Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

PLNOG 17 - Tomasz Brol - loT w chmurach

147 views

Published on

Czy można na własne oczy zobaczyć krzywiznę Ziemi, albo czerń kosmicznego nieba?
Jak daleko może dolecieć mały balonik - dziecięca zabawka? Postanowiłem to sprawdzić.
Aby to zrobić - musiałem zabezpieczyć sobie transmisję danych w miejscu gdzie nie ma zasięgu sieci komórkowych, a o WiFi nikt nie słyszał. Jak zapewnić zasilanie na kilkutygodniową misję przy temperaturach rzędu -60 stopni celsjusza? O tym jak rozwiązałem te problemy opowiem w mojej prezentacji.
Zapraszam.

Published in: Technology
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

PLNOG 17 - Tomasz Brol - loT w chmurach

  1. 1. High Altitude Ballooning •Moja inspiracja •Pierwsze próby •Wizyta w stratosferze, albo SEBA w kosmosie •Przekazywanie telemetrii, czyli IoT w chmurach •Lecimy dalej !
  2. 2. Moja inspiracja •2009 r. projekt Cygnus: • SZOK! Gość zrobił zdjęcia krzywizny Ziemi i czerni kosmicznego nieba • Wysłał ładunek na wysokość, na którą normalny człowiek polecieć nie może • … i go odnalazł ! •Trzeba koniecznie spróbować !
  3. 3. 2011 - pierwsze próby •Powstaje koncepcja elektroniki, trzeba ją sprawdzić •Balony giganty z partyshop – 1m średnicy… … tylko jak sprawić żeby poleciały?
  4. 4. 2011 - pierwsze próby  Metan z sieci miejskiej jest łatwo dostępny ;-)  … ale ma zbyt niskie ciśnienie.  WODÓR !  Skąd go wziąć w takiej ilości i pod ciśnieniem  Elektroliza – zbyt małe ciśnienie, długi proces  Wodorek Wapnia – drogi i niedostępny  Aluminium i Wodorotlenek sodu, to jest to!
  5. 5. 2011 - pierwsze próby
  6. 6. 2011 - pierwsze próby  Już wiem, że to lata   Pora sprawdzić jak długo  Pierwszy nadajnik 28.494 MHz (bo taki był kwarc) kluczowany przez PIC16F84  Ok 100mW out, antena pionowy dipol  Nadawał morsem słowo BALLOON  Odbierany przez krótkofalowców w promieniu ponad 200km
  7. 7. 2011 – działa lepiej niż wygląda
  8. 8. 2012 - SEBA w Kosmosie Stratosferyczny Eksperymentalny Balon Amatorski
  9. 9. 2012 - SEBA w Kosmosie •Balony meteorologiczne osiągają wysokość 30-40 km nad Ziemią •99% Ziemskiej atmosfery znajduje się już pod nami •Kosmiczna próżnia (ciśnienie 1hpa) i prawie kosmiczny chłód (-70 stopni C) •Agencje NASA i ESA używają tego typu platform do testów – znacznie tańsze niż LEO
  10. 10. Atmosfera Ziemi image courtesy: http://www.theozonehole.com/atmosphere.htm
  11. 11. max wysokość: 31567m min ciśnienie 21.588 hpa temperatura -45 stopni celsjusza Misja SEBA
  12. 12. SEBA w Kosmosie •10 misji SEBA •SEBA-2 2012-06-23 42650m; rekord Polski, 6 miejsce na arhab.org (aktualnie 11) •SEBA-6 2013-12-28; odległość 7279 km, 2 miejsce na arhab.org, transmisja telemetrii 5573 km (HF) •SEBA-9 2015-03-20; próba nagrania zaćmienia Słońca z balonu
  13. 13. Telemetria - GPS Restrictions on civilian use • The U.S. government controls the export of some civilian receivers. All GPS receivers capable of functioning above 18 km (60,000 feet) altitude and 515 m/s (1,000 knots), or designed or modified for use with unmanned air vehicles like, e.g., ballistic or cruise missile systems, are classified as munitions (weapons)— which means they require State Department export licenses.[83] • This rule applies even to otherwise purely civilian units that only receive the L1 frequency and the C/A (Coarse/Acquisition) code. • Disabling operation above these limits exempts the receiver from classification as a munition. Vendor interpretations differ. The rule refers to operation at both the target altitude and speed, but some receivers stop operating even when stationary. https://en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System#Restrictions_on_civilian_use
  14. 14. Telemetria - radio • Pasmo amatorskie albo ISM (434 MHz, 868MHz) • Moc, horyzont radiowy • Dostępne rodzaje emisji • alfabet morsa • RTTY – czyli radiowy dalekopis • APRS • Contestia i inne mody MFSK z FEC • LORA
  15. 15. Telemetria - MORSE • Praktycznie nie nadaje się do automatycznego odbioru • Do odbioru białkowego, np. wysokość, prędkość podczas prowadzenia samochodu w pogoni za balonem
  16. 16. Telemetria - RTTY •Radio Tele TYpe – czyli radiowy dalekopis •Pierwsze zastosowanie w 1932 roku •W baloniarstwie amatorskim stosowane ze względu na prostotę (dwa naprzemienne tony) •Brak FEC •Wymaga stacji naziemnej z operatorem, instalacji oprogramowania i radia z emisją SSB
  17. 17. Telemetria - APRS • Automatic Packet Reporting System • Lata 80-te XX wieku © Bob Bruninga WB4APR • Pakietowy system transmisji danych oparty o AX.25 • Modulacja AFSK zazwyczaj w kanale FM na VHF/UHF • Automatyczne stacje odbiorcze – wiele na świecie • Brak FEC • Wymaga o rząd większych mocy nadajnika niż RTTY (szerokość kanału, SNR)
  18. 18. Telemetria - CONTESTIA • Oparta na MFSK (RTTY to 2FSK) do 64 tony • FEC, 7 dB lepiej niż RTTY (mniej niż ¼ mocy !) • Możliwość korekcji częstotliwości odbiornika przy pomocy RSID • Przy stabilnym nadajniku możliwa praca prawie- automatyczna • Wymaga podobnie jak RTTY odbiornika SSB
  19. 19. Telemetria - LORA • Oparta na MFSK • FEC, czułość do -120 dB ! • Propertiary, własność SEMTECH • Dość szerokie widmo jak na możliwości amatroskich radiostacji • Wymaga dedykowanych modułów odbiorczych • Mało popularna
  20. 20. Prezentacja danych • Spacenear.us • Aprs.fi
  21. 21. Lecimy dalej ! •Balony rozciągliwe vs nierozciągliwe •Brak dostępności odpowiednich powłok •Projekt PICO
  22. 22. 2013 - Projekt PICO •Jestem złym ojcem… •Balon „odpustowy” •Ok 30 gramów nośności
  23. 23. 2013 - Projekt PICO - Fabryczny nadajnik RFM12 - Tylko RTTY - Waga z zasilaniem : 29 gramów - Skończył na 30 metrowym świerku na Słowacji Pierwszy tracker PICO
  24. 24. 2013 - Projekt PICO - Montaż SMD - Zasilanie 1.5V - Fabryczny nadajnik RFM22 - Tylko RTTY - Waga z zasilaniem : 27 gramów - Pierwszy sukces PICO6, 15h lotu na 1 ogniwie, udany floater Waga kuchenna jest niedokładna.. Płytka w wersji 1
  25. 25. 2013 - Projekt PICO - „odchudzona” konstrukcja - Zasilanie 1.5V - Nadajnik RFM22 - Poprawiona elektronika - Tylko RTTY - Waga z zasilaniem - 21 gramów Płytka w wersji 2
  26. 26. 2014 - Projekt PICO - Jeszcze bardziej „odchudzona” konstrukcja - Własna konstrukcja nadajnika – chip SiliconLabs je mi z ręki ;-) - RTTY, APRS, DOMINOEX - Waga z zasilaniem - 19 gramów - PICO-17 Turcja, PICO-18 Libia Kupiłem wagę  Płytka w wersji 3
  27. 27. 2014 - Projekt PICO Płytka w wersji 3 – zimno…
  28. 28. Telemetria - APRS •Różne częstotliwości pracy sieci na świecie •Zakaz pracy amatorskich stacji airborne w niektórych krajach •Zakaz jakiejkolwiek aktywności radioamatorskiej np. Jemen, Korea Północna
  29. 29. Telemetria - APRS
  30. 30. Mapa świata - GeoFencing • Konieczność zapewnienia informacji o częstotliwościach pracy sieci APRS • Gdzie nie wolno nadawać • Gdzie wolno nadawać ale tylko w paśmie ISM • I wreszcie… gdzie nadawać nie ma sensu ;-) • Do dyspozycji tylko 64 kb FLASH na program i dane map
  31. 31. Mapa świata - GeoFencing
  32. 32. 2014 - Projekt PICO - Duży nacisk na oszczędzanie energii - Log pokładowy - Eksperymenty z zasilaniem słonecznym - RTTY, APRS, DOMINOEX, Contestia - Waga z zasilaniem - 10 gramów Płytka w wersji 4
  33. 33. Log pokładowy / pokrycie APRS
  34. 34. 2015 - Projekt PICO Kolejne próby… … dużo prób 
  35. 35. 2015 - Projekt PICO - Zasilanie słoneczne - Jeszcze większe oszczędzanie energii - Waga z zasilaniem mniej niż 9 gramów - Przepisana większość software - Odkrytych i poprawionych kilka starych błędów, powstało kilka nowych (jeszcze nie odkrytych) Płytka w wersji 5
  36. 36. 2015 - Projekt PICO Kolejne próby… … dużo prób 
  37. 37. 2016 – Udało się! PICO22, JAPONIA
  38. 38. 2016 – oblot planety !
  39. 39. 2016 - Projekt PICO -Tylko zasilanie słoneczne - Jeszcze większe oszczędzanie energii - Waga z zasilaniem mniej niż 5.3 grama - Poprawiony problem z elektroniką - Jeszcze nie leciał Płytka w wersji 6
  40. 40. t.brol@verox.pl

×