БРЭО ЛА

Потихоньку вырисовывается борт воздушного шара. Но если с радиосвязью вопрос более-менее ясен и аппаратура делается, то с фотосъемкой еще и конь не валялся.

Нужен электронный фотоаппарат. Но обычный, бытовой тут вряд-ли подходит - его характеристики неудовлетворительны, цена запредельна, а всякие примочки в виде менюшек на цветном ЖКИ, вспышек просто не нужны.

Стало быть нужен самодельный девайс, а он состоит из двух частей - матрицы и объектива.

Где взять матрицу я просто не знаю. Подскажите кто знает! Нужна цветная матрица разрешением не менее 2048*2048 точек. Это вообще-то немного. Каких-то 4 мегапиксела.

Далее объектив. Прорисовываются такие варианты - оптика бинокля, объектив к серьезному фотоаппарату, например Зениту. Тогда вопрос - какие объективы сейчас есть и сколько они стоят?

И еще оччень важный вопрос - при съемке на таких расстояниях (1000 м и более) шкала резкости на обычном фотоаппарате смело выкручивается на бесконечность. Значит ли это, что в самодельном аппарате матрицу и объектив можно жестко закрепить без каких-либо регулировок? Как скажется на таком девайсе перепад температур? Скажем внизу +20, мы настроились на резкость запустились, а там -56, материалы начнут сжиматься. Не нарушится ли фокусировка?

Далее - в каком формате передавать снимки? Следует ли использовать сжатие без потерь или сжатие с потерями? Какой алгоритм лучше? И еще - обязательно будут помехи и ошибки при приеме. Поскольку связь однонаправленная, то потребовать от шара повторить пересылку блока мы не можем, стало быть нужна разумная избыточность позволяющая восстановить искаженную информацию. Какой алгоритм для этого лучше?

Что касается вычислительной мощи на борту то она будет примерно равна i8086. Максимум i80186. Желательно уложиться в 10 сек на кадр.

Вы задаёте такие вопросы, что остаётся только удивляться как вы собираетесь это разрабатывать и изготовлять. Сформулируйте хотя бы набросок ТЗ для себя, а потом процессоры и алгоритмы выбирайте уже.
Насчёт матриц и прочих компонентов — вся информация доступна в сети.

ПЗСами нехило торгует Компэл на сколько мне известно. Причем есть варианты уже с объективом, другой вопрос ПЗСы с тербуемым разрешением я не видел.

>Сформулируйте хотя бы набросок ТЗ для себя, а потом процессоры и алгоритмы выбирайте уже.

au, я не процессоры выбираю под задачу, а исхожу из имеющегося в наличии оборудования или доступного в продаже и по цене.
Даже задача может несколько видоизменяться исходя из этого, конечно не теряя основного смысла.

Итак задача - создать воздушный шар с рабочей высотой полета 15 тыс. м. и продолжительностью полета не менее 15 сут. На шар должны быть установлены:
а) радиопередатчик передающий информацию о текущих координатах шара и кадры аэрофотосъемки.
б) GPS-приемник дающий текущие координаты и время
в) цифровой фотоаппарат производящий съемку днем, при солнечном освещении, с разрешением на местности порядка 1 пиксел=0.4 кв.м.
г) система питания и управления БРЭО. Питание предполагается осуществлять от солнечной батареи и никель-кадмиевого аккумулятора.

Что мы имеем - скромный опыт изготовления полиэтиленовых шаров с следующими параметрами - диаметр до 3 м, высота полета до 3000 м и время полета до 1 часа. (можно было б и больше но тогда я бы его потерял из-за ветра). Получение водорода из NaOH и Al без сушки газа.

Далее - есть радиопередатчик на 144 МГц, вполне пригодный для данной задачи. Закуплены микроконтроллеры типа MSP430F149. Найдены фирмы продающие встраиваемые приемники GPS, стоимостью до 100 уев, пригодные для нашей задачи.
В ближайшее время надо будет купить GPS-приемник.

Что касается пункта (в) то по нему еще нет ничего, ни опыта, ни матрицы. Есть объектив, возможно он подойдет, возможно потребуется другой.

Что касается алгоритмов, то я в свое время делал реализацию LZW на асме, правда на писюке. Так что если надо - сделаю на контроллере. А вот что делать с коррекцией ошибок пока не знаю. Прочитал алгоритм Рида-Соломона - пугает.

За наводку на Компел спасибо. Потрясем их.

Компэл меня обломал меня самым некрасивым образом. Мол не торгуем и вообще ничего не знаем. И знать не хотим.

>Прочитал алгоритм Рида-Соломона - пугает.

Юзай БЧХ и/или Витерби, сильно проще.

Ну вот. Приемником ГПС разжился. Типа FGPXM0162

Да.. подскажите граждане как солнечную батарею лучше на шаре разместить? У нее не будет каких-либо механизмов ориентирования на Солнце. Куда ее лучше воткнуть и под каким углом?

Мда, вопрос непростой
Может пусть на кабеле вертикально висят три штуки в форме равносторонней призмы? Хотя бы заслонять ничего не будет, и пара всегда хоть под углом, но к солнцу. Либо просто пластиной с СБ на обеих сторонах — надо прикинуть что в среднем будет давать больше.

Но всё же простенькую систему ориентации СБ прикрутить не помешало бы. Там схема будет простейшая.

au> Но всё же простенькую систему ориентации СБ прикрутить не помешало бы. Там схема будет простейшая.

Я бы предложил подвесить снизу корзины на коротенькой штанге одностороннюю панель, которая ориентируется единственным двигателем с редуктором. Думается, по весу выйдет оптимально.

Кстати, зачем такое большое разрешение у матрицы?

Я другого не понял... Там, наверху, будет что-то вроде -60. Как к этой т-ре отнесется электроника? Ладно, электроника может и нормально отнесется.
А вот батарейка наверняка того. Скорость протекания хим. реакций уменьшится на 2-3 порядка - внутреннее сопротивление соотв. вырастет - отдаваемая мощность тоже снизится... А может и совсем вырубится, если электролит замерзнет.
Механика, если будет, тоже может сглючить - элементарно, хоть масло застынет, хоть заклинит от температурных деформаций...

Как с этим бороться? Сооружать термостатируемый контейнер? А чем его подогревать...
И вообще, надо бы для начала на земле поверить работоспособность. Морозильника не хватит. Можно в ящике с сухим льдом подержать часик-другой.

AleX413> Как с этим бороться? Сооружать термостатируемый контейнер? А чем его подогревать...
Ну, сооружать тут особо нечего, пенопластовая коробка без дополнительного подогрева вполне спасёт - электроника сама себе нужную температуру надышит. Чтобы смазка не мёрзла, нужно пользовать силиконовую.

Дошел я до такой вещи как передающая КВ-антенна для воздушного шара. Ее надо делать. Но есть такая особенность - длина волны на искомой частоте составляет 20 метров. Подскажите как впихнуть такое большое устройство, на такой маленький шарик. Какую выбрать конструкцию антенны? Какой материал, чтоб не оторвало порывами ветра?

TEvg> Но есть такая особенность - длина волны на искомой частоте составляет 20 метров. ... Какую выбрать конструкцию антенны? Какой материал, чтоб не оторвало порывами ветра?

Ну, общая длина антенны получится 10м, если делать просто диполь.
Т. е. свешиваем вниз стандартный антенный канатик длиной 5м - это одно плечо диполя. А можно и алюминиевый, если есть, тогда вес сильно уменьшится.
Симметрировать антенну можно двумя способами:
1. Четвертьволновым стаканом. А именно, антенный канатик припаиваем к центральной жиле коаксиального кабеля. Поверх кабеля натягиваем экран длиной 5м от другого подходящего по диаметру кабеля. В точке окончания фидера соединяем экраны. Примечание: второй конец внешнего экрана должен оставаться свободным. Таким образом получается, что под шаром висит антенна общей длиной 10м, точка питания находится посередине.
2. Противовесами. Например, тремя-четырьмя тонкими проводниками, приклеенными к наружной поверхности шара. Нижние концы соединяем с оплёткой фидера, верхние - свободны. У такой конструкции вес существенно меньше, а вниз висит только 5м. Но противовесы должны уместиться на наружной поверхности шара, желательно на нижнем его полушарии. Кстати, эти противовесы могут быть совмещены с элементами подвеса корзины.

Ветром такую конструкцию может оторвать только при старте, дальше шар летит по ветру и незначительные ветровые нагрузки возникают только при турбуленции. Уменьшить длину нижнего плеча можно, если использовать толстый вибратор из рескольких проводов с распорками, но тогда конструкция будет более нежной.

Можно применить и рамочную антенну в виде нескольких витков провода по наружной поверхности шара, намотав их горизонтально. КПД у такой антенны сильно зависит от диаметра шара, параметры надо считать в зависимости от него.

А что лучше взять сталь или алюминий?

>1. Четвертьволновым стаканом.

Пожалуйста нарисуйте это устройство. А то не совсем ясно его себе представляю.

Я бы сделал с противовесами, всё же конструктивно проще. Проводник пофигу из чего. Я бы вплёл в фал тонкий медный проводник - вот вам и нижняя часть антенны. Противовесы тем же макаром в элементы подвески корзины. По-моему, оптимальный вариант.
Если надо, конкретные размеры могу быстро посчитать. Нужна частота и размеры шара. Волновое сопротивление антенны будет в районе 50 Ом.

Шар сферический, диаметром 2.2 метра. Частота в пределах любительского диапазона 14 МГц, точнее не скажу т.к. надо кварцы сначала найти.

Жень, знаешь, камеру лучше взять обычную дешевую 1.3 мегапикселя. Не знаю, правда, как она к 15 км отнесется... но работать будет

Вопрос вот в чем - тебе с нее данные надо передавать? Или можно просто на борт нащелкать данных?

>Жень, знаешь, камеру лучше взять обычную дешевую 1.3 мегапикселя. Не знаю, правда, как она к 15 км отнесется... но работать будет

Да я уже понял сей грустный факт. И похоже придется ставить вообще 640*480. Аппаратура-то одноразовая и цены кусаются. Но это на следующем шаре. На ближайшем я думаю поставить только радиопередатчик и барометрический измеритель высоты, если тебе его удастся достать.

>Вопрос вот в чем - тебе с нее данные надо передавать? Или можно просто на борт нащелкать данных?

Только по радио. Я бы мог воткнуть USB-флэшку, но.. назад ее не получить. Шар угонит ветром фиг знает куда. Так что надо передавать данные сразу.

Основная задача успеть до холодов запустить 2-хметровый шар. А потом зимой можно будет доделать борт более сложного.

Прошу прощения за задержку, работы подвалило густо.
Вот, собственно, расчёт антенны из провода диаметром 0,8мм.

Design - просто примерный внешний вид.
Geometry - координаты концов проводов. Свободные концы проводов противовеса можно двигать по месту, параметры антенны от этого меняются слабо, главное, чтобы параллельно им не было проводящих предметов. Вторые концы обычно соединяют с металлическим корпусом передатчика. Верёвка №6 в таблице дана только для правильной имитации подачи питания антенны. На самом деле верёвки №1 и №6 - это один проводник.
Parameters - расчётные параметры антенны. Как показывает практика, реальные параметры отличаются от расчётных довольно слабо - mmana очень гут!

Вопросы принимаются,
успехов!

ПЫСЫ Чтобы не мутить с координатами, проще взять все проводники равными четверти волны. КСВ будет похуже, но, в данном случае, достаточно хорошим.