Kod adı PBF-1 ve uzaktan takip edebileceğimiz ilk piko balon
uçuşumuzu gerçekleştirdik 🙂

Güncelleme (03/01/2016 – 10:00) :  Dün sabah 10:00’da İstanbul’dan bıraktığımız balonumuzun yolculuğu yaklaşık 18 saat sonra Rodos açıklarında pilinin bitmesi nedeniyle sonlandı. Aslında balonun yolculuğu en az 1 hafta daha Orta Asya’ya doğru devam edecek ama pili bittiği için artık biz takip edemiyoruz. Bir daha ki uçuşta bir aksilik olmaz ise daha fazla takip edebileceğiz 🙂

aprs.fi üzerinden takip

Fakat öncesinde nasıl bir hazırlık yaptık, hangi donanımları kullandık ve bunları nereden temin ettik kısaca bunları paylaşmak istiyorum ki bu tip bir hobiyle uğraşmak isteyenlere olabildiğince faydalı olalım.

Hazırlık

Daha önce iki adet test balonu göndermiştik. Fakat o zaman henüz Amatör Telsizcilik Lisansımı henüz almamış olduğum için lisanssız frekansta çalışabilen XBee Pro 868MHz‘lik bir modül kullanmış ve takip zorluğu nedeniyle balonlarımızla irtibatı 5.000 metreden sonra kaybetmiştik.

Bu süreçte ayrıca incelemek için daha çok yüksek irtifa balonlarında (HAB) kullanılan hazır modüllerden biri olan Habduino almış ve incelemeye başlamıştık. (Amatör Telsizcilik Lisansı da aldığım için artık APRS‘li sistemleri test edebiliyoruz.)

Habduino

Her ne kadar Habduino hazır ve düzgün çalışan bir sistem olsa da standart kullanımı bizim için çok ağırdı. (Arduino Uno, Aktif GPS anteni, 2 adet pil, vs. nedeniyle toplamı 100 gramdan fazla geliyordu) Sık Sorulan Sorular bölümünde detaylı açıkladığımız gibi toplam taşıma ağırlığının (payload) 50 gramı geçmemesi gerekiyordu.

Bu yüzden incelememiz bitince boşa gitmesin diye 🙂 Habduino üzerinde biraz değişiklikler yaparak, daha doğrusu gereksiz ağrılıkları atarak aşağıdaki hale getirdik:

Habduino modülündeki değişiklik sonrası toplam 50 grama kadar indik.

Peki Habduino üzerinde tam olarak ne gibi değişiklikler mi yaptık:

• Öncelikle GPS ve RF antenler için hazır takılmış gelen ama gereksiz ağırlık yapan SMA konnektörlerini çıkardık. Daha hafif olan kendi antenlerimizi direkt lehimledik.
• GPS anteni olarak Habduino ile birlikte gelen yaklaşık 50 gramlık aktif GPS anteni yerine biz pasif bir GPS anteni kullandık.
• Habduino aslında bir kolayca takılıp çıkarılabilen bir Arduino Uno Shield’ı olarak tasarlanmış. Fakat Arduino Uno (25 gram) bizim için ağır bir modül olduğundan, onun yerine çok daha hafif olan Arduino Pro (4 gram) kullandık. Tabii ekstradan yine biraz lehim işi çıktı 🙂
• Balonu takipte kullanacağımız 2 metre bandındaki (APRS) verici için de çok hafif olan (1 gramın altında) yaklaşık 50 cm uzunluğunda bakır bir tel kullandık. (Ağırlığın problem olmadığı durumlarda normalde bu tip bir anten kullanılıyor)
• Habduino aslında 2 adet kalem pil ile çalışıyor, yani önerilen 2 adet. Fakat biz 1 adet ile çalıştığını görünce ve yaptığımız değişikliklerle güç tüketimini azalttığımız için fazla ağırlık yapmaması adına 1 pil kullandık. (Tek bir pilin ağırlığı 15 gram)

Bu değişiklikler sonrası geriye bir tek balonun APRS sistemi üzerinden takibi kalıyordu. Habduino’yu sipariş ederken yanında Türkiye’de (ve de Avrupa’da) kullanılan 144.800 Mhz’lik Radiometrix H1 modülünden de sipariş etmiştik. Habduino’nun açık kaynaklı Arduino kodunda APRS modülü entegrasyonu da olduğu için işimiz epey kolaylaşmıştı. Biz ilgili kodda kendimize göre bazı ufak tefek değişiklikler yaparak sistemi aprs.fi üzerinden güzelce takip edecek hale getirdik.

Not: APRS konusunda daha detaylı bilgi almak için bu yazımıza göz atabilirsiniz.

PBF-1’de Kullanılan Modüllerin ve Malzemelerin Tüm Listesi

Aykut’la bu hobiye başlamadan önce epey araştırma ve test yaptık. Özellikle dünyadaki benzer projeleri çok detaylı incelemek zorunda kaldım. Bizi en zorlayan konu da bu işle uğraşanların paylaşımlarının yetersiz oluşuydu. Daha doğrusu herkes zaten herşeyi biliyormuş gibi paylaştıklarından bizim gibi acemiler için epey zorlu oldu. Çoğu zaman paylaşımlardaki fotoğrafları büyütüp neler kullandıklarını çözmek zorunda kalıyordum 🙂 Bu yüzden siz de benzer sıkıntıyı çekmeyin diye herşeyi detaylı paylaşmaya, özellikle kullandığımız malzemelerin listesini linkleri ile vermeye gayret göstereceğim ki yeni başlayanlar bizim gibi zorlanmasın.

• Habduino: 144.800 Mhz’lik APRS modülünü seçmeniz gerekiyor sipariş verirken.  https://store.uputronics.com/index.php?route=product/product&path=62&product_id=57
• Arduino Pro Mini (5V) : Pro’nun 3.3 Voltluk modeli de var dikkat. http://www.robotistan.com/arduino-pro-mini-328-5v16mhz-headerli
• Pasif GPS Anten : Aktif GPS antenine göre çok daha hafif ve az güç tüketiyor. http://www.robotistan.com/pasif-gps-anten-ufl-15x15mm-1dbi-kazanc
• Emaye Bobin Teli : Çok hafif ve dışı emaye kaplı olduğu için yalıtkan. Anten olarak ve modül bağlantılarında kullanabilirsiniz. bir tek lehim yapacağınız yerlerde dıştaki emayeyi kazıyın, yoksa lehim tutmaz.  http://urun.gittigidiyor.com/bilgisayar-tablet/0-50-emaye-bobin-teli-50-metre-258070434
• Energizer Ultimate Lithium Kalem Pil : Kalem pil kullanacaksanız başkasını düşünmeyin bile. Dünyanın en uzun ömürlü ve de -40 derece gibi çok ekstrem şartlara dayanabilen tek pili. Biz de yaptığımız testlerde çok iyi gittiğini gördük. (Yukarıdaki sistemi 24 saatten fazla çalıştırdı) http://www.birikimpilleri.net/urun/960176/energizer-ultimate-lithium-kalem-pil-aa-4lu-blister
• Silver Giant Round 36″ Qualatex Foil Balloon : Alüminyum parti balonu kullanıyoruz fakat Türkiye’de bu kalitede ve büyüklükte bulmak zor olduğu için Amerika’dan getirtiyorum hep. Fakat parti malzemeleri satan mağazalarda başka markaların daha küçük ebatlılarını (18″ çapında) bulabilirsiniz. https://www.amazon.com/gp/product/B01EZXG3AS
• Yalıtım için köpük : Her yerde bulabilirsiniz. İnşaat malzemeleri satan mağazalarda kesin oluyor.
• Balon için helyum :  Hidrojene göre daha pahalı ama kesinlikle çok çok daha güvenli. Kesinlike helyum ile başlayın, ayrıca parti malzemeleri satan yerlerde kolayca bulabilirsiniz. (Lütfen uzmanlaşmadan ve gerekli eğitimi almadan hidrojen kullanmayın. Hidrojen çok yanıcı bir gazdır.)

Uçuş ve Takip

2 adet yarıya kadar helyumla doldurduğumuz balonla gönderdiğimiz sistemimiz 20 saat kadar uçtuktan sonra pili bittiği için artık takip edemiyoruz ama uçuş geçmişine aşağıdaki linkten göz atabilirsiniz.

Kalkıştan bir kare 🙂

Her bir balonu yaklaşık 30 gram kaldıracak şekilde doldurduk. Bir balonu tamamen doldurduğumuzda 60 gram kaldırabiliyor ama o kadar doldurmuyoruz yükseklerde patlamasın diye (alçak basınç nedeniyle) Yarısına kadar dolduruyoruz ki yükseklere çıktıkça balonun genleşme payı olsun. Sistemimizin toplam ağırlığı da yalıtım malzemeleri ile birlikte toplam 55 gram oldu, iki balon 30 + 30 = 60 gram kaldırdığı için 60 – 55 = 5 gramlık kaldırma kuvveti (free lift) ile yolladık.

Balonumuz 6000 metre civarında uçuyor (floating)

Balonumuz aslında bir piko balon için daha ağır olduğundan yükselişi 6.000 metrede sabitlendi (equilibrium) ve bu yükseklikte uçmaya devam ediyor (floating). Ne kadar hafif olursa o kadar yükseğe çıkabiliyor.

Ayrıca testler sırasında da yaşadığımız sensörün bozulması ve çok yüksek saçma bir değer okuması sorunu gece hava iyice soğuyunca tekrar ortaya çıktı. Halbuki gündüz gayet güzel okuyordu.

Uçuş boyuncaki sıcaklık ve pil durumu

1.5 voltluk pilimizin 24 saat dayanmasını bekliyorduk ama soğuğun etkisiyle olacak 20 saatte bitti. En son 0.774 volt iken bir sinyal göndermiş, ondan sonra da artık gücü yetmemiş. Bu arada Habduino içinde bir voltaj yükseltici var, yani voltajı 5.5 Volt’a kadar çıkarıyor. Tabii voltaj arttırılınca çekilen akım da artıyor.

Bizden şimdilik bu kadar 🙂 Henüz göz atmadıysanız Sık Sorulan Sorular sayfamıza bir göz atmanızı öneririz 🙂 Ayrıca bir sonraki uçuş (PBF-2) için de hazırlıklara yavaştan başladık. Bu sefer Habduino kullanmayacağız ve bu sayede hedefimiz 30 gram ve de daha uzun süreli bir uçuş 🙂

Mustafa Tan
TA2MUN