Göra en hög höjd ballong Tracker (Arduino) (2 / 8 steg)

Steg 2: Tracker Design

Bifogas detta steg är Eagle Schematisk och styrelsen filerna som jag använt i min tracker ombord, tillsammans med två zip filer: en med filerna styrelsen och schematiska och en som innehåller alla gerber filer för olika lager. Min bräda fungerade bra, men var inte 100% perfekt, exempelvis lysdioderna på den seriella porten linjer bör verkligen dra upp till + 3v3 snarare än att dra ner till marken så att de är off när det är inte verksamhet.

Du kan väl föredrar att designa din egen styrelse, eller åtminstone ändra mig. Om du gör detta så finns det ett antal funktioner som är nödvändiga och användbara för en hög höjd tracker. Dessa är några som är värt att överväga:

Effekt:
Du kan inte skicka ett alkaliskt batteri i atmosfären - det blir är ner till -50 ' C och de bara slutar att fungera.
Även om du kommer att isolera din nyttolast, du vill använda disponibla litiumbatterier - är ljus och fungerar bra vid låga temperaturer.

GPS och SD-kort kör på 3.3V bara. 5V kommer stek sedan. Om du kan köra allt på samma spänning spara du slösa för mycket makt i spänning konverteringar.

Om du använder en byta strömförsörjning eller en ultralåg dropout regulator kan du vrida mer flygtid från din power-pack.

Robusthet:
Du kan göra din krets upp med massor av lösa sladdar, med uttag eller på stripboard, men det kommer att få mycket kall och skakas om!
Om du kan det är värt att designa en egen PCB och lödning allt direkt till den. Inga uttag att förlora kontakten, åtminstone för de kritiska delarna. Min PCB är små och billiga men gör att lödning av processor, kristall, GPS och radio. Jag valde för direkt lödning i radioantennen alltför.

Delar:
Radio - i Storbritannien det finns endast några smala frekvenser som du kan använda från luften och även då du får endast 10mW. NTX2 är en av de få livskraftiga alternativ för radiomoduler.

GPS - layouten för en GPS-modul kan vara svårt och helst skulle du hålla det borta från allt annat. Jag valde en färdiga modul som kunde vara lödda ovan och ut åt sidan från moderkortet. Det är viktigt att notera också att många GPS-enheter inte fungerar över 14km höjd. Ublox GPS-enheter har en offline-läget som fungerar. För alla andra måste du göra din forskning innan du köpa/använda.

Mikrokontroller - ATMega 328 är ett bra alternativ eftersom det kan programmeras från mycket lätt Arduino IDE. Det kan också köras på 3v3 men bara en 8MHz. Men det är gott om processorkraft för att läsa en GPS och kör en låg överföringshastighet radio.

Temperatur - en temperatursensor ger intressanta data men många är inte fått ner de -50 ' C som vi kan stöta på vid tropopausen. DS18B20 är ett bra alternativ eftersom de är ganska billigt och är klassade för låga temperaturer. Du kan få "externa" de som är förseglade i ett rostfritt rör för extra skydd. Vi använder ett styrelse-monterad en externt.

Tryck - det finns inte alltför många "absoluta" tryckgivare som jag har hittat. Honeywell HSCDANN001BA2A3 förment går ner till "0" mBar och i praktiken utförs väl ner till 8mBar på flyget. I2c gränssnittet är ganska lätt att hantera. Honeywell gör om en zillioner varianter men många är "relativ" sensorer - de mäter skillnaden mellan ett visst tryck och atmosfäriska. Du behöver en "absolut" tryck sensor eftersom det är atmosfäriskt tryck vi mäter.

SD-kort - du kunde potentiellt ytmonterad egna SD-korthållaren men det är ganska krångliga och jag hade inte tillräckligt styrelsen området ändå. SD-kort finnar är billiga och lätt tillgängliga så jag vald att löda en under moderkortet vara kompakt och lätt. En lättare metod skulle vara att löda kablarna till kuddar av en micro-SD-adapter och använda det som ett uttag för ett micro-SD-kort.

REDIGERA

Bifogat är nu en extra zip-fil. Detta innehåller version 1.1 av styrelsen (Eagle Schematisk och styrelsen filer, plus gerber filer lämpar sig för itead studio och stora styrelse-hus). De följande ändringarna gjordes över v1:

Lysdioderna på seriella linje dra upp snarare än nedåt så bör vara på endast när data överföring.

Pull-up motstånd nu presentera ombord för i2c linjer

Utrymme för ultra-låg dropout regulator ombord

Batterispänningen nu direkt ansluten till V-test input. Det finns ett spår på botten-mitten kan du klippa om du inte vill att.

Jag har inte flugit v1.1 i styrelsen så det kan vara andra fel eller nya problem med den. Dock att bäst jag vet adresser detta kända problem av v1.

Ugi