Amanhã enviaremos nosso servidor para a estratosfera. Durante o vôo, o estratostato distribuirá a Internet, gravará e transmitirá dados de vídeo e telemetria para o solo. Escrevemos várias vezes que falaremos sobre o lado técnico do nosso projeto "Space Data Center" (ele costumava responder ao nome "
Servidor nas nuvens 2.0 "). Eles prometeram - estamos cumprindo! Sob katom, um punhado de pedaços de ferro e código.
Servidor Web
Mesmo no projeto anterior “Server in the Clouds”, quando subimos em um balão de pleno direito com uma equipe de duas pessoas, pegar um servidor de pleno direito com um conjunto de bateria não era, digamos, racional. E agora estamos falando de um pequeno balão estratosférico, que precisa subir 30 km, e não 1. Portanto, escolhemos o mesmo Raspberry Pi como servidor da web. Este microcomputador formará uma página HTML e exibirá em uma exibição separada.
Conexão via satélite
Além do Raspberry, os modems das redes de satélite Iridium e Globalstar voarão a bordo. Como você se lembra, planejamos adicionar um modem da rede doméstica “Gonets” a eles, mas não conseguimos obtê-lo com antecedência, portanto o enviaremos no próximo vôo. Por meio de modems via satélite, o servidor da web receberá suas mensagens, que podem ser enviadas na
página do projeto . Essas mensagens serão enviadas ao Raspberry Pi, que será alinhado a partir delas e exibido na página HTML.
Um ponto importante: a restrição no tamanho de uma mensagem de texto em russo é de 58 caracteres (incluindo espaços). Se a mensagem for mais longa, ela será truncada durante a transmissão. Além disso, todos os caracteres especiais serão cortados do texto, por exemplo,
/\+$%&;''""<>\n e similares.
Como o Raspberry Pi possui apenas uma porta UART, conectaremos modems por satélite através de um hub intermediário, que coletará dados dos modems e enviará para o Raspberry Pi.
Rádio modem
O servidor da web não apenas exibirá todas as mensagens recebidas de você na tela, mas também a transmitirá para a Terra através do modem de rádio LoRa. Então, queremos testar a idéia de distribuir a Internet a partir da estratosfera (homenagem ao projeto Google Loon). Obviamente, nosso balão estratosférico não é um relé de comunicação completo, mas mesmo que suas capacidades sejam suficientes para a transmissão estável de dados, sem grandes perdas de informações, então sistemas especializados lidarão definitivamente com a distribuição da Internet a partir do pré-espaço.
Telemetria
Além disso, planejamos exibir dados de telemetria na mesma página HTML. O Raspberry Pi os levará de um controlador de vôo separado.
Ele interroga vários sensores que podem ser colocados dentro e fora da germobox de hardware, coleta informações em uma pilha, penteia-as e as fornece de maneira conveniente a quem pede. No nosso caso, ele solicitará o Raspberry Pi. Gravaremos pressão, altitude, coordenadas GPS, velocidade e temperatura vertical e horizontal.
Os dados do controlador de vôo são transmitidos em longas filas, que estão usando este código:
$str = 'N:647;T:10m55s;MP.Stage:0;MP.Alt:49;MP.VSpeed:0.0;MP.AvgVSpeed:0.0;Baro.Press:1007.06;Baro.Alt:50;Baro.Temp:35.93;GPS.Coord:N56d43m23s,E37d55m68s;GPS.Home:N56d43m23s,E37d55m68s;Dst:5;GPS.HSpeed:0;GPS.Course:357;GPS.Time:11h17m40s;GPS.Date:30.07.2018;DS.Temp:[fc]=33.56;Volt:5.19,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00'; parse_str(strtr($str, [ ':' => '=', ';' => '&' ]), $result); print_r($result);
transformar em uma matriz de uma forma conveniente para exibir:
Array ( [N] => 647 [] => 10m55 [MP_Stage] => 0 [MP_Alt] => 49 [MP_VSpeed) => 0.0 [MP_AvgVSpeed] => 0.0 [Baro rss] => 1007.06 [Baro_Alt] => 50 [Baro_Temp] => 35.93 [GPS_Coord] => N56d43m23s,E37d55m68s [GPS_Home) => N56d43m23s,E37d55m68s [Dst] => 5 [GPS_HSpeed] => 0 [GPS_Course] => 357 [GPS_Time] => 11h17m40s [GPS_Date] => 30.07.2018 [DS_Temp] => [f] .56 [Volt] => 5.19, 0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00 )
Também transmitiremos dados de telemetria para a Terra, juntamente com suas mensagens. Para fazer isso, implante uma estação receptora no local de lançamento.
Visor e câmera
Para garantir que o servidor realmente receba suas mensagens via comunicação via satélite e que geralmente voe para a estratosfera, em vez de ficar em nosso escritório, decidimos exibir todas as mensagens com telemetria no visor que a GoPro gravaria. Havia pouco tempo para preparar o projeto (mas quando isso acontece muito?!), Por isso não atormentamos o Aliexpress e o ferro de soldar, mas pegamos o dispositivo pronto. Para as nossas necessidades, é mais do que suficiente. Vamos conectar o monitor ao Raspberry via HDMI.
Também planejamos transmitir a sequência de vídeo da GoPro por meio de um canal de rádio separado, mas ainda não sabemos como ela funcionará - talvez uma nebulosidade baixa reduza bastante o alcance da comunicação. Mas, de qualquer forma, depois de encontrarmos o balão estratosférico pousado, carregamos o vídeo da câmera e você pode ver por si mesmo quais mensagens nosso "data center pré-cósmico" recebeu e quão alto ele subiu - a telemetria será exibida na mesma página HTML, além disso, um pedaço do horizonte será visível.
Nutrição
Toda a beleza acima será alimentada pela montagem de baterias de lítio montadas de acordo com o esquema 3S4P - três em série, quatro em paralelo. A capacidade total é de cerca de 14 Ah a uma tensão de 12 V. De acordo com nossas estimativas, isso deve ser suficiente, mas após a montagem final, é claro, mediremos o consumo real e, se necessário, jogaremos mais baterias.
Adicione a tudo isso os sinalizadores GPS pelos quais procuraremos o balão estratosférico pousado. E a "casa" para o servidor e outros dispositivos será uma caixa hermética.
Protegerá equipamentos delicados de temperaturas e pressões extremas. Ao mesmo tempo, reduzirá a dose de radiação, embora isso não desempenhe nenhum papel no nosso projeto, o servidor voará muito pouco na estratosfera e o cenário não é tão alto quanto na ISS.
Além de enviar mensagens no
site do projeto , você pode participar da competição e adivinhar o local do pouso da sonda. O prêmio principal é uma viagem a Baikonur para lançar a espaçonave tripulada Soyuz-MS-13.