Înregistratorul de date pentru baloane meteo de mare altitudine: 9 pași (cu imagini)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-13 06:58

Înregistrați date despre balonul meteo la înălțime mare cu cel mai înalt înregistrator de date pentru balonul meteo la mare altitudine.

Un balon meteo la mare altitudine, cunoscut și sub numele de balon la mare altitudine sau HAB, este un balon imens umplut cu heliu. Aceste baloane sunt o platformă, permițând experimentelor, colectoarelor de date sau practic orice să meargă în apropierea spațiului. Baloanele ating frecvent înălțimi de 80 000 de picioare, iar unele depășesc 100 000 de picioare. Un hab are de obicei o sarcină utilă care conține o parașută, reflector radar și un pachet. Pachetul conține de obicei o cameră și o unitate GPS folosită pentru urmărirea și recuperarea balonului.

Pe măsură ce balonul câștigă altitudine, presiunea scade. Cu o presiune mai mică în afara balonului, balonul se extinde, devenind în cele din urmă atât de mare, încât apare! Parașuta readuce apoi sarcina utilă înapoi la pământ, adesea la mulți kilometri de locul în care a fost lansat balonul.

Școala mea folosește regulat aceste baloane pentru a surprinde videoclipuri despre curbura pământului. Cu schimbări extreme de temperatură și presiune, cantități mari de radiații și viteza vântului, o mulțime de date interesante pot fi capturate de pe aceste zboruri.

Acest proiect a început în urmă cu patru ani cu un seminar socratic despre spațiu. Seminarul a acționat ca inspirație. Colegii mei au decis că vor să ajungă în spațiu. Atingeți de neatins. Au decis că modalitatea de a ajunge în spațiu va fi cu baloane meteo. Sari înainte patru ani mai târziu și am lansat 16 baloane. Au fost recuperate 15, ceea ce reprezintă o experiență foarte impresionantă pentru recuperarea baloanelor meteo. Anul acesta, am început liceul și m-am alăturat echipei de lansare a balonului meteo. Când mi-am dat seama că nu se înregistrează date, mi-am propus să schimb asta. Primul meu data logger a fost cel mai ușor Arduino Arduino High Altitude Balloon Data Logger. Această nouă versiune captează mai multe date, câștigându-i titlul de ultim. Cu aceasta, altitudinea, temperatura, viteza vântului, viteza de urcare și coborâre, latitudinea, longitudinea, ora și data sunt capturate și stocate pe un card microSD. Această versiune folosește, de asemenea, placa perf pentru a crește durabilitatea și a reduce riscul. Designul este realizat astfel încât un Arduino Nano să poată fi conectat deasupra. Datele colectate din acest jurnal de date ne permit, elevilor, să atingem marginea spațiului. Îi putem atinge pe cei de neatins!

Acest nou jurnal de date oferă mai multe date decât majoritatea jurnalelor de baloane care pot fi achiziționate. De asemenea, poate fi construit pentru mai puțin de 80 USD, în timp ce un magazin cumpărat vă va costa mai mult de 200 USD. Să începem!

Pasul 1: părți, programe, instrumente și biblioteci

Părți

Arduino - Un Nano este cel mai bun, deoarece poate fi prins deasupra. De asemenea, am folosit Arduino Uno cu fire atașate

V-aș sfătui să utilizați un Arduino autentic, deoarece multe dintre clone ar putea să nu funcționeze la temperaturile reci la care este expus data logger. Cea mai rece temperatură înregistrată la zborul nostru a fost de -58 fahrenheit. Cu o protecție adecvată împotriva intemperiilor și încălzitoare pentru mâini, o clonă poate funcționa.

5 USD - 22 USD (în funcție de calitate)

store.arduino.cc/usa/arduino-nano

Unitate GPS - Aceasta oferă date privind ora, data, altitudinea, coborârea, ascensiunea și viteza vântului

Aș recomanda cu tărie această unitate. Majoritatea unităților GPS nu funcționează peste 60 000 de picioare. Deoarece baloanele de mare altitudine merg mai sus, acestea nu funcționează. În modul de zbor, această unitate funcționează la 160 000 de picioare.

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

$30

MicroSD Data Logger - Acesta deține un card MicroSD și ne permite să stocăm datele pe care le colectăm

Există multe dintre acestea pe piață și cu siguranță unele pentru mai ieftin. Am mers cu aceasta deoarece este ușoară, Sparkfun are o documentație excelentă și este foarte ușor de utilizat. Când este atașat pinilor 0 și 1, funcția Serial.print îi scrie. Este atât de ușor!

www.sparkfun.com/products/13712

$15

Senzor de temperatură - Folosesc unul pentru a furniza temperatura exterioară, dar se poate adăuga cu ușurință un supliment pentru a furniza temperatura din interiorul sarcinii utile

Am folosit senzorul de temperatură tmp36. Acest senzor analog rulează fără comanda de întârziere. Unitatea GPS nu poate funcționa cu întârzieri, prin urmare acest senzor este ideal. Ca să nu mai vorbim că este ieftin la murdărie și necesită doar un singur pin analogic. De asemenea, funcționează la 3,3 volți, pe care rulează întregul circuit. Această componentă este practic o potrivire perfectă!

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

$1.50

Rezistoare 1k (2x) - Acestea sunt utilizate pentru liniile de recepție ale GPS și MicroSD Data Logger

Arduino oferă 5 volți acestor ace. Un rezistor de 1k scade tensiunea la un nivel sigur pentru aceste unități.

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

75¢

LED - Acesta clipește de fiecare dată când sunt colectate date (opțional)

Arduino și MicroSd clipesc de fiecare dată când sunt colectate și date. Cu toate acestea, acest lucru îl face mai evident. Cablurile de pe aceasta ar putea fi extinse și astfel încât ledul să iasă. Aceasta este utilizată pentru a asigura înregistrarea datelor.

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

1¢

Perf Board - Aceasta permite un circuit mai permanent și scade riscul, deoarece firele nu pot cădea. În schimb, ar putea fi folosită o placă de calcul sau un PCB

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

50¢

Conector baterie - folosesc o baterie de 9v la lansări. Aceasta atașează bateria la circuit. Am lipit articulația de conectare a firelor jumper pe acestea pentru a oferi o conexiune mai ușoară

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

70¢

Micro Toggle Switch - îl folosesc pentru a porni unitatea. Acest lucru îmi permite să mențin bateria conectată, menținând sistemul oprit (opțional)

Am salvat-o pe a mea de pe o lampă lunară. Orice micro switch va funcționa.

MicroSwitchLink

20¢

Anteturi masculine și feminine - Utilizați-le pentru a permite componentelor precum GPS și Arduino să se detașeze de circuit. (Recomandat)

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

Card MicroSD - aș recomanda un card de 4-16 gb. Jurnalele nu ocupă mult spațiu

Înregistratorul meu de date a funcționat de la 6:30 la 13:30 și a folosit doar 88 de kilobyți de spațiu. Este mai puțin de 1/10 dintr-un megabyte.

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

$7

Powersource - Spațiul este rece, astfel încât bateriile lichide să înghețe. Aceasta înseamnă că nu există baterii alcaline. Bateriile cu litiu funcționează excelent! Am folosit o baterie de 9v

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

$1

Costul total se ridică la 79,66 USD! Lemnele comerciale costă aproximativ 250 USD, deci considerați acest lucru o reducere de 68%. De asemenea, probabil că aveți multe dintre aceste articole, cum ar fi Arduino, Sd Card, etc., care reduc costurile. Haideți să construim

Programe

Singurul program necesar este Arduino IDE. Aceasta este limba nativă Arduino și este utilizată pentru a încărca codul, a scrie cod și pentru a testa. Puteți descărca software-ul gratuit aici:

Biblioteci

Folosim două biblioteci în această schiță. Biblioteca NeoGPS este utilizată pentru a interacționa cu unitatea GPS. Biblioteca serială software permite comunicarea serială pe pini suplimentari. Ne conectăm atât la GPS cât și la microSd data logger folosind comunicații seriale.

NeoGPS

SoftwareSerial - Orice bibliotecă serială de software poate fi utilizată. L-am descărcat deja, așa că l-am folosit.

Aveți nevoie de ajutor pentru instalarea unei biblioteci? Citiți acest lucru:

Instrumente

Fier de lipit - antetele vor trebui atașate la mai multe componente, iar un fier de lipit este folosit pentru a atașa componentele la placa de perfecționare și pentru a face piste.

Lipire - Utilizat în combinație cu fierul de lipit.

Pasul 2: Punerea circuitului împreună

Va trebui să lipiți anteturile pe câteva componente. Aflați cum să faceți acest lucru aici:

Urmați schema de bord sau perf board de mai sus. Nu atașați solul senzorului de temperatură la solul GPS sau al jurnalului de date microSD, deoarece vă va strica datele de temperatură. Dacă utilizați o placă de perfecționare, urmăriți acest tutorial despre cum să creați piese. Aceasta este o tehnică:

Aveți grijă când atașați componente. Asigurați-vă că aveți polaritatea și pinii corecti. Verifică-ți conexiunile de două ori!

Arduino - GPS3.3v --- VCC

GND --- GND

D3 ----- 1k rezistor ----- RX

D4 ------ TX

Arduino - OpenLog

Resetați --- GRN

D0 ---- TXD1 ---- 1k rezistor ---- RX

3.3v ----- VCC

GND ---- GND

GND ---- BLK

Arduino - Senzor de temperatură - Utilizați fotografia de mai sus pentru a identifica care picior este care

3.3v ------ VCC

GND ---- GND (Acesta trebuie să fie fie pe propriul pin Arduino, fie să fie atașat la sursa de alimentare GND. Dacă este atașat la GPS sau logger, acesta va înclina datele de temperatură.)

Semnal --- A5

Arduino - LED

D13 ------ + (picior mai lung)

GND ------ - (picior mai scurt)

Arduino - Conector baterie

Vin ---- Comutator Micro Toggle ---- Pozitiv (roșu)

GND ----- Negativ (negru)

Pasul 3: Programare

Folosim două biblioteci în acest program, NeoGPS și SoftwareSerial. Ambele pot fi descărcate de pe pagina pieselor din acest manual. Când interfațați GPS-ul într-un program Arduino, este de obicei utilizată biblioteca TinyGPS. Cu toate acestea, nu am reușit să funcționeze cu GPS-ul pe care îl folosim.

Biblioteca SoftwareSerial ne permite să conectăm două dispozitive la Arduino prin conexiunea serială a software-ului. Atât GPS-ul, cât și microSD-ul înregistrează date. Alte biblioteci pot face acest lucru și ar trebui să funcționeze cu codul. L-am avut deja pe computer și funcționează, așa că l-am folosit.

Codul se bazează pe ultimul meu jurnal de date. Principala modificare este adăugarea senzorului de temperatură. GPS-ul se bazează pe sateliți. Aceasta înseamnă că GPS-ul trebuie mai întâi să se conecteze la sateliți înainte de a putea afișa date. O blocare constă în conectarea GPS-ului la patru sateliți. O notă rapidă este că, cu cât GPS-ul este conectat la mai mulți sateliți, cu atât sunt mai precise datele furnizate. Programul tipărește numărul de sateliți conectați pe fiecare linie de date. A fost conectat la doisprezece sateliți pentru cea mai mare parte a zborului meu.

Este posibil ca programul să fie necesar să fie schimbat, astfel încât să funcționeze pentru dvs. Deși tot codul poate fi modificat, aș recomanda schimbarea fusului orar, a timpului dintre citiri și a unității de măsură pentru temperatură. Un balon meteo tipic este în aer timp de aproximativ două ore. GPS-ul primește date de la sateliți în fiecare secundă. Aceasta înseamnă că, dacă stocăm fiecare informație trimisă, vom avea 7 000 de citiri. Deoarece nu am niciun interes să grafic 7 000 de intrări de date, aleg să mă înregistrez la fiecare 30 de lectură. Acest lucru îmi oferă 240 de puncte de date. Un pic mai rezonabil.

S-ar putea să vă întrebați de ce folosim o variabilă i și o instrucțiune if pentru a salva la fiecare 30 de lectură, mai degrabă decât să folosim doar o comandă de întârziere și să așteptăm 30 de secunde. Răspunsul este că citirile GPS sunt foarte delicate. O întârziere de 30 de secunde înseamnă că GPS-ul nu captează fiecare set de date și face ca datele noastre să fie încurcate.

Va trebui să schimbați aceste valori la offset-ul dvs. din timpul universal coordonat (UTC).

Dacă nu-l cunoști pe al tău, îl poți găsi aici

static const int32_t

ore_zona = -8L; // PST

static const int32_t

minute_zone = 0L; // de obicei zero

Acest rând ar trebui schimbat la frecvența cu care doriți să înregistrați o lectură. Îi setez pe al meu pentru o citire la fiecare 30 de secunde.

if (i == 30) {

Dacă nu locuiți în SUA, probabil că doriți măsurători de temperatură în grade Celsius. Pentru a face acest lucru, decomentați această linie:

// Serial.print („Gradele C”); // decomentează dacă vrei celsius

// Serial.println (gradeC); // decomentează dacă vrei celsius

Dacă nu doriți citiri fahrenheit, comentați acest lucru:

Serial.print („Gradele F”); // comentează dacă nu vrei fahrenheit Serial.println (gradeF); // comentează dacă nu vrei fahrenheit

Codul nu se încarcă?

Arduino trebuie să fie deconectat de la circuit în timp ce noul cod este încărcat. Arduino primește noul cod prin comunicare serială pe pinii D0 și D1. Acești doi pini sunt, de asemenea, pini utilizați pentru jurnalul de date MicroSd. Aceasta înseamnă că înregistratorul de date MicroSD trebuie să fie deconectat pentru a putea încărca codul.

Pasul 4: Testare

Odată ce toate conexiunile sunt făcute și codul este încărcat, este timpul să testăm înregistratorul nostru de date. Pentru a face acest lucru, conectați Arduino la computer în același mod în care ați încărca codul. Asigurați-vă că portul serial este corect și apoi deschideți Serial Monitor. Dacă toate conexiunile sunt realizate corect, acesta va fi afișat:

NMEAloc. INO: dimensiunea obiectului startfix = 31 dimensiunea obiectului NMEAGPS = 84 Căutarea dispozitivului GPS pe SoftwareSerial (pinul RX 4, pinul 3) Înregistrator de date pentru baloane meteo de înaltă altitudine de Aaron Price

Timp Latitudine Longitudine SAT Viteza vântului Viteza vântului Altitudine (deg) (deg) noduri mph cm -------------------------------- -------------------------------------------------- ------------------------------

Dacă GPS-ul este conectat incorect, acesta va fi afișat:

Setarea modului de zbor uBlox: B562624240FFFF63000010270050FA0FA06402C10000000000000016DC * Citirea răspunsului ACK: (EȘUAT!)

Asigurați-vă că ledul clipește de fiecare dată când o nouă parte a datelor intră în monitorul serial. Înregistratorul de date MicroSd va clipi, de asemenea, la fiecare înregistrare a datelor.

Veți observa că GPS-ul vă trimite un singur semn de întrebare. Acest lucru se datorează faptului că unitățile GPS necesită timp pentru a porni și a se conecta la sateliți. Această unitate durează de obicei aproximativ opt minute pentru a începe să-mi trimită întregul șir de date. În termen de aproximativ cinci, va începe să vă trimită date și ora, urmate de un semn de întrebare. Primele câteva puncte vor fi probabil incorecte, dar va afișa data și ora corecte. Dacă nu primiți data și ora, consultați codul pentru a vă asigura că fusul orar corect este corectat. Citiți secțiunea de programare a acestui Instructable pentru a afla cum să faceți acest lucru.

În cele din urmă, monitorul serial va afișa toate datele. Copiați și lipiți latitudinea și longitudinea și pregătiți-vă să fiți șocați de rezultate. Precizia este remarcabilă!

Verificați datele de temperatură pentru a vă asigura că sunt corecte. Dacă temperatura este citită ca un număr extrem de nerealist (160+), senzorul de temperatură fie nu este conectat, fie nu este conectat incorect. Consultați schema. Dacă citirea temperaturii este volatilă sau mai mare decât ar trebui să fie (adică temperatura este de 65 de grade Fahrenheight și senzorul o raportează ca 85), atunci senzorul este probabil să partajeze un pin de masă cu GPS-ul, jurnalul de date microSD sau ambele. Senzorul de temperatură trebuie să aibă fie propriul său pin de împământare, fie să împartă un pin de masă doar cu masa de intrare.

Acum trebuie să formatați și să ștergeți cardul microSD. Avem nevoie de un tip de fișier fat16 sau fat32. Am urmat acest tutorial de GoPro:

Apoi, testați circuitul fără computerul atașat. Conectați un card microSD în jurnalul de date și utilizați o sursă de alimentare pentru a da putere Arduino. Lăsați-l să ruleze timp de douăzeci de minute, apoi deconectați alimentarea. Deconectați cardul microSD și conectați-l la computer. Ar trebui să vedeți că a fost creat un fișier de configurare (acest lucru se întâmplă numai atunci când nu este creat un fișier de configurare anterior). De fiecare dată când Arduino este resetat sau conectat, acesta creează un fișier nou.

De la concepția acestui proiect au fost lansate noi biblioteci și versiuni ale Arduino IDE. Din acest motiv, mai mulți utilizatori primeau mesaje de eroare neplăcute. Utilizatorul RahilV2 avea această problemă și a găsit o soluție

„Am remediat eroarea inițială și a fost pentru că. INO folosește vechiul nume de port GPS care este„ gpsPort”în loc de„ gps_port”. Simbolul preprocesorului s-a schimbat și. Toate programele de exemplu folosesc acum„ GPS_PORT_NAME”în loc de„ USING_GPS_PORT '."

Mulțumesc RahilV2!

Pasul 5: Protejarea electronice

O notă adresată persoanelor care folosesc placa de perf, plasând circuitul pe o suprafață metalică va scurtcircuita circuitul. Am folosit o țeavă de plastic în jurul unor șuruburi pentru a-mi atârna placa de perfecție deasupra unei foi de plastic. Puteți lipi la cald fundul, îl puteți atașa la carton sau spumă sau puteți folosi un pachet care nu conduce electricitate. Puteți imprima 3D aceste țevi de plastic pentru a vă strecura peste șuruburi de aici:

Am atașat anteturi de sex feminin la placa de perfecționare unde se află GPS-ul pentru a permite GPS-ului să fie ușor deconectat de pe circuit. Unitatea GPS este fragilă. Antenele cu cip se pot rupe și unitatea este sensibilă la electricitatea statică. Nu am avut niciuna dintre aceste unități de pauză. Stoc GPS-ul în geanta ecranată statică în care vine pentru a păstra GPS-ul protejat.

Indiferent dacă folosiți o placă de testare sau doar fire jumper pentru conectorul bateriei, vă recomand să folosiți adeziv fierbinte pentru a vă asigura că firele jumper rămân în prizele lor. Ar fi o greșeală pentru tine să-ți recuperezi balonul pentru a descoperi că nu s-a înregistrat deoarece s-a desprins un jumper wire.

Se recomandă încălzitoarele pentru mâini, deoarece vor menține totul cald și funcțional. De obicei, extind lungimea conectorilor bateriei, permițându-mi să stochez bateria într-un compartiment separat de electronică. Am pus încălzitoare de mână direct pe baterie. În timp ce dispozitivele electronice ar trebui să poată funcționa fără încălzitoare pentru mâini, aș recomanda utilizarea acestora. Puneți un dispozitiv de încălzire a mâinilor sau două lângă dispozitivele electronice, fixând dispozitivul de încălzire a mâinilor astfel încât să nu atingă dispozitivele electronice. Căldura radiantă de la încălzitoarele de mână este suficientă pentru a menține electronica în stare bună.

Pasul 6: Lansați

În mod obișnuit, conectez data logger-ul la computer cu aproximativ douăzeci de minute înainte de a plăti balonul să plece. Conectarea jurnalului la computer nu este necesară. Fac asta pentru a mă asigura că GPS-ul funcționează și că am o blocare prin satelit. Odată ce înregistratorul afișează toate datele, întorc comutatorul și deconectez computerul. Deoarece circuitul are întotdeauna o sursă de energie, GPS-ul rămâne fierbinte și continuă să se înregistreze cu o blocare prin satelit. Aceasta va crea un nou fișier pe cardul microSD.

Am lansat balonul la 6:58 dimineața. Am planificat să lansăm mai devreme, dar primul nostru balon a dezvoltat o ruptură. Ne uitasem tuburile pentru a atașa balonul la rezervorul de heliu. Deci, am atașat balonul direct la duza rezervorului de heliu. Vibrațiile de pe duză au făcut o rupere în balon. Din fericire, am adus un balon de rezervă. Am folosit un furtun de grădină tăiat ca tuburi improvizate și a funcționat!

Pachetul consta dintr-o cutie de prânz izolată. Înregistratorul de date stătea înăuntru cu încălzitoarele pentru mâini. O gaură tăiată în cutia de prânz a oferit o modalitate pentru ca camera să fie în interiorul cutiei de prânz, menținând în același timp o vedere neobstrucționată. Am folosit o sesiune GoPro pentru această lansare. A făcut fotografii ale călătoriei! Atașate în lateral și în partea de sus a cutiei de prânz erau două unități GPS SPOT. Le-am folosit pentru a ne urmări pachetul. O mică fantă a fost realizată în lateralul cutiei de prânz pentru a permite senzorului de temperatură să iasă afară, expunându-l la aerul exterior.

Pasul 7: Recuperare

Am folosit o baterie Duracell 9v la ultima mea lansare. Am măsurat tensiunea bateriei la 9,56 volți înainte de a o conecta la data logger. Am conectat bateria în jurul orei 6:30. După aterizarea balonului, a fost recuperat, condus înapoi la școală și pachetul a fost deschis, era ora 13:30. Am deschis sarcina utilă pentru a găsi că data logger încă se loga! Am măsurat apoi tensiunea bateriei de 9v. Pe măsură ce se folosește o baterie, tensiunea scade. Bateria era acum la 7,5 volți. După șapte ore de înregistrare a datelor, bateria era încă într-o formă decentă.

Balonul și pachetul au aterizat la sud de Ramona într-un mic canion. Echipa de recuperare a condus aproximativ o oră și apoi a făcut drumeții restul drumului. Iedera otrăvitoare și temperaturile fierbinți au fost un obstacol, totuși au perseverat și au reușit să recupereze balonul. S-au întors la școală și mi-au întins pachetul. Am fost surprins că data logger-ul încă funcționa. Acest lucru m-a făcut optimist. Am deconectat bateria și am scos cu atenție cardul microSD. Am fugit apoi la computer. Aceasta este pentru mine cea mai nervoasă și mai interesantă parte a călătoriei. A funcționat înregistratorul de date? Am scotocit prin rucsac pentru a găsi adaptorul cardului SD. Ultimele două zboruri, jurnalistul a încetat să mai funcționeze la 40 000 de picioare, deoarece am pus incorect GPS-ul în modul de zbor. Fiind că singurul mod în care pot ajunge la înălțimi peste 40 000 de picioare este cu baloanele meteo, nu aveam idee dacă noul meu cod ar funcționa.

Am conectat cardul microSD la computer, am deschis fișierul și am văzut un jurnal plin de date. Am început să parcurg datele … SUCCES !! Jurnalul a continuat pe tot parcursul zborului.

Pasul 8: Analiză și știință

Expresia „a treia oară farmecul” sună adevărat. Am înregistrat date pentru întregul zbor! Balonul a atins o altitudine maximă de 91, 087 picioare și cea mai rece temperatură a fost de -58 grade fahrenheit.

Datele noastre confirmă și se aliniază cu o mare parte din știința cunoscută. De exemplu, fundul stratosferei a fost de -40 până la -58 grade fahrenheit, în timp ce la apogeul zborului, temperatura a fost de -1,75 grade fahrenheit. Oamenii trăiesc în stratul inferior al atmosferei Pământului, troposfera. În troposferă, temperatura scade pe măsură ce se câștigă altitudine. Opusul este adevărat în stratosferă. De fapt, vârful stratosferei poate fi cu cinci grade peste zero.

Am fost surprins că balonul a urcat într-un mod atât de liniar. Aș crede că pe măsură ce atmosfera se diluează, viteza de ascensiune a baloanelor se va schimba. Cu toate acestea, nu m-a surprins curba în viteza de coborâre a balonului. Ipoteza mea de ce balonul cade repede, apoi încetinește treptat, are legătură cu parașuta. La apogeu, este atât de puțin aer încât cred că parașuta nu a fost la fel de eficientă. Parașutele folosesc rezistența la aer și fricțiunea pentru a cădea încet la pământ, așa că, dacă există puțin aer, parașuta nu este la fel de eficientă. Pe măsură ce pachetul scade, rezistența aerului crește deoarece există mai multă presiune a aerului și mai mult aer. Acest lucru are ca rezultat parașuta mai eficientă și pachetul descendent mai lent.

Datorită temperaturii și a vitezei vântului, declar că cea mai proastă altitudine în care trăiesc este de 45, 551 de picioare. La această altitudine, pachetul a cunoscut o temperatură rece de -58 grade Fahrenheit. Dacă acest lucru nu era suficient, vânturile suflau 45 de mile pe oră. În timp ce am avut probleme cu găsirea datelor privind efectul vântului asupra frigului la această temperatură, am constatat că vremea de -25 grade Fahrenheit cu un vânt de 45 mile pe oră are ca rezultat un frig de -95 grade. De asemenea, am descoperit că temperaturile frigului de vânt de -60 grade îngheță carnea expusă în 30 de secunde. Cu toate acestea, probabil că acesta nu este un loc ideal de vacanță. După cum se vede în fotografia de mai sus, există o vedere minunată de la această altitudine! Aflați mai multe despre windchill aici:

Nu aș fi putut să afișez și să studiez aceste date fără ajutorul surorii mele care a introdus toate cele 240 de linii de date. Avantajele de a avea frați mai mici:)

Pasul 9: Concluzie

Acesta este un succes cert. Am înregistrat altitudinea, temperatura, viteza vântului, viteza de urcare, viteza de coborâre, ora, data, latitudinea și longitudinea pe întregul zbor. Acesta este un lucru obligatoriu pentru baloanele cu înălțime mare și lansatoarele pentru prima dată!

După patru ani de lansare a balonului, în cele din urmă am înregistrat datele unui zbor întreg. Am aflat în cele din urmă cât de sus zboară baloanele noastre. Ne-am apropiat puțin de experiența spațiului. Ne-am apropiat puțin mai mult de atingerea celor de neatins!

Un alt aspect interesant al jurnalului de date este că toate datele sunt marcate în timp. Aceasta înseamnă că puteți alinia datele cu fotografii făcute în călătorie, ceea ce vă permite să cunoașteți altitudinea și locația exactă în care a fost făcută fiecare fotografie!

Acest proiect este ușor de reprodus și modificat în scopuri proprii. Adăugați cu ușurință senzori suplimentari de temperatură, senzori de presiune și umiditate, contoare geiger, oportunitățile sunt nelimitate. Atâta timp cât senzorul poate fi utilizat fără întârziere, ar trebui să funcționeze!

Vă mulțumim că ați luat timp să citiți acest instructable. Îmi place să răspund la întrebări, să răspund la comentarii și la sfaturi și idei utile, așa că împușcați în secțiunea de comentarii de mai jos.

Acest Instructable este, de asemenea, în unele concursuri, vă rugăm să votați dacă v-a plăcut sau ați învățat ceva nou! Câștigarea premiilor îmi permite să câștig instrumente noi pentru a face proiecte mai bune și mai avansate

Locul doi în Provocarea de neatins

Marele Premiu în cadrul Concursului de Științe Explorare 2017