Hasznos teher ballonos kisérletekhez

     Az utóbbi időben egyre inkább annak lehetünk tanúi, hogy csökken a rádióamatőrök száma, a számitógépek és mobiltelefonok korában a fiatalokat már nem nagyon bűvöli el a rádióamatőr tevékenység.
A figyelmüket már csak különleges tevékenységekkel lehet felkelteni. Ilyen különleges tevékenység lehet a héliummal töltött ballonok fölengedése (szegény ember műholdja). Ez a tevékenység ma már nem annyira drága és egyesíti magában a műszaki tevékenységet a rádióforgalmazással, sőt segít megérteni az egyes meteorológiai jelenségek hátterét. Hogy megtakarítsam mások idejét és segítsek a fejlesztésben, megterveztem ezt a berendezést.
    A hasznos teher - nemzetközi megnevezéssel payload - három féle kivitelben készült el:
    1. 144 Mhz sáv, ez FM modulációt használ és az APRS előírás szerint küldi a csomagokat
    2. 434 MHz sáv, ez FSK modulációt használ és az UKHAS által javasolt RTTY jeleket sugároz
    3. 434 MHz sáv, ez működésében megegyezik az előző változattal, de kész rádió-modul van használva, ezért megépítése egyszerűbb

               
    Mindegyik típust meg lehet táplálni egy darab 1,5V elemről (legjobb a lítium elem), vagy egy darab 1,2V akkumulátorról, amelyet aztán napelemmel tölthetünk. Működési ideje RAVER LITHIUM Model L6/2B elemről kb. 50-60 óra, attól függően, hogy milyen kimenő teljesítmény van beállítva. Napelemes és akkumulátoros megtáplálás esetén ez elméletileg végtelen, persze ameddig az akkumulátor és a napelem működőképes. A működést egy PIC18F26K22 típusú mikroprocesszor irányítja. Ez a processzor beállítja a rádió paramétereit (frekvencia, teljesítmény löket), kiolvassa a GPS vevő adatait, értelmezi azokat és átalakítja a szükséges formátumra, megméri a hőmérsékletet és feszültségeket, esetlegesen a légnyomást. A beállított paraméterek alapján ezeket az adatokat sorba rendezi, és a megfelelő időpontban a rádió segítségével leadja. Ha az adásnak vége, a processzor a GPS vevőt és a rádiót hibernált állapotba helyezi és saját órajelét is átkapcsolja 500 kHz-re. A berendezés ebben a hibernált állapotban várja meg amíg újra nem jön el az idő a következő tevékenységre. Ha nincsen napelem, akkor az első változat  annyi időt vár amennyit a HOLD OFF paranccsal beállítottunk. A 2 és 3 változat minden percben pippen kétszer, jelezve hogy minden rendben és ezzel segít megtenni a szükséges frekvencia-korrekciót. Ha a berendezés akkumulátorról és napelemmel működik, akkor attól függően, hogy meg vannak e világítva a napelemek vagy sem, az 1 változat nappal a HOLD OFF idő szerint ad, éjjel ezt az időt megduplázza, míg a 2 és 3 változat szintén megduplázza az időt így csak minden második percben pippen.

    Az egyes változatok leírása és beállítása

A paraméterek beállításához szükségünk lesz egy jelszint átalakítóra ami a TTL jelből RS232 jelet csinál, valamint egy terminál programra (Hyperterminal vagy hasonló).


 
1. kép. Az 1 a 2 változat bekötési rajza


 2
. kép. Az 1 a 2 változat beültetési rajza

 1. változat

    Leírás
    Ez a változat a 144 MHz-s amatőr sávban dolgozik, FM modulációval és APRS csomagokat küld. Ezek a csomagok a MIC-E előírás alapján vannak kódolva és sűrítve, hogy az átvitelhez szükséges idő minél rövidebb legyen. Ebben a sűrített csomagban a helyzetről, magasságról, sebességről és irányról vannak adatok. Ezekhez az adatokhoz egy úgynevezett "farkat" (tail text) lehet akasztani. Ez egy kódolatlan szöveg, amely további információkat tartalmazhat, mint a hőmérséklet, feszültség, áram vagy légnyomás. A CWID ON utasítással be lehet kapcsolni, hogy a berendezés leadja a hívójelét morze kóddal is. Ennek nagy előnye, hogy a jelek vételéhez és dekódolásához egy rádión kívül semmilyen más berendezésre nincs szükségünk, csak a fülünkre, és a két fülünk között levő "kompjúterre". Ezt az üzemmódot akkor érdemes bekapcsolni, ha leesés után szándékunkban áll rókavadászatot rendezni és a berendezést megtalálni. Azonban ez sem feltétlenül szükséges, ugyanis ha a ballon egyszer már túllépte az 1500 méteres magasságot, és ereszkedése során a magassága 300 méter alá csökken, bekapcsolódik egy úgynevezett keresési üzemmód. Ilyenkor a berendezés nem a megszokott csomagokat sugározza, hanem elkezd CW üzemmódban morze jeleket sugározni körülbelül 50 szó/perc sebességgel. Ez az adás tartalmazza a hívójelet és a helyzetet 10 karakteres QRA lokátor formájában, ami néhány méteres pontosságot jelent, így a megtaláláshoz bőven elégséges. Ez után következik egy AX25 protokollal sugárzott UI csomag, ami a helyzet koordinátáit tartalmazza kódolatlan formában. A ballon röptetés másik formája, hogy a ballonba csak annyi gázt töltünk, hogy a ballon magassága néhány ezer méter magasan stabilizálódjon. Ilyenkor érdemes napelemeket és akkumulátort használni, hogy a berendezés hosszabb ideig működőképes maradjon. Akkor sem kell aggódnunk, ha a ballon túl messzire repülne, ugyanis a processzor a koordinátákból tudja hogy merre jár, és a frekvenciát az adott helyen használatos frekvenciára állítja át. Következő lehetőség, az RTTY adás bekapcsolása az RTTY ON parancs segítségével. Az RTTY adás frekvenciáját az RFRQ paranccsal lehet beállítani (az előre beállított "gyári" érték 144,600 MHz RTTY hívófrekvencia). Az RTTY szöveg tartalmazza az időt, koordinátát, magasságot, belső hőmérsékletet, az elem feszültségét, valamint a napelem feszültségét és az akkumulátor töltőáramát - ha napelem is használva van.
     A 144 MHz-es sávban az antenna mérete már meghatározó. Használhatunk klasszikus GP antennát vékonyabb drótokból (a sugárzót a P4 az ellensúlyokat a P5, P6, P7 a P8 pontba kötjük), vagy J antennát. Én egy a rajzon látható modifikált J-antenna mellett döntöttem.


 
3. kép J-antenna 144,8 MHz-re

 Az 1. és 2. szakasz 300 ohmos lapos TV szalagkábel a 3. szakasz pedig 0,4mm átmérőjű lakkozott rézdrót.
    GPS antennának vagy JTI_Antenna-1575AT43A40_2006-09 típusú csip antennát vagy egy 47 mm hosszú és 0,7 mm átmérőjű drótot is használhatunk.

    Beállítás:
    A payloadot összekötjük a TTL-RS232 átalakítóval (ügyeljünk a megfelelő orientációra). Elindítjuk a terminál programot, ahol az átviteli sebességet 9600 8N1-re állítjuk. Ha most bekapcsoljuk a payloadot, akkor a következő üzenetnek kell megjelennie: "BALLOON PAYLOAD V 5.0 BY OM3BC". Ha most 5 másodpercig várunk, akkor a berendezés a normális működési üzemmódba kerül. Ha a bejelentkező szöveg megjelenésétől számított 5 másodpercen belül  megnyomjuk a SPACE vagy ENTER billentyűt, akkor bekerülünk a parancsmódba. Ilyenkor a "Type Help for Info" és "cmd>" szöveg jelenik meg. Ha most kiadjuk a help parancsot, akkor megjelenik a következő szöveg:

Commands (with example):

DISP      - Display all setings
MYCall    - (mycall OM3BC-11)
TRace     - (xmit/off) for debugging only
TXDelay   - txdelay n 0<n<100 (n x 10 ms)
TXTail    - TX tail time (n x 10 ms)
UNProto   - (unproto aprs v wide1-1) - 3 digis max
SYMBOL    - 2 APRS symbols - default is BALLOON (/O)
FRQ       - frequency in Hz
RFRQ      - frequency for RTTY in Hz
RTTY      - ON or OFF
OFFSET    - modem frequency offset in Hz (max. +-30000)
DEV       - deviation in Hz
BAUD      - baudrate for RTTY transmitting
DBITS     - number of databits
SBITS     - number of stopbits 1.5 = 15
POWER or POUT - output power in mW
REF       - XO or TCXO frequency in Hz (min. 10000000, max. 32000000
UBLOX     - ON = UBLOX, OFF = QUECTEL
PRESSure  - ON = BMP180 present, OFF = not present
HOLDoff   - hold off time in minutes
CWID      - send CW identifier ON or OFF
CWSP or IDSP - speed of CW identifier in WPM
SOLARcell - mounted - ON or not mounted - OFF
ECHO      - ON or OFF
SLEEP     - switch the GPS receiver - ON or OFF
SERGPS    - baudrate of GPS receiver (4800 or 9600 or 19200)
CALIBRATE - calibrate 1200Hz
DATA      - identification of radio chip
VER       - software version

EXIT      - end of command interpreter
TAIL (tail text every n)-(on,off,n)-n=0 is off and 1<n<9 every n-th message
TTEXT     - tail text - 250 chars max
 
Tail text commands:
\U        - send batery voltage
\V        - send system voltage
\S        - send solar voltage
\I        - send solar current
\T        - send internal temperature
\X        - send external temperature
\W        - send radiochip temperature
\P        - send pressure
\F        - send temperature from pressure sensor
\B        - send number of received satellites
\Z        - software version

OK
cmd>


A parancsok megadásánál elég csak a nagybetűkkel írt részt begépelni.

    Most pedig megnézzük, hogy az egyes parancsok mit takarnak.

MYCall - Ez a payload hívójele. Mivel ebben az esetben a rádióamatőrök számára fenntartott sávban dolgozunk, itt egy érvényes rádióamatőr hívójelnek kell szerepelni. Mivel egy repülő, mozgó berendezésről van szó az APRS konvenció szerint a kötőjel után 11-es számnak kell következnie.
UNProto - Ezt nem szükséges átírni, ugyanis ez a szöveg amúgy sem kerül adásra, mivel a MIC-E kódolás folyamán ez amúgy is átíródik. Jelen esetben a BC az om3BC, PL a PayLoad az 50 pedig a program verziószáma.
FREQUENCY - Ez az adó frekvenciája hertzekben. A 144,800 MHz az APRS hálózat részére kijelölt frekvencia egész Európában. (sőt az IARU Region 1. egész területén). A végére nem kötelező írni nullákat pl. 1448 = 14480 = 144800 = 144800000
RTTY FREQUENCY - Ez az adó frekvenciája az RTTY szöveg adásakor hertzekben. Itt is elhagyhatóak a nullák a végén (14425 = 144250000)
RTTY - az RTTY szöveg adásának ki, illetve bekapcsolása
OFFSET - az RTTY segedvivő frekvenciája
DEV - az RTTY jel lökete
BAUD - az RTTY jel adási sebessége
DBITS - az RTTY jel adatbitjeinek a száma
SBITS - az RTTY jel stop bitjeinek a száma
POWER OUT - A rádió kimenő teljesítménye miliwattokban, értéke 1 és 100 között lehet. A kimenő teljesítmény értéke csak viszonylagos. A valódi érték nagyban függ a tápfeszültségtől és a konkrét csiptől is.
CWSP - A morze adás sebessége, szó/perc (PARIS) egységben.
CWID - A morze azonosító adásának be, illetve kikapcsolása.
TCXO FREQUENCY- A referencia oszcillátor frekvenciája. Ehhez a változathoz mindenképpen VCTCXO típusú oszcillátort kell használni, ahol a kifejezés egy feszültséggel vezérelt hőkompenzált kristályoszcillátort takar. Ezeknek az oszcillátoroknak a beszerzése nem kis feladat, viszont előny számunkra, hogy a frekvenciája 10 és 32 MHz között bármilyen érték lehet (azért jó ha 30 MHz körül van). Az én esetemben ez az érték 19,2 MHz. Mivel az oszcillátor értékét hertznyi pontossággal adhatjuk meg, ez a parancs szolgál a kalibrációra is. Mivel a valódi frekvencia a legritkább esetben egyezik meg a tokon feltüntetettel, ezért ezt az értéket korrigálnunk kell. Egyszerűbb eset ha van pontos frekvenciamérőnk és pontosan meg tudjuk mérni a frekvenciát. Ilyenkor a mért értéket beírjuk ezzel a paranccsal. Rosszabb eset ha nincs módunkban megmérni a referencia frekvenciát. Ilyenkor nem marad más hátra, mint "próbálkozások és tévedések" módszerrel addig próbálkozni, amíg a kimenő frekvencia nem lesz pontosan 144,8 MHz (plusz-mínusz 100-200 Hz nem játszik fontos szerepet). Ha egy új értéket írunk be, a berendezést ki kell kapcsolni, majd újra bekapcsolni, mert az új érték csak az inicializálás folyamán érvényesül.
TXDelay - Idő, ami az adásra kapcsolás és az adatok küldése között telik el. Ez szükséges ahhoz, hogy a vevőállomás érzékelje a jelet és vételre kapcsoljon.  Az időt 10ms-onként kell megadni. Ez idő alatt szinkronizációs bajtok kerülnek adásra.
TXTail - Hasonló mint az előző esetben, csak itt az adás végén lévő szinkronizációs bajtok számát jelenti. Ebből tudja a vevőállomás, hogy vége a csomagnak.
SYMBOL - Ez a két jel adja meg, hogy a www.aprs.fi honlapon milyen szimbólum jelenjen meg. Itt a /O ballont jelenti, de a szimbólum táblázatból más jelet is választhatunk.
HOLD off - A csomagok sugárzása között eltelt idő percekben. A csomagok sugárzása a következő módon zajlik: A processzor hibernált állapotban vár, hogy leteljen a HOLD OFF paranccsal beállított idő. Ha az idő letelt, a processzor nagyobb sebességre kapcsolja az órajelét, felkölti a berendezést a hibernációból, majd kiolvassa a GPS vevőből a koordinátákat. Ezeket a megfelelő módon átalakítja, majd kisugározza. Megnézi hogy a beállított paraméterek alapján szükséges-e a TailText elküldése. Ha igen, akkor ezt is hozzáfűzi a csomaghoz. Vár 20 másodpercet, majd a folyamatot megismétli. Ezek után a HOLD OFF idejére újra hibernálja a berendezést.
TRace - Ez a parancs tesztelésre szolgál. Ha a TRace ON parancsot kiadjuk, akkor az előkészített szöveg nem kerül adásra, hanem a soros porton jelenik meg. Igy tudjuk ellenőrizni, hogy az a szöveg kerül-e adásra, amit szeretnénk, vagy valamilyen paramétert meg kell változtatni.
ECHO - Ha az ON paranccsal be van kapcsolva, akkor a berendezés a soros porton kapott karaktert visszaküldi. Ezzel tudjuk leellenőrizni, hogy a berendezés reagál-e a soros porton érkező adatokra.
SOLAR - Ez a parancs határozza meg, hogy van e napelem vagy a berendezés elemről működik.
UBLOX - Szerencsére a
QUECTEL cég L70 és az UBLOX cég MAX6C, MAX7C, MAX8C GPS vevőinek bekötése megegyezik, ezért a nyomtatott áramköri lapra mindkettő rátehető. Sajnos a GPS vevők más-más típusú áramkört tartalmaznak, ezért beállítani is másképpen kell őket. Ezzel a paranccsal tudatjuk a processzorral, hogy milyen típusú áramkör van a lapon. Az ON azt jelenti, hogy a vevő az UBLOX cégtől, az OFF pedig, hogy a QUECTEL cégtől származik.
PRESSURE - Ez a parancs jelzi a processzornak, hogy a BMP180 típusú légnyomásmérő is hozzá van kapcsolva a berendezéshez
SLEEP - Engedélyezi vagy letiltja a hibernált állapotba való átmenetet. Ez olyankor jöhet jól, ha nem az említett típusok közül való a GPS vevő, vagy valamilyen egyéb ok miatt (mondjuk más fedélzeti berendezéstől származó zavar miatt) a GPS vevő nehezen éled föl. Ilyenkor a nagyobb áramfelvétel ellenére is érdemes éber állapotban tartani.
RTTY - Ha az ON paranccsal be van kapcsolva, akkor a második APRS csomag adása után az RTTY szöveg is adásra kerül.
SERGPS - A berendezés és a GPS vevő közötti átviteli sebesség.
CALIBRATE - Ezzel a paranccsal a processzor A.2 portján (4. láb) le tudjuk ellenőrizni a modulációt. A gyakorlat azt mutatja, hogy nincs szükség kalibrálásra.
DATA - a rádió lapka verziószáma - az alkatrészek beültetése után ezzel tudjuk leellenőrizni, hogy látja-e a processzor a rádiót. Ha csupa egyeseket kapunk vissza, akkor ki kell javítani a rádió csip cinezését. A rádió csip beültetése magasan a legnagyobb feladat az építés során.
TAIL - Ez a parancs szabja meg hogy akarjuk-e hogy a processzor az APRS csomag végén hozzáfűzze e a TTEXT-ben beírt szöveget vagy nem. Ha igen, akkor ezt milyen gyakorisággal tegye.
TTEXT - Ezzel a paranccsal írjuk be a csomag végére fűzendő szöveg tartalmát. Ez a szöveg szolgál a telemetriai adatok küldésére is. A telemetriai adatot a  "\x" (vissza törtvonal, betű) kombinációval határozzuk meg, ahol:
            \U        - az elem vagy az akkumulátor feszültsége
            \V        - a rendszerbusz feszültsége (processzor, GPS vevő, rádió)
            \S        - a napelem feszültsége
            \I         - az akkumulátor töltési árama
            \T        - belső hőmérséklet
            \X        - külső hőmérséklet (ha az MCP9700 érzékelő a szigetelő-borításon kívül van elhelyezve)
            \W       - rádió lapka hőmérséklete
            \P        - légnyomás, ha a BMP180 modul hozzá van kapcsolva az ICSP csatlakozóhoz
            \F        - a BMP180 modul által mért levegő-hőmérséklet
            \B        - a hallott műholdak száma
            \Z        - a firmware verziószáma
Az élesztés folyamán szükség lehet még egy kis segítségre. Erre szolgál a TEST 1 és TEST 2 parancs. Ha beírjuk a TEST 1 parancsot, akkor az elemről mért áramfelvételnél 5 másodpercenként markáns változást kell tapasztalnunk. Ebből lehet látni, hogy a berendezés váltogat a hibernált és aktív állapot között. Kilépni az E billentyű megnyomásával lehet (csak aktív állapotban reagál). A TEST 2 paranccsal ellenőrizhetjük le, hogy a GPS vevő és a processzor között jó e a kommunikáció. Az U (Up) billentyűvel növelhetjük, a D (Down) billentyűvel csökkenthetjük az átviteli sebességet. A berendezés mindig visszaküldi a konstans éppen aktuális értékét. Beállításkor szobahőmérsékleten a D gomb nyomogatásával olyan érteket állítunk be aminél éppen elkezd az átvitel hibázni. Megjegyezzük a konstans értékét. Most az U bombot nyomogatjuk, amíg megint elkezd hibázni. Megnézzük a konstans értékét, és most a D gombbal beállítjuk a két határérték közötti különbség felét ((Kalso + Kfelső) / 2). Ezt az értéket az S (Save) paranccsal elmentjük a memóriába, vagy az E (End) paranccsal lépünk ki, ebben az esetben az új érték nem tárolódik el. Akinek van teljesítménymérője, az a SETP paranccsal beállíthatja teljesítményt. Úgy mint az előbbi esetben most is az U paranccsal növeljük, a D paranccsal csökkentjük a teljesítményt. Elmenteni az S paranccsal lehet, míg a mentes nélküli kilépéshez az E parancsot használhatjuk.



4. kép. Az átalakító bekötése

    Ha kíváncsiak vagyunk rá, hogy éppen milyen paraméterek vannak beállítva, akkor adjuk ki a disp parancsot (teljesen mindegy hogy kis vagy nagybetűket használunk). Most egy ehhez hasonló szöveget kapunk:

cmd>disp

MYCall OM3BC-11
UNProto BCPL50 V WIDE1-1 V WIDE2-2
FREQUENCY: 144800000 Hz
RTTY FREQUENCY: 144600000 Hz
DEVIATION: 850 Hz
SPEED: 100 Bd
DATA BITS: 7
STOP BITS: 2
MODEM OFFSET: 1200 Hz
POWER OUT: 100 mW
CWSP: 20 WPM
CWID OFFTCXO FREQUENCY: 19200007 Hz
TXDelay 26
TXTail 2
SYMBOL /O
HOLD off 3
TRace OFF
ECHO ON
SOLAR OFF
UBLOX OFF
PRESSURE OFF
SLEEP ON
RTTY ON
SERGPS 9600 Bd
TAIL Every 2
TTEXT BCTRACK v.\Z - Ubat= \uV, T1= \tC, Sats= \b
OK
cmd>

2. és 3. változat


5. kép. A 3. változat bekötési rajza


6. kép. A 3. változat beültetési rajza

    Leírás
   
Ezek a változatok a 430 MHz sávban működnek, és FSK modulációt használnak. Az adásra kerülő szöveg az UKHAS csoport ajánlását követi, és a szöveg RTTY üzemmódban van sugározva. Az adási ciklus ebben az esetben körülbelül a következő: A processzor amikor feléled a GPS vevőből kiolvassa az aktuális koordinátákat, a beállított paraméterek alapján megméri a hőmérsékleteket, feszültségeket, esetlegesen a légnyomást. Ha a beállított paraméterek ezt előírják, akkor ezek alapján leadja a szükséges adatokat morze kóddal. Vár 2 másodpercet, kigenerálja a szöveget, és RTTY üzemmódban leadja. Újra vár 2 másodpercet, és a szöveg adását megismétli. Ha a pillanatnyi magasság nagyobb mint 5000 méter, akkor a processzor megméri az elem feszültségét. Ha ez a feszültség nagyobb mint 1,2 V, akkor a kimenő teljesítményt a duplájára növeli, és ezzel a megnövelt teljesítménnyel újra leadja a szöveget, ezzel növelve az esélyt, hogy az adást nagyobb távolságban is venni lehessen. Ha az adás befejeződött, akkor a berendezés újra hibernált állapotba kerül.
    Ezeknél a változatoknál az antennák terén egyszerűbb a dolgunk, ugyanis elég 5 darab vékony huzalt használni (legjobb egy acélsodrony szétbontásával ónozott acélhuzalhoz jutni) amelyeknek a hossza 17,5cm. Az elsőt a P4-es csatlakozási ponthoz kötjük, ez lefelé fog állni. Ez után következik a 4 ellensúly, amelyek balra, előre, hátra és jobbra néznek. A GPS antenna helyén ugyanazt a megoldást választhatjuk mint az 1. változatnál.

    Beállítás
    Ami a funkciót és a beállításokat illeti, mindkét változat egyenértékű. Különbség csak abban van, hogy míg a 2. változat adója alkatrészekből van összerakva, addig a 3. változat nyomtatott lapján egy kész rádió modul található. Ez nagyban megkönnyíti az utánépítést, viszont meg vannak a hátrányai is.

A szöveg szerkezete a következő:

$$BC04S,10,09:45:59,4815.9080,01949.1967,195.8,17.9,1.40,1.79,118*42

1   2    3    4         5          6        7    8   9    10  11  19

Állandó tartalom:
          1 - szinkronizációs jelek
          2 - azonosító
          3 - sorszám (sentence) vagy a vett műholdak száma
          4 - világidő UTC-ben
          5 - földrajzi szélesség
          6 - földrajzi hosszúság
          7 - magasság
        19 - ellenőrző összeg
Választható tartalom:
          8 - légnyomás
          9 - sebesség
        10 - irány
        11 - belső hőmérséklet
        12 - a rádiós lapka hőmérséklete
        13 - külső hőmérséklet
        14 - rendszer feszültség
        15 - az elem vagy az akkumulátor feszültsége
        16 - a napelem feszültsége
        17 - az akkumulátor töltőárama
        18 - QRA - lokátor (6 vagy 10 jegyű)
A választható adatok közül a szövegben csak az jelenik meg, amit a paraméterezéskor megengedtünk. A fenti példában ezek a következők:
         8 -
belső hőmérséklet
         9 - az akkumulátor feszültsége
       10 - napelem feszültsége
       11 - töltőáram
* jelzi a szöveg végét, ami után az ellenőrző szám következik.
 
    A beállításokhoz ugyanazt a jelátalakítót és programot használjuk amit az 1. változatnál. A parancsmódba való belépés is megegyezik. A help tartalma, mint ahogy a parancsok listája is más egy kicsit, ami a használt üzemmódból következik:

Commands (with example):

DISP   - display all setings
CALL   - identifier for payload
CWCALL - CW identifier
FRQ    - frequency in Hz
POWER or POUT - output power in mW
REF    - XO or TCXO frequency in Hz (min. 10000000, max. 33000000
TCXO   - YES = TCXO, NO = XO
OFFSET - modem frequency offset in Hz (max. +-30000)
DEV    - deviation in Hz
BAUD   - baudrate for RTTY transmitting
DBITS  - number of databits
SBITS  - number of stopbits 1.5 = 15
IDSP or CWSP - speed of CW identifier in WPM
CWID   - send CW identifier YES or NO
CWBAT  - send batery voltage in CW - YES or NO
CWL    - send QRA loc. and altitude in CW - YES or NO
COURSE - send course and speed - YES or NO
BATV   - send batery voltage - YES or NO
SUPV   - send supply voltage - YES or NO
PRESS  - pressure sensor mounted - YES or NO and send pressure
SOLAR  - solarcell mounted YES or NO
USOL   - send solar voltage - YES or NO
ISOL   - send solar current YES or NO
UBLOX  - ON = UBLOX OFF = QUECTEL
TEMP   - send inbox temperature - YES or NO
INTEMP - send radiochip temperature - YES or NO
EXTEMP - send external temperature - YES or NO
LOCATOR- send QRA locator - YES or NO
LOC10  - send 10 char. of QRA loc. ON = 10, OFF = 6 charakters
SENT   - send ON = sentence / OFF = visible satelites
SLEEP  - switch the GPS receiver to hybernate mode - YES or NO
SERGPS - baudrate of GPS receiver (4800 or 9600 or 19200)
TUNE   - set the Xtal frequency
DATA   - identification of radio chip
VER    - software version

EXIT   - end of command interpreter
OK
cmd>


    Az egyes parancsok jelentése:

DISP - a beállított paraméterek kiírása
CALL - a payload azonosítója
CWCALL - a payload azonosítója morze adás esetén
FRQ - a használt frekvencia
POWER - kimenő teljesítmény 1 - 100 mW
REF - a referencia oszcillátor frekvenciája
TCXO - azt határozza meg, hogy a rádióhoz hőkompenzált oszcillátor, vagy kristály van kapcsolva
OFFSET - a fő vivő és az RTTY-nál használt segéd vivő közötti különbség. Ez arra szolgál, hogy a vevőn beállított névleges frekvencia esetén a vett jel a vevő sávszűrőjébe essen.
DEV - az RTTY jel lökete (a "MARK" és "SPACE" frekvenciák közötti távolság)
BAUD - az RTTY jel átviteli sebessége
DBITS - adatbitek száma
SBITS - stopbitek száma
IDSP vagy CWSP -  a morze adás sebessége
CWID - a morze jelek adásának engedélyezése
CWBAT - az elem feszültségének adása morze jelekkel
CWL - a lokátor adása morze jelekkel
COURSE - a sebesség és az irány adása
BATV - az elem feszültségének adása
SUPV - a rendszerbusz feszültségének az adása
PRESS - a légnyomás adása
SOLAR - a napelem föl van szerelve
USOL - a napelem feszültségének az adása
ISOL - a töltőáram adása
UBLOX - a használt GPS vevő ON = Ublox, OFF = QUECTEL
TEMP - nyomtatott áramköri lapon lévő hőérzékelő hőmérséklete
INTEMP - a rádió lapka hőmérséklete
EXTEMP - külső MCP9700 hőérzékelő hőmérséklete
LOCATOR - a lokátor adása
LOC10 - 10 jegyű lokátor adása
SENT - ON = a sorszám adása, OFF = a vett műholdak számának az adása
SLEEP - átmenet hibernált állapotba, vagy nem
SERGPS - GPS vevő portjának a sebessége
TUNE - a kristályoszcillátor hangolása - TCXO esetén hatástalan
DATA - a rádió lapka verziószáma - az alkatrészek beültetése után ezzel tudjuk leellenőrizni, hogy látja-e a processzor a rádiót
VER - a program verziószáma
EXIT - kilépés a parancsmódból
A TEST 1, TEST 2 és SETP parancs ezeknél a változatoknál is használható.

    Ajánlott paraméterek:

UBLOX OFF
SOLARcell OFF
TEMPerature ON
INternalTEMPerature OFF
speed & COURSE OFF
BATVoltage ON
SUPplyVoltage OFF
SolarVoltage ON
SolarCurrent ON
SENTence OFF
CWID ON
CWBAT ON
CWTEMP ON
LOCATOR OFF
LOC10 OFF
CWLOC OFF
PRESSure ON
SLEEP ON
CALL: BC05S
CWCALL: BCPL5
FREQUENCY: 434900000 Hz
DEVIATION: 870 Hz
SPEED: 100 Bd
DATA BITS: 7
STOP BITS: 2
POWER OUT: 50 mW
CWID speed: 20 WPM
MODEM OFFSET: 1200 Hz
TCXO FREQUENCY: 19200006 Hz
SERGPS 9600 Bd
OK
cmd>

    Zárszó
    Az E10-SMD típusú rádió, ahogy a BMP180 modul is az interneten elfogadható áron beszerezhető. Rádió modulnak az egyszerűsége mellett van egy nagy hátránya is, mégpedig az, hogy nem TCXO van rajta, hanem egy egyszerű kristály. Ez miatt a rádió frekvenciája nagymértékben függ a környezeti hőmérséklettől. Amikor a ballon feljut néhány ezer méter magasságba, a környezeti hőmérséklet jóval 0 fok alá csökken, ezért a sugárzott frekvencia pontossága és stabilitása az elviselhetőség határát súrolja (de inkább át is lépi). Ezen a berendezés jó hőszigetelésével tudunk javítani, ami viszont növeli az összsúlyt, vagy esetleg a kristály TCXO-ra való cserélésével (ez viszont órásmesternek való feladat). Kipróbáltam a DRF4463 és RFM26W modulokat is. Sajnos az eredmény mindig hasonló volt. Pontosan ezek miatt is választottam a látszólag nehezebb utat és az 1. és 2. változatnál a rádió alkatrészekből van összerakva.  Ez teszi lehetővé azt is hogy a nyomtatott áramköri lap a kimenő szűrő alkatrészeinek megváltoztatásával mindkét amatőr sávban használható. A harmadik változat esetén ha nem lesz használva napelem, akkor elég csak egy oldalas lapot csinálni, a második oldalon csak a napelemhez szükséges alkatrészek vannak.

    A rajzdokumentáció és a processzorban elhelyezett program a szerző szellemi tulajdona. Üzleti hasznosítása csak a szerző előzetes írásos beleegyezése alapján lehetséges.


Bekötési rajz - 1. és 2. változat
Bekötési rajz - 3. változat
Bekötési rajz - TTL-RS232 átalakító
Nyomtatási lap - 1. és 2. változat felső oldal, alsó oldal
Nyomtatási lap - 3. változat felső oldal, alsó oldal
Nyomtatási lap - TTL-RS232 átalakító
Beültetés - 1. és 2. változat felső oldal-pdf, alsó oldal-pdf, png
Beültetés - 3. változat felső oldal-pdf, alsó oldal-pdf, png
Beültetés - TTL-RS232 átalakító
Firmware 1. változat
Firmware 2. változat
Firmware 3. változat

Tovabbfejlesztett program

A folyamatos fejlesztés eredményeként született egy újabb firmware, amely egyesíti az első és a második változat programját. Ennek segítségével egyszerre adható a kívánt szöveg RTTY és APRS üzemmódban is (természetesen ugyan abban az amatőrsávban). Bekerült a programba a telemetriai adotok sugárzásának a lehetősége. APRS üzemmódban a telemetriai adatok standard módon kerülnek adásra. Az adatok formáját a RAW paranccsal határozhatjuk meg. A RAW ON parancs esetén minden adatot egy 3 jegyű szám kódol. Ilyenkor a valódi érték kiszámitásához szükség van a PARM, UNIT, EQNS és BITS utasitásokra. A számokhoz tartozó PARM, UNIT, EQNS es BITS szövegeket a program automatikusan kigenerálja, és ciklikusan ki is küldi a hálózatba. RAW OFF esetén a mért adatok kódolás nélkül vannak elküldve. Ilyenkor nincs szükség az adatok átszámolására, viszont az aprs.fi honlap ezeket az adatokat nem tudja korrektül kezelni (nem ismeri a negativ számokat). Megszűnt az UBLOX parancs, ugyanis a program bekapcsolás után leellenőrzi, hogy milyen GPS vevő van a panelon, és annak megfelelően állitja be a paraméterezést.
Új parancs a GPS ON/OFF. Ez a parancs tesztelesi célokat szolgál. Ha a GPS OFF paranccsal kikapcsoljuk a GPS vevőt, akkor a program nem vár a vevőből jövő szövegre, hanem helyettesíti azt. Segitségével a szobában kényelmes körülmények között tesztelhejük, hogy jól állítottuk-e be az egyes paramétereket. Ilyenkor mindig egy a földközi tengerben lévő koordinátát ad, és a magasságot folyamatosan növeli, majd elérve a 10000 m-es magasságot az irány megfordul. Amikor a magasság lecsökken 300 méter alá, bekapcsol az úgynevezett keresési üzemmód. Ez a keresési üzemmód normális működés mellett is bekapcsol, ha a ballon elérte az 5000 méteres magasságot, majd újra leereszkedett 300 méter alá. Ilyenkor függetlenül attól, hogy milyen üzemmód volt beállitva, a payload az RFRQ paranccsal beállitott frekvencián elkezd CW és RTTY jeleket is sugározni, hogy megkönnyitse a felkutatást. CW üzemmódban 10 jegyű lokátor formájában is leadja a poziciót - ami néhány méteres pontosságot jelent. Igy legrosszabb esetben a kereséshez elég egy vevő és egy alapvető morze tudás. Az adás sebessége szándékosan alacsonyra van állitva.
Ezeknek a változásoknak a tükrében az új DISP és HELP üzenet a következő képpen alakult:

cmd>disp

MYCall OM3BC-11
POWER OUT: 10 mW
TCXO FREQUENCY: 19200000 Hz
RTTY & CW FREQUENCY: 144600000 Hz
APRS FREQUENCY: 144800000 Hz
RTTY: ON
DEVIATION: 850 Hz
SPEED: 100 Bd
DATA BITS: 7
STOP BITS: 2
BATVoltage: ON
SUPplyVoltage: OFF
TEMPerature: ON
INternalTEMPerature: OFF
EXternalTEMPerature: OFF
CWID: ON
CWSP: 20 WPM
CWLOC: OFF
CWBAT: OFF
CWTEMP: OFF
LOCATOR: OFF
LOC10: OFF
APRS: ON
UNProto BCPL70 V WIDE1-1 V WIDE2-1
TXDelay: 26
TXTail: 2
SYMBOL: /O
TRace: OFF
TAIL: Every 2
TTEXT: BCTRACK v.\Z - Ubat= \uV, T1= \TC
HOLDOFF: 3
ECHO: ON
SOLAR: OFF
GPS: OFF
PRESSURE: OFF
SLEEP: ON
SERGPS: 9600 Bd
Telemetry: ON
Telemetry data: raw
Ch1: Int.Temp, Ch2: RC.Temp, Ch3: Bat.Volt, Ch4: Sys.Volt, Ch5: Sattelites
OK
cmd>help

Commands (with example):

DISP      - Display all setings
MYCall    - (mycall OM3BC-11)
TRace     - (xmit/off) for debugging only
TXDelay   - txdelay n 0<n<100 (n x 10 ms)
TXTail    - TX tail time (n x 10 ms)
UNProto   - (unproto aprs v wide1-1) - 3 digis max
SYMBOL    - 2 APRS symbols - default is BALLOON (/O)
FRQ       - frequency for APRS in Hz
RFRQ      - frequency for RTTY & CW in Hz
RTTY      - ON or OFF
APRS      - ON or OFF
DEV       - deviation in Hz
BAUD      - baudrate for RTTY transmitting
DBITS     - number of databits
SBITS     - number of stopbits 1.5 = 15
BATV      - send batery voltage (RTTY) - YES or NO
SUPV      - send supply voltage (RTTY) - YES or NO
TEMP      - send inbox temperature (RTTY) - YES or NO
INTEMP    - send radiochip temperature (RTTY) - YES or NO
EXTEMP    - send external temperature (RTTY) - YES or NO
POUT      - output power in mW
REF       - XO or TCXO frequency in Hz (min. 10000000, max. 32000000
PRESSure  - ON = BMP180 present, OFF = not present
HOLDoff   - hold off time in minutes
CWID      - send CW identifier ON or OFF
CWBAT     - send batery voltage (CW) - YES or NO
CWTEMP    - send temperature (CW) - YES or NO
CWSP      - speed of CW identifier in WPM
CWL       - send QRA loc. and altitude in CW - YES or NO
LOCATOR   - send QRA locator - YES or NO
LOC10     - send 10 char. of QRA loc. ON = 10, OFF = 6 charakters
SOLARcell - mounted - ON or not mounted - OFF
USOL      - send solar voltage - YES or NO
ISOL      - send solar current YES or NO
ECHO      - ON or OFF
SLEEP     - switch the GPS receiver - ON or OFF
SERGPS    - baudrate of GPS receiver (4800 or 9600 or 19200)
CALIBRATE - calibrate 1200Hz
DATA      - identification of radio chip
GPS       - ON - for normal mode, OFF - for testing without GPS receiver
VER       - software version
EXIT      - end of command interpreter
TAIL (tail text every n)-(on,off,n)-n=0 is off and 1<n<9 every n-th message
TTEXT     - tail text - 100 chars max
Tail text commands:
\U        - send batery voltage
\V        - send system voltage
\S        - send solar voltage
\I        - send solar current
\T        - send internal temperature
\X        - send external temperature
\W        - send radiochip temperature
\P        - send pressure
\F        - send temperature from pressure sensor
\B        - send number of received satellites
\Z        - software version
TELemetry - ON or OFF
RDATA     - set raw telemetric data (0-999)
Avaliable values for telemetry:
1 - onboard temperature
2 - external temperature
3 - radiochip temperature
4 - batery voltage
5 - system voltage
6 - solarcell voltage
7 - charging current
8 - air pressure
9 - heard sattelites
0 - channel not used
OK
cmd>


Az egyes parancsok megfelelnek a fent leírtaknak.
Az új firmware.