Lokalizator do balonu meteorologiczny

Witam,
Mam zamiar wysłać balon meteorologiczny z kamerą w stratosferę. Zatrzymałem się na jednej rzeczy, a mianowicie, namierzeniu gondoli z kamera po zakończeniu lotu. No przecież nagranie z kamery to najcenniejsza rzecz! A przecież nie nakleję kartki z moim numerem telefonu i czekając aż ktoś znajdzie ładunek na polu i zadzwoni. System namierzenia powinien być możliwie prosty i tani (do 450zł). Najważniejsze jest to abym po koordynatach GPS doszedł do miejsca lądowania. Przeszukując internet znalazłem ciekawy poradnik lecz nie ma w nim wyjaśnione jak dokładnie połączyć dwa urządzenia wykorzystane w tym poradniku (Micro-Trak 300 Byonics i GPS Garmin).
Proszę o wskazówki i alternatywy dla w/w urządzeń.

Pozdrawiam

Niestety ciężko o alternatywę jeśli mówimy o produktach powszechnie dostępnych na rynku. Temat jest dosyć niszowy, i z racji swojej specyfiki wątpię, że znajdą się gotowe rozwiązania spełniające tą funkcjonalność za przystępną cenę...

1000 zł to, jak dla mnie, za wysoka cena, na taki cel.
No dobrze. A więc znalazłem takie coś Lokalizator GPS wysyłający sms na telefon: http://nais-net.istore.pl/pl/lokalizator-gps-tracker-102.html Co o tym sądzicie? Nada się? Dla mnie jest ważna pozycja końcowa. 300 zł to chyba idealne rozwiązanie

A czy 48h czasu pracy urządzenia wystarczy? Dodatkowo, z punktu widzenia konstruktora różnych pozycjonerów, mogę stwierdzić, że chipset SiRF3 nie jest jakoś super udany, wystarczy popatrzeć na dokładność (+-5m) i czas cold startu. Używam odbiorników GPS o znacznie lepszych parametrach.
Temperatura pracy od -20 st C też bym zakwestionował - w zimie 'w chmurach' będzie zimno. Wbudowanym akumulatorkom Li-Ion nie wróżę długiego życia w tej temperaturze. Do takich zastosowań znacznie lepiej sprawdzają się NiMH, np. eneloop, o podwyższonej wytrzymałości na niskie temperatury.
Dodatkowo nie wiadomo, co z szczelnością tego urządzenia. Po wleceniu w niskie chmury, wilgotność otoczenia może 'ugryźć' to urządzenie - wystawione na zewnątrz złącza bez zaślepek mówią same za siebie.

Moduł GSM Siemens MC55 też nie należy do świetnych. Jego parametry w porównaniu do używanych przeze mnie modułów uBlox są słabe, głównie pod kątem czułości toru radiowego i zużycia energii.
Dodatkowo, MC55 jest tri-band co zaprzecza temu, co napisał na stronie sklep, mianowicie

Cytat:

Częstotliwość: 850/900/1800/1900Mhz

...sami nie wiedzą, co sprzedają? ;]

Po zapoznaniu się z produktem, mogę stwierdzić, że został on złożony z dosyć starych podzespołów, i konstruktorzy poszli po praktycznie najmniejszej linii oporu. Ten akumulatorek Li-Ion 800mAh - mogę się obawiać ze to po prostu chińskie zamienniki typowych baterii do telefonów, i 800mAh to ma on tylko z nazwy...

Idzmy dalej...
48h pracy na bateriach - miałbym co do tego pewne obiekcje. Nie napisali co ile jest samplowana pozycja, nie napisali również przy jakim zasięgu sieci i ilości wysłanych/odebranych smsów obowiązuje ten czas pracy. Może się okazać, że przy słabym zasięgu urządzenie wytrzyma 12 godzin... w szczególności, że zastosowali nie-świetny MC55.

48 godzin pracy powinno starczyć, tym bardziej że nie zamierzam wypuszczać balonu w zimę a w marcu 2013r. podobno wtedy są słabe prądy strumieniowe na wyższych wysokościach co sprowadza się do tego że raczej droga w poziomie nie powinna być długa Gondole planowałem wypełnić pianką poliuretanową (podobno pochłania wilgoć) i plastrami grzewczymi (podobno pomagają zwiększyć temperaturę wewnątrz). A tak jeszcze spytam - czy powinno się zrobić coś w rodzaju lustra dla fal radiowych tak aby balon był wykrywany przez radary?

Balon ma być czy nie ma być wykrywany przez radary? Bo zeby był wykrywany, to nie trzeba mu robic nic specjalnego. Teoretycznie dla poprawienia efektu możnaby go napylić 'plamki' cieniutką warstwą aluminium na powierzchni balona.

A i jeszcze jedno, co do podanego urządzenia...
Zintegrowana antenka może nie wystarczyć, aby był porządny zasięg GSM na wysokościach. Wszystko zależy od tych wysokości, i jakości/rodzaju anteny...

Myślałem że radary wykrywają tylko obiekty odbijające fale radiowe, no ale cóż wszystko odbija fale radiowe w mniejszym lub w większym stopniu. Mam antenę od CB Radia ok. 60cm wysokości i jakieś 3-4 mm średnicy. Co do zasilania - sama kamerę muszę przerobić (Kodak mz1). Sama elektronika ważyć będzie nie więcej niż 400g, więc prędkość wznoszenia powinna wynosić ok 6m/s.
Pomyśle i poszukam

Żadne pasmo GSM nie będzie prawidlowo odbierane przez antenę od CB radia ;]
Pytałem, na jakich wysokościach npm będzie pracował balon...

Pierwszy lot będzie na ok 20 km gdzie balon zostanie odcięty po określonym czasie. Drugi lot to będzie wznoszenie na ponad 30 km. Wyniki wysokości osiągniętej nie jest mi jakoś niezmiernie potrzebny, najważniejsze - odnalezienie gondoli z bezcennym zapisem z kamery Mogę przerobić moją krótkofalówkę (trochę szkoda) zasięg bez przeszkód to ok 15 km (słabo).

Nie Ma Takiej Opcji żeby GSM działał normalnie 30km nad ziemią, na zwykłych zintegrowanych antenkach. Nawet klasyczny 'bat' to może być zdecydowanie za mało.
Ta zabawka za 300zł na 99% nie będzie prawidłowo 'rozmawiać' z BTSami na tej wysokości...

Skoro zapis z kamery jest taki 'bezcenny', to raczej warto poszukać droższego, lecz na pewno działającego i przetestowanego na tych wysokościach urządzenia, gdyż masz sporą szansę, że tania zabawka po prostu nie zadziała i cały sprzęt szlag trafi.

Jakakolwiek krótkofalówka to zupełnie inne pasmo niż GSM!. Do GSM 900/1800 stosuje się anteny na to pasmo a nie 'jakieś' i 'przerabiane'. Po prostu nie będzie działać.

Poczytaj ten temat:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=4121257#4121257
Może to będzie jakaś inspiracja?

Ok, a ten filmik (fajnie zrobiony metodą poklatkową):

Link

Ci goście wsadzili tam kamerki i ten tracker gps-sms, i znaleźli - o to chodzi!

nsvinc napisał:

Nie Ma Takiej Opcji żeby GSM działał normalnie 30km nad ziemią, na zwykłych zintegrowanych antenkach. Nawet klasyczny 'bat' to może być zdecydowanie za mało.
Ta zabawka za 300zł na 99% nie będzie prawidłowo 'rozmawiać' z BTSami na tej wysokości...

Ale ten lokalizator nie ma działać 30km nad ziemią, tylko po wyładowaniu przesyłać informację, gdzie jest. No może trochę wcześniej zacząć działać....


A jeśli chodzi o reflektor radarowy to chyba jest wymagany. Także masa aparatury musi mieścić się w pewnych granicach. Lot musisz zgłosić do kontroli obszaru powietrznego (www.pansa.pl), wtedy wszystkie przelatujące w pobliżu samoloty zostaną ostrzeżone. Samoloty cywilne posiadają jedynie radary meteorologiczne, które mogą nie wykryć twojego balonu. Będzie go obserwował radar kontroli obszaru.

Mam pomysł, ale nie wiem, ile to kosztuje: mój znajomy ma psa, który często się gubi
i nie potrafi wrócić do domu - dlatego pies ma przyczepione urządzenie, dzięki któremu
można go namierzyć i odszukać - już wielokrotnie to było używane...
Co do odbijania radaru - chyba najlepiej zadziała taśma z folii Al zwinięta w kółko,
jeśli będzie miało tak dobrane wymiary, żeby był rezonans na częstotliwości radaru.
Lepiej by było, jakby końce były połączone, ale przy kilku zwojach powinna wystarczyć
pojemność między zwojami. Może rozebrać kondensator styrofleksowy?

Na tej stronie jest opis przygotowania i wypuszczenia podobnego balonu w Polsce. Co prawda działo się to prawie 10 lat temu i jakieś szczegóły mogły się zmienić (przede wszystkim techniczne), ale autor dość dokładnie podał co i gdzie kupił, jakie zgody uzyskał itp. W sumie lot trwał niecałe 2h, więc nie potrzeba jakiś bardzo pojemnych baterii itp.

krru napisał:

Na tej stronie jest opis przygotowania i wypuszczenia podobnego balonu w Polsce. Co prawda działo się to prawie 10 lat temu i jakieś szczegóły mogły się zmienić (przede wszystkim techniczne), ale autor dość dokładnie podał co i gdzie kupił, jakie zgody uzyskał itp. W sumie lot trwał niecałe 2h, więc nie potrzeba jakiś bardzo pojemnych baterii itp.

Całą tą stronkę przeczytałem kilka razy już wcześniej. I jasno stwierdzam że do pierwszych lotów nie potrzebuję jakiejś super awioniki.
Pomysł z nadajnikiem do odnalezienia psa to rzecz dobra lecz znacznie droższa od trackera gps
Ze stroną prawną sobie poradzę.

Autor tej strony miał kłopoty z odnalezieniem balonu na miejscu - łatwo odnalazł pole,
na którym on wylądował, ale potem chciał usłyszeć sygnał dźwiękowy buzzera piezo
i to nie wyszło. Może lepiej zamiast tego użyć nadajnika radiowego UKF małej mocy
(nawet ułamek mW) przy balonie, który włączy się po wylądowaniu (wysłaniu sygnału
GPS), zabrać ze sobą odbiornik z anteną kierunkową, i zabawić się w "łowy na lisa".
No i poćwiczyć wcześniej odnajdywanie takiego nadajnika w terenie.

Co do odbijania fal radarowych przez metalizację: to zależy od jej grubości, dopóki
grubość przekracza długość drogi swobodnej elektronów w metalu, przewodnictwo
powierzchniowe maleje przy zmniejszaniu grubości proporcjonalnie, przy mniejszej
dużo szybciej - w rezultacie, jeśli metalizacja jest za cienka, to stosunek odbicia do
masy metalizacji (a tym bardziej do masy metalizacji wraz z folią z tworzywa) jest
gorszy, niż przy grubszej metalizacji. Poza tym, najlepiej folia aluminiowa, bo inne
metale gorzej przewodzą przy takim samym ciężarze.

Znalazłem jeszcze jedno urządzenie z dodatkowymi antenami GPS i GSM.
Teraz ostateczny wybór:
1. http://allegro.pl/lokalizator-gps-gprs-blokada-alarm-mapa-fv-i2718980753.html
2. http://allegro.pl/znajdz-swoj-samochod-mini-lokalizator-gps-online-i2690441655.html
Co wybrać?

Drugi jest tańszy i lżejszy. Ale istotnym parametrem jest szczelność obudowy,
a właściwie jej brak - hermetyczną obudowę rozerwie ciśnienie wewnętrzne...

_jta_ napisał:

Drugi jest tańszy i lżejszy. Ale istotnym parametrem jest szczelność obudowy,
a właściwie jej brak - hermetyczną obudowę rozerwie ciśnienie wewnętrzne...

Zgadzam się. I tak będę musiał rozebrać to urządzenie i kamerę aby zmienić źródło zasilania, na moje szczęście i kamera i lokalizator posiadają zbliżone parametry zasilania (3.7V).
A jak z ciśnieniem wewnątrz akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych (NiMH)?

W akumulatorze może parować woda, i jest w nim trochę tlenu i wodoru z ładowania.
Na szczęście elektrolit - dość stężony roztwór KOH w wodzie - ma niską prężność pary;
podczas ładowania w akumulatorze powstaje wodór i tlen (później łączą się katalitycznie
ze sobą dając z powrotem wodę) i akumulator powinien wytrzymać ich ciśnienie, a jeśli
jest za duże, wypuścić nieco gazu przez zawór bezpieczeństwa. Na wszelki wypadek
lepiej użyć akumulatorów, które nigdy nie były ładowane do pełna, a np. na 90%, to daje
większą szansę, że ma mało gazu w środku i w pełni sprawny zawór bezpieczeństwa.
No i lepiej, żeby nie miały za ciepło - może akumulator, który w razie potrzeby ma dać
duży prąd do awaryjnego odłączenia (przy czym może się nagrzać) umieścić tak, żeby
jak zostanie rozerwany, to elektrolit z niego (jest żrący) nie zniszczył czegoś cennego?

Ok, a więc jaki pakiet akumulatorów NiMH polecacie (3,7V)?

nsvinc napisał:

Do takich zastosowań znacznie lepiej sprawdzają się NiMH, np. eneloop, o podwyższonej wytrzymałości na niskie temperatury.

W wg. dokumentacji dostępnej na stronie http://eneloop.pl/t/51,dokumentacja_techniczna ta "odporność na niskie temperatury" to chyba jakiś mit.
Zastosuj baterie litowe. Większość może pracować od -40ºC do +85ºC.

Dziwne. Dobra to inaczej, jakie baterie będą najlepsze w tak niskiej temperaturze i co zastosować do ogrzewania wnętrza gondoli? I ewentualnie jakiś układ który zwiększa z 3,_V do 3,7V. Zauważyłem że akumulator lokalizatora to Li-ion 3.7V który podobno ma pracować przy -20! http://allegro.pl/lokalizator-gps-tracker-tk102-2-czujnik-microsd-i2728151109.html - Lokalizator GPS tracker TK102-2

Zastanawiam się nad wybraniem czterech takich akumulatorów: http://www.tme.eu/pl/details/accu-18650-2.6sam/akumulatory/samsung/icr-18650-226f/#

Izolator: pianka poliuretanowa w szczelnej osłonie (1.4X lepszy od styropianu - zobacz przewodność
cieplna - pytanie, czy do styropianu można dać szczelną osłonę z podobnym skutkiem (a łatwiej go
znaleźć). Dobrze byłoby z kilku akumulatorów zrobić zwartą paczkę, żeby uzyskać lepszy stosunek
objętości do powierzchni - a może jeszcze otoczyć je zbiorniczkiem wody? ale to zwiększy ciężar).
No i przeliczyć - ile ciepła zdąży uciec, ile wody zamarznie - póki nie cała, w środku będzie 0°C.
Przewodnictwo cieplne dobrego materiału izolującego to około 22 cal/°C/m/h - może uda się zrobić
taką izolację, żeby uciekło tylko około 1000 cal przez cały lot - to by zamroziło 10 g wody, która
na początku miała 20°C, zapakować zbiorniczek kilkanaście gramów wody i baterie nie zmarzną.
Tylko trzeba się liczyć z tym, że baterie i wodę trzeba będzie otoczyć dużą bryłą izolatora...
Dla kuli o promieniach 'r' i 'R' przewodnictwo cieplne = 4π*współczynnik_przewodnictwa/(1/r-1/R).
Z tego, co wyczytałem, NiCd lepiej wytrzymują niskie temperatury - SAFT podaje -20°C - więc może
użyć NiCd? Ale ich wadą jest mniejsza pojemność, gorszy stosunek pojemności do ciężaru...
Aha, i jeśli bateria ma 3.7V zużyje 1Ah, to uzyskasz z tego ponad 3000 cal - to po co brać wodę?
Chyba będziesz musiał wyliczyć, jak dobrać izolację, żeby nie zamrozić i nie przegrzać baterii...
Albo nawet zrobić izolację, która jak będzie w środku za ciepło, to będzie przepuszczać...

dawidz1 napisał:

Zauważyłem że akumulator lokalizatora to Li-ion 3.7V który podobno ma pracować przy -20!

Zależy co się rozumie pod pojęciem "pracować". Wraz ze spadkiem temperatury bardzo gwałtownie spada pojemność. Jeśli chodzi o "lekkie" akumulatory to bardziej odporny od Li-Ion na skrajne temperatury będzie LiFePO4.

Mam zbędny radiator od chipu ze starej płyty głównej, może przyda się do rozprowadzenia ciepła z baterii wewnątrz gondoli? Aktualnie mam styropian 3cm grubości i bardzo duża gęstość przy bardzo małej masie. Sama gondola będzie bardzo mała, wszystko ściśnięte do kupy, wnętrze ok 10x10cm, licząc ze ściankami 3cm + ewentualnie jakiś izolator, 16x16cm. Planowałem tam przed startem włożyć aptekarski plaster grzewczy 6h - może dodatkowo zwiększy temperaturę o kilka stopni? Jak już pisałem użyje 4 akumulatory Li-ion 3.7V 2600mAh (co da w sumie 1,04ah na kamerę i lokalizator): http://www.tme.eu/pl/details/accu-18650-2.6sam/akumulatory/samsung/icr-18650-226f/#

Plaster grzewczy działa (grzeje), jak go sobie nakleisz na skórę, a nie na urządzenie
- on wywołuje zwiększone spalanie glukozy w organizmie, sam ciepła nie wytwarza.
3cm grubości przy rozmiarach wnętrza 10cm to mało, lepiej byłoby odwrotnie.
Zresztą podałem link do przewodności cieplnej materiałów, trzeba to przeliczyć.

Ciepło powstaje głównie w tym, co jest zasilane z baterii, nie w samych bateriach.
Ale nie trzeba go specjalnie prowadzić - wystarczy, że wszystko będzie razem.

Pewnie kamera musi być poza "komorą ocieploną" i ciepło, które w niej się wydzieli,
nie da się wykorzystać do podtrzymywania temperatury baterii. Jeszcze trzeba by
zwrócić uwagę na kable - żeby w styropianie nie były za krótkie fragmenty, bo one
przewodzą ciepło, im krótsze połączenie, tym więcej ciepła będzie nim uciekać.
4X 2600mAh = 10.4 Ah - będzie z nich ponad 30 kcal, ale część z tego w kamerze.

Nigdy nie zaszkodzi dać 3 x tyle styropianu na wierzch tym bardziej że jest wyjątkowo lekki
Co do torebek ogrzewających (np. http://rangershop.pl/product-pol-1152655155-Torebeczki-ogrzewajace-okolo-8h-2-szt.html) to nie wydaje mi się aby grzały tylko w kontakcie ze skórą tylko substancje w tych torebkach reagują z tlenem wywołując ciepło.

Ale w góry będzie mało tlenu.
Uwzględnijcie fakt, że w miarę spadku ciśnienia wewnątrz powietrze i tak się oziębi do temperatury mniej więcej takiej jak na zewnątrz. Oczywiście pozostałe elementy utrzymają swoją temperaturę, więc jeśli tego powietrza nie będzie dużo efekt ten nie będzie miał większego wpływu na ogólną temperaturę, ale może na np. skraplanie pary itp. W czasie powrotu będzie odwrotnie.