Electronic Barometric Altimeter rau Stratosphere Balloons: 9 Kauj Ruam (nrog Duab)

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:29

Peb pab pawg, RandomRace.ru, tso cov pa zais pa helium. Me me thiab loj, nrog cov koob yees duab thiab tsis muaj. Peb tso cov me me tso rau hauv qhov chaw khaws cia rau kev sib tw sib tw taug txuj kev nyuaj, thiab cov loj los ua cov yeeb yaj kiab zoo thiab cov duab los ntawm qhov chaw saum toj kawg nkaus. Nws tseem tsis yog qhov chaw, tab sis ntawm 30 km ntawm qhov siab ntawm huab cua siab yog kwv yees li 1% ntawm qhov ib txwm muaj. Tsis zoo li huab cua ntxiv lawm, huh? Kuv lub luag haujlwm hauv pab pawg yog khoom siv hluav taws xob, thiab kuv xav qhia ib qho ntawm kuv cov phiaj xwm tau ua tiav ntawm txoj haujlwm ntawd.

Peb tuaj yeem ntsuas qhov siab ntawm lub zais pa li cas? Nrog GPS (feem ntau ntawm lawv tsis ua haujlwm siab dua 18km) lossis nrog ntsuas qhov ntsuas cua. Cia peb ua ib qho los ntawm microcontroller (MCU) pawg thawj coj saib! Peb xav kom nws yog lub teeb, pheej yig (txij li qee zaum peb poob peb qhov kev soj ntsuam), thiab tsim tau yooj yim, siv tau yooj yim. Nws kuj tseem yuav tsum ntsuas ntsuas qis heev. Lub cuab yeej yuav tsum teev cov ntaub ntawv tsawg kawg 5 teev uake. Cia peb siv qee lub roj teeb Lithium los ntawm txhua lub xov tooj ntawm tes qub uas yog lub zog siv. Raws li qhov xav tau, Kuv tau xaiv Maple Mini board, raws li n ARM microcontroller (STM32F103RC) nrog USB interface, 128 Kb ntawm lub cim xeeb sab hauv, uas txaus rau ob qho MCU firmware thiab khaws cov ntaub ntawv. Hmoov tsis zoo (lossis muaj hmoo?), LeafLabs tsis tsim cov laug cam ntxiv lawm, tab sis lawv cov clones tuaj yeem pom hauv Suav khw hauv online rau ob peb duas las nkaus xwb. Tsis tas li peb tau pub dawb nrog tus lej MS5534 huab cua ntsuas lub zog, muaj peev xwm ntsuas 0.01 … 1.1 bar. Qhov ntawd ntau dua lossis tsawg txaus rau 30 km qhov siab.

Cov cuab yeej ua tau yooj yim heev, koj tsuas xav tau qee qhov txuj ci thiab cuab yeej siv (tsis tas yuav tsum tau siv cov khoom me me tiag tiag) thiab cov txuj ci khoos phis tawj yooj yim. Ntawm no koj tuaj yeem pom github chaw cia khoom uas muaj ob qho kev tsim tawm PCB tsim hauv Eagle hom thiab lub khoos phis tawj.

Kauj Ruam 1: Yuav Tsum Muaj

• Clone ntawm Maple Mini MCU board
• 4*1 2.54mm (0.1 ") tus pin kab (feem ntau xa nrog MCU board)
• 1S LiPo roj teeb. Cov roj teeb los ntawm cov xov tooj qub lossis cov cam ua haujlwm haum zoo kawg nkaus.
• 1S LiPo charger board
• MS5534 barometric sensor
• MS5534 breakout board
• 1N5819 Schottky diode lossis zoo sib xws
• JST RCY pigtails, 1*Poj niam, 2*Txiv neej
• Txhuas txhuas npias tau
• thermal shrink tube D = 2, 5mm (0.1 ") ntawm cov xim twg
• thermal shrink tube D = 20mm (0.8 "), pob tshab

Hloov chaw ntawm MS5534 koj tuaj yeem siv MS5540, tab sis nws xav tau lwm lub rooj sib cais. Koj tuaj yeem ua nws ntawm koj tus kheej, siv EagleCAD lossis KiKad lossis yam koj xav tau. Koj tseem tuaj yeem siv lub tshuab ntsuas ncaj qha nrog cov xov hlau yog tias koj muaj kev txawj ntse txaus.

Cov cuab yeej xav tau:

• Cov txheej txheem tsis tu ncua rau kev siv tshuaj txhuam
• Txiab thiab plies
• Optionally tus soldering kiv cua. Yog tias koj tsis muaj ib qho, koj tuaj yeem siv koj cov hlau txuas thiab cov luam yeeb sib zog dua.
• qee tus qauv 1 tus pin poj niam-poj niam cov xov hlau
• ob peb tus pin txuas ntxiv
• STM32 pawg thawj coj saib coj los siv ua MCU lub teeb nyem. Kuv siv NUCLEO-F303RE, tab sis ib qho ntawm STM32 Nucleo64 lossis Nucleo144 cov laug cam kuj tseem siv tau.

Kauj Ruam 2: Soldering Sensor Mus Rau Pawg Txiav Txim Siab

Ua ntej tshaj plaws, koj yuav tsum tau muab lub tshuab tso rau ntawm lub rooj sib tsoo tawg. Siv cov tshuaj txhuam hniav thiab cov kiv cua siv lub tshuab ntxhua khaub ncaws, yog tias koj muaj. Yog tias tsis yog, koj tuaj yeem ua qhov ntawd nrog cov hlau txuas thiab cov laug. Thaum nws ua tiav txiav plaub pins kab thiab ob daim hlau, kwv yees li 4 cm txhua. Solder lawv mus rau qhov tawg raws li tau hais hauv daim duab thib ob - pins + thiab - yuav tsum txuas nrog cov xov hlau, 4 lwm qhov ntawm lawv - mus rau kab kab. Pins yuav tsum nyob rau sab hauv qab ntawm kev tawg.

Kauj Ruam 3: Soldering Tus So Ntawm Tus Ntaus

Sensor board thiab MCU bard yuav tsum tau teeb tsa, thiab lub sensor yuav tsum tau muab tso rau ntawm MCU nti

Daim duab txuas tau pom ntawm daim duab 1. Thiab ntawm no yog txhua qhov kev sib txuas tau teev tseg:

• Breakout tus pin "+" txuas nrog MCU tus pin "Vcc"
• Tus pin tawg "GND" txuas nrog MCU tus pin "GND"
• Cov pins tawg "8", "9", "10", "11" txuas nrog MCU pawg thawj coj ntawm tib tus lej.
• JST RCY Maleblack xaim txuas nrog lwm tus "GND" tus pin ntawm MCU lub rooj tsavxwm
• JST RCY Txiv neej liab xaim txuas nrog lub diode anode
• Diode cathode txuas nrog MCU pawg thawj coj "Vin" tus pin

Ua ntej txuas JST pigtail, tsis txhob hnov qab muab ib daim nyias nyias thermal ncab raj rau ntawm cov hlau liab.

Qhov kawg uas yuav tsum tau ua - lub diode yuav tsum tau insulated nrog cov raj cua sov. Tsuas yog rub nws hla lub diode, thiab tom qab ntawd sov nws nrog koj lub kiv cua soldering - qhov ntsuas pom zoo yog li 160C (320F). Yog tias koj tsis muaj lub kiv cua, tsuas yog siv tswm ciab lossis luam yeeb sib zog, tab sis ceev faj nrog qhov ntawd.

Kauj ruam 4: Roj teeb thiab Charger

Cia ua lub hwj chim rau lub cuab yeej thiab lub charger rau nws. Qhov poj niam pigtail yuav tsum tau muab txuas rau lub roj teeb. Liab hlau rau "+", dub rau "-". Tiv thaiv kev sib txuas nrog kev tso cov kua nplaum ua kom sov, ib daim kab xev nplaum, lossis kab xev rwb thaiv tsev - ntawm koj xaiv.

Tus txiv neej pigtail yuav tsum tau muab muag rau lub rooj them nyiaj - lub xov hlau liab rau "B+", dub rau "B-". Ruaj ntseg lub rooj tsavxwm nrog ib qho ntawm cov cua sov ua kom sov. Tam sim no koj tuaj yeem txuas lub charger rau lub roj teeb, thiab lub charger rau ib qho USB fais fab mov lossis lub computer chaw nres nkoj. Liab coj ntawm lub rooj tsav xwm qhia tias them tas li, ntsuab ib - them lub roj teeb. Lub rooj tsavxwm yuav sov thaum them txheej txheem, tab sis tsis ntau dhau.

Kauj ruam 5: Flashing Device

Txhawm rau nyem lub cuab yeej, koj yuav tsum teeb tsa qee cov software. Rau Windows, koj tuaj yeem siv daim ntawv thov ib txwm los ntawm lub vev xaib st.com. Hmoov tsis zoo, koj yuav tsum tso npe rau ntawm no.

Hauv Linux lossis Mac (zoo, hauv Windows nws tseem ua tau), koj tuaj yeem siv OpenOCD. Thov nrhiav kev teeb tsa thiab kev qhia siv ntawm lawv lub xaib.

Tam sim no koj tuaj yeem rub tawm lub firmware.

Txhawm rau npaj lub cuab yeej rau lub teeb nyem, koj yuav tsum tau txuas ib ntus ntxiv ob tus pin txuas rau 21 thiab 22 ntawm MCU pawg thawj coj.

Txhawm rau txuas peb lub cuab yeej rau lub flasher:

• qhib ob leeg dhia ntawm CN2 txuas ntawm Nucleo (dawb) board. Qhov ntawd ua rau pawg thawj coj saib nyem rau lwm cov khoom siv.
• txuas MCU tus pin 21 rau tus pin 2 ntawm Nucleo CN4 txuas
• txuas cov roj teeb dub xaim rau tus pin 3 ntawm Nucleo CN4 txuas
• txuas MCU tus pin 22 rau tus pin 4 ntawm Nucleo CN4 txuas
• txuas ob lub cuab yeej thiab Nucleo board rau lub khoos phis tawj nrog USB cable.

• nyem lub fiirmware (Windows)

  • Khiav STM32 ST-LINK Utility
  • Xaiv Cov Ntaub Ntawv -> Qhib cov ntaub ntawv … -> qhib rub tawm firmware
  • Xaiv Lub Hom Phiaj -> Xaiv Bytes…, xaiv Nyeem Tawm Kev Tiv Thaiv: Xiam Oob Qhab. Nyem Thov
  • Xaiv Lub Hom Phiaj -> Txoj Haujlwm & Txheeb Xyuas, nyem Pib

• nyem lub firmware (Linux & Mac)

  • Rub tawm thiab teeb tsa OpenOCD.
  • khiav cov lus txib

openocd -f interface/stlink -v2-1.cfg -f phiaj/stm32f1x.cfg -c "pib; rov pib nres; stm32f1x qhib 0; program baro_v4.hex; kaw"

Qhov ntawd yog nws!

Kauj Ruam 6: Yuav Siv Tus Ntaus Li Cas

Yog tias txhua yam ua tiav kom raug, tom qab ntawd peb tau npaj los khiav lub cuab yeej. Lub altimeter muaj peb hom:

Lwv cov ntaub ntawv

Fais fab ntaus ntawv los ntawm USB lossis los ntawm lub roj teeb liab txuas. Nias lub pob (feem ntau nyob deb ntawm USB txuas) thiab tuav nws li 2-3 vib nas this. Blue LED yuav tsum pib ntsais muag sai heev thiab khaws ntsais li ntawd kom txog thaum tag nrho cov ntaub ntawv raug lwv.

Logging cov ntaub ntawv

Txuas lub cuab yeej rau lub roj teeb nrog lub txuas liab. Blue LED yuav ntsais ntshis li ob peb feeb thiab tom qab ntawd tig mus ntsais muag ib pliag. Txhua lub sijhawm thaum nws ntsais muag, cov ntaub ntawv piv txwv tau sau rau hauv lub cim xeeb sab hauv. Cov cuab yeej tuaj yeem sau txog 9 teev ntawm kev ntsuas.

Nyeem cov ntaub ntawv

Txuas lub roj teeb thiab txuas lub cuab yeej rau koj lub computer nrog USB cable. Tom qab ob peb vib nas this ntawm kev ntsais muag tas nws tig mus ntsais muag ob zaug ib pliag. Nov yog hom kev nyeem cov ntaub ntawv. Cov cuab yeej raug lees paub tias yog flash drive npe BARO_ELMOT. Tus tsav tsis tuaj yeem sau, koj tsuas tuaj yeem nyeem cov ntaub ntawv los ntawm nws. Hauv tus tswj xyuas cov ntaub ntawv koj tuaj yeem pom ob daim ntawv ntawm lub cuab yeej - thawj tus muaj npe zoo li LEFT_123. MIN. Qhov no yog cov ntaub ntawv cuav, nws tsis muaj cov ntaub ntawv, tab sis qhov "123" txhais tau tias tseem muaj chav nyob rau 123 feeb ntawm kev kaw cov ntaub ntawv. Lwm cov ntaub ntawv, BARO. TXT, muaj cov ntaub ntawv khaws tseg tiag, piv txwv li tab sib cais cov ntawv - lub taub hau thiab tom qab ntawd cov kab ntawv. Hom ntawv no tuaj yeem nkag tau yooj yim rau hauv MS Excel, lossis rau lwm daim ntawv thov daim ntawv teev npe, suav nrog Google Sheets. Each kab muaj tus lej (S), tus lej piv txwv (N) (= lub sijhawm dhau los hauv vib nas this), Kub (T) hauv Celsius, Huab cua siab (P) hauv mbars, thiab ntxhib qhov siab qhov siab (A), hauv meters siab dua ntawm hiav txwv. Nco tseg! "A" qhov tseem ceeb yog qhov ntxhib, koj tuaj yeem suav qhov siab los ntawm cov ntaub ntawv siab ntawm koj tus kheej. Saib cov kauj ruam ntxiv.

Kauj Ruam 7: Kuaj Cov Ntaus

1. Txuas lub roj teeb rau lub cuab yeej. LED yuav tsum pib ntsais muag.
2. Nias thiab tuav tus neeg siv khawm. Tom qab 2-3 vib nas this LED yuav pib sai. Tso lub pob. Ua kom txias, tsis txhob txiav lub roj teeb. Cov ntaub ntawv raug lwv tawm.
3. Tom qab ib ntus, LED pib ntsais ib zaug ib pliag.
4. Khaws lub cuab yeej siv tsawg kawg 30 vib nas this.
5. Tshem lub roj teeb
6. Txuas koj lub cuab yeej rau lub khoos phis tawj nrog USB cable.
7. Cov cuab yeej yuav tshwm li me me, 3Mb nkaus xwb, flash drive. Qhib BARO. TXT cov ntaub ntawv muaj nrog cov ntawv nyeem kho kom raug.
8. Txheeb xyuas yog tias txhua kab T thiab P muaj cov ntaub ntawv tsim nyog - feem ntau yog li 20-30 rau T, txog 1000 rau P. Yog tias koj nyob hauv lub tub yees lossis saum Everest, cov lej yuav txawv heev, tau kawg.

Kauj Ruam 8: Tiv Thaiv Tshav Ntuj thiab Ntsws Tube

Tom qab cov kauj ruam dhau los peb paub tseeb tias txhua yam ua haujlwm tau zoo, tam sim no peb yuav tsum tshem tus pin flashing, vim tias peb tsis xav tau ntxiv lawm. Tsis tas li ntawd nws yog qhov zoo dua los txiav cov tails ntawm tus pin uas txuas lub sensor thiab MCU lub rooj tsavxwm, txwv tsis pub lawv tuaj yeem hlais cov yas sab nrauv ntawm lub cuab yeej.

Lub sensor siv hauv txoj haujlwm yuav tsum tsis txhob raug tshav ntuj ncaj qha. Peb yuav ua daim npog tiv thaiv los ntawm ib lub raj mis aluminium. Yog lawm, yog tias koj tau nce mus txog tam sim no, koj tau tsim nyog cov ntsiab lus ntawm cov neeg pluag tau. Txiav nrog txiab ib daim ntawm txhuas ntawm qhov loj txog 12*12mm (0.5 "*0.5"). Tom qab ntawd khoov ob sab sib txawv ntawm nws nrog cov pliers los ua "lub tais" me me 7*12*2.5mm (0.28 "*0.5"*0.1 "). Tom qab khoov, txiav 1.5mm kab txaij ntawm qhov khoov ob sab, kom lub tais qis me ntsis, hais txog 1 hli siab.

Muab lub tais tso rau saum lub sensor. Nco tseg - nws yuav tsum tsis txhob kov ib tus neeg! Tom qab ntawd muab lub cuab yeej nrog lub tais tso rau hauv ib lub raj cua sov ntsws (me ntsis ntev dua ntawm lub rooj tsavxwm) thiab ua kom sov nws kom zoo, tab sis ua tib zoo siv lub tshuab ntxhua khaub ncaws (lossis lub teeb luam yeeb). Rov xyuas dua yog tias txhuas npog tsis kov cov neeg ntawm lub sensor.

Kauj Ruam 9: Kev Tshawb Fawb

Tam sim no peb muaj lub cuab yeej npaj los khiav. Nws ntsuas kub thiab huab cua siab. Thiab tseem kwv yees kwv yees qhov siab. Hmoov tsis zoo, lub siab nyob ntawm qhov siab heev uas tsis tseem ceeb, koj tuaj yeem nyeem txog qhov ntawd hauv wikipedia. Peb suav tau li cas lub dav hlau siab dua qhov tseeb? Koj lub cuab yeej muaj cov ntaub ntawv zoo ib yam, tab sis tsis yog qhov tseeb vim cov cuab yeej nco txwv. Siv cov ntaub ntawv ntsuas qhov ntsuas cua thiab lub laij lej, koj tuaj yeem suav qhov siab zoo dua li deice ua ntawm nws tus kheej. Kuj suav nrog qhov xwm txheej huab cua ntawm koj lub chaw zais pa (pom tseeb, uas tau sau tseg rau tib qhov chaw siab thaum pib), thiab koj qhov chaw tshaj tawm qhov siab koj tuaj yeem pom qhov hloov pauv kub thiab hloov kho huab cua thiab. Tom qab ntawd siv tib lub laij lej, koj tuaj yeem suav txhua yam kom zoo dua qub. Nrog qee qhov txuj ci ntawm daim ntawv nthuav qhia, koj tseem tuaj yeem ua cov kab ntawv cov ntaub ntawv ntawm kev tshaj tawm.

Khiav Tawm Hauv Qhov Chaw Sib Tw