স্ট্রাটোস্ফিয়ার বেলুনের জন্য ইলেকট্রনিক ব্যারোমেট্রিক অ্যালটাইমিটার: 9 টি ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:02

আমাদের দল, RandomRace.ru, হিলিয়াম বেলুন চালু করে। ছোট এবং বড়, ক্যামেরা সহ এবং ছাড়া। আমরা ছোটগুলিকে এলোমেলোভাবে অ্যাডভেঞ্চার রেস প্রতিযোগিতার জন্য চেকপয়েন্ট ড্রপ করার জন্য, এবং বড়রা বায়ুমণ্ডলের খুব উপরে থেকে দুর্দান্ত ভিডিও এবং ফটো তৈরির জন্য চালু করি। এটি এখনও স্থান নয়, কিন্তু 30 কিমি উচ্চতায় বায়ুচাপ স্বাভাবিকের প্রায় 1%। বায়ুমণ্ডল আর দেখাচ্ছে না, তাই না? দলে আমার দায়িত্ব ইলেকট্রনিক্স, এবং আমি সেই দায়িত্বের উপর বাস্তবায়িত আমার একটি প্রকল্প ভাগ করতে চাই।

কিভাবে আমরা বেলুনের উচ্চতা পরিমাপ করতে পারি? জিপিএস দিয়ে (তাদের অধিকাংশই 18 কিলোমিটারের উপরে কাজ করে না) অথবা ব্যারোমেট্রিক অ্যালটাইমিটার দিয়ে। একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার (MCU) বোর্ড থেকে তৈরি করা যাক! আমরা চাই এটি হালকা, সস্তা (যেহেতু মাঝে মাঝে আমরা আমাদের প্রোবগুলি হারিয়ে ফেলি), এবং তৈরি করা সহজ, ব্যবহার করা সহজ। এটি খুব কম চাপ পরিমাপ করা উচিত। ডিভাইসটি পরপর অন্তত 5 ঘন্টা ডেটা লগ করতে হবে। শক্তির উৎস হিসেবে যেকোনো পুরনো মোবাইল ফোন থেকে কিছু লিথিয়াম ব্যাটারি ব্যবহার করা যাক। প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে, আমি একটি ইউএসবি ইন্টারফেস, 128 কেবি অভ্যন্তরীণ মেমরি সহ ম্যাপেল মিনি বোর্ড, ভিত্তিক এন এআরএম মাইক্রোকন্ট্রোলার (এসটিএম 32 এফ 103 আরসি) বেছে নিয়েছি, যা এমসিইউ ফার্মওয়্যার এবং সংগৃহীত ডেটা উভয়ের জন্যই যথেষ্ট। দুর্ভাগ্যবশত (বা সৌভাগ্যবশত?), LeafLabs আর সেই বোর্ডগুলি তৈরি করে না, কিন্তু তাদের ক্লোনগুলি চীনা অনলাইন স্টোরগুলিতে পাওয়া যাবে মাত্র কয়েক ডলারে। এছাড়াও আমাদের MS5534 বায়ুচাপ সেন্সর দিয়ে দান করা হয়েছে, যা 0.01 … 1.1 বার পরিমাপ করতে সক্ষম। এটি 30 কিমি উচ্চতার জন্য কমবেশি যথেষ্ট।

ডিভাইসটি তৈরি করা বেশ সহজ, আপনার কেবল কিছু সোল্ডারিং দক্ষতা এবং সরঞ্জাম প্রয়োজন (সত্যিই ছোট অংশগুলি ঝালাই করার দরকার নেই) এবং বেসিক কম্পিউটার দক্ষতা। এখানে আপনি একটি গিথুব সংগ্রহস্থল খুঁজে পেতে পারেন যেখানে breakগল ফরম্যাটে PCB ডিজাইন এবং ফার্মওয়্যার উভয়ই রয়েছে।

ধাপ 1: প্রয়োজনীয় অংশ।

• ম্যাপেল মিনি এমসিইউ বোর্ডের ক্লোন
• 4*1 2.54 মিমি (0.1 ") পিন সারি (সাধারণত MCU বোর্ড দিয়ে পাঠানো হয়)
• 1S LiPo ব্যাটারি। পুরানো মোবাইল বা অ্যাকশন ক্যামের ব্যাটারি পুরোপুরি মানানসই।
• 1S LiPo চার্জার বোর্ড
• MS5534 ব্যারোমেট্রিক সেন্সর
• MS5534 ব্রেকআউট বোর্ড
• 1N5819 Schottky ডায়োড বা অনুরূপ
• JST RCY pigtails, 1*মহিলা, 2*পুরুষ
• খালি অ্যালুমিনিয়াম বিয়ার ক্যান
• তাপ সঙ্কুচিত নল D = 2, 5mm (0.1 ") কোন রঙের
• তাপ সঙ্কুচিত নল D = 20mm (0.8 "), স্বচ্ছ

MS5534 এর পরিবর্তে আপনি MS5540 ব্যবহার করতে পারেন, কিন্তু এর জন্য আরেকটি ব্রেকআউট বোর্ড প্রয়োজন। আপনি ইগলক্যাড বা কিক্যাড বা আপনি যা পছন্দ করেন তা ব্যবহার করে এটি নিজেই তৈরি করতে পারেন। আপনার যদি সোল্ডারিং দক্ষতা থাকে তবে আপনি সরাসরি তারের সাথে সেন্সর সোল্ডার করতে পারেন।

প্রয়োজনীয় সরঞ্জাম:

• সোল্ডারিংয়ের জন্য নিয়মিত সরঞ্জামগুলির সেট
• কাঁচি এবং plies
• Ptionচ্ছিকভাবে একটি সোল্ডারিং ফ্যান। আপনার যদি এটি না থাকে তবে আপনি আপনার সোল্ডারিং লোহা এবং একটি সিগারেট লাইটার ব্যবহার করতে পারেন।
• কিছু স্ট্যান্ডার্ড 1 পিন মহিলা-মহিলা তারের
• কয়েকটি অতিরিক্ত যোগাযোগ পিন
• একটি STM32 ডেমো বোর্ড একটি MCU ঝলকানি ডিভাইস হিসাবে ব্যবহার করা হবে। আমি NUCLEO-F303RE ব্যবহার করেছি, কিন্তু STM32 Nucleo64 বা Nucleo144 বোর্ডের যেকোনো একটিও ব্যবহার করা যেতে পারে।

ধাপ 2: ব্রেকআউট বোর্ডে সোল্ডারিং সেন্সর

প্রথমত, আপনাকে ব্রেকআউট বোর্ডে সেন্সর সোল্ডার করতে হবে। সোল্ডারিং পেস্ট এবং সোল্ডারিং ফ্যান সোল্ডারিং লোহা ব্যবহার করুন, যদি আপনার থাকে। যদি না হয়, আপনি নিয়মিত সোল্ডারিং লোহা এবং ঝাল দিয়ে এটি করতে পারেন। যখন এটি সম্পন্ন হয় চারটি পিনের সারি এবং তারের দুটি টুকরো, প্রায় 4 সেমি প্রতিটি। দ্বিতীয় ছবিতে দেখানো হিসাবে তাদের ব্রেকআউটে বিক্রি করুন - পিন + এবং - তারের সাথে সংযুক্ত হওয়া উচিত, তাদের মধ্যে আরও 4 টি - পিন সারিতে। ব্রেকআউটের নিচের দিকে পিন থাকতে হবে।

ধাপ 3: বাকি ডিভাইসটি বিক্রি করা।

সেন্সর বোর্ড এবং MCU বার্ড স্তুপ করা উচিত, এবং সেন্সর MCU চিপ উপর স্থাপন করা আবশ্যক

সংযোগ চিত্রটি 1 ম ছবিতে দেখানো হয়েছে। এবং এখানে তালিকাভুক্ত সমস্ত সংযোগ রয়েছে:

• ব্রেকআউট পিন "+" MCU বোর্ড পিন "Vcc" এর সাথে সংযুক্ত
• ব্রেকআউট পিন "GND" MCU বোর্ড পিন "GND" এর সাথে সংযুক্ত
• ব্রেকআউট পিন "8", "9", "10", "11" একই সংখ্যার MCU বোর্ড পিনের সাথে সংযুক্ত।
• JST RCY Maleblack তারের MCU বোর্ডের আরেকটি "GND" পিনের সাথে সংযুক্ত
• জেএসটি আরসিওয়াই পুরুষ লাল তার একটি ডায়োড অ্যানোডের সাথে সংযুক্ত
• ডায়োড ক্যাথোড MCU বোর্ড "Vin" পিনের সাথে সংযুক্ত

জেএসটি পিগটেল সংযোগ করার আগে, লাল তারের উপর পাতলা থার্মাল স্ট্রেচ টিউবের একটি টুকরো রাখতে ভুলবেন না।

শেষ কাজ - ডায়োডটি তাপীয় সঙ্কুচিত নল দিয়ে উত্তাপিত হতে হবে। শুধু ডায়োডের উপরে টানুন, এবং তারপর আপনার সোল্ডারিং ফ্যান দিয়ে এটি গরম করুন - প্রস্তাবিত তাপমাত্রা প্রায় 160C (320F)। যদি আপনার ফ্যান না থাকে তবে কেবল একটি মোমবাতি বা একটি সিগারেট লাইটার ব্যবহার করুন, তবে এটি সম্পর্কে সতর্ক থাকুন।

ধাপ 4: ব্যাটারি এবং চার্জার।

ডিভাইসের জন্য একটি পাওয়ার উৎস এবং এর জন্য একটি চার্জার তৈরি করা যাক। মহিলা পিগটেল ব্যাটারিতে বিক্রি করা উচিত লাল তারে "+", কালো থেকে "-"। আপনার পছন্দের উপর থার্মাল আঠালো, নল টেপের একটি প্যাচ, বা একটি অন্তরণ টেপ দিয়ে সংযোগ রক্ষা করুন।

পুরুষ বেণীটিকে অবশ্যই চার্জার বোর্ডে বিক্রি করতে হবে - লাল তারের "B+", কালো থেকে "B-"। থার্মাল সঙ্কুচিত নলের একটি টুকরা দিয়ে বোর্ডটি সুরক্ষিত করুন এখন আপনি চার্জারটিকে ব্যাটারির সাথে এবং চার্জারটিকে যেকোনো ইউএসবি পাওয়ার সাপ্লাই বা কম্পিউটার পোর্টের সাথে সংযুক্ত করতে পারেন। বোর্ডে লাল নেতৃত্বে চার্জ চলমান, সবুজ এক - সম্পূর্ণ চার্জযুক্ত ব্যাটারি নির্দেশ করে। বোর্ড চার্জিং প্রক্রিয়ার সময় উষ্ণ হতে পারে, কিন্তু খুব বেশি নয়।

ধাপ 5: ডিভাইস ঝলকানি

ডিভাইসটি ফ্ল্যাশ করার জন্য আপনাকে কিছু সফটওয়্যার ইনস্টল করতে হবে। উইন্ডোজের জন্য, আপনি st.com সাইট থেকে নেটিভ অ্যাপ্লিকেশন ব্যবহার করতে পারেন। দুর্ভাগ্যক্রমে, আপনাকে এখানে নিবন্ধন করতে হবে।

লিনাক্স বা ম্যাকের অধীনে (ভাল, উইন্ডোজের অধীনেও এটি সম্ভব), আপনি OpenOCD ব্যবহার করতে পারেন। দয়া করে তাদের সাইটে ইনস্টলেশন এবং ব্যবহারের নির্দেশাবলী খুঁজুন।

এখন আপনি ফার্মওয়্যারটি ডাউনলোড করতে পারেন।

ফ্ল্যাশিংয়ের জন্য ডিভাইসটি প্রস্তুত করতে, আপনাকে MCU বোর্ডের 21 এবং 22 টি পরিচিতিতে অস্থায়ীভাবে আরও দুটি পিন সোল্ডার করতে হবে।

আমাদের ডিভাইসটিকে ফ্ল্যাশারের সাথে সংযুক্ত করতে:

• নিউক্লিও (সাদা) বোর্ডের CN2 সংযোগকারীতে উভয় জাম্পার খুলুন। যে বোর্ড বহিরাগত ডিভাইস ফ্ল্যাশ করতে সক্ষম করে।
• নিউক্লিও সিএন 4 সংযোগকারীর পিন 2 এর সাথে এমসিইউ পিন 21 সংযুক্ত করুন
• নিউক্লিও সিএন 4 সংযোগকারীর পিন 3 এর সাথে কালো ব্যাটারি তারের সংযোগ করুন
• নিউক্লিও সিএন 4 সংযোগকারীর পিন 4 থেকে এমসিইউ পিন 22 সংযুক্ত করুন
• ইউএসবি কেবল দিয়ে কম্পিউটারে ডিভাইস এবং নিউক্লিও বোর্ড উভয়ই সংযুক্ত করুন।

• ফ্লায়ার ফার্মওয়্যার (উইন্ডোজ)

  • STM32 ST-LINK ইউটিলিটি চালান
  • ফাইল নির্বাচন করুন -> ফাইল খুলুন … -> ডাউনলোড করা ফার্মওয়্যার খুলুন
  • টার্গেট -> অপশন বাইট নির্বাচন করুন …, রিড আউট প্রোটেকশন নির্বাচন করুন: নিষ্ক্রিয়। প্রয়োগ করুন ক্লিক করুন
  • লক্ষ্য নির্বাচন করুন -> প্রোগ্রাম এবং যাচাই করুন, শুরুতে ক্লিক করুন

• ফার্মওয়্যার ফ্ল্যাশ করুন (লিনাক্স এবং ম্যাক)

  • OpenOCD ডাউনলোড এবং ইনস্টল করুন।
  • কমান্ড চালান

openocd -f ইন্টারফেস/stlink -v2-1.cfg -f target/stm32f1x.cfg -c "init; reset halt; stm32f1x unlock 0; program baro_v4.hex; shutdown"

এটাই!

ধাপ 6: ডিভাইসটি কীভাবে ব্যবহার করবেন।

যদি সবকিছু সঠিকভাবে সম্পন্ন হয়, তাহলে আমরা ডিভাইসটি চালানোর জন্য প্রস্তুত। আলটিমিটারের তিনটি মোড রয়েছে:

ডেটা মুছুন

USB এর মাধ্যমে অথবা একটি লাল ব্যাটারি সংযোগকারীর মাধ্যমে ডিভাইসটিকে পাওয়ার করুন। বোতাম টিপুন (ইউএসবি সংযোগকারী থেকে সবচেয়ে দূরে) এবং এটি 2-3 সেকেন্ডের জন্য ধরে রাখুন। ব্লু এলইডি খুব দ্রুত জ্বলজ্বলে শুরু করা উচিত এবং যতক্ষণ না সমস্ত ডেটা মুছে ফেলা হয় ততক্ষণ এইভাবে জ্বলজ্বল করতে থাকে।

লগিং ডেটা

ডিভাইসটিকে লাল সংযোগকারী দিয়ে ব্যাটারিতে সংযুক্ত করুন। নীল LED কয়েক সেকেন্ডের জন্য ঘন ঘন জ্বলজ্বল করবে এবং তারপর প্রতি সেকেন্ডে একবার জ্বলজ্বল করবে। প্রতিবার যখন এটি জ্বলজ্বল করে, অভ্যন্তরীণ ডিভাইস মেমরিতে একটি ডেটা নমুনা লেখা হয়। ডিভাইসটি 9 ঘন্টা পর্যন্ত পরিমাপ রেকর্ড করতে পারে।

তথ্য পড়া

ব্যাটারি সংযোগ বিচ্ছিন্ন করুন এবং ইউএসবি কেবল দিয়ে আপনার কম্পিউটারে ডিভাইসটি সংযুক্ত করুন। কয়েক সেকেন্ড ঘন ঘন জ্বলজ্বল করার পর এটি প্রতি সেকেন্ডে দুবার জ্বলজ্বলে পরিণত হয়। এটি ডেটা রিডিং মোড। ডিভাইসটি BARO_ELMOT নামে একটি ফ্ল্যাশ ড্রাইভ হিসেবে স্বীকৃত। ড্রাইভটি লেখার যোগ্য নয়, আপনি কেবল এটি থেকে ডেটা পড়তে পারেন। একটি ফাইল ম্যানেজারে আপনি ডিভাইসে দুটি ফাইল খুঁজে পেতে পারেন - প্রথমটির নাম LEFT_123. MIN। এটি একটি ভুয়া ফাইল, এতে কোন তথ্য নেই, কিন্তু "123" এর মানে হল যে এখনও 123 মিনিট ডেটা লগিং করার জায়গা আছে। আরেকটি ফাইল, BARO. TXT- তে প্রকৃত সংগৃহীত তথ্য রয়েছে, যেমন ট্যাব পৃথক করা পাঠ্য - একটি হেডার এবং তারপর ডেটা লাইন। এই ফরম্যাটটি এমএস এক্সেল, অথবা গুগল শীট সহ অন্য যেকোনো স্প্রেডশীট অ্যাপ্লিকেশনে সহজেই আমদানি করা যায়। সেলসিয়াস, এমবারগুলিতে বায়ুমণ্ডলের চাপ (P), এবং সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে মিটারে মোটামুটি উচ্চতার মান (A)। বিঃদ্রঃ! "A" মানগুলি আসলেই মোটামুটি, আপনি নিজেরাই চাপের ডেটা থেকে উচ্চতা গণনা করতে পারেন। আরও পদক্ষেপ দেখুন।

ধাপ 7: ডিভাইস পরীক্ষা করা

1. ব্যাটারিকে ডিভাইসে সংযুক্ত করুন। LED ঝলকানো শুরু করা উচিত।
2. ব্যবহারকারী বোতাম টিপুন এবং ধরে রাখুন। 2-3 সেকেন্ড পরে LED দ্রুত শুরু হবে। বোতামটি ছেড়ে দিন। ঠান্ডা রাখুন, ব্যাটারি সংযোগ বিচ্ছিন্ন করবেন না। ডেটা মুছে ফেলা হচ্ছে।
3. কিছুক্ষণ পর LED প্রতি সেকেন্ডে একবার জ্বলতে শুরু করে।
4. কমপক্ষে 30 সেকেন্ডের জন্য ডিভাইসটি চালু রাখুন।
5. ব্যাটারি সংযোগ বিচ্ছিন্ন করুন
6. ইউএসবি কেবল দিয়ে আপনার ডিভাইসটিকে কম্পিউটারের সাথে সংযুক্ত করুন।
7. ডিভাইসটি একটি ছোট, শুধুমাত্র 3Mb, ফ্ল্যাশ ড্রাইভ হিসাবে উপস্থিত হবে। BARO. TXT ফাইলটি যেকোনো টেক্সট এডিটর দিয়ে ওপেন করুন।
8. টি এবং পি কলামে যুক্তিসঙ্গত তথ্য আছে কিনা তা পরীক্ষা করুন - সাধারণত টি -এর জন্য প্রায় 20-30, পি -র জন্য প্রায় 1000।

ধাপ 8: সূর্যালোক রক্ষক এবং সঙ্কুচিত টিউব

আগের ধাপের পরে আমরা নিশ্চিত যে সবকিছু ঠিক আছে, এখন আমাদের ফ্ল্যাশিং পিনগুলি বিক্রি করা উচিত, কারণ আমাদের আর তাদের প্রয়োজন নেই। এছাড়াও সেন্সর এবং এমসিইউ বোর্ডকে সংযুক্ত করে এমন পিনের লেজগুলি সঠিকভাবে কাটা ভাল, অন্যথায় তারা ডিভাইসের বাইরের প্লাস্টিকের কভারটি পাঞ্চার করতে পারে।

প্রকল্পে ব্যবহৃত সেন্সর সরাসরি সূর্যালোকের সংস্পর্শে আসা উচিত নয়। আমরা একটি অ্যালুমিনিয়াম বিয়ার ক্যান থেকে একটি সুরক্ষা ieldাল তৈরি করব। নি,সন্দেহে, যদি আপনি এতদূর অগ্রসর হয়ে থাকেন, তাহলে আপনি সেই দরিদ্রদের সামগ্রী পাওয়ার যোগ্য। কাঁচি দিয়ে প্রায় 12*12 মিমি (0.5 "*0.5") আকারের অ্যালুমিনিয়ামের একটি টুকরো কেটে নিন। তারপর একটি ছোট "ট্রে" 7*12*2.5 মিমি (0.28 "*0.5"*0.1 ") তৈরির জন্য প্লায়ার দিয়ে এর দুটি বিপরীত দিক বাঁকুন। বাঁকানোর পরে, সেই বাঁকানো দিক থেকে 1.5 মিমি স্ট্রিপ কেটে ট্রে তৈরি করুন কিছুটা কম, প্রায় 1 মিমি উঁচু।

সেন্সরের উপরে ট্রে রাখুন। দ্রষ্টব্য - এটি কোন পরিচিতি স্পর্শ করা উচিত নয়! তারপর ট্রে সহ ডিভাইসটিকে থার্মাল সঙ্কুচিত নলের (বোর্ডের চেয়ে একটু বেশি) একটি টুকরোতে রাখুন এবং ভালভাবে গরম করুন, কিন্তু সোল্ডারিং ফ্যান (বা সিগারেট লাইটার) দিয়ে সাবধানে। অ্যালুমিনিয়াম কভার সেন্সরের পরিচিতি স্পর্শ করে না কিনা তা আবার পরীক্ষা করুন।

ধাপ 9: বিজ্ঞান

এখন আমাদের ডিভাইসটি চালানোর জন্য প্রস্তুত। এটি তাপমাত্রা এবং বায়ুর চাপ পরিমাপ করে। এবং মোটামুটিভাবে উচ্চতা অনুমান করে। দুর্ভাগ্যবশত, চাপ উচ্চতার উপর নির্ভর করে খুব অ-তুচ্ছ উপায়ে, আপনি উইকিপিডিয়ায় এটি সম্পর্কে পড়তে পারেন। কিভাবে আমরা একটি বেলুন উচ্চতা আরো সুনির্দিষ্টভাবে গণনা করব? একটি উপায় হল 1976 স্ট্যান্ডার্ড বায়ুমণ্ডল ক্যালকুলেটর ব্যবহার করা। আপনার ডিভাইসে একই মডেলের ডেটা রয়েছে, কিন্তু ডিভাইস মেমরির সীমাবদ্ধতার কারণে খুব সুনির্দিষ্ট নয়। ব্যারোমিটার ডেটা এবং ক্যালকুলেটর ব্যবহার করে, আপনি ডাইসের নিজের চেয়ে উচ্চতার উচ্চতা গণনা করতে পারেন। এছাড়াও আপনার বেলুন লঞ্চিং স্পটে আবহাওয়ার অবস্থা বিবেচনায় নেওয়া (স্পষ্টতই, এটি একই শুরুতে একই অ্যালটিমিটারে রেকর্ড করা হয়েছে), এবং আপনার লঞ্চ স্পট উচ্চতা আপনি তাপমাত্রা পরিবর্তন এবং বায়ু চাপ সংশোধন এবং খুঁজে পেতে পারেন। তারপর একই ক্যালকুলেটর ব্যবহার করে, আপনি সবকিছু আরও ভালভাবে গণনা করতে পারেন। কিছু স্প্রেডশীট দক্ষতার সাথে, আপনি একটি লঞ্চের ডেটা চার্টও তৈরি করতে পারেন।

স্পেস চ্যালেঞ্জে রানার আপ