Artykuły specjalne - index                       Biblioteka Radioamatora - index                          


Amatorska telemetria

Krzysztof Dąbrowski OE1KDA
Wiedeń 2017

Wstęp

Do najczęściej wymienianych informacji w łącznościach amatorskich należą raporty słyszalności, imiona, lokalizacje stacji, krótkie opisy wyposażenia, czasami rozmowy schodzą na tematy meteorologiczne albo techniczne. W trakcie zawodów lub łączności DX-owych wymieniane jest jedynie niezbędne do zaliczenia łączności minimum danych. Automatycznie pracujące radiolatarnie ograniczają się przeważnie do nadawania znaku i tylko nieliczne dodają do nich dłuższe komunikaty o warunkach propagacji lub innej treści.
Od czasu rozpowszechnienia się systemu APRS w komunikatach podawane są nie tylko dokładne współrzędne geograficzne ale równieżi różnego rodzaju dane pomiarowe: napięcia zasilania urządzeń, temperatury panujące wewnątrz obudowy, informacje meteorologiczne itp.
Ogólnie rzecz biorąc możliwe jest rozpowszechnianie lub wymiana wszelkiego rodzaju danych pomiarowych, które mogą zainteresować szersze grono odbiorców. Mogą one być związane z wszelkiego rodzaju eksperymentami i obserwacjami prywatnymi, szkolnymi, studenckimi i temu podobnymi.
Skrypt niniejszy poświęcony jest różnorodnym możliwościom i konceptom amatorskich pomiarów wielkości meteorologicznych, technicznych czy środowiskowych mogących interesować nie tylko krótkofalowców. Część z nich mogłaby stanowić temat dodatkowych zajęć szkolnych i pozaszkolnych dla młodzieży przyczyniając się do zainteresowania jej problematyką ochrony środowiska itp., zasadami pomiarów, metodami pomiarowymi i związaną z tym techniką.
Otrzymane dane mogą być transmitowane w pasmach amatorskich jeżeli nauczyciel jest licencjonowanym krótkofalowcem albo w pasmach ogólnie dostępnych CB czy 868 MHz w innych przypadkach. Mogą one być także przekazywane za pośrednictwem łączy świetlnych lub w inny nie wymagający uzyskania szczególnych zezwoleń sposób.
W skrypcie przedstawione są zasady pomiarów, przykłady konstrukcji własnych i rozwiązań fabrycznych różnego rodzaju czujników i układów pomiarowych, ich wykorzystanie we współpracy z mikrokomputerami (głównie na przykładzie "Arduino" i częściowo także "Maliny") i niektóre standardy transmisji danych, w tym APRS, "LoRa" i Xbee. Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie w wykorzystaniu innych zbliżonych układów mikrokomputerów, a nawet konstrukcji własnych opartych o mikroprocesory PIC lub AVR.
Przytoczone przykłady najprostszych programów mają pomóc czytelnikom zainteresowanym programowaniem w tworzeniu własnych programów dostosowanych do ich potrzeb, konceptów i zainteresowań. Może to okazać się również przydatne dla zainteresowanej nauką programowania młodzieży, dla której "Arduino" i "Malina" są świetnymi platformami dydaktycznymi.
Zaprezentowane w skrypcie pomysły i rozwiązania mają stanowić w zamyśle autora nie tylko gotowe do odwzorowania przykłady ale również inspirację do tworzenia własnych, także bardziej rozbudowanych rozwiązań. Komentarze w przytoczonych jako przykłady programach zostały przetłumaczone przez autora ale nazwy zmiennych i inne szczegóły pozostawiono w oryginale.
Podstawowe informacje o mikrokomputerach "Arduino","Malina" i podobnych oraz o ich programowaniu można znaleźć w literaturze dostepnej m.in. w sklepie internetowym wydawnictwa AVT [2], w działach technicznych lepszych księgarni oraz w tomach 20, 21 i 24 "Biblioteki polskiego krótkofalowca". Tematyka APRS i DPRS jest szczegółowo poruszona w tomie 8 tej serii.
Przedstawione rozwiązania mającharakter eksperymentalny i dydaktyczny i nie powinny byćw żadnym wypadku stosowane tam, gdzie od niezawodności i dokładności sprzętu zależy bezpieczeństwo ludzi lub mienia.

Spis treści

Wstęp             
Pomiary i metody     
  Pomiar oświetlenia
  Wskazania kierunku wiatru
  Pomiar szybkości wiatru   
  Pomiar wilgotności        
  Pomiar ciśnienia atmosferycznego
  Pomiary temperatury           
  Pomiary ilości opadów         
  Spektrometr            
Gotowe czujniki pomiarowe  
  Czujniki "Iduino"        
    Wykrywacz płomieni      
    Termometr cyfrowy       
    Fotoopornik             
    Termometr z wilgociomierzem  
    Czujnik natężenia pola magnetycznego z halotronem      
    Termometr z czujnikiem DS18B20     
    Termometr analogowy ST1147         
    Czujnik baromeryczny BME280         
    Czujnik barometryczny BMP180        
    Czujnik opadów           
    Wykrywacze gazów           
    Pomiar stężenia dwutlenku węgla  
    Czujnik wilgotności gruntu       
Czujniki własnej konstrukcji        
  Wiatromierz            
  Pomiar ilości opadów    
  Detektor infradźwięków  
  Odbiór wyładowań atmosferycznych
  Radioaktywność
  Detektor promieniowania beta i gamma na neonówce
  Detektor promieniowania na fotodiodzie        
  Detektor promieniowania gamma na fotodiodach PIN  
  Detektory promieniowania na tranzystorach         
  Detektor promieniowania gamma z licznikiem Geigera-Müllera
Standardy transmisji         
  APRS               
  System "LoRa" z rozpraszaniem widma  
  Xbee        
  Moduły TRM-868-EUR  
Mikrokomputery i urządzenia pomocnicze  
  Mikrokomputery       
    Arduino          
    Malina               
  Rozszerzenia          
    Dragino              
    Złącze RS-232 dla "Maliny"   
    Przetworniki analogowo-cyfrowe dla "Maliny"  
Dodatek A. Kalibracja czujników wilgotności     
Dodatek B. Stacja meteorologiczna z serwerem http na "Arduino"   

Pobierz: Amatorska telemetria (pdf, ok.5,5 MB)