StratoSpera STSp-1: Main board, software e dati missione Progetto per il lancio di palloni sonda amatoriali - presentazione fatta ad AstronautiCON 5 a Lecco il 20 Novembre 2010.

1. StratoSpera STSp-1
Payload, computer di bordo, software e dati missione
Panorama little planet da 24.000 metri di STSp-1

2. StratoSpera STSp-1

3. StratoSpera STSp-1: Chi sono?
●
Nome: Francesco Sacchi
● email: f.sacchi@develer.com
● Utente forumastronautico: batt
● Vivo a Pistoia

4. StratoSpera STSp-1: Presentazione
● Collaboro con Develer S.r.l. : servizi per l'industria
● Progettazione elettronica
● Realizzazione software a tutti i livelli (dal firmware fino alle web
applications)
● Usiamo principalmente Linux e tecnologie open source e software
libero
● Sponsor tecnico di StratoSpera

5. StratoSpera STSp-1: Presentazione
● Maintainer di BeRTOS
● Sistema operativo open source per applicazioni embedded real-time,
sviluppato da Develer
● Ho realizzato l'elettronica e il software del computer di bordo di
StratoSpera, utilizzando BeRTOS

6. StratoSpera STSp-1: Presentazione
● Socio ISAA: Italian Space and Astronautics Association

7. StratoSpera STSp-1: cos'è un pallone sonda meteorologico?
Gonfiato con un gas più leggero
dell'aria, sale nell'atmosfera come
un palloncino qualunque.
Al pallone sono collegati vari
strumenti di misura che danno
informazioni utili per le previsioni
meteorologiche.
Rilascio di una radiosonda dal vascello Polarstern.
Foto: Hannes Grobe

8. StratoSpera STSp-1: Balloon facts
● Diametro pallone: da 1m
(partenza) a 10 metri (scoppio)
● Peso trasportato: da poche
centinaia di grammi a qualche
chilo
● Altitudine raggiunta: 20-40 km
● Temperatura minima: -55°C
● Pressione minima: ~10 mbar
● Durata del volo: 1-4 ore
● Distanza percorsa:
decine/centinaia di chilometri
Il lago Trasimeno visto da 14.000 metri di quota

9. StratoSpera STSp-1: il carico
● Fotocamera Canon IXUS 80 IS
● GPS per registrazione posizione
● Computer di bordo per log dati
missione
● Tracker GPS indipendente con invio
SMS
● Sistema di cutoff
● Beeper di segnalazione
● Batterie
● Sensori temperatura
● Sensore pressione
● Scatola isolante in polistirolo

12. StratoSpera STSp-1: Main Board
● AT91SAM7S-EK Demoboard
● Processore: AT91SAM7S256
● Core: ARM7TDMI
● Clock: 48MHz
● Flash memory: 256kB
● RAM memory: 64kB
● Costo: 150€

13. StratoSpera STSp-1: GPS
● Tracker GPS con invio SMS
● Sistema indipendente
● Soggetto ai “COCOM limits”
● Ricevitore GPS
● Collegato alla Main board
● Funzionante in alta quota
(confermato dopo il volo)

14. StratoSpera STSp-1: Sensori
● Sensore di pressione
● Freescale MPXHZ6115A
● Range: 15 ÷ 115 kPa (150 ÷ 1150 mBar)
● Sensori di temperatura
● Termistori NTC Betatherm 10K3A1B
● Range: -80°C ÷ +150°C

15. StratoSpera STSp-1: Cutoff system
● Filo di Nichel-Cromo riscaldante
● Taglia il cavo in Nylon fondendolo
● Diminuisce il peso durante la discesa
● Evita attorcigliamenti con il paracadute
● Meccanismo di sicurezza aggiuntivo
● Circuito di controllo e batterie autonome

16. StratoSpera STSp-1: Software di controllo
● Scritto in linguaggio C, con sistema operativo real-time BeRTOS
● Sviluppato in ambiente Linux
● Acquisizione dati GPS
● Lettura e condizionamento sensori di pressione, temperatura e tensione
batterie
● Log dati missione ed eventi su SD card
● Gestione sistema di cutoff
● Rilevamento discesa payload
● Superamento distanza massima
● Timeout tempo massimo missione
● Gestione modalità landing

17. StratoSpera STSp-1: Joe, il pilota

18. StratoSpera STSp-1: gonfiaggio pallone

19. StratoSpera STSp-1: preparazione carico

20. StratoSpera STSp-1: payload pronto al lancio!

21. StratoSpera STSp-1: 3, 2, 1 lift off!

23. StratoSpera STSp-1: inseguimento

24. StratoSpera STSp-1: il recupero

25. StratoSpera STSp-1: il recupero

26. StratoSpera STSp-1: risultati missione
● Luogo di atterraggio:
Foiano della Chiana
● Quota raggiunta:27.625 m
● Tempo di volo: 1h e 30 min
● Distanza percorsa: 60 km
● Temperatura minima:-48°C
● Foto scattate: 648
● 175kB di log dati missione
L'Argentario e l'isola del Giglio

27. StratoSpera STSp-1: Flight path

28. StratoSpera STSp-1: altitudine

29. StratoSpera STSp-1: temperatura esterna

30. StratoSpera STSp-1: pressione

31. StratoSpera STSp-1: temperatura interna

32. StratoSpera STSp-1: temperatura/altitudine

33. StratoSpera STSp-1: Problemi riscontrati
● I resti del pallone sono rimasti
agganciati
● Il sensore di pressione aveva un
fondo scala minimo troppo
elevato
● Il cutoff ha funzionato (ma in
ritardo)
● Il cavo è stato tagliato dopo 14
minuti di caduta
● Manca il filmato dell'atterraggio
● Bug nella macchina?
● L'urto l'ha resettata?

34. StratoSpera STSp-1: progetti futuri
● Prossima missione: STSp-2, primavera 2011
● New: computer di bordo con scheda realizzata industrialmente
● Minor peso
● Minor consumo
● Più sensori (umidità, accelerometri, magnetometri, giroscopi...)
● Link radio in tempo reale
● Contatore Geiger HADARP di Matteo Negri (AstroTeo)
● Payload biologico di Luigi Caliendo (pilgrim1)
● Idee su: cutoff multipli, stabilizzazione payload, rivelatore particelle,
radiotelescopio...

35. StratoSpera STSp-1: ringraziamenti & links
Links:
● Slide: http://dvlr.it/stsp
● Sorgenti software e info: http://dvlr.it/bsm1
● Develer: http://www.develer.com
● BeRTOS: http://www.bertos.org
● StratoSpera: http://www.stratospera.com
● Francesco Bonomi: http://www.francescobonomi.it
Ringraziamenti:
● Lorenzo Baglioni (djeasy84): foto & video
● ISAA: organizzazione AstronautiCON
Contatto:
● Francesco Sacchi: f.sacchi@develer.com
● Utente forumastronautico: batt
Grazie!