UBPE@Valence

Extraits des vidéos embarquées (décollage, éclatement, atterrissage)


Bientôt un compte-rendu plus détaillé ici, soyez patients ;-)
Après avoir décollé à 11h30, Stratos a éclaté un peu après 13h à 29000m au dessus du Vercors (à l'Ouest de Méaudre). Il a attéri une heure plus tard à Brié et Angonne, pas loin de Vizille, dans un champs bordé d'arbres. Il a été récupéré rapidement grace à la balise LoraWan (relayée par une passerelle à Uriage) et la balise Radio-Amateur (suivi depuis leur voiture).
Les résultats sont positifs, et les vidéos embarquées très réussies (disponibles bientôt).
Quelques photos ci-dessous (cliquer pour aggrandir).

   
   
   

• Les mesures sont toujours visibles (graphes, cartes) sur site de suivi du système embarqué LoRaWan ici
• La trajectoire est toujours visible sur le site de suivi de la balise radio amateur ici
• cliquer sur charger tracé pour faire réapparaitre l'ensemble de la trajectoire

Le prochain ballon décollera le 16 mai, entre 11h et 12h, plusieurs liens pour le suivi sont disponibles :

• Le site de suivi du système embarqué LoRaWan ici
• Le site de suivi de la balise radio amateur ici

La prévision à H-6 nous promet une randonnée sympatique à Méaudre pour aller le récupérer ;-)

C'est un projet à vocation pédagogique, ayant également servi de support à des activités de recherche, mené depuis septembre 2007 dans la région de Valence.
L'objectif est d'équiper un ballon stratosphérique d'un système embarqué capable de faire des mesures de grandeurs physiques et de les transmettre à un serveur au sol assurant le suivi en temps-réel (géolocalisation, courbes).
Le projet se déroule dans le cadre de l'opération Un ballon pour l'école, coordonnée par l'association Planète-Sciences et soutenue par le CNES (Centre National d'Etudes Spatiales).

Pour en apprendre un peu plus:

• les résultats du vol de l'édition 2020-2021
• la vidéo du vol 2009, disponible ci-dessous

Cette année le projet a été baptisé Stratos, il s'envolera le 16 mai 2022, entre 11h et 12h, de la cour du lycée/collège Triboulet de Romans-sur-Isère.

Il est mené par :

• Le Lycée Triboulet de Romans-sur Isère

24 élèves de seconde option SL (Sciences et Laboratoire) et préparant le BIA (Brevet d'Initiation à l'Aéronautique), ont choisi les expériences, étudié les capteurs embarqués (étalonnage) et exploiteront les résultats.
3 élèves de Terminale NSI (Numérique et Sciences Informaatiques) ont participé au développement logiciel pour l'acquisition et le traitement des donnéees, ainsi qu'à l'intégration du système embarqué dans la nacelle.

• Le Collège Triboulet de Romans-sur Isère

5 élèves de quatrième, dans le cadre de leur enseignement en technologie, ont étudié les aspects mécaniques du cahier des charges et ont conçu la nacelle (la boite embarquant les expériences).


• Le département Informatique de l'IUT de Valence

5 étudiants de 2e année de DUT Informatique, dans le cadre de leur projet tutoré de 2e année, ont travaillé sur la conception du système embarqué et la mise en place de l'infrastructure de suivi.

• Le L0AD (Laboratoire Ouvert Ardèche-Drôme)

Quelques membres de ce hackerspace associatif ont intégré le système dans la nacelle, mis en place l'infrastructure de suivi et procédé aux tests de l'ensemble.

Partie embarquée

Le système principal est fourni par le CNES (émetteur Kikiwi), et permet :

• de prendre des mesures analogiques sur 8 voies (capteurs alimentés en 3.3V)
• de transmettre (toutes les 2s) les mesures et la position (AFSK 1200 bits/s, sur 869.525 MHz, portée à plusieurs centaines de km)
• de stocker les mesures et la position sur une carte micro-SD
• d'émettre la position GPS par SMS chaque minute (si couverture réseau)

Un schéma d'architecture est présenté ci-dessus (cliquer pour voir l'image complète), avec les mesures embarquées :

• Température intérieure / extérieure
• Pression
• Hygrométrie
• Luminosité visible et infra-rouge

L'ensemble est alimenté par 2 piles 4.5V, assurant un fonctionnement pendant plus de 12h

Le système secondaire a été réalisé à l'IUT de Valence (étudiants, enseignants) et permet :

• de prendre des mesures numériques (modules capteurs alimentés en 5V)
, toutes les 10 secondes
• de stocker les mesures, la position et d'autres informations utiles sur une carte micro-SD
• de transmettre (toutes les 5 minutes) les mesures et la position (LoRaWan, SF9/868MHz)

Un schéma d'architecture est présenté ci-dessus (cliquer pour voir l'image complète), avec les mesures embarquées :

• Température intérieure / extérieure (capteurs redondants différents)
• Pression
• Hygrométrie

L'ensemble est alimenté par 2 accumulateurs LiPo 3.7V/3000mAh, assurant un fonctionnement pendant plus de 12h
2 caméras autonomes (semblables à des GoPro) permettent de filmer :

• Le sol et l'horizon, en plongée à 45°, en 2.5k à 30 images/s
• le ballon (et son éclatement), en 720p à 240 images/s

Ces caméras sont alimentées par leur batterie interne, rechargée en permanence en USB via un sytème composé d'un accumulateur LiPo 3.7V/8000mAh et un dispositif d'élévation de tension à 5V), assurant un fonctionnement pendant plus de 5h.

Partie mécanique

La nacelle, réalisée par les collégiens, est un cube polystyrène extrudé de 25x25x25cm (collé/renforcé), d'une masse d'environ 250g.

Partie sol

La nacelle possède 3 dispositifs radio différents :

• L'émetteur Kikiwi du système principal, prété par Planète-Sciences et le CNES, éméttant en AFSK (1200-2200 Hz) sur 868 MHz
• L'émetteur LoRaWan du système secondaire, émettant en SF9/125 sur 868 MHz
• Une radio-sonde type M2K2, prétée par les radios-amateurs Rhônalpins qui assurent la récupération, émettant sur 433 MHz

Un schéma d'architecture est présenté ci-dessus (cliquer pour voir l'image complète), avec les différentes solutions de suivi :

• Les trames émises par le système principal pourront être observées localement sur le site de lacher, par un aérotechnicien de Planète-Sciences, à l'aide d'une baie de réception UHF et du logiciel CampusIoT (réseau pédagogique universitaire) et The Things Network. Elles pourront être observées directement via les interfaces clientes des infrastructures CampusIoT et TTN, ou être récupérées via MQTT pour être visualisées. Un tableau de bord a été également réalisé sur TagoIo afin de pouvoir visualiser les mesures instantanées, les courbes et la trajectoire du ballon. Une voiture de poursuite sera équipée d'une station de réception mobile LoRaWan qui participera au relai des données et permettra de suivre en local la trajectoire du ballon.
• Les trames émises par la radio-sonde seront relayées par des stations radio-amateurs (fixes ou mobiles) vers un serveur web qui permettra d'observer à distance la trajectoire du ballon