Über den Wetterballonstart hat heute regioTV einen kurzen Bericht gesendet.

regioTV Schwaben – Stratosphärenballon

Stratosphärenballonprojekt des Buigengymnasium Herbrechtingen Klasse 11 Oberstufe Naturwissenschaft und Technik mit Beteiligung einiger Funkamateure des DARC – Ortsverband Heidenheim – P04

Am Dienstag, 25. Juli um 15:30 Uhr soll bei zulässigen Witterungsverhältnissen der Ballon im Rahmen des Schulfestes in Anwesenheit von vielen Zuschauern starten! Über Monate hinweg haben wir von P04 funktechnisch dieses Projekt begleitet. Selbstbau und Kreativität war in vielen Bereichen angesagt. Antennen wurden selbst hergestellt und die Freude war groß, als sie auch funktionierten.

Wir werden an diesem Tag mit sieben OM von P04 und zwei OM von P22, OV Aalen präsent sein. Ein eigener DARC Stand, Funkbetrieb auf 2m, 70cm und Kurzwelle, sowie zusätzlich zwei mit toller Funktechnik und Antennen ausgestattete VW-Busse werden den Besuchern viele attraktive Einblicke in die Möglichkeiten des Amateurfunks bieten. Wir werden life den Flug verfolgen, SSDV-Bilder und APRS Daten mit Beamern in der Schule projezieren und so aktuell beim Flug dabei sein. Zusätzliche Kameras, davon eine hochauflösend, werden Daten und Bilder “onboard” aufzeichnen und speichern, die im Anschluss ausgewertet und dokumentiert werden. Selbstgebaute Antennen, eine 70cm Moxon und eine 2m Bazooka, senden die Daten zum Boden. Das technische Herz ist der Raspberry Pi in Verbindung mit dem Pi in the Sky. Diese Mikrokontroller bieten die Möglichkeiten funktechnisch Daten und Bilder direkt zur Erde zu senden.

Der mit 1,6 kg Nutzlast und 4,9 Kubikmetern Helium gefüllte Ballon wird etwa 35 km hoch steigen, und dann von 2m auf ca. 10m Durchmesser angewachsen, zerplatzen. An einem Fallschirm wird die Nutzlast zur Erde schweben. Zwei Verfolgungsteams, eines davon auch von P04 gestellt, wird am Boden über APRS den Flug verfolgen und hoffentlich alles sicher bergen können. Simulationen am Computer unter Einbeziehung der aktuellen Wind- und Wetterdaten haben seither fast immer ein Ziel im Großraum Erding in Bayern vorausberechnet.

Der Ballon wird unter dem Rufzeichen DN1BUY in die Luft gehen und mittels APRS auf 144,800 MHz empfangen werden können. Auf der Webseite von https://aprs.fi oder https://www.aprsdirect.com kann der Flug über den PC direkt verfolgt werden. SSDV-Bilder werden auf 434,225 MHz gesendet und können mit Hilfe der Software dl-fldigi decodiert werden. Folgende Einstellungen sind erforderlich: Shift: 910Hz, Baudrate: 300, Bit: 8, Parity: none und Stop bits: 1. Das digitale Bild braucht in Farbe etwa 5 Minuten um komplett gesendet zu werden.

Michael, DB4MM und Peter, DL1SAP haben über Monate das Projekt technisch begleitet und aktiv mitgearbeitet. Roland, DO1EOS und Thomas, DB7SQ werden eines der beiden Bergungsteams sein. Siggi, DL9SBL und Hartwig, DO3HSO vertreten uns am DARC-Stand. Ganz besonderer Dank gilt den befreundeten OM von P22, Dietmar, DH2SCH und Udo, DL8SO, die mit ihren fahrbaren Amateurfunkstationen die Veranstaltung bereichern.

Lehrer und Schüler haben den Wunsch geäußert am Gymnasium eine Schulstation einzurichten. Wir werden dieses aktiv unterstützen und wollen ab Herbst diesen Jahres in der Schule einen Kurs zur Erlangung der Lizenzklasse E anbieten.

Wir würden uns freuen, wenn viele OM diesen Ballonstart mit verfolgen würden und entsprechende Rückmeldungen an uns senden. Michael DB4MM hat auf seiner Webseite http://db4mm.de/ einen Livechat eingerichtet. Hier können empfangene Daten und Empfangsberichte an uns übermittelt werden.

QSL Karten sind gedruckt und Empfangsberichte werden gerne via QSL bestätigt.

Im Voraus schon besten Dank!
vy73 Peter Strobel, DL1SAP
OVV P04 Heidenheim

Stratosphärenballonprojekt des Buigengymnasium Herbrechtingen Klasse 11 Oberstufe Naturwissenschaft und Technik mit Beteiligung einiger Funkamateure des DARC – Ortsverband Heidenheim – P04

Das Projekt Stratosphärenballon ist von der diesjährigen NwT Oberstufe, in Kooperation mit der Schüler-Ingenieur-Akademie. Ziel des Projekts ist es, einen Wetterballon bis in die Stratosphäre zu schicken, um dort Daten zu sammeln. Hierbei sollen die Schüler ihr technisches Wissen erweitern und anwenden, sowie einen Einblick in organisatorische Aspekte bekommen. Das Projekt wird von mehreren Firmen unterstützt, in Form von Führungen durch die Produktion oder Beratungen bei der Strategie des Marketings. Es konnten mehrere Experten gewonnen werden, so Herr Oster, DB4MJ, ein pensionierter Elektrotechniker und begeisterter Programmierer aus dem Senior Experten Service. Eine große Hilfe ist auch Herr Strobel, DL1SAP, der Vorsitzender der Funkamateure des DARC, Ortsgruppe Heidenheim ist und über ein großes Wissen zum Thema Funk verfügt. Herr Professor Kneidl, DB4MM, von der Fachhochschule Vorarlberg, auch Mitglied der Heidenheimer Funkamateure,  unterstützt die Schüler bei der Programmierung der Microcontroller, und vor Allem im Bereich der Sende- und Empfangstechnik.

Der Stratosphärenballon wird ungefähr eine Höhe von 35 km erreichen und dann zerplatzen. Dies geschieht deshalb, weil der Druck dort niedriger ist als am Boden. Das Helium im Ballon wird sich ausdehnen und ihn zum Platzen bringen. Ein Fallschirm wird den Fall der Gondel, die unter dem Ballon hängt, abbremsen. In der Gondel befindet sich die gesamte Messtechnik und der Mikrocontroller, der alles steuert. Daher ist das sichere Ankommen der Gondel am Boden besonders wichtig. Sie könnte, aufgrund von Luftströmungen, bis zu 200 km vom Startpunkt entfernt landen. Um die gesamte Technik auf jeden Fall wiederfinden zu können, werden zwei GPS-Sender verbaut. Einer der beiden ist von der anderen Elektronik unabhängig  und kann über das Mobilfunknetz erreicht werden. Der andere wird konstant auf 2 m im Amateurfunkband seinen Aufenthaltsort verraten und kann auf der Seite www.aprs.fi oder  www.aprsdirect.com  während des ganzen Flugs verfolgt werden. Unser Funkrufzeichen lautet DN1BUY. Über dieses Funkrufzeichen werden die Schüler auch die Daten über Luftdruck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit empfangen. Sie werden zwar auch lokal gespeichert, im Falle, dass die Gondel nicht gefunden wird, sind sie aber so nicht verloren. Funkamateure in Baden Württemberg und Bayern sind aufgerufen diese Daten am Tag des Fluges ebenfalls zu empfangen, nur um diese noch einmal zu sichern. Das Signal wird an eine Bodenstation gesendet, sowie an Digipeater, welche das Signal auf der gleichen Frequenz wiederholen. Zwei Verfolgungsteams werden mit Autos den Ballonflug verfolgen. Über die gesendeten APRS- und GPS-Daten wird die genaue Flugbahn erkennbar. Wir hoffen die Technik mit den ganzen Daten rechtzeitig bergen zu können.

Die Funktionsfähigkeit der Funkübertragung wurde von den Schülern Mitte April getestet, indem sie die Technik an eine Drohne befestigten und in die Höhe geschickt haben. Dies funktionierte einwandfrei und macht es wahrscheinlich, dass die Daten während des Fluges übertragen werden.

Die gesamte Sensorik wird durch einen Mikrocontroller des Typs Raspberry Pi gesteuert. Darauf befindet sich eine Platine, “Pi in the Sky”. Dieser wurde speziell für Projekte wie den Stratosphärenballon entwickelt. Die Schüler programmierten diesen, um die Messtechnik anzusteuern, die Daten zu speichern und zu übertragen.

Der Flug wird auch visuell aufgezeichnet und überwacht werden. Dafür sind zwei Systeme in der Gondel verbaut. Einmal sendet der Raspberry Pi Bilder im SSDV-Format über ein 70 cm Band mit 100 Milliwatt Leistung an die Bodenstationen. Das andere optische System ist wiederum autark vom Mikrocontroller, es handelt sich hierbei um eine Go-Pro Kamera. Diese wird den gesamten Flug filmen und speichert die Aufnahme lokal.

Die beiden externen Systeme, der GPS-Tracker und die Kamera, wurden angebracht, da die Schüler, bei ihrer Recherche zum Thema, auf das Problem der Kondensation und dem starken Temperaturabfall stießen. Hierfür wird möglicherweise eine temperaturabhängige Heizung eingebaut werden. Die unabhängigen Systeme sind aber für alle Fälle da.

Die durch die Kameras gewonnenen Bildmaterialien und auch frühere Aufnahmen werden später zu einem Video zusammengeschnitten, um den Verlauf des Projekts zu dokumentieren. Hierfür werden auch Drohnenaufnahmen des Starts gemacht werden. Dies ist Teil der Marketingstrategie, welche auch Zeitungsartikel und Flyer für den Start beinhaltet.

Zum jetzigen Zeitpunkt ist die Technik und das Programm größtenteils fertiggestellt. Die Gondel muss nun so verändert werden, dass sie die gesamte Technik beherbergen kann und diese auch vor starken Stößen beim Landen schützt. Zudem müssen die beiden Kameras so platziert werden, dass interessantes Bildmaterial entsteht. Auch isolierende Eigenschaften müssen bedacht werden. Das Gewicht der Gondel ist ebenfalls sehr wichtig, da der Ballonflug bei der Bundesluftfahrtbehörde genehmigt werden muss und das Gewicht sie Steiggeschwindigkeit beeinflusst.

Das Beantragen der Genehmigung übernehmen die Schüler selbst und erleben hautnah, wie viel Bürokratie ein solches Projekt mit sich bringt. Der Start des Ballons wird voraussichtlich am 25. Juli 2017 um 15:30 sein und im Zusammenhang mit dem Schulfest des Buigen-Gymnasiums stattfinden. Dieser Termin könnte je nach Anweisung der Bundesluftfahrtbehörde verschoben werden müssen.

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