Ballon Sonde Météo GPS

[Florent41Ch223]

Bonjour à tous,

Dans le cadre d'un projet avec mon école, nous souhaitons concevoir en 2 semaines un ballon sonde en utilisant un capteur GPS et un capteur de température/humidité.

Voici le projet qui nous a inspiré : https://institut-polaire.fr/wp-conte...2017-01-22.pdf

Pour l'instant, nous disposons :
-d'un capteur GPS (https://wiki.seeedstudio.com/Grove-GPS/) et d'un capteur de température et d'humidité
-d'une carte Arduino UNO

Les points qui nous inquiètent le plus sont :
-Évidemment, le montage, la programmation et la mise en fonctionnement des capteurs
-La réception et l'acquisition des données depuis le sol
-L'hélium

Pensez-vous que ce projet est réaliste (au vu du délai, du matériel, de l'élec) ? Suis-je sur le bon forum pour demander de l'aide ?

Merci d'avance !
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[jiherve]

bonsoir,
en deux semaines cela va être dur!
il vous manque le moyen de communication et pour plusieurs km ce n'est pas trivial , choisir plutôt la solution data logger (une mémoire flash) à récupérer lorsque le ballon explosera, mais ce n'est pas simple non plus.
L'un de vous est il rodé à l’écriture de logiciel, un autre serait il électronicien amateur , un autre aérostier?
Si aucune compétence pointue n'est disponible à moins de trouver un projet identique documenté c'est sans espoir.
Mème pour les moustachus du forum il faudrait plus de 15 jours.
JR

[David71120]

Salut,
J'ai bien peur que la réponse à la question de base soit Non.
On ne peut pas faire voler n'importe quoi n'importe comment ! ça ne s'improvise pas, et en 2 semaines au plein milieu des fêtes de fin d'années, ça me parait illusoire.
Rapprochez vous du CNES ( https://www.planete-sciences.org/esp...22-2023_vf.pdf ) qui ont l'habitude des ballons sondes pour les écoles.
Sur le plan technique, juste attention beaucoup de GPS " communs " ne fonctionnent plus au delà d'une certaine altitude. Et là haut il fait froid, assurez vous que toute l'électronique supporte les basses températures.
Mais une fois de plus le CNES ont l'habitude et tout le matériel nécessaire.
Bonnes fêtes de fin d'année.

[Florent41Ch223]

Merci pour votre réponse. Nous sommes 3 étudiants de première année aux Arts et Métiers (après 2 ans de prépa) donc n'avons aucune compétence pointue. Cependant, nous ne visons pas quelque chose de très avancé : nous nous contenterions de quelques dizaines voire centaines de mètres seulement. J'ai peut-être pensé à sauvegarder les données en temps réel pour les récupérer une fois le ballon descendu (si nous trouvons le moyen de l'attacher pour le faire voler qu'à quelques dizaines de mètres). Je vais me renseigner sur le "data logger" dont je n'ai jamais entendu parler.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Florent41Ch223]

Merci à vous ! Je vais me renseigner de ce côté. Cependant, nous n'aspirons pas à monter très haut, peut-être même au point de rester lié au ballon pour pouvoir le faire redescendre et récupérer les données.

[David71120]

Encore une fois attention, on ne peux pas faire voler n'importe quoi n'importe où sans autorisations !
Adressez vous à des professionnels ! CNES, station de sondage météo proche de chez vous etc...

[Florent41Ch223]

Ce projet ne serait qu'un vague/simple aperçu de ce qu'est un ballon sonde GPS

[David71120]

Alors plutôt que de courir au devant des ennuis, contactez une vrai station de météo sondages comme celle de Trappes par exemple, il y en un plusieurs sur tout le territoire Français, et vous verrez toute la chaine d'instrumentation en action et les personnels seront super heureux de vous expliquer toute la technique qui va autour.

Si vous voulez mettre les mains dans le cambouis, prenez attache auprès du CNES qui ont des projets tout prêts pour tous les niveaux et ça sera fait dans les règles.

[Florent41Ch223]

Je me questionnais plutôt sur la faisabilité du projet au niveau l'électronique et de l'acquisition des mesures par les capteurs (au vu du matériel que nous avons à disposition et avec Arduino) (le module dans lequel s'inscrit le projet étant celui de l'électronique et des capteurs)

[David71120]

peut-être même au point de rester lié au ballon pour pouvoir le faire redescendre et récupérer les données

Quel est l'intérêt du GPS ?
Que se passe-t-il si votre liaison casse et que le ballon se retrouve " en liberté " ?

L'aéronautique ( quelle qu'en soit l'altitude ) n'est pas un milieu dans lequel l'improvisation est permise.

[Florent41Ch223]

Le GPS servirait à récupérer l'altitude pour ensuite calculer la pression associée. Plus généralement, il permettrait de présenter le principe du ballon sonde GPS. Quant à la liaison, même si ce système semble rustique, il ne cassera pas.


Mais je rappelle que le projet serait moins de faire voler le ballon et les capteurs que de présenter, pratiquer, programmer et monter les circuits électriques et les capteurs utilisés dans le Ballon Sonde.

[Florent41Ch223]

Naïvement, si le Ballon est captif, n'est-il pas possible possible d'enregistrer les données mesurées par les capteurs sur une carte/un disque pour les exploiter une fois le ballon redescendu ?

[Murayama]

Bonjour!

Réponses en vrac.
- Le hard est faisable en 2 semaines quand on sait où aller.
Il est possible de prendre n'importe quel hardware à microcontrôleur,
ajouter un module GPS, ajouter un module télécom (GPRS), une carte SD.
MAIS: GPRS utilise les bornes existantes. Si le ballon prend vraiment
beaucoup d'altitude, fin des émissions.
- Il est possible d'ajouter un capteur de pression. Vu que le signal est
lent, on peut avoir une résolution de dingue. J'arrive à mesurer à une
résolution de 10 cm environ. Il me semble que j'avais publié quelque chose
ici, mais je ne suis pas très sûr. Je suis sûr par contre qu'il y a
longtemps.
- Il est possible d'ajouter une carte SD. Le code pour le files sytem
existe maintenant (je me l'étais fait à la main, il y a longtemps).

Et évidemment, les remarques ci-dessus sont à prendre en considération.
Personne n'aimerait que la partie dure du système soit aspirée par un
réacteur d'avion de ligne. Il pourrait tousser. La video ci-dessous
montre d'ailleurs un avion de ligne suisse filmé par la sonde.
La video dit qu'il faut prévenir 6 mois à l'avance, donc en 2 semaines,
ça va faire court, mais pour le hard, c'est jouable.

La video et aussi un peu de contexte

Ils ont aussi filmé l'ascension et la descente, donc ont fait plus que
votre projet puisque vous ne parlez pas de video.

Il y a eu un grand nombre de précédents, et mis à part la partie télécom
en temps réel, je ne pense pas qu'il y ait de problème majeur.

Je vais me renseigner sur le "data logger" dont je n'ai jamais entendu parler.

Je ne sais pas exactement quels sont vos projets une fois sorti de l'école,
mais vous mettre à l'anglais ne pourrait vous nuire. Data = donnée(s),
logger = enregistreur.
Un data logger, c'est un des projets basiques pour quelqu'un qui veut se
lancer dans l'électronique embarquée. De plus, de nos jours, il y a des
libriries toutes faites, il suffit d'appeler les commandes pour écrire
dans une carte SD.

J'avais aussi montré sur ce site une application pour vélo qui comprenait
un GPS, un capteur de pression, un accéléromètre, un compas. Et un écran
LCD ultra-basse consommation. Du point de vue contenu, il y a donc tout
sauf les télécoms. Surtout si vous êtes 3 et que vous vous partagez le
travail efficacement.

Pascal

[Gwinver]

Bonjour.
Projet ambitieux.
En complément de ce qui a déjà été dit, il faut penser à l'environnement.
Un ballon sonde peut aller haut et la température diminue.
Il faut aussi une protection suffisamment étanche.
Et penser à l'autonomie : batteries avec la capacité nécessaire à la durée de la mission.

Un essai aussi proche que possible des conditions d'environnement est à prévoir, par exemple embarquer vos maquettes sur un drone, ou pendu en dessous.

Pour éventuellement simplifier l'aspect positionnement il existe des trackers (GPS ou Lorawan) permettant de suivre (pas trop haut tout de même) et/ou récupérer l'engin en fin de mission.

En fonction de votre localisation, il peut être utile de se rapprocher d'un radio-club (éventuellement radio amateur) qui sont souvent contactés pour ce genre de projet.

Pour une durée réduite, il faut penser à s'organiser comme pour un projet avec un diagramme des tâches (diagramme de Gant) de façon à vérifier la durée des tâches et leur parallélisation et enchainement.

[Gyrocompas]

Bonjour,
Le projet en soi n'est pas très difficile.
Un minimum d'expérience en écriture de logiciel est quand même nécessaire.
J'ai constaté plusieurs projets similaires aux US, où il semble plus facile de faire voler ce genre d'engin.
Considérer le contexte du moment peut éviter de devoir répondre à des questions embarrassantes ensuite.
Un data logger enregistre les données, température en fonction de l'altitude.
La récupération de celles ci s'effectue après le retour au sol, prévoir un parachute et un tracker pour positionner le colis.
En météo, les ballons sondes servent à déterminer l'altitude à laquelle une pression de 500 hPa est relevé, sert à distinguer les champs de pression.
Se souvenir que la température baisse de 6.5°C / 1000 m...s'intéresser à l'isotherme 0°C du jour.

[f6bes]

Merci à vous ! Je vais me renseigner de ce côté. Cependant, nous n'aspirons pas à monter très haut, peut-être même au point de rester lié au ballon pour pouvoir le faire redescendre et récupérer les données.

Bjr à toi, Et pas "trés haut", ca va chercher dans les combiens ??
Ton "engin" , s'appelle un aéronef (suivant le cas) et est soumis à des autorisations administratives.
Bonne journée

[polo974]

pour quelques dizaines de mètres: un cerf-volant avec un jeu de ligne assez long (prévoir le double vu qu'elle sera oblique), pas besoin de gaz, captif, facile à piloter mais il faut du vent...

coté légal, jusqu'à 50m, c'est assez simple (il faut voir les réglementations locales, genre c'est interdit sur les plages de baignade)
https://fr.wikipedia.org/wiki/Cerf-v..._a%C3%A9rienne

coté sécurité, il vaut mieux éviter les lignes électriques (c'est évident, mais ça ne coûte rien de le rappeler).

pour le reste, 2 semaines, c'est cuit sauf à pomper des trucs (quasi) tout fait par exemple:
https://github.com/xToshiro/gps-temp-view (j'ai juste survolé, aucune garantie...)

Ah oui, les profs savent voir quand on pompe (même s'ils font parfois semblant que non)...

[Gyrocompas]

Bonjour,
La circulation aérienne est assez simple.
Des routes existent sur 10% du territoire en fonction de la destination..
Des niveaux de vol différents sont imposés en fonction de la direction, ce qui permet aux appareils de ne pas se tamponner.
Les déplacements locaux, de loisirs peuvent devoir respecter une altitude maximum, en générale comprise entre 1000 et 3 000m.
Le survol de beaucoup de zones sont interdite aux drones.
Une ascension verticale hors contrôle est donc un cas spécial.
Les 90% restant sont dédiés aux militaires...

Moyen de contournement :
Les constructeurs d'équipements aéronautique possèdent des chambres climatiques qui peuvent être régulées en température, pression, humidité.
Pression en fonction de l'altitude : https://www.deleze.name/marcel/physi...ssion_atm.html
La température vers 10 000m, est de l'ordre de -50°C.
Une pompe à dépression et un congélateur doivent permettre une première approche.
Objectif vérifier que le matériel est capable d'enregistrer et de survivre.

[Florent41Ch223]

Bonjour à tous,

Le ballon étant captif, les soucis de vol, de normes et de circulation aérienne sont dérisoires pour ce projet simplifié. Etant surtout évalué sur le montage des capteurs (le ballon sonde n'est qu'un prétexte), j'aurais souhaité que la discussion porte essentiellement sur ces points.

Merci Murayama et Gyrocompas pour vos réponse. Dans le cadre d'un ballon captif à quoi servirait le module télécom (GPRS) ? Concernant le data logger, il servirait donc comme une "carte SD" sur laquelle les données de relevées par les capteurs seraient sauvegardées. Naïvement, il faudrait donc programmer et monter ce data-logger avec : la carte Arduino, les capteurs GPS d'humidité+température et d'un composant assurant l'autonomie du tout. Est-ce cela ? Ai-je oublié quelque chose ?

Merci d'avance à tous pour votre aide !

[Gwinver]

Bonjour.

L'Arduino peut très bien faire la fonction data logger, il lui suffit d'enregistrer les données recueillies dans sa mémoire ou une carte SD.

[Florent41Ch223]

Alors, j'envisage de me procurer ce petit lecteur de carte Micro SD (pour stocker les données) et un 'powerbank' de 5V adapté (pour assurer l'autonomie du tout) (mais lequel ?). Qu'en pensez-vous ?

[f6bes]

REmoi, ".....un 'powerbank' de 5V adapté (pour assurer l'autonomie du tout) (mais lequel ?). Qu'en pensez-vous ? ..."

C'est à toi de SAVOIR et connaitre la capacité ( mAh) dont tu auras besoin .
Nous on n'en sait rien ( dépend de tout l'équipement qui sera en service )
Bonne journée

[Gwinver]

Bonjour.

Il faut faire les choses dans l'ordre.
1/ Envisager des solutions aux problèmes posés
2/ Chiffrer les besoins :

côté enregistrement : volume de données à enregistrer par point, nombre de points et taille en nombre de bits
côté autonomie : chiffrer la consommation prévue ainsi que la tension nécessaire

3/ En déduire le dimensionnement des solutions, et éventuellement en changer si ce n'est pas adapté.

Parmi tous ces chiffrages, vérifier les capacités de l'Arduino : nombres de broches (entrées/sorties), type d'interface : numérique ou analogique, tensions (5V et/ou 3.3 V) cadence d'acquisition etc. ... .

A un moment donné, il faut vérifier que poids et encombrement sont compatibles avec l'utilisation prévue.

[Piefra]

Bjr,

Les powerbanks sont souvent des accus lithium ion et un convertisseur boost pour faire du 5v
Cela pose des pb dans votre projet
Les li ion n’aime pas les basse temperatures qui diminuent drastiquement leur capacitee immediate
Le boost va se couper net en cas de chute de courrant et risque de ne pas redemarrer

La gestion de l’alim avec chien de garde et mode secours est primodiale

Cdlt

[Gyrocompas]

Bonjour,
Projet identique : https://www.youtube.com/watch?v=vu-6wWvUyIw
2 curiosités, un air miss et l'évolution (normale) de la température en fonction de l'altitude.

[Gwinver]

Bonsoir.

Côté température, j'ai eu entre les mains un module de ballon sonde météo.
L'électronique est placée dans une boîte en polystyrène expansé qui préserve du froid. Il est probable que la dissipation de l'électronique suffise à garder une température suffisante le temps de la balade en ballon.
Les bouteilles thermos sont capables de garder de l'eau chaude durant quelques heures, donc avec un bon écart de température avec l'ambiant.