Aufbau und Technik

Details zum Aufbau und zu den technischen Geräten

Kamera

Die Kamera ist eine Qumox SJ400 Actioncam. Sie ist etwa 6cm lang, 4 cm hoch und 3 cm dick.

Sie wiegt nur 60 g und kann in HD 1080P filmen.

Die vom Hersteller angegebene Auflösung von 12 Megapixel ist zwar optimistisch, jedoch ist die Qualität der Aufnahmen für uns ausreichend.

Leider ist der Akku der Kamera sehr klein, was eine Stromversorgung von außen für einen längeren Flug notwendig macht. Allerdings können wir durch ihre „Fischaugenlinse“ einen unglaublich großen Bereich gleichzeitig filmen und so hoffentlich tolle Bilder aus dem Rand der Atmosphäre einfangen.

GPS-Tracker

Der Tracker ist ein TK102 b. Er arbeitet wie ein normales Handy mit einer SIM-Karte, nur dass man mit ihm nicht telefonieren kann. Er kann aber SMS versenden. Der Tracker soll uns helfen, die Kapsel nach der Landung wiederzufinden. Mit einer eingebauten Antenne empfängt er ständig GPS-Signale und wertet diese aus.

Ruft man den Tracker nun mit einem Handy an, legt er automatisch auf und lässt die Mailbox einspringen. Der Tracker antwortet dem Anrufer automatisch mit einer SMS, die die aktuellen Koordinaten des Trackers, sowie seine Geschwindigkeit und seinen Batteriestand enthält.

Voraussetzung für den Betrieb des Trackers ist also Handynetz-Empfang. Zum Glück ist das Handynetz über Deutschland sehr dicht ausgebaut, so dass wir auf guten Empfang an der Landestelle hoffen können.

GPS-Logger

Der GPS Logger ist ein GT-730. Er sieht ein bisschen wie ein USB-Stick aus. Allerdings zeichnet er, sobald er eingeschaltet ist, ständig auf, wo er sich gerade befindet. Das macht er einmal in der Sekunde. Von diesen Datenpunkten kann er bis zu 256 000 speichern. Das entspräche über 70 h Laufzeit. Der Akku hält allerdings nur 18 Stunden – Das ist aber immer noch mehr als genug für unser Vorhaben.

Der Logger soll helfen, genau zu erkennen, an welchen Orten der Ballon unterwegs war und zu welcher Zeit wo welches Bild gemacht wurde. Vor allem soll er aber zeigen, wie hoch der Ballon auf seiner Reise zum Rand der Atmosphäre gekommen ist.

Akku  

Der Akku versorgt die Kamera mit Spannung und hat eine Kapazität von 2200 mAh. Er ist das schwerste elektrische Bauteil des gesamten Ballons.

Er liefert Spannungen zwischen 8,2 und 6,8 V und kann die Kamera so länger als 5 h am Stück mit genügend Energie versorgen.

Allerdings hat er neben seinem Gewicht drei Nachteile:

1. Er darf niemals kälter als 0°C werden

2. Er darf niemals weiter als bis auf 6,4 V entladen werden

3. Die Kamera darf nur mit konstanten 5 V Spannung betrieben werden

Zur Lösung des ersten Problems haben wir unsere Kapsel aus dem isolierenden Material Styropor gebaut und werden zusätzlich die Wärme der Schaltkreise nutzen. Zur Unterstützung wird eventuell noch ein Handwärmer mit in die Kapsel gelegt.

Spannungsregler 

Das zweite und dritte Problem lässt sich nur mit Hilfe von elektrischen Bauteilen lösen. Hierfür wurde ein Spannungsregler entwickelt und gebaut. Dieser Spannungsregler macht aus der variablen Spannung des Akkus immer konstante 5 V und gibt diese an die Kamera weiter. Gleichzeitig überwacht er ständig die Spannung des Akkus und trennt die Stromverbindung sobald der Akku zu leer wird. Dadurch schütz er den Akku vor einer sog. Tiefenentladung, die den Akku zerstören würde. Die Spannung, bei der der Regler abschalten soll, lässt sich vor dem Start einstellen.

Box / Kapsel 

Die Kapsel haben wir bereits gestern grob beschrieben.
Hier kommen die genauen Daten:

Die Box hat eine Grundfläche von 30 cm x 30 cm und ist ca. 30 cm hoch. Sie besteht aus 4 cm dicken Styroporwänden, die von außen mit neonpinker Farbe besprüht sind. Verklebt sind die Platten mit Styroporkleber. Die Fugen auf der Innenseite wurden zusätzlich mit Silikon abgedichtet. Die Kapsel ist an vier Schnüren aufgehängt, die eine Bruchlast von 196 N haben.

Fallschirm

Der Fallschirm ist ein Rundkappenfallschirm und hat mit der angehängten Kapsel vermutlich eine Sinkgeschwindigkeit von 6 m/s.

Er besteht aus einer Kappe aus Plastikfolie. Fliegengitter dient als Verbindung zwischen Fallschirmkappe und der Anschlussschnur.

Damit der Schirm nach der Landung gut sichtbar ist, ist das Fliegengitter neonpink lackiert.

Die Verbindungsschnur vom Fallschirm zur Kapsel soll eine Länge von 10 m haben, damit die Kapsel bei der Landung möglichst weit an den Boden kommt, selbst wenn der Fallschirm sich in einem Baum verfangen sollte. Dies erleichtert später die Bergung.