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ABSE - Arduino based stratosphere experiment
Lancio di un pallone sonda con capsula contenente un computer Arduino based, una videocamera e svariati sensori a piu' di 30km dalla superficie terrestre e un conseguente rientro nella troposfera a piu' di 1000km/h.
La capsula verrà portata tra 30 e 35km di quota da un pallone contenente elio. In certe fasi della missione riprenderà un flusso video grazie a una GoPro e rileverà informazioni da una grande quantità di sensori: inerziali, di temperatura, pressione e posizione (GPS). Avvenuta l'esplosione del pallone, la capsula inizierà a precipitare, frenata unicamente da un paracadute secondario (detto drogue) di diametro 15cm. Durante la prima parte della discesa, la capsula raggiungerà velocità elevatissime, al di sopra della velocità del suono (a quella quota), si stima intorno a 1000km/h tra i 20 e i 25km. La fase di caduta libera partirà a 30 / 35km fino a 1000 metri. Raggiunto 1km di quota, a una velocità tra i 110 e i 120km/h, un microservomotore libererà il tappo superiore della capsula, dispiegando il principale, cioè un semplice paracadute da rocket model, tondo in mylar, 60cm di diametro.
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Scopo del progetto
Gioblu robotics mette a disposizione sviluppo, materiali, componenti e relazioni con gli Enti che regolamentano il lancio dei palloni sonda con il fine di permettere agli utenti di questa comunità e del forum italiano di Arduino di realizzare un progetto complesso e raggiungere un risultato estremamente importante, cioè dimostrare le capacità di un gruppo coordinato di semplici appassionati, regalando alla comunità una grande quantità di dati scientifici utili a future sperimentazioni, ma soprattutto una ripresa incredibile dell'ambiente stratosferisco, in cui di giorno il cielo è nero, le stelle sono ben visibili ed è possibile godere di un'incredibile vista del nostro pianeta.
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Capsula - file cad
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La struttura è composta di una capsula sigariforme in poliuretano espanso ad alta densità spessa 1cm, simile a una bomba passiva della seconda guerra mondiale, dotata di fin di stabilizzazione per mantenere un assetto perpendicolare al terreno. Il peso non è ancora chiarito ma sarà variabile tra i 900 e i 1000 grammi. Questo rendering mostra la struttura che conterrà tutto il sistema elettronico e il paracadute. E' pensata per avere un basso coefficiente d'attrito, essere stabile durante la caduta libera, isolare termicamente tutta l'elettronica dalle rigide temperature stratosferiche e proteggere la strumentazione in atterraggio. E' costruita in due sezioni ad incastro, che permettono la prototipazione rapida e la possibilità di modificare o smontare la struttura in tempi brevi. La cavità interna è suddivisa unicamente da un cilindro in poliuretano che suddividerà la zona strumentazione da quella paracadute, ed in parte, avrà il ruolo di struttura portante. La zona inferiore contiene la batteria, il computer di bordo e tutti i sensori, insieme alla videocamera GoPro (nel rendering non è presente il foro per l'obiettivo, ma verrà realizzato manualmente). La parte superiore contiene un microservomotore e un sistema bauden per il rilascio del tappo e il paracadute principale. Il tappo superiore sarà liberato dal microservomotore e sarà collegato al paracadute principale, cosi' da dispiegarlo quando necessario.  Peso: 900/1000g Dimensioni: 80x300mm Spessore capsula: 10mm Diametro paracadute dogue: 150mm Diametro paracadute principale: 600mm |
Strumenti informatici
Solo con l'attento e corretto uso di una grande quantità di strumenti informatici predittivi e di simulazione è possibile ottenere un risultato positivo dalla missione. Essendo convinti di questo gli utenti di arduino.cc e gioblu.com hanno ricercato e trovato molti strumenti utili a predire il punto di atterraggio della capsula con un errore di soli 5km, simulare gli effetti dell'attritto con l'atmosfera e calcolare forma e diametro dei paracadute.
Predittore atterraggio: http://habhub.org/predict/
Simulatore fisico: http://www.rocketryplanet.com/content/view/1704/127/#axzz1aj9HIEgt
Calcolatore paracadute: http://www.onlinetesting.net/cgi-bin/descent3.3.cgi
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Strumentazione di bordo
Il sistema sarà basato da tanti moduli logici secondari capaci di comunicare e assolvere svariati svariati compiti al fine del completamento della missione e un computer centrale che si dedicherà di salvare i dati comunicati dai moduli secondari su una memoria SD e di comunicare la sua posizione e la quota alla stazione a terra con una trasmittente radio da 500mw.
Modulo logico centrale: non chiarito, proposti Atmega1284P (Leo72), STM32F103RB (core Olimexino, Maple) o Arduino duemilanove.
Moduli logici secondari: Pico85 SMD
Modulo comunicazione radio: Xbee PRO 868 500mw 80km con antenna HIGH GAIN
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Sensori
Uno dei goal di questa missione è di certo chiarire il comportamento di vari sensori in tutto il percorso effettuato dalla capsula, ma soprattutto di cercare di calcolare e memorizzare piu' informazioni possibili. Grazie a tutto cio' sarà possibile creare dei modelli e rappresentare graficamente l'andamento della missione.
Posizione: GPS non chiarito
Piattaforma inerziale: IMU 6 DOF sparkfun
Magnetometro: HMC5883 magnetometro a 3 assi
Temperatura: non chiarito
Pressione: non chiarito
Attrito: micro motore DC con elica sulla punta della capsula
Fotorilevazione: LED utilizzati per quantificare la radiazione solare
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Videocamera
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Per la missione è stata scelta la GoPro. Una videocamera HD grandagolare, studiata per gli sport estremi e le riprese subacquee, provvista di un case resistente agli urti e waterproof fino a 60 metri di profondità . E' possibile comandarla tramite un bus di comunicazione molto semplice da utilizzare, e quindi sarà possibile decidere di scattare foto o riprendere in determinati momenti della missione. Nel video a sinistra potete vedere l'ironica missione di un robot giocattolo, protagonista di un video musicale. Questo video è diventato anche parte della campagna pubblicitaria ufficiale GoPro. Il fine di questa missione era unicamente il lato estetico e fotografico della ripresa video. |
Sito di lancio
Tutto questo sarà possibile solo grazie al supporto del CETEMPS, cioè il Centro di Eccellenza di Telerilevamento E Modellistica numerica per la Previsione di eventi Severi, parte dell'Università degli studi dell'Aquila. La missione avrà come sito di lancio la zona dedicata del centro dell'università . La data di lancio non è ancora stata chiarita precisamente ma sarà precedente al 15 dicembre 2011.
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Collabora anche tu
Chiunque sia interessato è invitato a collaborare a questo progetto. Sono aperti topic su diverse community italiane: www.arduino.cc, www.gioblu.com e www.roboitalia.com. Siete tutti invitati al lancio e a tutta la durata della missione. Stiamo organizzando 3 incontri, presso la sede di Gioblu robotics (via Savona 123, Milano) in cui verranno effettuati i test e verrà mostrato lo sviluppo del sistema elettronico. Chi è interessato puo' dedicarsi a un singolo modulo logico secondario (quindi per esempio Pico85 SMD + sensore) oppure puo' collaborare con gli altri al modulo logico principale o al sistema strutturale o dei paracadute. In qualsiasi caso consigliamo l'uso del nostro forum e della chat per facilitare la comunicazione.