Testování na Řípu

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.

czANSO Yagi antenna

Ground station

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.

Ground station on mountain Rip

Yagi antenna on mountain Rip

Yagi antenna on mountain Rip

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.
Travel with a payload

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

Test photo from payload camera

(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):

Travel with a payload II

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.

Automatické ovládání foťáku

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

KINGSTON Secure Digital 8GB Class 4

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

Jak a čím bude balón fotit

Záznamové zařízení rozhodne o kvalitách výstupu našeho projektu – o kvalitách fotek a videa z letu našeho balonu.

Nejprve jsem uvažoval nad základním rozdělením… foťák nebo kameru? Průběžné úvahy z diskuze:

FOŤÁK
+jsou relativně levně dostupné
-nutné určit správnou dobu uzávěrky, aby fotografie byly ostré a nepřepálené
+pomocí upraveného CHDK firmwaru lze jednodušše nastavit automatické snímání (nemusí být ovládán elektronikou)
+jsou lehčí a méně energeticky náročné

KAMERA
+vizuálně lepší výsledky
+sama ostří a nastavuje scénu
-kamera ja drahá záležitost, několikrát nákladnější než základní foťák
+HD video by bylo prestižnější, existuje pouze několik málo existujících, amatersky natočených
-náklad není stabilizován a tak většinu času bude obraz neostrý a chaotický

Z následné porady jsem určil foťák jako primární záznamové zařízení. Protože se bude jednat o první let, prototyp, budeme chtít udržet náklady nízko a musíme se soustředit na odzkoušení procedur, technologie a celkového konceptu. Druhý let může vynést například HD kameru, ale to předbíháme.

Jaký digitální fotoaparát tedy vybrat? Jaký hledám?

  • kvalitní a osvědčenou značku kompaktu
  • musí být cenově přijatelný (do 2 tisíc Kč)
  • měl by podporovat CHDK
  • mít standardní napájení
  • umět fotit fotky v maximální kvalitě (k dané ceně) a umět natáčet videa

Osobně vlastním digitální zrcadlovku Canon EOS 350D, takže jsem se ihned podíval na kompakty od Canonu. Zaujal mě Canon PowerShot A480, který splňuje částečně kritéria, ale jeho podpora v CHDK v současné době není. Navíc cena i použitého přístoje překračovala 2000,- Kč.

Existuje ovšem starší model Canon PowerShot A470, který se pravděpodobně stane vítězem mého skromného výběrového řízení. Na aukčních serverech se dá sehnat za přijatelnou sumu a měl by plně uspokojit naše prvotní požadavky.

Canon Powershot A470

Canon Powershot A470

O nastavení a způsobu snímání ještě napíši podrobnější článek.