Obsah:

Záznamník dat balónu The Ultimate High Altitude Weather Balloon: 9 kroků (s obrázky)
Záznamník dat balónu The Ultimate High Altitude Weather Balloon: 9 kroků (s obrázky)

Video: Záznamník dat balónu The Ultimate High Altitude Weather Balloon: 9 kroků (s obrázky)

Video: Záznamník dat balónu The Ultimate High Altitude Weather Balloon: 9 kroků (s obrázky)
Video: The best UFO sightings in 2021 part 3 2024, Listopad
Anonim
Image
Image
The Ultimate High Altitude Weather Balloon Data Logger
The Ultimate High Altitude Weather Balloon Data Logger

Zaznamenávejte data meteorologického balónu s vysokou nadmořskou výškou s dokonalým záznamníkem meteorologického balónu s vysokou nadmořskou výškou.

Vysokohorský meteorologický balón, známý také jako vysokohorský balón nebo HAB, je obrovský balón naplněný heliem. Tyto balóny jsou platformou, která umožňuje experimentům, sběratelům dat nebo prakticky cokoli jít do blízkého vesmíru. Balónky často dosahují výšky 80 000 stop, přičemž některé dosahují více než 100 000 stop. Hab má obvykle užitečné zatížení obsahující padák, radarový reflektor a balíček. Balíček obvykle obsahuje kameru a jednotku GPS sloužící ke sledování a obnovení balónu.

Jak balón získává výšku, tlak klesá. S menším tlakem mimo balón se balónek rozpíná a nakonec je tak velký, že praskne! Padák pak vrací užitečné zatížení zpět na zem, často mnoho mil od místa, kde byl balón vypuštěn.

Moje škola tyto balónky pravidelně používá k pořizování videa o zakřivení Země. Při extrémních změnách teploty a tlaku, velkém množství radiace a rychlosti větru lze z těchto letů zachytit spoustu zajímavých údajů.

Tento projekt začal před čtyřmi lety socratickým seminářem o vesmíru. Seminář fungoval jako inspirace. Moji vrstevníci se rozhodli, že chtějí dosáhnout vesmíru. Dotkněte se nedotknutelného. Rozhodli se, že způsob, jak se dostat do vesmíru, bude pomocí meteorologických balónů. Přeskočte o čtyři roky později a vypustili jsme 16 balónků. Bylo získáno 15, což je velmi působivý rekord při vyhledávání meteorologických balónů. Letos jsem nastoupil na střední školu a připojil se k týmu odpalovacích balónků. Když jsem si uvědomil, že se nezaznamenávají žádná data, rozhodl jsem se to změnit. Můj první data logger byl Nejjednodušší Arduino High Altitude Balloon Data Logger. Tato nová verze zachycuje více dat, čímž si vysloužila titul ultimate. Díky tomu se nadmořská výška, teplota, rychlost větru, rychlost stoupání a klesání, zeměpisná šířka, délka, čas a datum zaznamenávají a ukládají na kartu microSD. Tato verze také používá desku pro zvýšení odolnosti a nižší riziko. Konstrukce je navržena tak, aby bylo možné Arduino Nano zapojit nahoru. Data shromážděná z tohoto dataloggeru nám, studentům, umožňují dotknout se okraje vesmíru. Můžeme se dotknout nedotknutelného!

Tento nový záznamník dat poskytuje více dat než většina balonových záznamníků, které lze zakoupit. Může být také postaven za méně než 80 $, zatímco jeden zakoupený obchod vás bude stát více než 200 $. Začněme!

Krok 1: Části, programy, nástroje a knihovny

Části, programy, nástroje a knihovny
Části, programy, nástroje a knihovny
Části, programy, nástroje a knihovny
Části, programy, nástroje a knihovny
Části, programy, nástroje a knihovny
Části, programy, nástroje a knihovny
Části, programy, nástroje a knihovny
Části, programy, nástroje a knihovny

Díly

Arduino - Nano je nejlepší, protože ho lze nacvaknout nahoru. Také jsem použil Arduino Uno s kabely, které jej připevňují

Doporučil bych vám použít originální Arduino, protože mnoho klonů nemusí fungovat při nízkých teplotách, kterým je záznamník dat vystaven. Nejchladnější teplota zaznamenaná při našem letu byla -58 stupňů Fahrenheita. Se správnou ochranou proti počasí a ohřívači rukou může klon fungovat.

5–22 $ (v závislosti na kvalitě)

store.arduino.cc/usa/arduino-nano

GPS jednotka - poskytuje údaje o čase, datu, nadmořské výšce, klesání, stoupání a rychlosti větru

Tuto jednotku bych velmi doporučil. Většina jednotek GPS nefunguje nad 60 000 stop. Vzhledem k tomu, že balóny s vysokou nadmořskou výškou stoupají výše, nefungují. V letovém režimu pracuje tato jednotka na 160 000 stop.

store.uputronics.com/?route=product/product&product_id=72

$30

Záznamník dat MicroSD - Obsahuje kartu MicroSD a umožňuje nám ukládat data, která shromažďujeme

Těch je na trhu mnoho a určitě i nějaké levnější. Šel jsem s tímto, protože je lehký, Sparkfun má skvělou dokumentaci a jeho použití je velmi snadné. Když je připojen k pinům 0 a 1, zapíše do něj funkce Serial.print. Je to tak snadné!

www.sparkfun.com/products/13712

$15

Teplotní senzor - používám jeden k zajištění venkovní teploty, ale lze snadno přidat další, který zajistí teplotu z užitečného zatížení

Použil jsem teplotní senzor tmp36. Tento analogový senzor běží bez příkazu zpoždění. GPS jednotka nemůže pracovat se zpožděním, proto je tento senzor ideální. Nemluvě o tom, že je velmi levný a vyžaduje pouze jeden analogový pin. Také to funguje na 3,3 voltů, což je to, na čem běží celý obvod. Tato komponenta je v podstatě perfektní!

www.sparkfun.com/products/10988?_ga=2.172610019.1551218892.1497109594-2078877195.1494480624

$1.50

Rezistory 1k (2x) - Používají se pro přijímací linky záznamníku dat GPS a MicroSD

Arduino poskytuje těmto kolíkům 5 voltů. Rezistor 1k snižuje napětí na bezpečnou úroveň pro tyto jednotky.

www.ebay.com/p/?iid=171673253642&lpid=82&&&ul_noapp=true&chn=ps

75¢

LED - bliká při každém sběru dat (volitelně)

Při každém sběru dat také blikají Arduino a MicroSd. Tím je to však více zřejmé. Dráty na tom by mohly být také prodlouženy, aby LED trčela. To se používá k zajištění záznamu dat.

www.ebay.com/itm/200-pcs-3mm-5mm-LED-Light-White-Yellow-Red-Green-Assortment-Kit-for-Arduino-/222107543639

Perf Board - To umožňuje trvalejší obvod a snižuje riziko, protože dráty nemohou spadnout. Místo toho lze použít prkénko nebo desku plošných spojů

www.amazon.com/dp/B01N3161JP?psc=1

50¢

Konektor baterie - na starty používám 9v baterii. Tím se baterie připojí k obvodu. Na ně připájím spojovací spoj propojovacích vodičů, aby bylo snazší připojení

www.amazon.com/Battery-Connector-Plastic-A…

70¢

Mikro přepínací přepínač - používám k zapnutí jednotky. To mi umožňuje ponechat baterii zapojenou, zatímco je systém vypnutý (volitelně)

Zachránil jsem svou z měsíční lampy. Jakýkoli mikrospínač bude fungovat.

MicroSwitchLink

20¢

Záhlaví pro muže a ženy - Použijte je k odpojení součástí, jako je GPS a Arduino, od obvodu. (Doporučeno)

www.ebay.com/itm/50x-40-Pin-Male-Header-0-1-2-54mm-Tin-Square-Breadboard-Headers-Strip-USA-/150838019293?hash=item231ea584dd:m: mXokS4Rsf4dLAyh0G8C5RFw

$1

Karta MicroSD - doporučil bych kartu 4–16 GB. Protokoly nezabírají mnoho místa

Můj datalogger běžel od 6:30 do 13:30 a využíval pouze 88 kilobajtů prostoru. To je méně než 1/10 megabajtu.

www.amazon.com/gp/product/B004ZIENBA/ref=oh_aui_detailpage_o09_s00?ie=UTF8&psc=1

$7

Powersource - Prostor je chladný, takže kapalné baterie zamrznou. To znamená, že žádné alkalické baterie. Lithiové baterie fungují skvěle! Použil jsem 9v baterii

www.amazon.com/Odec-9V-Rechargeable-Batter…

$1

Celkové náklady jsou 79,66 USD! Komerční loggery stojí asi 250 $, takže to považujte za 68% slevu. Pravděpodobně máte také mnoho z těchto položek, jako je Arduino, Sd Card atd., Které snižují náklady. Pojďme ke stavbě

Programy

Jediným potřebným programem je Arduino IDE. Toto je nativní jazyk Arduino a používá se k nahrávání kódu, psaní kódu a testování. Software si můžete zdarma stáhnout zde:

Knihovny

V této skice používáme dvě knihovny. K interakci s jednotkou GPS slouží knihovna NeoGPS. Softwarová sériová knihovna umožňuje sériovou komunikaci na dalších pinech. K datovému záznamníku GPS a MicroSd se připojujeme pomocí sériové komunikace.

NeoGPS

SoftwareSerial - Lze použít libovolnou sériovou knihovnu softwaru. Ten už jsem měl stažený, tak jsem ho použil.

Potřebujete pomoc s instalací knihovny? Přečtěte si toto:

Nástroje

Páječka - Záhlaví bude nutné připevnit k více komponentám a páječka se používá k připevnění součástí k desce perf a výrobě stop.

Pájka - Používá se v kombinaci s páječkou.

Krok 2: Spojení obvodu dohromady

Sestavení obvodu dohromady
Sestavení obvodu dohromady
Sestavení obvodu dohromady
Sestavení obvodu dohromady
Sestavení obvodu dohromady
Sestavení obvodu dohromady
Sestavení obvodu dohromady
Sestavení obvodu dohromady

Budete muset pájet záhlaví na několik komponent. Jak na to, se dozvíte zde:

Postupujte podle schématu na breadboardu nebo perf boardu výše. Nepřipojujte zemní čidlo teploty k uzemnění záznamníku GPS nebo microSD, protože by to zničilo vaše údaje o teplotě. Pokud používáte desku perf, podívejte se na tento návod, jak vytvářet stopy. Toto je jedna z technik:

Při připojování součástí buďte opatrní. Ujistěte se, že máte správnou polaritu a kolíky. Zkontrolujte připojení dvakrát!

Arduino - GPS3.3v --- VCC

GND --- GND

D3 ----- 1k odpor ----- RX

D4 ------ TX

Arduino - OpenLog

Reset --- GRN

D0 ---- TXD1 ---- 1k odpor ---- RX

3,3 V ----- VCC

GND ---- GND

GND ---- BLK

Arduino - teplotní senzor - Pomocí výše uvedené fotografie určete, která noha je která

3.3v ------ VCC

GND ---- GND (Mělo by to být buď na jeho vlastním pinu Arduino, nebo připojeném k napájecímu zdroji GND. Pokud je připojen k GPS nebo loggeru, zkreslí data o teplotě.)

Signál --- A5

Arduino - LED

D13 ------ + (delší noha)

GND -------(kratší noha)

Arduino - konektor baterie

Vin ---- Mikropřepínač ---- Pozitivní (červený)

GND ----- Negativní (černý)

Krok 3: Programování

Programování
Programování
Programování
Programování
Programování
Programování

V tomto programu používáme dvě knihovny, NeoGPS a SoftwareSerial. Oba je lze stáhnout ze stránky s díly tohoto Instructable. Při propojování GPS s programem Arduino se obvykle používá knihovna TinyGPS. S GPS, které používáme, se mi to však nepodařilo zprovoznit.

Knihovna SoftwareSerial nám umožňuje připojit dvě zařízení k Arduinu pomocí softwarového sériového připojení. Používají to datalogger GPS i MicroSD. Ostatní knihovny to dokážou také a měly by pracovat s kódem. Ten už jsem měl v počítači a funguje, tak jsem ho použil.

Kód je založen na mém posledním záznamníku dat. Hlavní změnou je přidání teplotního čidla. GPS je založeno na satelitech. To znamená, že GPS se musí nejprve připojit k satelitům, než může zobrazit data. Zámek se skládá z GPS připojeného ke čtyřem satelitům. Rychlá poznámka je, že čím více satelitů je GPS připojeno, tím přesnější jsou poskytovaná data. Program vytiskne počet satelitů připojených na každý řádek dat. Po většinu mého letu bylo připojeno k dvanácti satelitům.

Program bude možná nutné změnit, aby pro vás fungoval. I když lze celý kód změnit, doporučil bych změnit časové pásmo, čas mezi odečty a měrnou jednotku teploty. Typický meteorologický balón je ve vzduchu asi dvě hodiny. GPS přijímá data ze satelitů každou sekundu. To znamená, že pokud uložíme všechny odeslané údaje, budeme mít 7 000 naměřených hodnot. Protože nemám zájem vykreslit 7 000 záznamů dat, rozhodl jsem se přihlásit každé 30. čtení. To mi poskytuje 240 datových bodů. Trochu rozumnější číslo.

Možná si říkáte, proč používáme proměnnou i a příkaz if k uložení každého 30. čtení, než jen pomocí příkazu zpoždění a čekání 30 sekund. Odpověď zní, že hodnoty GPS jsou velmi choulostivé. 30sekundové zpoždění znamená, že GPS nezachycuje všechny datové sady a způsobuje, že naše data jsou zmatená.

Tyto hodnoty budete muset změnit na svůj posun od koordinovaného světového času (UTC).

Pokud neznáte ten svůj, najdete ho zde

static const int32_t

zone_hours = -8L; // PST

static const int32_t

zone_minutes = 0L; // obvykle nula

Tento řádek by měl být změněn na to, jak často chcete zaznamenávat naměřené hodnoty. Nastavil jsem své čtení na každých 30 sekund.

pokud (i == 30) {

Pokud nežijete v USA, pravděpodobně budete chtít měření teploty v stupních Celsia. Chcete -li to provést, odkomentujte tento řádek:

// Serial.print ("Stupně C"); // odkomentujte, pokud chcete celsius

// Serial.println (stupneC); // odkomentujte, pokud chcete celsius

Pokud nechcete čtení ve stupních Fahrenheita, napište do komentáře toto:

Serial.print ("Stupně F"); // okomentujte, pokud nechcete, Fahrenheit Serial.println (stupňůF); // komentujte, pokud nechcete, Fahrenheit

Kód se nenahrává?

Při nahrávání nového kódu musí být Arduino odpojeno od obvodu. Arduino je odesláno nový kód přes sériovou komunikaci na piny D0 a D1. Tyto dva piny jsou také piny používané pro záznamník dat MicroSd. To znamená, že pro nahrání kódu musí být záznamník dat MicroSD odpojen.

Krok 4: Testování

Testování
Testování
Testování
Testování
Testování
Testování

Jakmile jsou vytvořena všechna připojení a je nahrán kód, je čas otestovat náš záznamník dat. Chcete -li to provést, připojte Arduino k počítači stejným způsobem, jakým byste nahráli kód. Ujistěte se, že je sériový port správný, a poté otevřete Serial Monitor. Pokud jsou všechna připojení provedena správně, zobrazí se toto:

NMEAloc. INO: počet objektů zahájených oprav = 31 Velikost objektu NMEAGPS = 84 Hledá se zařízení GPS v SoftwareSerial (RX pin 4, TX pin 3) Datalogger s vysokou nadmořskou výškou počasí od Aarona Price

Čas Zeměpisná šířka Zeměpisná délka Rychlost větru Rychlost větru Nadmořská výška (stupně) (stupně) uzly mph cm -------------------------------- ---------------------------------------------------------- ------------------------------

Pokud je GPS připojen nesprávně, zobrazí se toto:

Nastavení letového režimu uBlox: B562624240FFF63000010270050FA0FA06402C1000000000000001616DC * Čtení odpovědi ACK: (FAILED!)

Zajistěte, aby LED blikala pokaždé, když do sériového monitoru vstoupí nový údaj. Záznamník dat MicroSd bude také blikat při každém záznamu dat.

Všimnete si, že vám GPS posílá jediný otazník. Jednotkám GPS totiž spuštění a připojení k satelitům chvíli trvá. Tato jednotka mi obvykle trvá přibližně osm minut, než mi začne posílat celý řetězec dat. Asi do pěti hodin vám začne posílat data o datu a čase následované otazníkem. Prvních několik bodů bude pravděpodobně nesprávných, ale poté se zobrazí správné datum a čas. Pokud neobdržíte své datum a čas, podívejte se na kód, abyste se ujistili, že je správné časové pásmo opraveno. Přečtěte si část programování tohoto Instructable, abyste se dozvěděli, jak na to.

Sériový monitor nakonec zobrazí všechna data. Zkopírujte a vložte zeměpisnou šířku a délku a připravte se na výsledky, které vás šokují. Přesnost je pozoruhodná!

Zkontrolujte údaje o teplotě a ujistěte se, že jsou správné. Pokud je teplota čtena jako hrubě nerealistické číslo (160+), teplotní senzor buď není zapojen, nebo je zapojen nesprávně. Viz schéma. Pokud je odečet teploty nestálý nebo vyšší, než by měl být (tj. Teplota je 65 stupňů Fahrenheigh a snímač jej hlásí jako 85), pak snímač pravděpodobně sdílí zemnící kolík s GPS, microSD data loggerem nebo s obojím. Teplotní senzor by měl mít buď vlastní zemnící kolík, nebo sdílet zemnící kolík pouze se vstupním uzemněním.

Nyní musíte kartu microSD naformátovat a vymazat. Potřebujeme typ souboru fat16 nebo fat32. Sledoval jsem tento tutoriál od GoPro:

Dále otestujte obvod bez připojeného počítače. Připojte kartu microSD do záznamníku dat a pomocí zdroje napájení dodejte energii Arduinu. Nechte jej běžet dvacet minut a poté odpojte napájení. Odpojte kartu microSD a zapojte ji do počítače. Měli byste vidět, že byl vytvořen konfigurační soubor (to se stane pouze tehdy, když není vytvořen předchozí konfigurační soubor). Pokaždé, když se Arduino resetuje nebo zapojí, vytvoří nový soubor.

Od koncepce tohoto projektu byly vydány nové knihovny a verze Arduino IDE. Z tohoto důvodu se více uživatelům zobrazovaly ošklivé chybové zprávy. Uživatel RahilV2 měl tento problém a našel řešení

"Počáteční chybu jsem opravil a bylo to proto, že. INO místo názvu" gpsPport "používá starý název portu gps, který je 'gpsPort'. Změnil se také symbol preprocesoru. Všechny ukázkové programy nyní používají 'GPS_PORT_NAME' místo ' USING_GPS_PORT '."

Díky RahilV2!

Krok 5: Ochrana elektroniky

Ochrana elektroniky
Ochrana elektroniky

Poznámka pro lidi používající desku perf, umístění obvodu na kovový povrch obvod zkrátí. Použil jsem plastovou trubku kolem několika šroubů, abych zavěsil svou perf desku nad plastovou fólii. Dno můžete za horka slepit, připevnit na karton nebo pěnu nebo použít balíček, který nevede elektřinu. Zde si můžete vytisknout tyto plastové trubky a vytáhnout 3D šrouby zde:

Připojil jsem ženské záhlaví k výkonové desce, kde sedí GPS, aby bylo možné GPS snadno odpojit z obvodu. Jednotka GPS je křehká. Čipové antény se mohou zlomit a jednotka je citlivá na statickou elektřinu. Žádnou z těchto jednotek jsem nezlomil. Ukládám GPS do statického stíněného vaku, do kterého přichází, aby byl GPS chráněn.

Ať už používáte propojovací pole nebo jen propojovací vodiče pro konektor baterie, doporučuji použít horké lepidlo, aby se zajistilo, že se propojovací vodiče zasunou do jejich zásuvek. Bylo by nešťastné obnovit balón a zjistit, že se nelogoval, protože se odpojil propojovací kabel.

Doporučuje se ohřívač rukou, protože udrží vše v teple a funguje. Obvykle prodlužuji délku konektorů baterie, což mi umožňuje uložit baterii do oddělené přihrádky od elektroniky. Návleky na ruce jsem dal přímo na baterii. I když by elektronika měla fungovat bez ohřívačů rukou, doporučil bych je použít. Umístěte ohřívač rukou nebo dva do blízkosti elektroniky a zajistěte jej tak, aby se nedotýkal elektroniky. Sálavé teplo z ohřívačů rukou postačuje k udržení elektroniky v dobrém stavu.

Krok 6: Spusťte

Image
Image
Zahájení
Zahájení
Zahájení
Zahájení

Datalogger obvykle připojuji k počítači asi dvacet minut před tím, než plánujeme vypustit balón. Zapojení záznamníku do počítače není nutné. Dělám to, abych zajistil, že GPS běží a že mám satelitní zámek. Jakmile záznamník zobrazí všechna data, přepnu přepínač a odpojím počítač. Protože obvod má vždy zdroj energie, GPS zůstává horký a pokračuje v protokolování pomocí satelitního zámku. Tím se na kartě microSD vytvoří nový soubor.

Balón jsme vypustili v 6:58 ráno. Plánovali jsme vypustit dříve, ale náš první balón vytvořil trhání. Zapomněli jsme hadičky, abychom připevnili balónek k heliové nádrži. Takže jsme balón připevnili přímo k trysce heliové nádrže. Vibrace na trysce způsobily roztržení balónu. Naštěstí jsme přivezli náhradní balón. Jako improvizovanou hadičku jsme použili řezanou zahradní hadici a fungovalo to!

Balíček se skládal z izolovaného obědového boxu. Záznamník dat seděl uvnitř s ohřívači rukou. Otvor vyřezaný v krabici na oběd poskytoval kameru možnost, aby byla uvnitř schránky na oběd, a přitom si zachovala nerušený výhled. K tomuto spuštění jsme použili relaci GoPro. Vyfotilo to cestu! Na boční a horní straně obědového boxu byly připevněny dvě jednotky SPOT GPS. Použili jsme je ke sledování našeho balíčku. Na boku obědového boxu byla vytvořena malá štěrbina, která umožňovala vyčnívat teplotnímu senzoru a vystavovat jej venkovnímu vzduchu.

Krok 7: Obnovení

Zotavení
Zotavení
Zotavení
Zotavení
Zotavení
Zotavení

Při posledním spuštění jsem použil baterii Duracell 9v. Před zapojením do záznamníku jsem změřil napětí baterie 9,56 voltů. Baterii jsem zapojil kolem 6:30 ráno. Poté, co balón přistál, byl vzat zpět, odvezen zpět do školy a balíček otevřen, bylo 13:30. Otevřel jsem užitečné zatížení, abych zjistil, že datalogger stále zaznamenává! Poté jsem změřil napětí 9v baterie. Protože se používá baterie, napětí klesá. Baterie měla nyní 7,5 voltů. Po sedmi hodinách záznamu dat byla baterie stále ve slušném stavu.

Balón a balíček přistály jižně od Ramony v malém kaňonu. Záchranný tým jel asi hodinu a po zbytku cesty se vydal pěšky. Jedovatý břečťan a horké teploty byly překážkou, přesto vytrvaly a dokázaly získat zpět balón. Vrátili se do školy a podali mi balíček. Překvapilo mě, že datalogger stále běží. Díky tomu jsem byl optimistický. Odpojil jsem baterii a opatrně vytáhl kartu microSD. Potom jsem běžel k počítači. Toto je pro mě nejvíce nervy drásající a vzrušující část cesty. Fungoval záznamník dat? Prohrabal jsem se v batohu a našel adaptér karty SD. Poslední dva lety logger přestal fungovat na 40 000 stop, protože jsem nesprávně přepnul GPS do letového režimu. Vzhledem k tomu, že jediným způsobem, jak mohu dosáhnout výšek přes 40 000 stop, jsou meteorologické balóny, neměl jsem tušení, zda můj nový kód bude fungovat.

Zapojil jsem kartu microSD do počítače, otevřel soubor a uviděl protokol plný dat. Začal jsem procházet daty… ÚSPĚCH !! Protokol pokračoval celým letem.

Krok 8: Analýza a věda

Analýza a věda
Analýza a věda
Analýza a věda
Analýza a věda
Analýza a věda
Analýza a věda

Výraz „potřetí kouzlo“zní pravdivě. Zaznamenali jsme data za celý let! Balón dosáhl maximální výšky 91 087 stop a nejchladnější teplota byla -58 stupňů Fahrenheita.

Naše data potvrzují a ladí s většinou známé vědy. Například dno stratosféry bylo -40 až -58 stupňů Fahrenheita, zatímco v apogee letu byla teplota -1,75 stupňů Fahrenheita. Lidé žijí v nejnižší vrstvě zemské atmosféry, troposféře. V troposféře teplota klesá, jak člověk získává výšku. Ve stratosféře je tomu naopak. Ve skutečnosti může být vrchol stratosféry pět stupňů nad nulou.

Překvapilo mě, že balón stoupal tak lineárně. Myslel bych, že jak atmosféra ředí balóny, rychlost stoupání se změní. Nepřekvapila mě však křivka v rychlosti sestupu balónu. Moje hypotéza, proč balón rychle padá a pak postupně zpomaluje, souvisí s padákem. V apogee je tak málo vzduchu, že si myslím, že padák nebyl tak účinný. Padáky používají odpor vzduchu a tření k pomalému pádu na zem, takže pokud je vzduchu málo, padák není tak účinný. Jak se balíček snižuje, odpor vzduchu se zvyšuje, protože je zde větší tlak vzduchu a více vzduchu. To má za následek, že padák je efektivnější a balíček sestupuje pomaleji.

Vzhledem k teplotě a rychlosti větru prohlašuji za nejhorší nadmořskou výšku 45 551 stop. V této nadmořské výšce balíček zažil mrazivých -58 stupňů Fahrenheita. Pokud to nestačilo, foukal vítr o rychlosti 45 mil za hodinu. I když jsem měl potíže s hledáním údajů o vlivu větru na větrný chlad při této teplotě, zjistil jsem, že počasí -25 stupňů Fahrenheita s větrem o rychlosti 45 mil za hodinu má za následek větrný mráz -95 stupňů. Také jsem zjistil, že teploty větrných mrazů -60 stupňů zmrazí exponované maso za 30 sekund. Přesto to pravděpodobně není ideální místo pro dovolenou. Jak je vidět na fotografii výše, z této nadmořské výšky je skvělý výhled! Více informací o windchillu naleznete zde:

Nemohl bych tato data zobrazit a prostudovat bez pomoci své sestry, která provedla zadání dat všech 240 řádků dat. Výhody mít mladší sourozence:)

Krok 9: Závěr

Image
Image
Nedotknutelná výzva
Nedotknutelná výzva

To je jednoznačný úspěch. Zaznamenali jsme údaje o nadmořské výšce, teplotě, rychlosti větru, rychlosti stoupání, rychlosti klesání, času, data, zeměpisné šířky a délky celého letu. To musí mít zkušené vysokohorské balónky a první odpalovací zařízení!

Po čtyřech letech startu balónu jsme konečně zaznamenali celý let. Nakonec jsme zjistili, jak vysoko létají naše balónky. Trochu jsme se přiblížili prožívání vesmíru. Trochu jsme se přiblížili k dotyku nedotknutelných!

Dalším skvělým aspektem data loggeru je, že všechna data jsou opatřena časovým razítkem. To znamená, že můžete data porovnat s fotografiemi pořízenými na cestě, což vám umožní zjistit nadmořskou výšku a přesné místo, kde byla každá fotografie pořízena!

Tento projekt lze snadno replikovat a upravovat pro vlastní účely. Jednoduše přidejte další teplotní senzory, senzory tlaku a vlhkosti, geigerovy čítače, příležitosti jsou nekonečné. Dokud lze senzor používat bez prodlevy, měl by fungovat!

Děkujeme, že jste si našli čas na přečtení tohoto Instructable. Baví mě odpovídat na otázky, odpovídat na komentáře a užitečné tipy a nápady, takže se v sekci s komentáři níže vrhněte.

Tento Instructable je také v některých soutěžích, hlasujte, pokud se vám to líbilo nebo jste se dozvěděli něco nového! Vyhrávání cen mi umožňuje získávat nové nástroje pro vytváření lepších a pokročilejších projektů

Nedotknutelná výzva
Nedotknutelná výzva

Runner Up in the Untouchable Challenge

Prozkoumejte Vědeckou soutěž 2017
Prozkoumejte Vědeckou soutěž 2017
Prozkoumejte Vědeckou soutěž 2017
Prozkoumejte Vědeckou soutěž 2017

Velká cena v soutěži Explore Science Contest 2017

Doporučuje: