com chumbo) para o acabamento superficial. Pode ser necessário alterar isso se estiver usando solda sem chumbo
  • Peso de cobre de 1 onça
  • Sem dedos de ouro e confirmação do arquivo de produção
  • Teste completo para teste de sonda voadora
  • Sem orifícios acastelados
  • Qualquer quantidade que você quiser!

A maioria dessas configurações já estará definida, portanto, você apenas terá que mudar a cor. Vá em frente e faça o pedido, e seu PCB começará a produção! Este também pode ser um bom momento para solicitar os sensores listados acima.

Agora é hora de montar o PCB. Como estamos usando sensores com placas breakout e esta placa de circuito impresso funcionará como uma blindagem, isso será realmente fácil. Abaixo, há um guia de soldagem para você.

Além disso, solde todos os pinos do cabeçalho nas laterais da placa de circuito impresso. Eles vão caber bem em cima de um Arduino Mega e farão toda a fiação para você.

É importante saber como esse PCB funciona dessa forma, você sabe como consertar as coisas se alguma coisa quebrar. Dentro da placa de circuito impresso, existem fios muito pequenos de 0,35 mm passando por ela. Esses fios irão de cada sensor para certos pinos de cabeçalho na PCB, que então se conectarão ao Arduino. Isso faz uma construção limpa e é mais forte e confiável do que protoboards e protoboard tradicionais. Este é um resumo muito breve, mas se você quiser saber mais, aqui está um ótimo vídeo sobre como funcionam os PCBs.

Sim! A placa de circuito impresso é soldada, coloque-a no Arduino Mega e conecte-a ao computador. Abra o Arduino IDE e abra o código 1.6 que está incluído no repositório GitHub de onde você obteve seus arquivos PCB.

Formate seu cartão microSD para FAT16 ou FAT32. O módulo do cartão microSD precisa ter 16 GB ou menos, caso contrário, não funcionará. Mesmo uma câmera microSD de 2 GB será mais do que armazenamento suficiente para um vôo de duas horas.

Agora insira o cartão SD no módulo e carregue o código 1.6. No monitor serial, você deve obter uma mensagem de sucesso de que o cartão SD funcionou e o registro de dados deve começar imediatamente.

Aguarde dez segundos, retire o cartão SD e insira-o no computador. Deve haver um arquivo.csv com todos os seus dados!

Aqui está o código, caso o repositório GitHub não funcione.
  // Configuração DHT22 # ​​include "DHT.h" #define DHTPIN 2 # define DHTTYPE DHT22DHT dht (DHTPIN, DHTTYPE); // Configuração do cartão SD # include  #include  Arquivo sdcard_file; int CS_pin =10; // Sensor de temperatura DS18B20 # include  #include  #define ONE_WIRE_BUS 3OneWire oneWire (ONE_WIRE_BUS); Sensores DallasTemperature (&oneWire) incluem configuração de alarme # MPL3115A2; // MPL3115A2  #include  Adafruit_MPL3115A2 baro =Adafruit_MPL3115A2 (); int scale =3; boolean micro_is_5V =true; // LEDint Blue =7; int Red =6; int Green =5; configuração vazia () {pinMode (23, INPUT); // detecta se uma chave está ligada para interromper a gravação do sdcard e salvar o datasensors.begin (); pinMode (Blue, OUTPUT); pinMode (Red, OUTPUT); pinMode (Green, OUTPUT); digitalWrite (Green, HIGH ); dht.begin (); pinMode (CS_pin, OUTPUT); // declarando o pino CS como pino de saída if (SD.begin ()) {digitalWrite (Green, LOW); digitalWrite (verde, ALTO); digitalWrite (verde, BAIXO); digitalWrite (verde, ALTO); digitalWrite (verde, BAIXO); digitalWrite (verde, ALTO); } else {digitalWrite (verde, BAIXO); digitalWrite (vermelho, ALTO); atraso (5000); Retorna; } sdcard_file =SD.open ("dados.csv", FILE_WRITE); if (sdcard_file) {// Se o arquivo for encontrado digitalWrite (Red, LOW); digitalWrite (azul, BAIXO); digitalWrite (verde, ALTO); } else {digitalWrite (verde, BAIXO); digitalWrite (vermelho, ALTO); atraso (1000); digitalWrite (vermelho, BAIXO); digitalWrite (azul, ALTO); atraso (1000); digitalWrite (verde, BAIXO); digitalWrite (vermelho, ALTO); atraso (1000); digitalWrite (vermelho, BAIXO); digitalWrite (azul, ALTO); atraso (1000); digitalWrite (vermelho, ALTO); digitalWrite (azul, BAIXO); } sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("DS18B20"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("DHT22 Temp"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("Hum"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("H.InX"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("Int. Temp"); sdcard_file.print ( ","); sdcard_file.print ("Pres. Pasc."); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("alt."); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (" rawX "); sdcard_file.print (", "); sdcard_file.print (" rawY "); sdcard_file.print (", "); sdcard_file.print (" rawZ "); sdcard_file.print (", "); sdcard_file .print ("scaledX"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("scaledY"); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print ("scaledZ");} void loop () { delay (222); digitalWrite (Green, LOW); digitalWrite (Blue, HIGH); if (! baro.begin ()) {} float pascals =baro.getPressure (); float altm =baro.getAltitude (); float tempC =baro.getTemperature (); // Acelerômetro int rawX =analogRead (A0); int rawY =analogRead (A1); int rawZ =analogRead (A2); float scaledX, scaledY, scaledZ; if (micro_is_5V) // dados de escala se a tensão for 5V (é) {scaledX =mapf (rawX, 0, 675, -scale, scale); scaledY =mapf (rawY, 0, 675, -scale, scale); scaledZ =mapf (rawZ, 0, 675, -scale, scale); } else // dimensionando os dados se a voltagem for 3,3 V {scaledX =mapf (rawX, 0, 1023, -scale, scale); scaledY =mapf (rawY, 0, 1023, -scale, scale); scaledZ =mapf (rawZ, 0, 1023, -scale, scale); } // DS18B20 Tempsensors.requestTemperatures (); // Sensor de Umidade DS18B20 float h =dht.readHumidity (); float t =dht.readTemperature (); float f =dht.readTemperature (true); // Verifique se alguma leitura falhou e saia antes do DHT if (isnan (h) || isnan (t) || isnan (f)) {return; } // Computa o índice de calor em Fahrenheit (o padrão) float hif =dht.computeHeatIndex (f, h); // Computa o índice de calor em Celsius (isFahreheit =false) float hic =dht.computeHeatIndex (t, h, false); sdcard_file.println (sensores.getTempCByIndex (0)); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (t); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (h); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (hic); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (tempC); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (pascals); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (altm); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (rawX); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (rawY); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (rawZ); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (scaledX); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (scaledY); sdcard_file.print (","); sdcard_file.print (scaledZ); sdcard_file.print (","); delay (223); sdcard_file.close ();} float mapf (float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max) {return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;}  

Ai está! Seu datalogger foi concluído. Ele deve ler dados de temperatura, umidade e acelerômetro e registrá-los em um cartão SD. Se você quiser uma leitura de altitude, terá que usar o GPS. 90% dos altímetros baseados em sensores barométricos não funcionam acima de 30.000 pés. Se o seu balão estiver ultrapassando esse limite (provavelmente está), você não conseguirá usar um barômetro. Se você quiser um guia incrível para o resto do caminho, verifique este guia e sinta-se à vontade para nos contatar através deste site se você tiver ALGUMA dúvida ou se quiser fazer um PCB melhor com base em nosso design. Não somos profissionais nisso, mas estamos dispostos a ajudar no melhor de nossas habilidades.

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Caminho 3 - Fazendo seu próprio PCB


Agora, este guia NÃO mostrará como fazer seu próprio PCB. Portanto, antes de prosseguir, você deve saber como fazer um PCB, ou aprender como fazê-lo. Esta parte abordará apenas algumas diretrizes básicas para que você tenha certeza de não infringir nenhuma lei. As diretrizes publicadas são para os EUA!

Primeiro, você terá que fazer um brainstorm e anotar as coisas que deseja obter deste voo.

Aqui estão algumas coisas que incluem o voo padrão:
  • Temperatura
  • Umidade
  • Altitude
  • Qualidade do ar
  • Radiação
  • GPS

Você pode incluir o que quiser, mas certifique-se de examinar tudo. O sensor de temperatura deve ser capaz de ler até -50 ° C (-58 ° F) e ser o mais preciso possível. A leitura de temperatura será imprecisa em temperaturas muito altas devido à radiação solar do sol, então vai parecer um pouco mais quente do que está!

Você também vai querer pensar em como recuperar essa coisa. Aqui está um breve resumo de suas opções. Você pode querer pesquisar mais sobre isso.

Módulo SPOT GPS. Eles têm suas vantagens e desvantagens. Eles serão realmente fáceis de usar, terão alcance ilimitado (eles usam satélites para enviar coordenadas para o seu telefone), terão uma duração de bateria incrível e são fáceis de obter. No entanto, eles são caros, não funcionam de cabeça para baixo e o sinal pode ser bloqueado por objetos grossos.

Este é o método que usamos, mas projetamos e imprimimos em 3D um gimbal para mantê-lo em pé. Recomendamos o SPOT 3 Satellite Messenger (Amazon), mas é totalmente com você, contanto que pesquise isso e veja os benefícios para os diferentes tipos.

2. Rádio APRS. Este será o mais confiável e você poderá fazer muito com ele. Você pode conectar um módulo a um Arduino e fazer com que o rádio envie dados, coordenadas, etc. Isso também permitirá que você obtenha medições de altitude precisas.

Você precisará obter uma licença de rádio HAM, a qual precisará fazer um teste e pagar uma pequena taxa. Essa licença é super útil, então pode valer a pena. (EUA - as restrições podem variar dependendo de onde você mora).

3. Telefone celular. Você realmente não deve usar este método. Não apenas você precisa descobrir uma maneira de tirar seu telefone do modo avião após o vôo, o próprio telefone celular provavelmente será mais caro do que um SPOT normal. Isso está na lista porque muitas pessoas usam o telefone celular como backup, mas não é algo que você deva usar.

Este é um instrutível que pode ajudá-lo em seu projeto. Existem muitas restrições e coisas que você precisa considerar para isso, então tome seu tempo!

Outra consideração de design é o peso. Conforme mencionado na introdução deste guia, sua carga útil deve ser inferior a 12 libras, 6 libras ou 4 libras, com base no tipo de carga útil. Além disso, você não poderá usar um barômetro para leituras de altitude, uma vez que a maioria deles falha além de 30.000 pés.

A consideração final é o poder. As temperaturas vão ficar muito baixas na estratosfera. As baterias vão falhar, seu Arduino tem uma chance muito alta de falhar também. Você precisará encontrar uma solução para isso. Provavelmente, a melhor estratégia é colocar seu datalogger dentro de uma caixa de isopor. Isso manterá as temperaturas internas tão altas quanto a temperatura ambiente. Você também pode considerar painéis solares ou aquecedores de mãos.

OK! Você pensou em tudo, verificou novamente quais sensores deseja e anotou tudo. É hora de fazer o esquema e o PCB. Para o esquema e PCB, você pode querer fazer um escudo PCB como antes, ou um PCB completo. Vou deixar você decidir (já que você deve ter alguma experiência para isso).

Depois de construir sua placa de circuito impresso / blindagem, verifique novamente TUDO para ver se funciona e certifique-se de seguir as orientações.

Ai está! Seu datalogger foi concluído. Ele deve ler dados de temperatura, umidade e acelerômetro e registrá-los em um cartão SD. Se você quiser uma leitura de altitude, terá que usar o GPS. 90% dos altímetros baseados em sensores barométricos não funcionam acima de 30.000 pés. Se o seu balão estiver ultrapassando esse limite (provavelmente está), você não conseguirá usar um barômetro. Se você quiser um guia incrível para o resto do caminho, verifique este guia e sinta-se à vontade para entrar em contato conosco através deste site se tiver ALGUMA dúvida. Não somos profissionais nisso, mas estamos dispostos a ajudar no melhor de nossas habilidades.

Comente abaixo ou entre em contato se houver algum problema, e se você gostou dessa parte do guia, confira nosso canal no YouTube, deixe um comentário e respeite abaixo, e recomendamos que você procure por outros caminhos, para inspiração e ideias bacanas!





Conclusão


Os balões meteorológicos são uma maneira muito legal e simples de enviar coisas para a estratosfera. Você pode enviar câmeras (no nosso caso, uma câmera 360º) para grandes altitudes, obter imagens e dados incríveis, sem muitos regulamentos. Mas uma coisa!

LEIA ISSO !!

Certifique-se de seguir todas as regras e adicionar um defletor de radar e arquivar um NOTAM (aviso aos aviadores) antes de seu vôo. É muito possível que a carga útil do seu balão atinja um avião, e você NÃO deseja danificar ou arriscar vidas. Do everything you can to reduce the risk of damage, make sure everything is strong so you don't drop anything. The FAA doesn't have many restrictions on this. Please do not make it so they have to restrict everything and ruin it for others by just simply following the rules.

Anyways, I really, sincerely hope this guide helped out, and we enjoy making guides like these. If you want to support our club, please consider subscribing to our YouTube channel, and be sure to comment or contact us if you have any problems or questions!

Happy Arduinoing! (is that even a term?)

NM Rocketry Reviews

Peças personalizadas e gabinetes

This is the .stl for the gimbal we made for the Spot Personal Tracker to keep it upright during the flight.stl file for the gimbal we used to keep the SPOT Personal Tracker Upright

Esquemas

For Path 1 For reference
GitHub Repository for PCB files and Code
Use this to download Gerber file for predesigned PCB and the code for it.https://github.com/nmrocketryreviews/HADLdatalogger

Processo de manufatura

  1. Dados digitais Arduino
  2. Sensor de temperatura múltipla
  3. Controlador de jogo Arduino
  4. MotionSense
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