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.

Moduly XBee mají atypické konektory s roztečí 2mm. Pro jednodušší práci na prototypu jsem objednal Breakout Board for XBee Module, který z rozteče 2mm udělá standardní rozměr 2.54mm, který lze jednodušše zasadit do nepájivého kontaktního pole.

První testy proběhli v pořádku a moduly komunikovaly na vzdálenost několika desítek metrů. Později uděláme i test na 10 a 20+km, abysme se ujistili, že zvládnou hlavní úkol.

schema a DPS - czANSO komunikační XBee modul

• nedodávájí soukromým osobám, pouze firmě
• cena je abnormálně vysoká
• americký ofic. obchod Digi prodá Xbee jenom na adresu v USA
• přeposílací služby dopravu prodraží
• platba pouze bankovním převodem (pomocí IBAN a BIC)

Dokonce místní české zastoupení německého obchodu mi nabízelo produkt o 500Kč dražší než vyjde standardně z Německa.

Rozhodl jsem se tedy zakoupit Development Kit XBee-PRO 868 od německého distribura Atlantik Elektronik.
Za výrazné pomoci kolegy DOKISe jsme nakonec zaplatili za převod peněz bankovním převodem pouze 2EURa.

Celková cena byla 143,85EUR = 3770,- CZK včetně dopravy.

A teď už fotky:

Seeeduino Mega V1.1 Assembled
GM862-QUAD GSM/GPRS Module
GM862 Evaluation Board – Basic 50-Pin
Interface Cable MMCX to SMA
Quad-band Cellular Duck Antenna SMA
Breakout Board for XBee Module
Logic Level Converter

Při hledání informací o dostupném hardwaru, které tento požadavek zajistí jsem nejprve narazil na produkty Radiometrix.

Radiometrix NTX2 modul

Jsou to moduly operující ve volném pásmu, standardní frekvence 433MHz, kde není potřeba žádná licence. Umožňuje i vysílání ve vzduchu, i s vysílacím výkonem 10mW lze očekávat dosah desítky kilometrů – a to díky perfektní viditelnosti. Inu, směrem vhzůru toho moc nepřekáží
Pro příjem je ovšem potřeba citlivější rádio, které umí příjímat 70cm pásmo. Žádného radioamatéra mezi sebou zatím nemáme a tak jsem hledal dále.

Martin Sekera navrhl použít moduly XBee a tak jsem se na ně detailně podíval. Jsou to produkty americké společnosti Digi, která se zabývá právě hardwarem pro bezdrátový přenos dat. Navíc jsou často používány v kombinaci s platformou Arduino a existují i rozšiřující desky.
Ponořil jsem se tedy do kategorie Wireless > Point-to-Multipoint.

Řada XBee-PRO 868 perfektně splňuje naše požadavky:

• moduly operují v pásmu 868MHz, které je vhodné i pro nás
• moduly jsou malé a lehké
• při venkovním použití a přímé viditelnosti dosah až 80km (směrem vzhůru lze očekávat i daleko víc)

XBee-PRO 868 module with RPSMA

Samotný modul XBee-PRO 868 long range module w/ RPSMA connector stojí podle informací webu 72USD. Dva moduly tedy vyjdou na 144USD.
Při pohledu do tabulky bylo jasné, že se vyplatí zakoupit Development Kit za 149USD, který ovšem obsahuje:

• 2x XBee-PRO 868 modul
• 2x development board (USB, RS232)
• 868 MHz RPSMA anténu
• kabely
• software

Primární přenos telemetrie bude tedy zajišťovat XBee.

Můžeme se tak odprostit od konkrétního řešení a podívat se na náklad jako celek.

Hlavní součásti jsou tedy:

• zdroj energie – baterie (nutná odolnost proti silnému mrazu)
• fligh control – řízení operací
• GPS přijímač – příjem pozice, vyšky, rychlosti
• vysílač telemetrie pozemnímu týmu – pravděpodobně systém XBee modulů
• záložní přenos telemetrie – zde by se mohl uplatnit GSM/GPRS modul, má ale mnoho omezení
• čidla – měření teploty vnitřní/vnější, zrychlení ap.
• foťák – bude snímkovat a natáčet Zemi

Pro lepší představu jsem udělal blokové schema elektroniky nákladu:

Je možné, že se ještě další věci přidají, ale v tuto chvíli se držíme tohoto schema. Dále budu postupovat po jednotlivých modulech.