Fluggerät, Nutzlastkapsel und Bodenstation

 Daniel, Marvin, Dorian, Alwin

 

Unsere Gruppe stellt sich vor 

 

Wir Daniel, Marvin, Dorian und Alwin sind Auszubildende als Elektroniker für Automatisiereungstechnik an der Ferdinand-von-Steinbeis-Schule in Tuttlingen. Wir bilden das Team, welches sich um das Fluggerät und die Bodenstation für das Projekt Stratosphärenballon 2017/18/19  kümmern wird.

Unser Team freut sich auf die Zusammenarbeit mit den anderen Teams in diesem Projekt.

Projektfortschritt

 

Während den ersten Treffen galt es hauptsächlich Informationen zu sammeln und zu überlegen welche Materialien bzw. Bauteile zu bestellen sind, um das Fluggerät und die Bodenstation anzufertigen. 

Beim Bau der Kapsel muss darauf geachtet werden, dass die maximale Last, die der Ballon tragen kann, nicht überschritten wird. Die Kapsel haben wir in dem CAD-
Programm SolidWorks programmiert. 

Für die Antenne die an der Bodenstation benötigt wird, haben wir einen Bausatz für eine Duoband-Yagi Antenne 432 MHz gefunden.

Nun gilt es die nötigen Materialien zu bestellen, damit wir damit anfangen können das Fluggerät und die Bodenstation zu bauen.

 

Als erstes haben wir uns mit dem Bau der Kapsel beschäftigt. Mithilfe eines sehr heißen Drahtes der in einer Vorrichtung gespannt war, haben wir die Styrodurplatten zurechtgeschnitten. Nachdem alle Seitenteile, Boden und Deckel für die Kapsel zurechtgeschnitten waren, haben wir angefangen die Teile nach und nach mit einem Universalkleber zusammenzukleben. Nun war die Box schon fast fertig, wir mussten nur noch die Öffnungen für die Kamera und einen Sensor in die Kapsel reinschneiden. 

 

Als nächstes war die Antenne für die Bodenstation an der Reihe, bei der wir sowohl mechanische als auch elektrische Aufgaben vor uns hatten. Wir beschäftigten uns zunächst erst mit dem mechanischen Teil. 

Zuerst haben wir die Stangen für die Antenne in die richtigen Längen gebracht, welche auf der Bauanleitung der Antenne angegeben waren. Danach mussten wir Löcher in die Stangen bohren damit man sie an der Antenne festschrauben konnte. 

Bei dem elektrischen Teil mussten wir in einem kleine Verteilerkästchen eine Leitung, die um ein kleines Plastikrohr gewickelt war, an den richtigen Stellen festlöten. 

Nachdem auch der elektrische Teil der Antenne erledigt war, musste das Verteilerkästchen ebenfalls wie die Stangen an der Antenne festschrauben. 

 

Auf den FUNCube Dongle Pro musste noch die aktuelle Softwareversion geladen werden. Dies brachte anfangs noch einige Probleme mit sich, die wir jedoch mit Hilfe unseres Lehrers Herr Krause lösen konnten.

 

Nun mussten wir eine Verlängerungsleitung zum verbinden der Antenne mit dem FUNCube Dongle Pro herstellen. Als nächstes mussten wir eine Software zum auswerten der Signale, die mit dem FUNCube Dongle übertragen werden, installieren. 

 

Somit kann jetzt getestet werden ob der FUNCube verwertbare Signale empfängt.

Als erstes konnten wir SWR3 empfangen. Daraus lässt sich schließen, dass der FUNCube Dongle pro funktioniert und korrekt auf den aktuellen Softwarestand gebracht wurde. 

 

Die Antenne für die Bodenstation haben wir nun auch erfolgreich getestet. Die Internetverbindung über den Internet-Stick ist auch vorhanden. Somit können wir abschließend sagen, dass wir alle Aufgaben erfolgreich erledigt haben.

Nun muss zum Schluss nur noch alles zusammen funktionieren und der Ballon kann gestartet werden. 

 

 

 

 

Änderungen - Stand November 2019

Durch die Konzeptänderung ist der 70cm-Sender entfallen, dafür der Sender für das 2m-Band dazu gekommen.
So sieht das nun aus:

  • links oben: Der Amateurfunksender für 2m mit dem GPS- und APRS-Modul.
    Das Ganze wiegt nur 7g! ;-)
  • Rechts vie vorher das Arduino-Päckle.
  • Batterien wie vorher in der Mitte. Neu die Batterie für die Kamera und den Sender. Alles mit Schaltern.
  • Unten links die Kamera, jetzt an Bord, wegen der Temperaturen.
  • Der "schwarze Balken" im Bild ist das Koaxkabel von Senderausgang zur Antenne.

Daten:
Frequenz 144.800MHz
Sendeleistung 1Watt
Die Antenne ist eine Viertelwellenantenne, die als so genannte "Groundplane" bezeichnet wird. Sie "hängt" unten an der Kapsel. Der Strahler ist aus dem selben Koaxkabel wie die Zuleitung gemacht. Der Außenleiter des Kabels wurde dazu auf einer Länge von ca. 50cm entfernt und ist somit der Strahler. Der Innenleiter wurde mit einer Kupferplatte verlötet, an die auch die vier so genannten "Radiale" angelötet sind.
Das Ganze wurde dann mit weiteren Styrodurteilen stabilisiert, da mit heftigen Bewegungen zu rechnen ist.
Erste Sendeversuche sahen gut aus und die APRS-Signale konnten von Keller aus in der Funkstation gut aufgenommen und decodiert werden.
Die Kamera war zwar zuerst optimal positioniert, weil die Akkus (Lithium-Ionen) aber keine so tiefen Temperaturen mögen, ist die Kamera nun in der Kapsel untergebracht. Zur Sicherheit wird sie nun noch mit Lithium-Batterien versorgt, die die Kälte besser vertragen.
Zu guter letzt wurde dann die Kapsel noch so gut es geht lackiert und die Logis unserer Unterstützer, des Landkreises und der Stadt Tuttlingen angebracht.

 

Sonstige Materialien

 

Wetterballon 1600

Fallschirm 2500

Styrodur (Material für die Kapsel)

Bausatz: Duoband-Yagi Antenne 432MHz

FUNCube Dongle

Internet-Stick