czANSO blog

Testování na Řípu

Apr 17, 2011 Software, Testování

Testovací den proběhl v sobotu 16.dubna 2011.

Nejprve jsem vyrazil do Kladna za Martinem, kde jsme udělali menší poradu a nezbytné testy.
Poprvé jsme vyzkoušeli naši Yagi anténu ve spojení s XBee-PRO modulem a na několik desítek metrů zkušebně přijali data z payloadu. Poté jsme také připravili ground station, který bude přijímat data vyslaná z payload boxu.

Pro long range testování (tedy vzdálenost 20 a více km) jsme hledali vhodná vyvýšená místa v rámci Čech tak, aby mezi pozemní stanicí a payload boxem existovala ideálně přímá viditelnost.
Prohlédli jsme nějaké rozhledny, kopce a nakonec jsem se rozhodl pro horu Říp, konkrétně Mělnickou a Pražskou vyhlídku hory Říp.
Zde se můžete podívat na výhled i vy: Říp – panorama z vyhlídky.

Cesta k Řípu se poměrně protahla vzhledem k objížďkám, ale nakonec jsme se k němu dostali a pozemní tým se přesunul na vyhlídku a založil stanoviště.

Já (Pavel) jsem vzal payload box do auta, zapnul foťák s automatickým CHDK skriptem a vyjel směrem na Mělník, kde jsem udělali první test přenosu. Payload box vysílal svoji polohu, počet viditelných satelitů a teplotu uvnitř boxu.
Zde byla první zastávka (v pozadí je vidět hora Říp) – vzdálenost cca 10km. Test byl úspěšný, datové pakety byly vyslány a přijaty.

Následující fotografie a video je z fotoaparátu v boxu, na kterém běžel náš CHDK skript:

(rušení zvuku je pravděpodobně způsobeno vysíláním XBee modulu)

czANSO video test from payload from Pavel Richter on Vimeo.

Poté jsem pokračoval směrem k Neratovicím, kde jsem se ztratil z linie přímé viditelnosti. Přenos sice zaznamenával výpadky, ale datové pakety stále přicházely. Pokračoval jsem až k obci Předboj (z Řípu je vidět pouze špička):

Nejdelší spojení jsme provedli na 23+km, ale nyní je jasné, že to půjde mnohem dál. Den se chýlil ke konci, Slunce již zapadalo a tak jsme test ukončili s dobrými výsledky.

Pro účely sledování balonu jsem vytvořil czANSO Mission Track Tool, kde jsou 3 dílčí testy a k nim export do mapy (odkazem vygeneruj KML). Fotoaparát Canon A470 s CHDK skriptem, běžel skvěle až do vybití baterií a vzniklo 1.2GB dat.

Tags: 25km, anténa, canon, chdk, ground station, KML, long range, payload, test, Testování, tracker, xbee, yagi

Predikce trajektorie balonu

Jan 30, 2011 Software, Testování

Při analýze dostupných nástrojů jsem narazil na nástroj CUSF (Cambridge University Spaceflight landing predictor), který byl vyvinut speciálně pro předpověď trajektorie a místa přistání meteorologických sondážních balónů.
Tento nástroj je publikován jako otevřený a svobodný software pod licencí GNU General Public License. Je provozován na adrese: http://habhub.org/predict

Model využívá dat z globálního numerického předpovědního systému GFS, Global Forecast systém, který je provozován americkou vědeckou agenturou NOAA, National Oceanic and Atmospheric Administration, a je spouštěn 4x denně (00 UTC, 06 UTC, 12 UTC, a 18 UTC).
Dokáže produkovat data s rozlišením 0.5 stupně (zem. šířky / délky), ve vertikálním rozlišení 64 úrovní. Aplikace CUSF tyto data umí na základě zadaných parametrů (dostup, rychlost stoupání, pozice startu atd. ) zpracovat a zobrazit na mapě predikovanou trajektorii.

CUSF Predict Tool

Aplikace nabídne ke stažení i KML soubor, který lze otevřít pomocí Google Earth, kde najdeme i výškový profil a další.

Úspěšnost předpovědi počasí na období 3 dnů se pohybuje na úrovni 85%. Delší předpověď má vyrazně nižší úspěšnost s každým dalším dnem. Start balonu nelze s ohledem na tuto skutečnost plánovat dlouhodobě dopředu.

S tím souvisí i místo startu, které bude také pravděpodobně upraveno s ohledem na předpověď počasí, zejména směr a sílu větru. Samozřejmě bude určeno mimo letecké zóny CTR, dangerous zóny (LK D1 – LK D7), prohibited zóny (LK P1 – LK P12) a restricted zóny (LK R1 – LK R14).

Zde je pohled na rozdělení vzdušného prostoru ČR:

Vzdušné prostory ČR

Tutu mapu naleznete ve formátu KMZ na adrese: http://www.lloydbailey.net/airspace.html, kde vyberte Czech Republic a otevřete KMZ soubor.
Jsou tam všechny restricted (TRA), prohibited i danger areas (Temelín, Dukovany atd.) i letové CTA/CTR, TMA včetně vertikálních hranic FL.

Před startem se samozřejmě budeme zajímat i o lokální předpověď počasí, například pomocí modelu ALADIN.

Tags: aladin, CTA, CTR, cusf, GFS, Google Earth, KML, KMZ, mapa, NOAA, predict, predikce, TMA, TRA, trajektorie

Zimní aktuality

Jan 1, 2011 Komponenty balónu, Legislativa, Obecné myšlenky, Software

V tomto článku shrnu, co se dělo v posledních několika týdnech v našem projektu. Na přelomu října a listopadu se objevilo poměrně příznivě vypadající launch window, časové okno s příznivými podmínkami větru a počasí pro start. Na projektu ovšem nebylo vše hotové a otestované tak, jak jsme si plánovali. Teoreticky se dalo ve 14 dnech při velmi intenzivní práci elektroniku a celý payload dokončit, ale nebyl by čas pro testování. To je kritická část.
Po delší úvaze jsme se rozhodli neuspěchat vypuštění balonu a potencionálně ohrozit vložené postředky finanční i časové. Ostatně cílem je uspět, ne stihnout konec roku.

Následoval poměrně rychlý nástup zimního počasí a s ním spojených mrazů a sněhu. V takovém prostředí jsou venkovní testy obtížné.

V čem jsme tedy postoupili:

• kolega Honza připravil Yagi anténu pro pozemní tým, nyní teoreticky v plánu ještě vylepšená verze s větším ziskem

• v pořadí je anténu typu delta loop, která přijde na spodek boxu a která má pro nás výhodný vyzařovací diagram

Deltaloop vyzařovací diagram

• kolega Martin Sekera připravuje obecné programové třídy pro XBee, GPS a GSM hardware, které pravděpodobně později zveřejním i ostatním

• kontaktoval mne pan Bc. Aleš Böhm, DiS, vedoucí referátu bezpilotních systémů, odbor standardizace a regulace, Úřad pro civilní letectví ČR a upozornil na nepřesnost námi zjištěných informací ohledně povolení k vypuštění – více v dalším článku

• předělávám hlavní stránku webu czanso.com, která bude také obsahovat google maps realtime sledovací aplikaci, kde bude vidět umístění balonu, jeho parametry (výška, rychlost atd.) a další letové informace

• vyvíjíme i sekundární cut-down bezpečnostní zařízení, které by pracovalo na mechanickém principu – odpojení táhlem, servem. Ve finální verzi hliníková trubička, hliníková tyčka a skrz navrtný otvor protažen kolík, který se uvolní na pokyn servem. Tato varianta není zdaleka tak energeticky náročná jako odstřih elektrický. První prototyp, omluvte kvalitu:

Čekejte další články

Tags: news

Automatické ovládání foťáku

Jun 15, 2010 Komponenty balónu, Software

Při výběru fotoaparátu jsem jako jedno z kritérií zvolil podporu CHDK. Co to znamená?

CHDK je software, který lze jednodušše nahrát do digitálního fotoaparátu a který rozšiřuje jeho stávájící schopnosti. Umožňuje například fotit do RAWu (surová data bez JPEG komprese), úplné programové ovládání všech tlačítek, parametrů a funkcí, intervalové snímání a pro nás nejdůležitější skriptování.

Pomocí jazyka uBASIC a Lua můžeme napsat skript, který nastaví potřebné parametry (ISO, časování uzávěrky, ostření, zoom) a poté periodicky mačká spoušť a pořizuje tak zcela automaticky fotografie. Po menších problémech se mi podařilo přepnout do video módu a zachytit také 30s video.

Je potřeba říci, že ne všechny fotoaparáty CHDK podporují. Pro náš Canon A470, ale verze existuje. Výběr samotného souboru ke stažení mi hodně zjednodušil Autobuild server, který nabídne všechny verze CHDK pro různé originální firmware.
První úkol je zjistit verzi firmware, jakou foťák obsahuje. To se provede tak, že do hlavního adresáře SD paměťové karty nahrajete soubor s názvem ver.req nebo vers.req. Foťák se nastaví do modu prohlížení fotek a zapne. Poté se stiskne tlačítko SET (a drží se) a zároveň stlačí tlačítko DISP. Poté lze na displeji přečíst verzi firmware. V mém případě je to firmware 1.02C
Pak už můžete stahnout z Autobuild serveru správnou verzi a nahrát ji na paměťovou kartu.

Bohužel pro karty větší jak 2GB nastavá menší komplikace. CHDK se neumí automaticky spustit z karty větší než 2GB (konkrétně je problém v souborovém systému FAT32).
Řešení spočívá ve vytvoření malého oddílu, například jenom 5-10MB, v souborovém systému FAT16. Jakmile se CHDK načte, objeví druhý oddíl a fotografie se již normálně ukládájí na tento velký oddíl paměťové karty.

Vytvořím tedy skript, který

• nastaví parametry fotek
• udělá například 20 fotek s intervaly 3s
• pořídí 30-60s videa, počká pár vteřin, dokud se záznam neuloží na kartu
• začne znovu od začátku

Abysme měli na kartě dostatek místa, zakoupil jsem KINGSTON Secure Digital 8GB Class 4.

KINGSTON Secure Digital 8GB Class 4

Tato kapacita poskytne dostatek místa na několik stovek fotografií a desítek minut videa.

Tags: a470, automatic, basic, canon, chdk, iso, lua, photo, powershot, scripting, ubasic, video