Záznamník údajov balónu s najvyššou nadmorskou výškou: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Zaznamenávajte údaje o meteorologických balónoch vo vysokých nadmorských výškach pomocou záznamníka údajov o balónikoch s extrémnou výškou.

Vysokohorský meteorologický balón, známy tiež ako vysokohorský balón alebo HAB, je obrovský balón naplnený héliom. Tieto balóny sú platformou, ktorá umožňuje experimentom, zberačom údajov alebo prakticky čomukoľvek ísť do blízkeho vesmíru. Balóny často dosahujú výšky 80 000 stôp, niektoré presahujú 100 000 stôp. Hab má zvyčajne užitočné zaťaženie obsahujúce padák, radarový reflektor a balík. Balíček zvyčajne obsahuje kameru a jednotku GPS slúžiacu na sledovanie a obnovu balóna.

Ako balón naberá výšku, tlak klesá. S menším tlakom mimo balónik sa balónik roztiahne a nakoniec bude taký veľký, že vyskočí! Padák potom vráti užitočné zaťaženie späť na zem, často mnoho kilometrov od miesta, kde bol balón vypustený.

Moja škola tieto balóny pravidelne používa na zachytenie videa o zakrivení Zeme. Pri extrémnych zmenách teploty a tlaku, veľkom množstve žiarenia a rýchlosti vetra je možné z týchto letov zachytiť veľa zaujímavých údajov.

Tento projekt sa začal pred štyrmi rokmi so sokratickým seminárom o vesmíre. Seminár slúžil ako inšpirácia. Moji rovesníci sa rozhodli, že sa chcú dostať do vesmíru. Dotknite sa nedotknuteľného. Rozhodli sa, že spôsob, ako sa dostať do vesmíru, bude pomocou meteorologických balónov. Preskočte o štyri roky neskôr a spustili sme 16 balónov. 15 bolo získaných, čo je veľmi pôsobivý rekord v oblasti získavania meteorologických balónov. Tento rok som nastúpil na strednú školu a pridal som sa k tímu, ktorý odpaľoval balóny. Keď som si uvedomil, že sa nezaznamenávajú žiadne údaje, rozhodol som sa to zmeniť. Môj prvý záznamník údajov bol Najľahší zapisovač údajov balónu s vysokou nadmorskou výškou Arduino. Táto nová verzia zachytáva viac údajov a získava titul titul ultimate. Vďaka tomu sa nadmorská výška, teplota, rýchlosť vetra, rýchlosť stúpania a klesania, zemepisná šírka, dĺžka, čas a dátum zaznamenávajú a ukladajú na kartu microSD. Táto verzia tiež používa dosku na zvýšenie odolnosti a nižšie riziko. Dizajn je vyrobený tak, aby bolo možné zhora zapojiť Arduino Nano. Údaje zhromaždené z tohto záznamníka údajov nám, študentom, umožňujú dotknúť sa okraja vesmíru. Môžeme sa dotknúť nedotknuteľného!

Tento nový záznamník údajov poskytuje viac údajov ako väčšina balónových zapisovačov, ktoré je možné zakúpiť. Môže byť tiež postavený za menej ako 80 dolárov, zatiaľ čo jeden kúpený obchod vás bude stáť viac ako 200 dolárov. Začnime!

Krok 1: Časti, programy, nástroje a knižnice

Časti

Arduino - Nano je najlepšie, pretože sa dá nacvaknúť na vrch. Tiež som použil Arduino Uno s káblami, ktoré ho pripevňujú

Odporúčam vám použiť originálne Arduino, pretože mnohé z klonov nemusia fungovať pri nízkych teplotách, ktorým je záznamník údajov vystavený. Najchladnejšia teplota zaznamenaná počas nášho letu bola -58 stupňov Fahrenheita. S náležitou ochranou pred počasím a ohrievačmi rúk môže klon fungovať.

5-22 dolárov (v závislosti od kvality)

store.arduino.cc/usa/arduino-nano

Jednotka GPS - poskytuje údaje o čase, dátume, nadmorskej výške, klesaní, stúpaní a rýchlosti vetra

Veľmi by som odporučil túto jednotku. Väčšina jednotiek GPS nefunguje nad 60 000 stôp. Pretože balóny s vysokou nadmorskou výškou idú vyššie, tie nefungujú. V letovom režime funguje táto jednotka na 160 000 stôp.

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

$30

Záznamník údajov MicroSD - Obsahuje kartu MicroSD a umožňuje nám ukladať údaje, ktoré zhromažďujeme

Tých je na trhu mnoho a určite aj niektoré za lacnejšie. Išiel som s týmto, pretože je ľahký, Sparkfun má vynikajúcu dokumentáciu a jeho použitie je veľmi jednoduché. Keď je pripojený k pinom 0 a 1, funkcia Serial.print naň zapíše. Je to také ľahké!

www.sparkfun.com/products/13712

$15

Snímač teploty - používam jeden na zaistenie vonkajšej teploty, ale je možné ľahko pridať ďalší na zabezpečenie teploty zvnútra užitočného zaťaženia

Použil som snímač teploty tmp36. Tento analógový snímač beží bez príkazu oneskorenia. GPS jednotka nemôže pracovať s oneskoreniami, preto je tento snímač ideálny. Nehovoriac o tom, že je veľmi lacný a vyžaduje iba jeden analógový pin. Tiež funguje na 3,3 voltov, na čom beží celý obvod. Táto súčasť je v zásade perfektná!

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

$1.50

Rezistory 1k (2x) - používajú sa na prijímanie vedení záznamníka údajov GPS a MicroSD

Arduino poskytuje týmto kolíkom 5 voltov. Rezistor 1k znižuje napätie na bezpečnú úroveň pre tieto jednotky.

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

75¢

LED - bliká pri každom zbere údajov (voliteľné)

Pri každom zbere údajov blikajú aj Arduino a MicroSd. Vďaka tomu je to však očividnejšie. Káble na tomto mieste by sa dali tiež predĺžiť, aby LED trčala. Toto sa používa na zaistenie zaznamenávania údajov.

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

1¢

Perf Board - To umožňuje trvalejší obvod a znižuje riziko, pretože drôty nemôžu spadnúť. Namiesto neho by sa dala použiť doska na chlieb alebo doska

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

50¢

Konektor batérie - Na spustenie používam 9V batériu. Tým sa batéria pripevní k obvodu. Na tieto spájkujem spojovací spoj prepojovacích káblov, aby som zaistil jednoduchšie pripojenie

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

70¢

Mikro prepínač - pomocou tohto tlačidla zapnete jednotku. To mi umožňuje ponechať batériu zapojenú, pričom je systém vypnutý (voliteľné)

Svoju som zachránil z mesačnej lampy. Každý mikrospínač bude fungovať.

MicroSwitchLink

20¢

Mužské a ženské hlavičky - Pomocou nich umožníte odpojenie komponentov, ako sú GPS a Arduino, od obvodu. (Odporúčané)

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 - odporúčam kartu 4 - 16 GB. Polená nezaberajú veľa miesta

Môj datalogger bežal od 6:30 do 13:30 a využíval iba 88 kilobajtov priestoru. To je menej ako 1/10 megabajtu.

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

$7

Powersource - Vesmír je chladný, takže tekuté batérie zamrznú. To znamená, že žiadne alkalické batérie. Lítiové batérie fungujú skvele! Použil som 9v batériu

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

$1

Celkové náklady sú 79,66 USD! Komerčné drevorubače stoja zhruba 250 dolárov, takže to považujte za 68% zľavu. Pravdepodobne máte aj mnoho z týchto položiek, ako sú Arduino, karta Sd atď., Ktoré znižujú náklady. Poďme na stavbu

Programy

Jediný potrebný program je Arduino IDE. Toto je pôvodný jazyk Arduino a používa sa na nahrávanie kódu, zápis kódu a testovanie. Softvér si môžete zadarmo stiahnuť tu:

Knižnice

V tomto náčrte používame dve knižnice. Knižnica NeoGPS sa používa na interakciu s jednotkou GPS. Softvérová sériová knižnica umožňuje sériovú komunikáciu na ďalších pinoch. K dátovému záznamníku GPS a MicroSd sa pripájame pomocou sériovej komunikácie.

NeoGPS

SoftwareSerial - Je možné použiť akúkoľvek softvérovú sériovú knižnicu. Tento som už mal stiahnutý, tak som ho použil.

Potrebujete pomoc s inštaláciou knižnice? Prečítajte si toto:

Nástroje

Spájkovačka - Hlavičky bude potrebné pripevniť k viacerým komponentom a spájkovačka sa používa na pripevnenie súčiastok k doske na perf a vytváranie dráh.

Spájka - používa sa v kombinácii s spájkovačkou.

Krok 2: Spojenie obvodu dohromady

Budete musieť spájkovať hlavičky na niekoľko komponentov. Naučte sa, ako to urobiť tu:

Postupujte podľa schémy na breadboarde alebo perf boarde vyššie. Nepripájajte snímač teploty zeme k zemi záznamníka GPS alebo microSD, pretože by to zničilo vaše údaje o teplote. Ak používate dosku na perf, prečítajte si tento návod, ako vytvárať stopy. Toto je jedna z techník:

Pri pripájaní komponentov buďte opatrní. Uistite sa, že máte správnu polaritu a kolíky. Skontrolujte svoje spojenia dvakrát!

Arduino - GPS3.3v --- VCC

GND --- GND

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

D4 ------ TX

Arduino - OpenLog

Resetovať --- GRN

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

3,3v ----- VCC

GND ---- GND

GND ---- BLK

Arduino - snímač teploty - Pomocou vyššie uvedenej fotografie identifikujte, ktorá noha je ktorá

3.3v ------ VCC

GND ---- GND (Malo by to byť buď na vlastnom pine Arduino, alebo pripojenom k zdroju GND napájania. Ak je pripojený k GPS alebo záznamníku, skreslí dočasné údaje.)

Signál --- A5

Arduino - LED

D13 ------ + (dlhšia noha)

GND -------(kratšia noha)

Arduino - konektor pre batériu

Vin ---- Mikro prepínač ---- Kladný (červený)

GND ----- Negatívny (čierny)

Krok 3: Programovanie

V tomto programe používame dve knižnice, NeoGPS a SoftwareSerial. Obe je možné stiahnuť zo stránky s časťami tohto návodu. Na prepojenie GPS s programom Arduino sa zvyčajne používa knižnica TinyGPS. Nedokázal som však dosiahnuť, aby fungoval s GPS, ktorý používame.

Knižnica SoftwareSerial nám umožňuje pripojiť dve zariadenia k Arduinu pomocou softvérového sériového pripojenia. Využívajú to záznamník údajov GPS aj MicroSD. Ostatné knižnice to môžu tiež urobiť a mali by pracovať s kódom. Tento som už mal v počítači a funguje, tak som ho použil.

Kód je založený na mojom poslednom záznamníku údajov. Hlavnou zmenou je pridanie teplotného senzora. GPS je založené na satelitoch. To znamená, že GPS sa musí najskôr zobraziť k satelitom a až potom môže zobrazovať údaje. Zámok pozostáva z pripojenia GPS k štyrom satelitom. Stručne povedané, čím viac satelitov je GPS pripojené, tým presnejšie sú poskytnuté údaje. Program vytlačí počet satelitov pripojených na každý riadok údajov. Väčšinu letu som bol pripojený k dvanástim satelitom.

Program možno bude potrebné zmeniť, aby vám fungoval. Aj keď je možné zmeniť celý kód, odporúčam zmeniť časové pásmo, čas medzi hodnotami a mernú jednotku teploty. Typický meteorologický balón je vo vzduchu asi dve hodiny. GPS prijíma údaje zo satelitov každú sekundu. To znamená, že ak uložíme všetky odoslané údaje, budeme mať 7 000 nameraných hodnôt. Pretože nemám záujem vykresliť 7 000 záznamov údajov, rozhodol som sa prihlásiť sa každých 30 čítaní. To mi poskytuje 240 dátových bodov. Trochu rozumnejšie číslo.

Možno sa pýtate, prečo používame premennú i a príkaz if na uloženie každého 30. čítania, a nie iba na používanie príkazu oneskorenia a čakania 30 sekúnd. Odpoveď je, že hodnoty GPS sú veľmi chúlostivé. 30 -sekundové oneskorenie znamená, že GPS nezachytáva všetky súbory údajov a spôsobuje, že naše údaje sú zmätené.

Tieto hodnoty budete musieť zmeniť na svoj posun od koordinovaného svetového času (UTC).

Ak nepoznáte svoje, nájdete ho tu

static const int32_t

zone_hours = -8L; // PST

static const int32_t

zone_minutes = 0L; // zvyčajne nula

Tento riadok by ste mali zmeniť na to, ako často chcete zaznamenávať údaje. Svoje som nastavil na čítanie každých 30 sekúnd.

ak (i == 30) {

Ak nežijete v USA, pravdepodobne chcete meranie teploty v stupňoch Celzia. Ak to chcete urobiť, odkomentujte tento riadok:

// Serial.print ("Stupne C"); // komentár, ak chcete celsius

// Serial.println (stupneC); // komentár, ak chcete celsius

Ak nechcete čítať vo Fahrenheite, napíšte do komentára toto:

Serial.print ("Stupne F"); // komentujte, ak nechcete, Fahrenheit Serial.println (stupneF); // komentujte, ak nechcete stupne Fahrenheita

Kód sa neodovzdáva?

Počas nahrávania nového kódu musí byť Arduino odpojený od obvodu. Arduino je odoslaný nový kód prostredníctvom sériovej komunikácie na piny D0 a D1. Tieto dva piny sú tiež kolíky používané pre záznamník údajov MicroSd. To znamená, že na odoslanie kódu musí byť záznamník údajov MicroSD odpojený.

Krok 4: Testovanie

Po vytvorení všetkých spojení a nahraní kódu je čas otestovať náš záznamník údajov. Za týmto účelom zapojte Arduino do počítača rovnakým spôsobom, akým by ste nahrali kód. Uistite sa, že je sériový port správny, a potom otvorte Sériový monitor. Ak sú všetky pripojenia vykonané správne, zobrazí sa toto:

NMEAloc. INO: veľkosť začatého objektu opravy = 31 veľkosť objektu NMEAGPS = 84 Hľadá sa zariadenie GPS v softvéri SoftwareSerial (RX pin 4, TX pin 3) Záznamník údajov o počasí vo vysokej nadmorskej výške od Aarona Price

Čas Zemepisná šírka Zemepisná dĺžka Zemepisná šírka Rýchlosť vetra Rýchlosť vetra Nadmorská výška (stupne) (stupne) uzly mph cm -------------------------------- ---------------------------------------------------------- ------------------------------

Ak je GPS zapojený nesprávne, zobrazí sa toto:

Nastavenie letového režimu uBlox: B562624240FFF63000010270050FA0FA06402C1000000000000001616 DC * Čítanie odozvy ACK: (FAILED!)

Zaistite, aby LED dióda blikala vždy, keď do sériového monitora vstúpi nový údaj. Záznamník údajov MicroSd bude tiež blikať pri každom zaznamenaní údajov.

Všimnete si, že vám GPS posiela jediný otáznik. Jednotkám GPS totiž chvíľu trvá, kým sa naštartujú a pripoja k satelitom. Táto jednotka mi spravidla trvá asi osem minút, kým mi začne odosielať celý reťazec údajov. Asi do piatich vám začne odosielať údaje o dátume a čase, za ktorými bude nasledovať otáznik. Prvých pár bodov bude pravdepodobne nesprávnych, ale potom sa zobrazí správny dátum a čas. Ak nedostanete svoj dátum a čas, overte si v správnom časovom pásme kód. Prečítajte si časť o programovaní v tomto návode a zistite, ako to urobiť.

Nakoniec sériový monitor zobrazí všetky údaje. Skopírujte a prilepte zemepisnú šírku a dĺžku a pripravte sa na šokovanie z výsledkov. Presnosť je pozoruhodná!

Skontrolujte údaje o teplote a uistite sa, že sú správne. Ak sa teplota číta ako zhruba nereálne číslo (160+), snímač teploty nie je zapojený alebo je zapojený nesprávne. Pozrite sa na schému. Ak je hodnota teploty prchavá alebo vyššia, ako by mala byť (t.j. teplota je 65 Fahrenheight a snímač ju hlási ako 85), potom senzor pravdepodobne zdieľa uzemňovací kolík s GPS, microSD záznamníkom údajov alebo s oboma. Teplotný snímač by mal mať buď vlastný uzemňovací kolík, alebo by mal mať uzemňovací kolík iba vstupnú zem.

Teraz musíte naformátovať a vyčistiť kartu microSD. Potrebujeme typ súboru fat16 alebo fat32. Nasledoval som tento návod od GoPro:

Ďalej otestujte obvod bez pripojeného počítača. Pripojte kartu microSD k záznamníku údajov a napájajte Arduino pomocou zdroja energie. Nechajte ho bežať dvadsať minút a potom odpojte napájanie. Odpojte kartu microSD a zapojte ju do počítača. Mali by ste vidieť, že bol vytvorený konfiguračný súbor (to sa stane iba vtedy, ak nie je vytvorený predchádzajúci konfiguračný súbor). Zakaždým, keď sa Arduino resetuje alebo zapojí, vytvorí nový súbor.

Od koncepcie tohto projektu boli vydané nové knižnice a verzie Arduino IDE. Z tohto dôvodu sa viacerým používateľom zobrazovali škaredé chybové správy. Používateľ RahilV2 mal tento problém a našiel riešenie

"Opravil som počiatočnú chybu a bolo to preto, že. INO používa namiesto" gps_port "starý názov portu gps, ktorý je" gpsPort ". Zmenil sa aj symbol preprocesora. Všetky ukážkové programy teraz používajú 'GPS_PORT_NAME' namiesto ' USING_GPS_PORT '."

Ďakujem RahilV2!

Krok 5: Ochrana elektroniky

Poznámka pre ľudí, ktorí používajú dosku perf, umiestnením obvodu na kovový povrch obvod skratuje. Okolo niektorých skrutiek som plastovou rúrkou zavesil svoju dosku nad plastovú fóliu. Dno môžete za tepla prilepiť, pripevniť k lepenke alebo pene alebo použiť balík, ktorý nevedie elektrický prúd. Odtiaľto si môžete vytlačiť tieto plastové rúrky a prevliecť ich skrutky tu:

Pripojil som ženské hlavičky k doske perf, kde sedí GPS, aby bolo možné GPS ľahko odpojiť z obvodu. Jednotka GPS je krehká. Čipové antény sa môžu zlomiť a jednotka je citlivá na statickú elektrinu. Žiadnu z týchto jednotiek som neporazil. GPS ukladám do staticky tieneného vrecka, do ktorého príde, aby bol GPS chránený.

Bez ohľadu na to, či používate prepojovací kábel alebo iba prepojovacie vodiče pre konektor batérie, odporúčam použiť horúce lepidlo, aby sa zaistilo, že sa prepojovacie vodiče zasunú do svojich zásuviek. Obnoviť balón a zistiť, či sa neprihlásil, by bolo nešťastné, pretože sa odpojil prepojovací kábel.

Odporúča sa ohrievač rúk, pretože udrží všetko v teple a funkčnosti. Obvykle predlžujem dĺžku konektorov batérie, čo mi umožňuje uložiť batériu do oddeleného priestoru od elektroniky. Na ruku som dal ohrievače rúk. Aj keď by elektronika mala fungovať bez ohrievačov rúk, odporučil by som ich použiť. Do blízkosti elektroniky dajte ohrievač rúk alebo dva, pričom ho zaistte tak, aby sa nedotýkal elektroniky. Sálavé teplo z ohrievačov rúk postačuje na udržanie elektroniky v dobrom stave.

Krok 6: Spustite

Záznamník údajov obvykle zapojím do počítača asi dvadsať minút pred tým, ako plánujeme nechať balón ísť. Pripojenie záznamníka k počítaču nie je potrebné. Robím to, aby som zaistil, že GPS beží a že mám satelitný zámok. Keď záznamník zobrazuje všetky údaje, prepnem prepínač a odpojím počítač. Pretože obvod má vždy zdroj energie, GPS zostane horúci a pokračuje v protokolovaní pomocou satelitného zámku. Na karte microSD sa tým vytvorí nový súbor.

Balón sme vypustili o 6:58 hod. Plánovali sme vypustiť skôr, ale náš prvý balón vyvinul rip. Zabudli sme na hadičky, ktoré slúžia na pripevnenie balóna k héliovej nádrži. Pripevnili sme teda balón priamo na trysku nádrže s héliom. Vibrácie na tryske spôsobili roztrhnutie balóna. Našťastie sme priniesli náhradný balón. Ako improvizované hadičky sme použili rezanú záhradnú hadicu a fungovalo to!

Balíček pozostával z izolovaného obedového boxu. Záznamník údajov sedel vo vnútri s ohrievačmi rúk. Otvor vyrezaný v obale na obed poskytoval fotoaparátu cestu dovnútra obalového boxu, pričom si zachoval nerušený výhľad. Na toto spustenie sme použili reláciu GoPro. Fotografovalo to cestu! K bočnej a hornej časti obedového boxu boli pripevnené dve jednotky SPOT GPS. Použili sme ich na sledovanie nášho balíka. Na boku boxu na obed bola vytvorená malá štrbina, aby mohol teplotný senzor vyčnievať a vystaviť ho vonkajšiemu vzduchu.

Krok 7: Obnovenie

Pri poslednom spustení som použil batériu Duracell 9v. Pred zapojením do záznamníka som zmeral napätie batérie 9,56 voltov. Batériu som zapojil okolo 6:30 ráno. Potom, čo balón pristál, bol vyzdvihnutý, odvedený späť do školy a balíček otvorený, bolo 13:30. Otvoril som užitočné zaťaženie, aby som zistil, že záznamník údajov stále zaznamenáva! Potom som zmeral napätie 9v batérie. Keď sa používa batéria, napätie klesá. Batéria mala teraz 7,5 voltov. Po siedmich hodinách zaznamenávania údajov bola batéria stále v slušnom stave.

Balón a balík pristáli južne od Ramony v malom kaňone. Záchranný tím šiel asi hodinu a potom zvyšok cesty prešiel pešo. Jedovatý brečtan a horúce teploty boli prekážkou, napriek tomu vytrvali a dokázali balón získať späť. Vrátili sa do školy a podali mi balíček. Bol som prekvapený, že záznamník údajov stále beží. Vďaka tomu som bol optimistický. Odpojil som batériu a opatrne som vybral kartu microSD. Potom som bežal k počítaču. Toto je pre mňa najviac nervózna a vzrušujúca časť cesty. Fungoval záznamník údajov? Prehrabal som sa v batohu a našiel adaptér karty SD. Posledné dva lety zapisovač prestal fungovať na 40 000 stôp, pretože som nesprávne uviedol GPS do letového režimu. Keďže som jediným spôsobom, ako sa dostať do výšok viac ako 40 000 stôp, sú meteorologické balóny, netušil som, či môj nový kód bude fungovať.

Pripojil som kartu microSD k počítaču, otvoril súbor a zobrazil sa denník plný údajov. Začal som listovať v údajoch … ÚSPECH !! Denník pokračoval celým letom.

Krok 8: Analýza a veda

Výraz „tretíkrát kúzlo“znie pravdivo. Zaznamenali sme údaje za celý let! Balón dosiahol maximálnu výšku 91 087 stôp a najchladnejšia teplota bola -58 stupňov Fahrenheita.

Naše údaje potvrdzujú a sú v súlade s väčšinou známych vied. Napríklad dno stratosféry bolo -40 až -58 stupňov Fahrenheita, zatiaľ čo v apogee letu bola teplota -1,75 stupňa Fahrenheita. Ľudia žijú v najnižšej vrstve zemskej atmosféry, troposfére. V troposfére teplota klesá, ako človek naberá na výške. V stratosfére je to naopak. V skutočnosti môže byť vrchol stratosféry päť stupňov nad nulou.

Bol som prekvapený, že balón stúpal tak lineárne. Myslel by som si, že keď atmosféra riedi balóny, rýchlosť stúpania sa zmení. Neprekvapila ma však krivka v rýchlosti klesania balóna. Moja hypotéza, prečo balón rýchlo padá a potom postupne spomaľuje, súvisí s padákom. V apogee je tak málo vzduchu, že si myslím, že padák nebol taký účinný. Padáky používajú odpor vzduchu a trenie, aby pomaly padali na zem, takže ak je málo vzduchu, padák nie je taký účinný. Keď sa balík znižuje, odpor vzduchu sa zvyšuje, pretože je tu väčší tlak vzduchu a viac vzduchu. Výsledkom je, že padák je efektívnejší a balík klesá pomalšie.

Vzhľadom na teplotu a rýchlosť vetra vyhlasujem, že najhoršia nadmorská výška, v ktorej môžem žiť, je 45 551 stôp. V tejto nadmorskej výške zažil balík mrazivých -58 stupňov Fahrenheita. Ak by to nestačilo, fúkal vietor rýchlosťou 45 míľ za hodinu. Aj keď som mal problém nájsť údaje o účinku vetra na veterný vietor pri tejto teplote, zistil som, že počasie -25 stupňov Fahrenheita s vetrom 45 míľ za hodinu má za následok veterný vietor -95 stupňov. Tiež som zistil, že teploty vetra -60 stupňov zmrazia exponované mäso za 30 sekúnd. Napriek tomu to pravdepodobne nie je ideálne miesto na dovolenku. Ako je vidieť na fotografii vyššie, z tejto nadmorskej výšky je skvelý výhľad! Viac informácií o Windchill nájdete tu: https://www.math.wichita.edu/~richardson/windchill…..

Tieto údaje by som nemohol zobraziť a študovať bez pomoci svojej sestry, ktorá zadávala údaje všetkých 240 riadkov údajov. Výhody mladších súrodencov:)

Krok 9: Záver

Toto je jednoznačný úspech. Zaznamenali sme údaje o nadmorskej výške, teplote, rýchlosti vetra, rýchlosti výstupu, rýchlosti zostupu, čase, dátume, zemepisnej šírke a dĺžke celého letu. To musí mať skúsení vysokohorskí balónikári a prvé odpaľovače!

Po štyroch rokoch štartu balónov sme konečne zaznamenali celý let. Nakoniec sme zistili, ako vysoko naše balóny lietajú. Trochu sme sa priblížili k prežívaniu vesmíru. Trochu sme sa priblížili k dotyku nedotknuteľných!

Ďalším skvelým aspektom záznamníka údajov je, že všetky údaje sú opatrené časovou pečiatkou. To znamená, že môžete zosúladiť údaje s fotografiami nasnímanými na ceste, čo vám umožní zistiť nadmorskú výšku a presné miesto, kde boli jednotlivé fotografie nasnímané!

Tento projekt je možné ľahko replikovať a upravovať na vlastné účely. Jednoducho pridajte ďalšie snímače teploty, senzory tlaku a vlhkosti, geigerove počítadlá, príležitostí je neúrekom. Pokiaľ je možné senzor používať bez oneskorenia, mal by fungovať!

Ďakujeme, že ste si našli čas na prečítanie tohto návodu. Rád odpovedám na otázky, odpovedám na komentáre a užitočné tipy a nápady, preto ich vypnite v sekcii komentárov nižšie.

Tento návod je tiež v niektorých súťažiach, prosím hlasujte, ak sa vám niečo páčilo alebo ste sa dozvedeli niečo nové! Získavanie cien mi umožňuje získavať nové nástroje na vytváranie lepších a pokročilejších projektov

Bežec v nedotknuteľnej výzve

Veľká cena v súťaži Explore Science Contest 2017