Taula de continguts:

L'últim registre de dades de globus meteorològics d'alta altitud: 9 passos (amb imatges)
L'últim registre de dades de globus meteorològics d'alta altitud: 9 passos (amb imatges)

Vídeo: L'últim registre de dades de globus meteorològics d'alta altitud: 9 passos (amb imatges)

Vídeo: L'últim registre de dades de globus meteorològics d'alta altitud: 9 passos (amb imatges)
Vídeo: CS50 2013 - Week 5, continued 2024, Juliol
Anonim
Image
Image
L'últim registre de dades de globus meteorològics d'alta altitud
L'últim registre de dades de globus meteorològics d'alta altitud

Enregistreu dades de globus meteorològics a gran altitud amb l’últim registre de dades de globus meteorològics a gran altitud.

Un globus meteorològic a gran altitud, també conegut com a globus a gran altitud o HAB, és un globus enorme ple d'heli. Aquests globus són una plataforma que permet experimentar, col·leccionar dades o pràcticament qualsevol cosa per anar a prop de l’espai. Els globus freqüentment arriben a altures de 80.000 peus i alguns superen els 100.000 peus. Un hab normalment té una càrrega útil que conté un paracaigudes, un reflector de radar i un paquet. El paquet sol contenir una càmera i una unitat GPS que s’utilitzen per rastrejar i recuperar el globus.

A mesura que el globus guanya altitud, la pressió baixa. Amb menys pressió fora del globus, el globus s’expandeix i esdevé tan gran que apareix. El paracaigudes torna la càrrega útil a terra, sovint a molts quilòmetres d’on es va llançar el globus.

La meva escola fa servir aquests globus regularment per capturar vídeos de la curvatura de la terra. Amb canvis extrems de temperatura i pressió, grans quantitats de radiació i velocitat del vent, es poden capturar moltes dades interessants d’aquests vols.

Aquest projecte va començar fa quatre anys amb un seminari socràtic sobre l’espai. El seminari va servir d’inspiració. Els meus companys van decidir que volien arribar a l’espai. Toca l’intocable. Van decidir la manera d’arribar a l’espai amb globus meteorològics. Passa quatre anys després i hem llançat 16 globus. Se n’han recuperat 15, que són un historial molt impressionant per a la recuperació de globus meteorològics. Aquest any, vaig començar el batxillerat i vaig formar part de l’equip de llançament de globus meteorològics. Quan em vaig adonar que no s’enregistraven dades, em vaig proposar canviar-les. El meu primer registre de dades va ser el registrador de dades amb globus d'alta altitud Arduino més fàcil. Aquesta nova versió capta més dades i li dóna el títol d’ultima. Amb això, l’altitud, la temperatura, les velocitats del vent, les taxes d’ascens i descens, la latitud, la longitud, l’hora i la data es capturen i s’emmagatzemen en una targeta microSD. Aquesta versió també utilitza perf board per augmentar la durabilitat i reduir el risc. El disseny està fet de manera que es pot connectar un Arduino Nano a la part superior. Les dades recollides d’aquest registre de dades ens permeten als estudiants tocar la vora de l’espai. Podem tocar allò intocable.

Aquest nou registrador de dades proporciona més dades que la majoria dels registradors de globus que es poden comprar. També es pot construir per menys de 80 dòlars, mentre que una botiga comprada us costarà més de 200 dòlars. Comencem!

Pas 1: parts, programes, eines i biblioteques

Parts, programes, eines i biblioteques
Parts, programes, eines i biblioteques
Parts, programes, eines i biblioteques
Parts, programes, eines i biblioteques
Parts, programes, eines i biblioteques
Parts, programes, eines i biblioteques
Parts, programes, eines i biblioteques
Parts, programes, eines i biblioteques

Parts

Arduino: un Nano és el millor, ja que es pot agafar a la part superior. També he fet servir Arduino Uno amb cables que s’hi connecten

Us aconsellaria que feu servir un Arduino genuí perquè és possible que molts dels clons no funcionin a les temperatures fredes a què està exposat el registrador de dades. La temperatura més freda registrada al nostre vol va ser de -58 fahrenheit. Amb una protecció atmosfèrica adequada i escalfadors de mans, un clon pot funcionar.

De 5 a 22 dòlars (segons la qualitat)

store.arduino.cc/usa/arduino-nano

Unitat GPS: proporciona dades de temps, data, altitud, descens, pujada i velocitat del vent

Recomanaria aquesta unitat. La majoria d'unitats GPS no funcionen per sobre dels 60.000 peus. Com que els globus d’altura augmenten, aquests no funcionen. En mode de vol, aquesta unitat funciona a 160.000 peus.

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

$30

MicroSD Data Logger: conté una targeta MicroSD i ens permet emmagatzemar les dades que recopilem

N’hi ha molts al mercat i, definitivament, alguns per més econòmics. Vaig anar amb aquest perquè és lleuger, Sparkfun té una gran documentació i és molt fàcil d’utilitzar. Quan s’uneix als pins 0 i 1, s’hi escriu la funció Serial.print. És tan fàcil!

www.sparkfun.com/products/13712

$15

Sensor de temperatura: n’utilitzo un per proporcionar temperatura exterior, però es pot afegir fàcilment un altre per proporcionar temperatura des de la càrrega útil

He utilitzat el sensor de temperatura tmp36. Aquest sensor analògic s’executa sense l’ordre delay. La unitat GPS no pot funcionar amb retards, per tant, aquest sensor és ideal. Per no esmentar, és barat i només requereix un sol pin analògic. A més, funciona a 3,3 volts, que és el que funciona tot el circuit. Aquest component és bàsicament un partit perfecte.

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

$1.50

Resistències 1k (2x): s’utilitzen per a les línies de recepció del GPS i el registre de dades MicroSD

L'Arduino proporciona 5 volts a aquests pins. Una resistència de 1 k baixa el voltatge a un nivell segur per a aquestes unitats.

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

75¢

LED: parpelleja cada vegada que es recopilen dades (opcional)

L'Arduino i el MicroSd parpellegen cada vegada que es recopilen dades. Això, però, ho fa més evident. També es podrien estendre els cables d’això de manera que el led en surti. S’utilitza per garantir que es produeix el registre de dades.

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

Perf Board: permet un circuit més permanent i disminueix el risc ja que els cables no poden caure. En el seu lloc es podria utilitzar un tauler de control o un tauler de control

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

50¢

Connector de bateria: faig servir una bateria de 9v als llançaments. Això connecta la bateria al circuit. He soldat l’articulació de connexió dels cables del pont per facilitar-ne la connexió

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

70¢

Micro Toggle Switch: ho faig servir per engegar la unitat. Això em permet mantenir la bateria endollada mentre manté el sistema apagat (opcional)

Vaig salvar la meva d'un llum de lluna. Qualsevol micro commutador funcionarà.

MicroSwitchLink

20¢

Capçaleres masculines i femenines: utilitzeu-les per permetre que components com el GPS i Arduino es desprenguin del circuit. (Recomanat)

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

Targeta MicroSD: recomanaria una targeta de 4-16 GB. Els registres no ocupen gaire espai

El meu registre de dades va funcionar de 6:30 a 13:30 i només feia servir 88 kilobytes d’espai. Això és menys d’un 1/10 de megabyte.

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

$7

Powersource: l’espai és fred, de manera que les bateries líquides es congelaran. Això significa que no hi ha piles alcalines. Les bateries de liti funcionen molt bé. He utilitzat una bateria de 9v

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

$1

El cost total arriba a 79,66 dòlars. Els maderers comercials costen uns 250 dòlars, per la qual cosa considereu un descompte del 68%. Probablement també tingueu molts d’aquests articles, com ara Arduino, Sd Card, etc., que redueixen el cost. Anem a construir

Programes

L'únic programa necessari és l'IDE Arduino. Aquest és l’idioma natiu d’Arduino i s’utilitza per carregar el codi, escriure codi i fer proves. Podeu descarregar el programari gratuïtament aquí:

Biblioteques

Utilitzem dues biblioteques en aquest esbós. La biblioteca NeoGPS s’utilitza per interactuar amb la unitat GPS. La biblioteca en sèrie del programari permet la comunicació en sèrie en pins addicionals. Ens connectem al registrador de dades GPS i MicroSd mitjançant comunicacions en sèrie.

NeoGPS

SoftwareSerial: es pot utilitzar qualsevol biblioteca en sèrie de programari. Ja ho tenia descarregat, així que el vaig fer servir.

Necessiteu ajuda per instal·lar una biblioteca? Llegiu això:

Eines

Soldador: les capçaleres hauran d’adherir-se a diversos components i s’utilitza un soldador per fixar components al tauler de perfeccionament i fer pistes.

Soldadura: s’utilitza en combinació amb soldador.

Pas 2: ajuntar el circuit

Posar en comú el circuit
Posar en comú el circuit
Posar en comú el circuit
Posar en comú el circuit
Posar en comú el circuit
Posar en comú el circuit
Posar en comú el circuit
Posar en comú el circuit

Haureu de soldar capçaleres en alguns components. Obteniu informació sobre com fer-ho aquí:

Seguiu l'esquema anterior de la taula de perfils o del tauler de perfils. No connecteu la terra del sensor de temperatura a la terra del GPS o del registre de dades microSD, ja que deteriorarà les dades de temperatura. Si feu servir un tauler de perf, mireu aquest tutorial sobre com fer pistes. Aquesta és una tècnica:

Aneu amb compte quan poseu components. Assegureu-vos que teniu la polaritat i els pins correctes. Comproveu les vostres connexions dues vegades.

Arduino - GPS3.3v --- VCC

GND --- GND

D3 ----- 1k resistència ----- RX

D4 ------ TX

Arduino: OpenLog

Restableix --- GRN

D0 ---- TXD1 ---- 1k resistència ---- RX

3,3v ----- VCC

GND ---- GND

GND ---- BLK

Arduino - Sensor de temperatura: utilitzeu la foto anterior per identificar quina pota és quina

3.3v ------ VCC

GND ---- GND (hauria d'estar en el seu propi pin Arduino o connectat a la font d'alimentació GND. Si està connectat al GPS o al logger, inclinarà les dades temporals).

Senyal --- A5

Arduino - LED

D13 ------ + (cama més llarga)

GND ------ - (cama més curta)

Arduino - Connector de bateria

Vin ---- Interruptor de palanca micro ---- Positiu (vermell)

GND ----- Negatiu (negre)

Pas 3: Programació

Programació
Programació
Programació
Programació
Programació
Programació

Utilitzem dues llibreries en aquest programa, NeoGPS i SoftwareSerial. Tots dos es poden descarregar des de la pàgina de parts d’aquest Instructible. Quan s’interface el GPS amb un programa Arduino, normalment s’utilitza la biblioteca TinyGPS. Tot i això, no he pogut aconseguir que funcioni amb el GPS que fem servir.

La biblioteca SoftwareSerial ens permet connectar dos dispositius a l’Arduino mitjançant la connexió en sèrie del programari. Tant el registre de dades GPS com el MicroSD l’utilitzen. Altres biblioteques també ho poden fer i haurien de treballar amb el codi. Aquest ja el tenia al meu ordinador i funciona, així que el vaig fer servir.

El codi es basa en el meu últim registre de dades. El principal canvi és l’addició del sensor de temperatura. El GPS es basa en satèl·lits. Això vol dir que el GPS primer s’ha de connectar a satèl·lits abans de poder mostrar dades. Un pany consisteix en connectar el GPS a quatre satèl·lits. Una nota ràpida és que com més satèl·lits estigui connectat el GPS, més precises són les dades que es proporcionen. El programa imprimeix el nombre de satèl·lits connectats a cada línia de dades. Va estar connectat a dotze satèl·lits durant la major part del meu vol.

És possible que hagueu de canviar el programa perquè funcioni per a vosaltres. Tot i que es pot modificar tot el codi, recomanaria canviar la zona horària, el temps entre les lectures i la unitat de mesura de la temperatura. Un globus meteorològic típic es troba a l’aire durant unes dues hores. El GPS rep dades dels satèl·lits cada segon. Això significa que, si emmagatzemem totes les dades enviades, tindrem 7.000 lectures. Com que no tinc interès en representar gràficament 7.000 entrades de dades, opto per registrar-me cada 30a lectura. Això em proporciona 240 punts de dades. Una mica més raonable d'un nombre.

És possible que us pregunteu per què fem servir una variable i i una sentència if per desar cada 30a lectura en lloc d’utilitzar una ordre de retard i esperar 30 segons. La resposta és que les lectures GPS són molt delicades. Un retard de 30 segons significa que el GPS no captura tots els conjunts de dades i provoca que les nostres dades estiguin desordenades.

Haureu de canviar aquests valors al vostre desplaçament des del temps universal coordinat (UTC).

Si no coneixeu la vostra, la podeu trobar aquí

static const int32_t

hores_zona = -8L; // PST

static const int32_t

minuts_zona = 0L; // normalment zero

Aquesta línia s'ha de canviar per la freqüència amb què es vol gravar una lectura. Poso la meva per a una lectura cada 30 segons.

if (i == 30) {

Si no viviu als EUA, és probable que vulgueu mesurar la temperatura en centígrads. Per fer-ho, descomenteu aquesta línia:

// Serial.print ("Graus C"); // descomenta si vols centígrads

// Serial.println (graus C); // descomenta si vols centígrads

Si no voleu lectures fahrenheit, comenteu això:

Serial.print ("Graus F"); // comenta si no vols que fahrenheit Serial.println (grausF); // comenta si no vols fahrenheit

No es penja el codi?

L’Arduino s’ha de desconnectar del circuit mentre es penja un codi nou. A Arduino se li envia el nou codi a través de la comunicació serial als pins D0 i D1. Aquests dos pins són també els pins utilitzats per al registre de dades MicroSd. Això vol dir que s'ha de desconnectar el registre de dades MicroSD perquè es pugui carregar el codi.

Pas 4: proves

Proves
Proves
Proves
Proves
Proves
Proves

Un cop realitzades totes les connexions i carregat el codi, és hora de provar el nostre registre de dades. Per fer-ho, connecteu l'Arduino a l'ordinador de la mateixa manera que ho faríeu per carregar el codi. Assegureu-vos que el port sèrie sigui correcte i obriu el monitor de sèrie. Si totes les connexions es fan correctament, es mostrarà:

NMEAloc. INO: mida objecte startfix = 31 mida objecte NMEAGPS = 84 Buscant dispositiu GPS a SoftwareSerial (pin RX 4, pin pin 3) Registrador de dades de globus meteorològics d'alta altitud per Aaron Price

Temps Latitud Longitud SAT Velocitat del vent Velocitat del vent Altitud (deg) (deg) nusos mph cm -------------------------------- -------------------------------------------------- ------------------------------

Si el GPS no està connectat correctament, es mostrarà:

Configuració del mode de vol uBlox: B562624240FFFF63000010270050FA0FA06402C10000000000000016DC * Lectura de la resposta ACK: (FALLA)

Assegureu-vos que el led parpelleja cada vegada que una nova informació entra al monitor sèrie. El registre de dades MicroSd també parpellejarà cada vegada que es registren dades.

Notareu que el GPS us envia un únic signe d’interrogació. Això es deu al fet que les unitats GPS triguen a engegar-se i connectar-se a satèl·lits. Normalment, aquesta unitat triga uns vuit minuts a començar a enviar-me tota la cadena de dades. D’aquí a uns cinc començarà a enviar-vos dades de data i hora seguides d’un signe d’interrogació. Els primers punts probablement seran incorrectes, però es mostrarà la data i l’hora correctes. Si no rebeu la vostra data i hora, consulteu el codi per assegurar-vos que la zona horària correcta es corregeix. Llegiu la secció de programació d’aquest instructiu per aprendre a fer-ho.

Finalment, el monitor de sèrie mostrarà totes les dades. Copieu i enganxeu la latitud i la longitud i prepareu-vos per sorprendre’s amb els resultats. La precisió és notable.

Comproveu les dades de temperatura per assegurar-vos que siguin correctes. Si es llegeix la temperatura com un nombre realment poc realista (160+), el sensor de temperatura no està connectat o no es connecta incorrectament. Consulteu l’esquema. Si la lectura de la temperatura és volàtil o superior a la que hauria de ser (és a dir, la temperatura és de 65 fahrenheight i el sensor informa que és 85), és probable que el sensor comparteixi un pin de terra amb el GPS, el registre de dades microSD o ambdós. El sensor de temperatura ha de tenir el seu propi pin de terra o compartir un pin de terra només amb la terra d’entrada.

Ara heu de formatar i esborrar la targeta microSD. Necessitem un tipus de fitxer fat16 o fat32. He seguit aquest tutorial de GoPro:

A continuació, proveu el circuit sense l'ordinador connectat. Connecteu una targeta microSD al registre de dades i utilitzeu una font d’alimentació per donar poder a Arduino. Deixeu-ho funcionar durant vint minuts i desconnecteu l’alimentació. Desconnecteu la targeta microSD i connecteu-la a l'ordinador. Hauríeu de veure que s'ha creat un fitxer de configuració (això només passa quan no es crea un fitxer de configuració anterior). Cada vegada que es restableix o es connecta l'Arduino, crea un fitxer nou.

Des de la concepció d’aquest projecte s’han publicat noves biblioteques i versions de l’IDE Arduino. A causa d'això, diversos usuaris rebien missatges d'error desagradables. L'usuari RahilV2 tenia aquest problema i va trobar una solució

"He corregit l'error inicial i va ser perquè el fitxer. INO utilitza l'antic nom del port gps que és" gpsPort "en lloc de" gps_port ". El símbol del preprocessador també ha canviat. Tots els exemples de programes ara utilitzen" GPS_PORT_NAME "en lloc de" USING_GPS_PORT '."

Gràcies RahilV2!

Pas 5: protecció de l'electrònica

Protecció de l'electrònica
Protecció de l'electrònica

Una nota per a les persones que utilitzen una placa perf, si col·loca el circuit sobre una superfície metàl·lica, provocarà un curtcircuit del circuit. Vaig fer servir una canonada de plàstic al voltant d’uns cargols per penjar el tauler de perfils damunt d’un full de plàstic. Podeu enganxar el fons en calent, fixar-lo a una mica de cartró o escuma o utilitzar un paquet que no condueixi electricitat. Podeu imprimir en 3D aquestes canonades de plàstic per lliscar sobre els parabolts des d’aquí:

Vaig adjuntar capçaleres femenines al tauler de perfecció on es troba el GPS per permetre que el GPS es pugui treure fàcilment del circuit. La unitat GPS és fràgil. Les antenes de xip es poden trencar i la unitat és sensible a l’electricitat estàtica. No he tingut cap d'aquestes unitats de trencament. Emmagatzemo el GPS a la bossa estàtica protegida que inclou per mantenir el GPS protegit.

Tant si utilitzeu una placa de connexió com simplement cables de connexió per al connector de la bateria, us recomano utilitzar cola calenta per assegurar-vos que els cables de connexió s’enganxen als endolls. Seria una molèstia que recuperéssiu el globus per comprovar que no es va registrar perquè es va separar un cable de pont.

Es recomana escalfadors de mans, ja que mantindran tot calent i funcionant. Normalment amplio la longitud dels connectors de la meva bateria permetent emmagatzemar la bateria en un compartiment separat de l’electrònica. Poso escalfadors de mans directament a la bateria. Tot i que l’electrònica hauria de poder funcionar sense escalfadors de mans, us recomanaria utilitzar-los. Poseu un escalfador de mans a prop de l'electrònica, assegurant l'escalfador de mans perquè no toqui l'electrònica. La calor radiant dels escalfadors de mans és suficient per mantenir l'electrònica en bon estat.

Pas 6: llançament

Image
Image
Llançament
Llançament
Llançament
Llançament

Normalment connecto el registrador de dades al meu ordinador uns vint minuts abans de tenir previst deixar anar el globus. No cal connectar el registrador a l’ordinador. Ho faig per assegurar-me que el GPS funciona i que tinc un bloqueig de satèl·lit. Quan el registrador mostra totes les dades, giro l'interruptor i desconnecto l'ordinador. Com que el circuit sempre té una font d'energia, el GPS es manté calent i continua registrant amb un bloqueig de satèl·lit. Això crearà un fitxer nou a la targeta microSD.

Vam llançar el globus a les 6:58 del matí. Teníem previst llançar-ho abans, però el nostre primer globus va desenvolupar una arrencada. Havíem oblidat el nostre tub per fixar el globus al dipòsit d'heli. Per tant, hem fixat el globus directament al filtre del dipòsit d’heli. Les vibracions del broquet van causar una arrencada al globus. Per sort, vam portar un globus de recanvi. Hem utilitzat una mànega de jardí tallada com a tub improvisat i ha funcionat.

El paquet consistia en una carmanyola aïllada. El registrador de dades estava assegut a l'interior amb els escalfadors de mans. Un forat tallat a la carmanyola permetia que la càmera estigués dins de la carmanyola mantenint una visió sense obstacles. Hem utilitzat una sessió GoPro per a aquest llançament. Va fer fotos del viatge! Al costat i a la part superior de la carmanyola hi havia dues unitats GPS SPOT. Els hem utilitzat per fer un seguiment del nostre paquet. Es va fer una petita escletxa al lateral de la carmanyola per permetre que el sensor de temperatura sobresortís, exposant-lo a l'aire exterior.

Pas 7: recuperació

Recuperació
Recuperació
Recuperació
Recuperació
Recuperació
Recuperació

Vaig utilitzar una bateria Duracell de 9v en el meu darrer llançament. Vaig mesurar el voltatge de la bateria com a 9,56 volts abans de connectar-la al registre de dades. Vaig endollar la bateria cap a les 6:30 del matí. Després que el globus va aterrar, es va recuperar, es va tornar a l'escola i es va obrir el paquet, a les 13:30. Vaig obrir la càrrega útil per trobar que el registre de dades encara estava registrant. Llavors vaig mesurar el voltatge de la bateria de 9v. A mesura que s’utilitza una bateria, la tensió disminueix. La bateria estava ara a 7,5 volts. Després de set hores de registre de dades, la bateria encara estava en bona forma.

El globus i el paquet van aterrar al sud de Ramona en un petit canó. L’equip de recuperació va conduir aproximadament una hora i després va caminar la resta del camí. L’heura verinosa i les temperatures caloroses van ser un obstacle, tot i que van perseverar i van poder recuperar el globus. Van tornar a l’escola i em van lliurar el paquet. Em va sorprendre que el registrador de dades encara funcionés. Això em va fer optimista. Vaig desconnectar la bateria i vaig treure amb cura la targeta microSD. Després vaig córrer cap al meu ordinador. Aquesta és la part més inquietant i emocionant del meu viatge. Va funcionar el registrador de dades? Vaig escorcollar la motxilla per trobar l’adaptador de la targeta SD. Els darrers dos vols, el registrador havia deixat de funcionar a 40.000 peus perquè havia posat el GPS incorrectament en mode de vol. Com que l'única manera que puc arribar a superar els 40.000 peus és amb globus meteorològics, no tenia ni idea si el meu nou codi funcionaria.

Vaig connectar la targeta microSD a l’ordinador, vaig obrir el fitxer i vaig veure un registre ple de dades. Vaig començar a desplaçar-me per les dades … ÈXIT !! El registre va continuar durant tot el vol.

Pas 8: Anàlisi i ciència

Anàlisi i ciència
Anàlisi i ciència
Anàlisi i ciència
Anàlisi i ciència
Anàlisi i ciència
Anàlisi i ciència

L’expressió "tercer cop l’encant" és veritable. Hem registrat dades de tot el vol. El globus va arribar a una altitud màxima de 91,07 peus i la temperatura més freda va ser de -58 graus Fahrenheit.

Les nostres dades confirmen i s’alineen amb gran part de la ciència coneguda. Per exemple, el fons de l'estratosfera era de -40 a -58 graus Fahrenheit, mentre que a l'apogeu del vol, la temperatura era de -1,75 graus Fahrenheit. Els humans vivim a la capa més baixa de l’atmosfera terrestre, la troposfera. A la troposfera, la temperatura baixa a mesura que es guanya alçada. El contrari passa a l’estratosfera. De fet, la part superior de l’estratosfera pot estar cinc graus sobre zero.

Em va sorprendre que el globus ascendís de manera tan lineal. Crec que a mesura que es reduirà l'atmosfera, la velocitat de pujada dels globus canviaria. No obstant això, no em va sorprendre la corba de la velocitat de descens del globus. La meva hipòtesi sobre per què el globus cau ràpidament i després s’alenteix gradualment té a veure amb el paracaigudes. A l'apogeu, hi ha tan poc aire que crec que el paracaigudes no va ser tan eficaç. Els paracaigudes utilitzen resistència i fricció de l’aire per caure lentament a terra, de manera que si hi ha poc aire, el paracaigudes no és tan eficaç. A mesura que el paquet es redueix, augmenta la resistència de l’aire perquè hi ha més pressió d’aire i més aire. Això fa que el paracaigudes sigui més eficaç i que el paquet baixi més lent.

A causa de la temperatura i la velocitat del vent, declaro que la pitjor altitud per viure és de 45, 551 peus. A aquesta altitud, el paquet va experimentar un fred de -58 graus Fahrenheit. Si això no fos suficient, els vents bufaven 45 milles per hora. Tot i que vaig tenir problemes per trobar dades sobre l’efecte del vent sobre el fred a aquesta temperatura, vaig trobar que el clima de -25 graus Fahrenheit amb un vent de 45 milles per hora resulta en un fred de -95 graus. També vaig descobrir que temperatures del fred del vent de -60 graus congelen la carn exposada en 30 segons. Tot i això, probablement no sigui un lloc ideal per a vacances. Com es veu a la foto superior, hi ha una gran vista des d’aquesta altitud. Obteniu més informació sobre el vent frigorífic aquí:

No hauria pogut mostrar i estudiar aquestes dades sense l'ajut de la meva germana, que va introduir les 240 línies de dades. Avantatges de tenir germans menors:)

Pas 9: Conclusió

Image
Image
Desafiament intocable
Desafiament intocable

Aquest és un èxit definitiu. Vam registrar dades de l’altitud, la temperatura, la velocitat del vent, la velocitat d’ascens, la velocitat de descens, l’hora, la data, la latitud i la longitud de tot el vol. Això és imprescindible per als globus aerostàtics experimentats i els llançadors per primera vegada.

Després de quatre anys de llançament de globus, finalment vam registrar les dades de tot un vol. Finalment vam descobrir fins a quin punt volen els nostres globus. Ens vam acostar una mica a experimentar l’espai. Ens hem apropat una mica més a tocar l’intocable!

Un altre aspecte interessant del registrador de dades és que totes les dades tenen marca de temps. Això vol dir que podeu alinear les dades amb les fotos preses durant el viatge, cosa que us permetrà conèixer l’altitud i la ubicació exacta en què es va fer cada foto.

Aquest projecte és fàcil de replicar i modificar per als vostres propis propòsits. Afegiu fàcilment sensors de temperatura addicionals, sensors de pressió i humitat, comptadors geiger, les oportunitats són infinites. Mentre el sensor es pugui utilitzar sense demora, hauria de funcionar.

Gràcies per dedicar-vos temps a llegir aquest manual. M’agrada respondre a preguntes, respondre comentaris i consells i idees útils, així que desapareix a la secció de comentaris següent.

Aquest instructiu també es troba en alguns concursos, si us plau voteu si heu gaudit o heu après alguna cosa nova. Guanyar premis em permet guanyar noves eines per fer projectes millors i més avançats

Desafiament intocable
Desafiament intocable

Subcampió en el repte intocable

Explore Science Contest 2017
Explore Science Contest 2017
Explore Science Contest 2017
Explore Science Contest 2017

Gran Premi al Concurs Explore Science 2017

Recomanat: