Dotnet

Те из вас, кто читал предыдущие части моей истории, сейчас наверняка пристально разглядывают эту картинку и у них в голове появляются вопросы. Если вы присоединились только к 3-й части — все равно запрыгивайте, начало истории у меня в профиле.

Эта часть будет разбита на две (а не на три, как обычно). Здесь вас ждет: техническая часть, бухгалтерия, подготовка к запуску, запуск и поиск. В следующей части: результаты, видео и выводы.

Как можно догадаться — мы снова это сделали. Мы запустили свой самодельный стратостат из "плохого" гелия и "не надежного" GPS-трекера, и привезли немного интересного из стратосферы. Хотите узнать почему это фото именно такое?

Вступление

Да потому, что мы сделали запуск ночью… Мы, конечно, не планировали запуск ночью, но "человек предполагает, а COVID располагает"… Так что расписание наше пришлось подвинуть, пока все не перестали кашлять и запуск сдвинулся на будний день. А там у всех дневная работа, заботы и т.п. Перенести на ближайшие выходные не получилось уже из-за меня — мне надо было срочно улетать домой. В общем — это был вечер буднего дня.

По секрету скажу (я эту мысль никому из команды ранее не озвучивал, иначе меня засмеяли бы), что у меня была идея запустить ночью, когда-нибудь. Я, почему-то, думал, что GoPro вытащит неплохой ночной вид на видео. Но, как вы понимаете, не вытащила, хоть и снимала с максимальным для нее ISO 1600. Хотя фото это мне нравится — на нем Луна :-)

Все! На этом можно заканчивать! Да нет, конечно. У меня опять получился какой-то лонг-рид: я расскажу как все было и почему все было именно так.

Для начала небольшое отступление для вновь подключившихся. Около года назад мы с друзьями решили собрать свое нечто, способное подняться на высоту 30+ км, записать там видео и некоторые данные, вроде влажности, температур, давления и т.п. Мы назвали это самодельный стратостат. В первой части статьи приведен подробный план постройки этого аппарата (все этапы). Во второй части мы учли некоторые ошибки прошлого и повторили запуск(-и). 3апускали мы 3 раза, всего было 4 шара, улетело из них на тот момент — 2. И вот, наш 4-й запуск, в который полетел, улетел и прилетел наш 5-й шар — Vostok-4 (да-да, naming convention описан во второй части статьи).

В целом, всю нашу историю за прошедший год можно изобразить вот этой совершенной инфографикой:

Да, вы снова видите эту цифру: 35794м. И на фотке из заголовка она, и тут она. Все верно. Но обо всем по порядку.

Конструкция

Общая конструкция

Хоть я и обещал в прошлый раз, что технических изменений не будет, но, как говорится — еще ни один план не пережил начало битвы. А битва у нас случилась с парашютом. Дело в том, что за все наши запуски наш самый первый парашют поистрепался. Я упоминал уже, что, даже после первого запуска, он немного надорвался на внутренней поверхности купола. Повреждение было не критичным и мы запустились с ним еще раз. Это его и добило. Нет, посадка Vostok-3b была мягкой, но парашют окончательно пришел в негодность и мы решили его заменить.

Почему-то, наш конструктор посчитал хорошей идеей вместо одного парашюта сделать два. Ну, на самом деле, аргумент его был весьма прост: больше парашютов — мягче посадка (суммарная площадь поверхности, создающей сопротивление, ведь больше). Помогло это или почему не помогло — обсудим в результатах. А сейчас очень важный нюанс: первый парашют был бесстропный, вторые два со стропами. И я вам наперед скажу: если не хотите проблем — со всей силы ищите бесстропные парашюты.

Итак, у нас 2 стропных парашюта, каждый из которых крепится своим фалом к горловине шара. Снизу, от строп парашютов идут независимые фалы к еще одному фалу, который уже крепится к полезной нагрузке. Схематично это выглядит так (масштаб не учтен):

Существует древняя истина: чем больше в системе элементов — тем чаще она ломается. Это правда, я про это знал и… ничего конструктору не сказал. Представленная схема креплений Vostok-4 сильно сложнее прошлых версий. Тут и фалов вагон, и парашютные стропы, и их соединения. В общем — так себе идея. Но проверить стоило.

Ссылка на шар: aliexpress

Заявленные характеристики следующие:

Да, по ссылке шары >2000г отсутствуют. Так что мы заказали тот что на 2кг, а потом уже, пообщавшись с продавцом, выяснили что можно заказать шарик и покруче. Стоит их пробовать или нет — решайте сами. Сразу скажу, что шар на 2кг обошелся нам примерно в 25000 руб. К тому же, у меня большие сомнения насчет возможности подъема выше 38км без реактивной тяги — уж очень мало там воздуха. Так что, если хотите наверняка — берите максимум 2кг.

Полезная нагрузка

Тут без изменений. Ничего не убавили, ничего не добавили. Даже павербанки летали те же, что и в прошлый раз. Пролистываем.

Программирование

А вот тут с изменениями :-)

Но с одной оговоркой: на Vostok-4 летала та же версия ПО, что и на Vostok-3b. Все изменения, описанные тут, сделаны по результатам анализа телеметрии Vostok-4 и эта версия еще никуда не летала! По этой же причине бранч не влит в мастер.

Вот предмет обсуждения: bugfix/report_gaps

А произошло следующее. В основном цикле есть такое условие:

Я объяснял в первой части, что точка синхронизации всех параметров телеметрии — время, полученное по GPS. Соответственно, не имея данных GPS — нет смысл записывать отчет. Или есть? На самом деле есть, т.к. во-первых: нам не так уж и важно абсолютное время — достаточно относительного (просто записывать каждую секунду). Во-вторых: гораздо более удачной точкой синхронизации может стать высота, а не время. А высота у нас не только от GPS, но ее можно вычислить и по барометрической формуле (и мы это делали в первой статье). Но этот метод требует определенного оборудования за бортом. Например, градусника, способного измерить очень низкие температуры (ниже -40C). Наш внешний градусник ограничен нижней планкой в -40C, а внутренний — подвержен влиянию нашей системы климатизации (нагревается от RPI и охлаждается забортным воздухом).

В общем, данные GPS не сильно важны (но очень желательны), оттого появилось это || _reportService.ReportFileCreated. Так уж получилось, что хоть 1 раз, но GPS нам необходим — чтобы сгенерировать имя файла отчета ¯\(ツ)/¯ А дальше уже можно и без GPS, и все должно быть хорошо.

Но, листая телеметрию с этого запуска, вылезло вот это:

Видите, видите? "Расстояние" между 2-я этими соседними строчками немного больше чем 1 секунда. Оно почти полчаса! Откуда? Что? Как? Да, очевидно что мы потеряли GPS на какое-то время, но ведь, следуя условию в основном цикле, мы все равно должны были записать данные с сенсоров.

Одной из возможных причин потери сигнала GPS могло быть вот это:

Мы не знаем, в какой момент это произошло, но есть не нулевая вероятность, что изоляция перетерлась на подъеме (когда шар больше всего крутило) и это послужило "началом конца". Эта антенна была закреплена на центральном парашютном фале и вполне могла там и запутаться. Это конечно лишь мои догадки, но все же.

Причина оказалась совсем детской — NullReferenceException вот тут:

Мда… Собственно, это и есть весь фикс. Но этот случай вынудил меня написать юнит-тесты для всего этого хозяйства, чему и посвящено 99% изменений в бранче с фиксом. Сейчас там конечно не full coverage, но основные моменты я покрыл.

Раньше я быстро писал некрасивый и нерабочий код, но спустя многие годы упорной работы я перестал писать его быстро

Единственной проблемой было то, что все классы библиотеки для работы с SenseHAT (SenseHatNet) — не абстрактные, не реализуют интерфейс, да еще и запечатанные. Такая диспозиция вынуждает меня создавать пограничные интерфейсы, а я такое не очень люблю, но сделать их пришлось. Других проблем не было.

Сами тесты (если интересно) посмотрите в репозитории, а тут мы посмотрим на результаты.

До фикса:

После фикса:

Нуштош... заодно прогнали тесты с записью в файл, убедились, что теперь все "ок" и двинули дальше

Бухгалтерия

Тут почти все идеально, наконец-то :-)

Траты были только на расходники: шар и гелий. Ну и на новые парашюты. Теоретически, их тоже можно вписать в расходники, но чуть более long-term. С другой стороны — так можно все что угодно вписать в расходники. Ведь ничто не вечно. Тем не менее мы не рассматривали конструкцию как "полностью переиспользуемую" на протяжении долго времени. А для нескольких запусков одного нормального парашюта вам должно хватить. Единственное, что вы 100% будете докупать — это шар и гелий.

Подготовка к запуску

Этот пункт был подробно рассмотрен в первой части статьи, с тех пор механика поиска места запуска не изменилась. FPLN и Landing Predictor вам в помощь.

Но! Тут хочу отметить один важный момент: меня много раз в комментариях дергали вопросом обеспечения безопасности полетов и, в целом, "легализации" этого занятия. Как то: получение разрешения на использование воздушного пространства и подача плана полета в организацию воздушного движения. В прошлый раз я ответил в комментариях, почему не могу сейчас описать этот процесс в статье. Эта же причина сохранилась и по сей день, но мы над этим работаем и все выглядит так, будто бы дело сдвинулось с мертвой точки. Да, планы мы всегда (!) подавали, но процесс их подачи на данный момент непригоден для описания в виде "инструкции". А так как это очень важная часть всей нашей затеи — мы решили довести этот вопрос до пригодного состояния и выложить это как небольшую, но отдельную часть серии статей про самодельный стратостат. Как минимум это сильно облегчит поиск этой информации для тех, кто решит повторить этот путь. Так что ждите, будет отдельно и по делу про "ОрВД, ЕЦ, СЦ и ФГУП" и прочие генераторы случайных букв в российских госструктурах.

Запуск

Помните, в прошлый раз на поиск наш гитарист притащил лодку? В этот раз на запуск он притащил тент 6x4 метра. Несмотря на то, что запуск Vostok-3a провалился по причине наших кривых рук, он решил что проблема не в нас, а в тенте. И сшил на заказ новый, белый и красивый. Смысл использования тента при запуске был тем же, что и всегда — уменьшить нагрузку на горловину шара, пока его надувают гелием. Ведь шар надо удерживать за "что-то", чтобы он не улетел раньше времени (как случилось с Vostok-2). Ну вот...

¯\(ツ)/¯

Честно говоря, этот вариант использования тента мне даже больше понравился и он не лишен смысла. Сейчас объясню разницу с запуском Vostok-2.

После провала с Vostok-2, нашим скорополительным решением стал злополучный тент. Надо было его лишь правильно растянуть над местом запуска и надувать шар под ним. Тогда это практически ликвидировало бы нагрузку на горловину. Но! Как вы можете помнить, Vostok-2 то мы перекачали. Это "раз". "Два": масса шара Vostok-2 — 800 граммов. Масса шара Vostok-4 — 2000 граммов. В 2,5 раза тяжелее. За счет чего, даже при том же количестве гелия внутри — он и сам себя будет неплохо прижимать к земле. Так что, если закачать правильно количество гелия и иметь достаточно тяжелый шар — надобность в тенте над ним пропадает. Вот мы и решили использовать тент "под ним".

Рекомендуемое количество гелия зависит от начального диаметра шара. И, в случае с шарами L-800 и L-2000, это 1 баллон 40л с давлением 150 атм.

И так, мы расположились, разделились, каждый по своим делам. Первым делом запитали наш афроящик:

Ждем пока красный свет не сменится на зеленый. А если не сменится — значит дело плохо и надо разбираться прям там в лесу. Но, спустя несколько секунд видим что все ок:

А еще видим, что на нем нет крышки. Это не потому, что мы ее еще не поставили. Это потому, что мы ее забыли сделать. По пути мы заскочили в строительный магазин и купили лист самого обычного пенопласта. Его недостатки я описывал уже: он слишком толстый и хрупкий для наших нужд. Но, когда у вас стоит выбор между "ничего" и "плохой пенопласт" — выбирайте пенопласт. Там же нарезали себе крышку, проделали в ней отверстие для крепления парашютов и заклеили короб. Из-за спешки (и пенопласта) отверстие для крепления получилось слишком большим и через него в полете поступал забортный воздух. Что не очень хорошо сказалось на климате внутри коробки и это будет видно при разборе телеметрии. А вы помните, что основная проблема, возникающая из-за низких температур — быстрая разрядка элементов питания. А питание — это всё. Это и камера, и телеметрический модуль, и поисковый трекер. Да, каждый узел имеет независимое питание, но все они расположены внутри коробки. Так что батарейки надо беречь и греть. В данном случае, наши аккумуляторы выдержали. Но лучше так не рисковать.

Больше приключений не было. Мы спокойно закачали ровно 1 баллон на 40л, слегка придерживая шар рукой за горловину. Благодаря массе шара — это было не сложно.

Прицепили парашютный фал к шару, фал полезной нагрузки к парашютам и просто разжали руки, отпустив шарик в ночное небо. И стали мониторить, пока была такая возможность (напоминаю: поисковый трекер фиксирует высоту только до 10км):

Я же говорил в прошлый раз, что мы больше никогда не будем пытаться искать трекер в день запуска? Честно говоря, сейчас таких планов тоже не было. Это бессмысленно. Улететь он может на сотни километров (и улетел), да, к тому же, на дворе ночь! Но мы решили все же подождать — вдруг он упадет рядом с дорогой, в легкой доступности? Мы развели костерок, сообразили поесть и принялись ждать. План был такой: ждем до полуночи, если нет новостей — едем по домам, если есть новости — смотрим где упал и решаем. До полуночи с момента запуска оставалось 4 часа, а мы уже знаем, что примерно столько наши шары и летают. Так что шансы узнать место приземления в этот же день были вполне реальны.

Тем временем зонд начал рапортировать о наборе высоты:

И набирал он ее довольно бодро: чуть больше чем за час — 7553 метра. Неплохо для двухкилограммового шара. Дальше, очевидно, он преодолел рубеж в 10км и пропал с радаров. Мы доели шашлык, дождались полуночи и, не получив сигнала от трекера, двинулись домой. Нас ждали 400км пути и поиск этого несчастного в другой день. Опять не повезло.

Поиск и спасение

И, практически ровно в полночь, он проснулся. Но...

Во-первых — снова болото. Во-вторых — что-то тут не так с показаниями. Высота 128 метров? Нуууу, в принципе, это возможно. Скорость не нулевая? Это очень странно. Он либо лежит (и 128 метров это высота поверхности в данной местности над уровнем моря), либо продолжает лететь на такой высоте. Но больше всего меня насторожило вот это: Low Battery!

Если он не лежит на поверхности (скорость не нулевая же) и вот-вот разрядится — будет чрезвычайно сложно его найти. Честно говоря, к такому никто готов не был. Поисковый трекер у нас считался самым надежным элементом системы и от него зависел успех миссии.

Прямо посреди шоссе мы стояли и ждали, в надежде, что трекер пришлет еще одно сообщение. Он настроен присылать треки раз в 5 минут при наличии движения и раз в сутки "статус-сообщение". Да, сигнал GPS не всегда стабильный, и иногда пропадает — это нормально. Но мы прождали не меньше получаса, а нового трека не было. Все портило Low Battery — если бы не оно, я был бы абсолютно спокоен. С полностью заряженными аккумуляторами этот трекер может проработать месяцы. А за это время сигнал нет-нет, да появится. Но он все не появлялся… Что ж, в этот день мы уже точно ничего не могли сделать и двинули дальше в сторону дома с еще худшим настроением, чем было.

Практически 2-е суток он молчал. Двое суток мы в 8 рук тиранили приложение трекера своими запросами. К концу второго дня, принимая во внимание разряжающуюся батарею, надежды уже практически ни у кого не было. Но вдруг, мне в спам посыпалось:

И это означало лишь одно — придется нам снова ехать во всякие

Ну ладно, не так далеко, конечно.

Было бы смешно, если бы он упал не в болото. Но он, по привычке, упал в болото:

А я ни разу не удивлен… Новгородская область богата на болота. Раньше надо было думать, когда выбирали место запуска. Хорошо хоть рек рядом не оказалось.

К сожалению, в этот момент я уже сидел в аэропорту и смотрел на самолеты. Так что искать и доставать наш "Vostok-4" ребятам предстояло без меня. Когда я слушал эту историю по телефону — это звучало как-то так:

Аааа, медведи! Выстрелы! 700 верст по голову в болоте!!1 Взяли шашлык, но пришлось есть грибы! В той деревне все УМЕРЛИ!

Но сейчас, когда прошли недели, можно отбросить эмоции и взглянуть на ситуацию спокойно. Расстояние от точки высадки до зонда по прямой ~5км. Но по прямой там леса\болота. Давайте посмотрим, как шли участники нашей викторины:

A: точка высадки. Дорога, по карте, идет до деревни "Степаново" (точка C). На самом деле — нет. Ну, формально может дорога там и идет, но проехать по ней нельзя. Так что спешились и двинули на своих двоих

B: Свернули раньше времени, ушли немного в лес. Пришлось возвращаться назад. Тем более, что тут был обнаружен след медведя на земле (см. фото-пруф ниже)

C: Дошли до крайней деревни — Степаново. Это туда шла "дорога"

D: От "Степаново" пошли на север — тут начиналось первое болото. Да, болот там много и, так или иначе, но парочку пришлось бы пересечь

E: Пересекли первое болото. Не без потерь — потеряли носок (провалился гитарист под воду немного) :-)

F: Напрямую на северо-восток было не пройти — мешал лес. Откатились немного вдоль лесополосы на юго-запад. Тут начиналось второе болото

G: Пересекли и его. Зонд лежал по ожидаемым координатам — финиш

Весь маршрут — 8.14км в одну сторону. Еще столько же — обратно. Много это или нет (в условиях пересеченной местности и с нагрузкой из сухпайков) — решайте каждый для себя.

Как я уже упоминал — я (не участник этих событий) описываю это спустя недели. Так что довольно сухо и "по фактам". На самом же деле, они смогли мне выдать более-менее связный рассказ только через 2 дня после завершения этой вылазки — настолько сильно они вымотались. Да, и с точки G они мне отзвонились, и из машины по пути домой тоже. Но это больше походило на бессмысленное мычание в трубку, чтобы доложить, что они еще дышат. Тогда я думал, что они на меня обозлились, мол — отправил к черту на рога, а сам сидит там на диване и ест круассан. Но, так часто бывает при физическом и моральном истощении — просто не до разговоров. Точно так же было и при поиске Vostok-3b. Так что я старался терпеливо ждать, пока они отдышатся.

Тем не менее вылазка всем понравилась. Места там очень красивые. Грибов вагон (никаких грибовизоров не надо), очень аутентичная заброшенная церковь, заброшенные деревни, даже медведи там водятся!

И снова, из-за ограничений Pikabu, тут придется остановиться. Мы вернемся с результатами и выводами на следующий день. Fly safe, cmdr!

Ну что же, запуская свой самосборный стратостат впервые:

Часть 1а

Часть 1б

Часть 1в

мы понаделали много ошибок. Часть из них мы исправили, часть заменили на новые :-) Еще, по реакции аудитории, мы прикинули, что техническая и приключенческая части имеют разный отклик у сообщества. Так что мы, впредь, постараемся разбивать статьи на 2 части: техническую + финансовую (А) и все остальное (Б). Совсем не публиковать техническую часть я не могу, т.к. это противоречит изначальной цели проекта - без нее "кто-то другой" стратостат не соберет (да и техническая в этот раз повеселей). Поехали?

Вступление

Кратко напомню, что тут происходит и что будет происходить дальше. Давненько уже (больше года назад) задумали мы с друзьями собрать с нуля и запустить (а потом и найти/достать) свой стратостат. Полных инструкций в интернете оказалось немного, поэтому появилась первая часть этой статьи. Как и любой проект — этот проект должен иметь финал. А чтобы иметь финал — нужно иметь конкретные цели проекта. Из целей были выделены две: достичь высоты 30км и получить видео в 4k с высоты 30км. Ни одна из целей не была достигнута в первом запуске (напомню, там было: 19км и видео до 7км), так что проект продолжил развиваться.

Давайте сначала я опишу naming convention, чтобы не путаться дальше в истории. Я разделяю 2 сущности: запуск и шар. Сделано это потому, что в один запуск мы можем запустить (поправить бы тавтологию) несколько шаров. А нам нужна адресация до конкретного запуска-шара. Итак. Первый наш шар носил название Vostok-1 — первый запуск, единственный шар. За ним был Vostok-2 — второй запуск, единственный шар. Далее Vostok-3a и Vostok-3b — 3й запуск, два шара. Vostok-2 и Vostok-3a потерпели крушение на старте.

Vostok-2

Первой нашей проблемой была высота. И с ней также связан неудачный запуск второго шара. Высоту мы решили победить увеличением объема шара. Был выбран шар L-800 (800 это масса шара в граммах, таблица ниже). А если больше шар, то и гелия надо больше, правильно? Правильно. Но мы совершили ужасную ошибку и тут и с Vostok-1: за целевой объем шара мы приняли не ту величину. Мы их сильно перекачивали. Vostok-1 улетел чудом, Vostok-2 не выдержал такого издевательства и сошел с рельс на старте. Давайте разберемся где я накосячил в оба запуска.

Вот технические характеристики шаров. Vostok-1 имел шар L-300. Вроде все ясно, только одно мне было не ясно: в чем разница между начальным и рабочим диаметрами. Я, почему-то, подумал, что если есть слово "гелий" — значит нам туда. Оказалось, что нет. Рабочий диаметр, это некое усредненное значение на высоте. А нам надо было использовать начальный диаметр как цель для наших расчетов. Давайте посчитаем количество гелия для этих шаров и разных диаметров по формуле из первой статьи:

В обоих случаях разница значительная. Уже на старте мы перекачали шар почти вдвое! Но, т.к. мы докачивали шар до его рабочего диаметра — он не взрывался (этот же диаметр — рабочий!). Проблема оказалась в подъемной силе. Во втором случае она очень, очень значительная. Пока ребята накачивали его, им пришлось буквально висеть на нем вдвоем и третий подстраховывал. Это создало значительную нагрузку на горловину шара, за которую его и держали. И, не выдержав растяжения, горловина порвалась, унеся в небо 50000 рублей. От такого количества гелия местные птицы еще 3 дня орали смешным голосом.

Итак, осознав свою ошибку, мы получили серьезное преимущество — теперь мы знали, что гелия нам надо вдвое меньше. А гелий и, непосредственно, шар — это единственные невозвратные ресурсы наших запусков. Иначе говоря — мы сильно снизили стоимость запуска.

Vostok-3a

Это был шар L-600. Мы закачали правильное количество гелия. И даже немного подстраховались (как мы тогда думали), используя тент для удержания шара в процессе накачки, чтобы не создавать нагрузку на горловину. Подвела нас анатомическая аномалия всех членов команды (проще говоря — руки из ж...). И этот шар успешно улетел в ветки деревьев, об которые и взорвался.

Выдержав минуту молчания, мы вспомнили, что когда-то давно то мы заказывали 2 шара L-300. Как раз на случай неудачи. И сейчас был именно такой случай. Так как гелия мы всегда берем немного с запасом (мало ли стравит где или еще чего), то немного у нас еще оставалось. Да и шар этот был почти вдвое меньше, так что и гелия надо было сильно меньше. Закачав остатки в 300-й шар мы, уже особо ни на что не рассчитывая, просто отпустили его в небо без долгих прощаний. Это был наш Vostok-3b. Об этом запуске и пойдет речь в этой статье, т.к. он оказался успешным!

Список оборудования и компонентов

На самом деле, оборудования, в сумме, докупалось прилично. Но тут я не буду перечислять все купленное, а сосредоточусь только на том, что реально улетело на Vostok-3b.

Некоторые разделы будут выглядеть как: ничего не изменилось, идем дальше. Я оставил структуру статьи как в первой части для обратной совместимости

Состав полезной нагрузки почти не подвергся изменениям: это все та же RPI 4B (+Sense HAT + GPS HAT) + GoPro 7 black.

Добавлю только пару фото компонентов черного ящика (ранее их не было), так как я забирал его домой для ремонта, который не пригодился, но об этом упомяну чуть детальней далее по тексту:

Помимо увеличения объема шара, для достижения расчетной высоты мы решили так же экономить и вес полезной нагрузки. Проанализировав массу компонентов, мы поняли, что можем хорошо сэкономить на аккумуляторах (павербанках). В первый запуск это было 2 павербанка по 20000 mAh, каждый массой ~300г. Взглянув на телеметрию Vostok-1, мы поняли, что бОльшую часть времени наш зонд работал на земле, соответственно таких емкостей (как минимум для RPI) — нам не надо. И решили порезать емкость банок вдвое. Обеих. Взяли 2 павербанка 10000 mah с массой 180г каждый. И не прогадали, экономия массы ощутимая, емкости хватило на обе подсистемы и даже немного с запасом.

Ну и мы не стали в этот раз класть бутылку виски :)

По оборудованию это все. Переходим к облегчению конструкции.

Конструкция

Далее мы решили переделать корпус. Корпус первого востока был слишком большой для наших нужд и это было нерационально — пенополистирол тоже имеет вес. Мы так же пробовали различные материалы, в частности, пенопласт.

Но, несмотря на значительную экономию массы — пенопласт не подходил по ряду причин. Например, он был слишком хрупким и мог развалиться от нагрузки создаваемой подъемной силой шара. В итоге мы откатились до пенополистирола, но срезали ему лишнюю крышу:

Размеры нового бокса:

Общая конструкция

Схема та же, что и с Vostok-1. Единственное что мы добавили (по совету из комментариев на YouTube) — боковые стабилизаторы. Помогли они или нет — сложно судить. Забегая вперед скажу: судя по телеметрии и даже видео — да, крутило меньше чем в первый раз. Но и условия полета были другие. Так что тут мне сложно судить о целесообразности этого решения в нашей задаче. И, несмотря на то, что стабилизаторы увеличат массу — мы все же решили рискнуть и приклеили пластиковые треугольники по бокам:

Это вид бокса уже после того, как мы его нашли (и сняли верхнюю крышку). Фотки до я, почему-то, не смог найти. Но суть стабилизаторов это передает.

Да, и, как видите — GoPro на этот раз мы решили закрепить целиком снаружи на пластиковые стяжки, продетые сквозь корпус. Во избежание перегрева в стенках бокса. По причине экономии массы короба, мы так же решили не использовать внешние 2-3-х-осевые стабилизаторы для GoPro (хотя один такой был закуплен и весит он прилично по нашим меркам).

Полезная нагрузка

Как я уже упоминал, заменили только павербанки. Так же, решили немного перекомпоновать компоненты в соответствии с новыми размерами бокса. Но смысл остался тот же: внизу грелка (RPI), над ней аккумуляторы обогреваемые RPI, по бокам сопла для поступления забортного воздуха для охлаждения RPI. Эти сопла так же используются для крепления бокса к парашютному фалу. Не буду вставлять схему охлаждения, т.к. это точно та же система, что и в Vostok-1. Она хорошо себя показала в тот запуск и мы решили ничего не ломать:

Приклеили так же несколько пенопластовых балок для фиксации компонентов нагрузки:

Итак. Что же нам это дало? Напомню, что Vostok-1 имел массу полезной нагрузки 2.5кг. После проведенных манипуляций, нам удалось снизить ее вдвое — 1375г:

Посчитав себя хорошими мальчиками, мы закончили с нагрузкой и двинулись дальше.

Программирование

Ничего не менялось перед полетом. Все тот же софт на dotnet полетел, прилетел и доставил нам всю телеметрию.

Но вот после полета был небольшой рефакторинг. Дело в том, что в этот раз наш зонд очень сильно промок. Когда мы его нашли и я поднял его с земли — из него вылилось ведро воды. Карта памяти не пострадала, но вот телеметрический модуль заводиться больше не хотел. LED матрица вела себя странно — то включалась, то нет. Так что без хирургического вмешательства было не установить: что конкретно отлетело? Я взял модуль домой и, поочередно снимая платы, выяснил что проблема где-то в SenseHAT. Подебажив свой код немного, выяснилось, что выбрасывается исключение именно на обращении к LED матрице, вот тут:

Это часть класса StatusReportService, который не имеет интерфейса и, чтобы понять: а все остальное работает ок или не ок — нужно было заэкстрактить интерфейс и за mock-ать этот сервис. Что и было проделано в единственном коммите.

Как оказалось — все остальное работает штатно. А как оказалось после еще одной перезагрузки — LED матрица тоже заработала штатно ¯\(ツ)/¯

Нуштош. Хорошо, что все хорошо закончилось. Пролистываем.

Бухгалтерия

Уффф… Тут все сложно, но есть и хорошие новости. Как вы помните, первый запуск влетел нам в копеечку — примерно 80000р (из которых реально полетело 75000р) без учета стоимости GoPro 7 black (т.к. она на тот момент у меня уже была и не входила в расходы этого проекта). На GoPro накиньте еще 35000, итого 115000р на первый запуск. Но, там же я отметил, что при оптимистичном развитии событий — из невозвратного у нас только гелий и шар. Все остальное возвращается, находится и запускается снова. При пессимистичном развитии (не нашли, не смогли достать зонд) — конечно все придется покупать заново. Но мы нашли :) Так что бОльшую часть расходов заняли именно гелий и шар, и, как я упоминал в начале статьи — необходимое количество гелия мы так же сократили вдвое (благодаря исправлению ошибки в расчетах). Так что запуски наши серьезно подешевели, хотя и пришлось докупать всякое по мелочи. Давайте посмотрим на такую же, как и в первой статье, таблицу, но для Vostok-3a — Vostok-3b:

Зеленый сектор — то что реально полетело в 3й запуск

Желтый сектор — было куплено, но можно было бы обойтись и без этого

Красный сектор — было куплено, но в этот запуск не пригодилось (можно было не покупать)

Как видите — в этот раз намного скромней. Львиную долю составляют именно гелий и шары. Шар L-2000 (царь-шар, массой 2кг) не успели доставить к нужной дате, так что вместо него полетели L-600 и L-300. L-300 был куплен еще к первому запуску и в эти расходы не входит.

Вооот, вот с такими ценами — запускам быть! Ну, если тут все ясно — двигаемся дальше.

Подготовка к запуску

Тоже никаких откровений, по сравнению с первым запуском. Но мы решили не запускать из того же места по 2м причинам:

1. Ребятам очень не понравилось прошлое болото (да и аренда вездехода дело не дешевое)

2. Хотелось разнообразить приключения

Так что мы снова отправились на fpln.ru смотреть — где не летают самолеты и нет никаких закрытых/бесполетных зон. Затем сходили на predict.habhub.org прикинуть — куда должен упасть наш зонд из той или иной точки запуска (желательно, чтобы падал подальше от болот). Ну и, поголосовав немного, выбрали одну. Все как в первый запуск — едем дальше.

На этом я завершу часть "А". В части "Б" вас ждут: Запуск, Поиск и спасение, Результаты и Выводы. Она выйдет совсем скоро, оставайтесь на связи и... Fly safe, cmdr!

И так, в прошлых двух постах (часть 1а и часть 1б) мы разработали, собрали и запустили наш самодельный стратостат с камерой и телеметрическим модулем. Пришло время попытаться его найти, спасти и посмотреть - что он привез?

Поиск и спасение

Ооооо, это был самый волнительный и насыщенный этап! Как только аппарат оторвался от земли (а точнее от рук) я, как оператор ЦУП, затаился в ожидании первых координат от поискового трекера.

И первый трек не заставил себя долго ждать. Приведу сразу весь маршрут, полученный с поискового трекера и давайте немного его обсудим:

Расстояние между конечными точками ~100км. Хотя расчетное было около 200км. Наш зонд немного не долетел. Но с этим разберемся в результатах.

Наивысшая точка (F) по этим показаниям — 9800м. Дело в том, что у нашего поискового трекера предел измерения высоты — 10км. Так что это еще не значит, что зонд выше не поднимался, нет. Просто после этой точки он… пропал! Я, разумеется, ожидал этого и ждал, и ждал, и ждал. Ну сколько он может там летать над 10км? Ну час, ну максимум два. Учитывая, что расчетное время всего полета было 2ч 25мин. Но обратите внимание на дату и время в этой точке (верхняя часть):

А теперь взглянем на следующую точку — G:

Где тебя носило больше суток ( ´･･)ﾉ(._.`)?! Я все морги-больницы обзвонил все это время не спал и мониторил показания (да что уж там — все мониторили). Но, видимо, условия для передачи сигнала были не благоприятные. Хорошо что запас автономности у этого трекера очень хороший — он до сих пор передает координаты на тех же аккумах. Ок, в итоге нашелся, посмотрим где упал?

Упал он на краю лютого болота в 4-х километрах от ближайшей дороги. На фотках это не так видно, но поверьте — ребята там были (дважды) — болото непроходимое.

Ближайшая дорога:

Край болота:

Побродили несколько часов вокруг и, благоразумно не став геройствовать, позвонили мне со словами: ололо, нам нужен вертолет! Явно нужен был план. Соваться туда ногами (болотоходами, снегоступами и прочими средствами бывалых разведчиков) никто не захотел. Вариант — забыть и простить даже не рассматривался.

Вертолет, как водится, не на каждом углу припаркован. Более реалистичный вариант — вездеход! Начали шерстить интернеты, друзей и соцсети. Не скажу, что прям на каждом шагу раздают вездеходы в аренду — в поисках мы провели несколько дней. Наконец вышли на одних ребят, Питерские производители вездеходов, которым нужен был, внезапно, демо-ролик их детища :3 И они согласились предоставить их вездеход с командой, если мы оплатим им сутки работы видеографа (так они его назвали). Что ж, из альтернатив был только другой вездеход, но почти вдвое дороже. Так что мы начали соглашаться. Ребята подготовили свой вездеход (все это время поисковый трекер передавал статусные сигналы раз в сутки, так что мы были вполне спокойны: его не украли медведи и он не утонул) и мы получили вот это:

Согласитесь, выглядит, как то, что надо!

Не буду вставлять фотки с катанием на нем по болотам, лучше в конце прикреплю видео ;-) Итог этих покатушек, как вы понимаете, весьма успешен. Вот наш короб, открытый сразу после того, как мы его подобрали:

Да, бутылка с понятной жидкостью все это время летала вместе с оборудованием. Она там была как презент нашедшему — виски из стратосферы. К счастью, нашедшими оказались мы, так что и презент — нам. Радовались, как дети, чесслово =)

Результаты

Ну наконец-то. Давайте поговорим о том, что же мы вытащили из болота ценой таких усилий.

Разумеется все кинулись проверять камеру. Это фото — это один из последних кадров (я выбрал покрасивей) из заснятого видео. Вообще, по расчетам, запаса аккумулятора камеры должно было хватить еще и на приземление и на полежать немного. Но, как видите, не хватило — она записала всего 25 минут видео (4k60fps), из которых 7 на земле перед запуском. Мы строили разные теории почему так произошло. В итоге, поковырявшись уже дома с оборудованием, выяснили: был сломан USB порт на павербанке для камеры. В какой момент он был сломан — неизвестно. Но пока основная версия такова: подключили и включили камеру, как-то сломался порт, камера продолжала работать от внутреннего аккумулятора пока он не сел. Из-за внутреннего аккумулятора мы не смогли вовремя распознать поломку, а его запаса, по экспериментам, хватает примерно на 25-30 минут записи.

Когда все остыли, пришло время ковырять показания нашего самописца — он отработал на все 100! И сейчас будет поток графиков, построенных по его показаниям. Так как RPI работал долгое время на земле (до и после запуска), я, для удобства анализа, обрезал куски данных с земли.

На шкале X всегда будет время в секундах с момента отрыва от поверхности. Поехали!

График набора высоты по показаниям GPS HAT:

Взглянув на него, мы видим: максимальная высота, которую он набрал на 2247-й секунде полета, составила 18993 метра над уровнем моря! Это выше чем Эверест, это выше чем летают любые пассажирские самолеты! Но прилично ниже расчетных 30км. Взглянув на то что осталось от, непосредственно, шара, мы предположили, что мы его просто перекачали и он взорвался раньше положенного. Была у меня еще версия что мы его недокачали. Но тогда бы он повисел на высоте, пока гелий не выйдет и опустился бы целым на землю. А от него ничего не осталось. Значит — перекачали. Учтем на будущее.

Еще по этому графику можно прикинуть — на какой высоте остановилась запись. Приблизительно на 7км. Так что кадр выше примерно с высоты всего 7км.

Раз уж у нас есть показания барометра, забавы ради (практической пользы не несет), я решил рассчитать относительную высоту по барометрической формуле и сравнить эти показания с данными GPS:

Как видим — корреляция есть, отклонения не сказать чтобы пугающие (макс. высота получилась 16183 метра).

Теперь, что же там с давлением?

Мы видим, как падало давление с набором высоты (эффект ожидаемый). Все в той же точке 2247 было зафиксировано минимальное значение — 58 миллибар. Для сравнения — на поверхности было 1050 миллибар. Т.е. всего 5.7% от давления на поверхности!

Как там работал наш кустарный охладитель? Температура внутри бокса:

Как видно — скакнула до 38,5C, но это очень далеко от предельной. Так что никто не перегрелся и никто не замерз. Да и в целом — разброс всего 33-35 считаю очень хорошим результатом.

Что в этот момент происходило снаружи? Снова график 2-в-1, чтобы не захламлять картинками:

Помните я сетовал на градусник? Вооот. Как видите — провал ниже -40. Значит там было еще холоднее! И второй вывод, который тут можно сделать: самая холодная точка — не самая высокая!

Насколько наш климатизатор страдал, можно оценить по графику разницы температур Inside vs Outside:

Как видите — разность температур доходила почти до 80! Не сказать что хардкор, но прилично.

Ну и последний на сегодня показатель — влажность:

Там довольно сухо, да. Влажность падала до 3%. Ну а откуда ей там взяться?

Хватит графиков. Это, конечно же не все показания, которые записал наш RPI, но статья и так уже слишком разрослась. Так что я оставлю ссылку на полную телеметрию:

Оригинал (csv)

Мои изыскания (xlsx)

Видео

Использование вездехода по назначению:

Видео полета с бортовой камеры:

Выводы

Итак, несмотря на то, что расчетная высота достигнута не была: 19км против 30км — все равно считаю, что проект завершился успешно. Тем более, это был первый опыт подобного рода для всех участников проекта. Давайте обозначим технические проблемы, возникшие в процессе этого мероприятия:

- Камера не записала весь полет.

Возможная причина: поломка аккумулятора на запуске.

Возможное решение: заменить внешний аккумулятор, удалить внутренний аккумулятор перед запуском (позволит отследить проблему с внешним на ранних этапах)

- Не была достигнута расчетная высота.

Возможная причина: перекачали шар. Закачали 1.5 баллона вместо расчетных 1.36

Возможное решение: закачать меньше гелия (1.36 баллона)

- Порвался парашют. Не прям в хлам, пара мелких отверстий сбоку. Купол не пострадал и на полетные характеристики это не повлияло. Решение тут только одно — заменить парашют на новый во избежание дальнейшего распространения повреждений.

- Приземление в труднодоступной местности.

Причина: ранний взрыв шара

Возможное решение: закачать правильное количество гелия. 100% гарантии это не даст, но по итогу, расчетная траектория совпала с реальной, за исключением того, что нагрузка приземлилась раньше положенного времени.

На этом все, всем чистого неба над головой и удачи!

P. S. История публикуется в хронологическом порядке "как было на тот момент". С тех пор мы произвели еще несколько запусков разной успешности (как в + так и в -), учли многие ошибки, вносили изменения в конструкцию, рассматривали разные параметры телеметрии и т.п. Но это все - в будущих частях. Если будет интересно.

Продолжаем продолжать

Вторая подчасть первой части "инструкции" по сборке своего стратостата из мангала и детских травм. Она будет немного скучновата, но без нее у вас ничего не полетит. Так что давайте перетерпим эту часть и дальше будет веселее :-)

Мы закончили на описании отладки dotnet приложения на RPI. Теперь давайте немного осмотрим сам код.

Программирование

Сразу ссылка на репозиторий с исходниками — GitHub

Я очень долго откладывал этот раздел для написания, т.к. софт был написан год назад и я почти забыл все те ужасы, которые мне пришлось побороть, сражаясь с китайскими комплектующими. Но попробуем хоть что-то наковырять. Сейчас я лишь заменил project reference на nuget package, т.к. зачем-то я скачивал исходники проекта нугет пакета (надеюсь просто так, сейчас солюшен билдится).

Как и в системе "театр-вешалка", dotnet приложение начинается с конфигурации. Конфигурации DI, логгеров и вот этого всего. В нашем случае в функции Main:

Как видите, мы пошли путем использования IHostedService как основной крутилки нашего логгера, настроили SerialPort для доступа к GPS HAT (зачем-то я его инжектю в hosted service, вместо того чтобы использовать там GpsModuleCommand, очевидно проглядел тогда), добавили наши сервисы для доступа к SenseHat в контейнер DI и настроили логирование в консоль. Тут все — host.RunAsync()!

Не буду приводить тут содержимое каждого файла, кому надо — посмотрят на гитхабе. Тут обрисую основную идею. Вся она описана в нашем хостед сервисе RpiProbeHostedService. Содержммое метода StartAsync:

Итак, для начала нам нужно узнать в каком состоянии наш GPS HAT. Т.к. тот факт, что он включен — еще не означает, что включен непосредственно GPS модуль. Если GPS выключен — включаем его и идем дальше.

А дальше у нас бесконечный цикл с задержкой в 1с. В первую очередь нам нужны показания GPS — так как это есть точка синхронизации всех данных. Так же, дата из этих показаний используется как имя файла-репорта. Так что нам эти данные прям очень нужны.

Затем собираем данные с SenseHat и внешнего градусника и записываем это все в файл-репорт. Вот и вся нехитрая логика.

С SenseHat проблем не было вообще никаких. А сейчас, при написании статьи, оказалось что с тех пор MS даже добавила его поддержку в свою iot library. Тут подробнее — MSDN.

Проблемы, как вы догадались, были с внешним градусником. Я перепробовал с десяток разных проектов на разных языках (Python в их числе). Но ни один не заработал именно с этим градусником. Пару раз было очень близко, но видимо моя модель чуть-чуть отличалась и показания отрицательных температур были неверны. Это сейчас, с остывшей головой, я понимаю — если проблема в месте, где присутствует минус — надо смотреть на тип данных. И таки да, замена byte на sbyte сделала свое дело. Но тогда, год назад, я был на грани отчаяния. Метод ReadTemperature:

Метод хоть и небольшой, но содержит парочку magic numbers. Знаете, где вы найдете их объяснение? Нигде. Это все наковыряно и проверено (методом проб и ошибок) из разных проектов. Так что если у вас такой градусник — поздравляю, ваши страдания окончены.

Не стоит забывать, что наш самописец не подключен к монитору и нам надо бы как-то понимать — все ли на нем работает штатно. Для этих целей я использовал LED матрицу на SenseHat. Она небольшая, всего 8x8, так что выводить туда картинки не получится. Но получится мигать/светить лампочками. Более чем достаточно в столь аскетичном устройстве. Код метода DisplayStatus:

Видим, что я инкапсулировал координаты лампочки, которой надо посветить, в класс ответа от конкретной функции (GPS ответ, Sense ответ, ответ от внешнего градусника и т.п.). Все эти response реализуют интерфейс IResponse:

Соответственно, обязаны предоставлять статус в формате "Успех\провал" и координаты ячейки LED куда его поместить, и делают это на свое усмотрение. Не буду говорить что это идеальный дизайн, но, как минимум год назад, мне он показался подходящим. Вот, например, как реализует свой статус ответ от SenseHat:

Итого у нас есть 5 подсистем:

1. GPS модуль: вкл\выкл

2. GPS модуль: координаты получены и прочитаны

3. SenseHat

4. Внешний градусник: показания есть\нет

5. Лог-файл: координаты имеются\нет

Таким образом, маркером того, что мы готовы к запуску, будет служить 5 зеленых индикаторов на матрице.

GPS HAT тоже не вызвал особых проблем, насколько я помню. За исключением новости (для меня), что для работы с SerialPort нужны привелегии root и его ответ пришлось немного попарсить:

Положение всех компонентов ответа указано в документации.

Еще 1 момент — EventBased подход я решил не использовать, но он вроде работает и методы для него (DataReceived) остались в коде. Честно говоря, не помню почему я так решил, но думаю причины были.

Перейдем к финансам.

Бухгалтерия

Быстренько пробежимся по моей нелюбимой части — сколько все это чудо стоит. В этот манускрипт не попали: стоимость камеры (она у меня уже на тот момент и так была), стоимость спасения и всякая мелочевка, типа клея и винтиков. Эти позиции сильно субъективны.

Внизу 2 суммы: одна за все позиции, вторая (Minimum) — это только если запускать одну камеру — без RPI и всего с ней связанного. Как видите, поисковый трекер вместе с подпиской занимают ~30% цены всего аппарата. Так что если найдете вариант подешевле — это хороший повод сэкономить.

Также, в процессе моих экспериментов, я накупил много лишнего — это красная секция в табличке. Это то, что совсем не пригодилось. Желтая секция — это то, без чего можно было бы обойтись. Эдакая ни вам, ни нам середина. Запуск только лишь зеленой секции означает запуск только камеры и RPI с Sense Hat. Мы запускали зеленую + желтую.

Конечно тут есть простор для оптимизации. Например, я считаю, что вместо GPS HAT можно было бы найти что-то подешевле, за парашют мы тоже явно переплатили, карту памяти для RPI можно смело брать 16Гб (а то и меньше), ну и так далее. Но это все было в первый раз, хотелось подстраховаться — отсюда и цена соответствующая.

Подготовка к запуску

Прежде всего надо понять — где запускать? Если вы житель мегаполиса, у меня для вас плохие новости — нигде. Ладно шучу, не все так плохо =)

Главное — надо никому не мешать. Рядом не должно быть ни воздушных трасс, ни аэродромов, ни запретных или бесполетных зон. Выбирать место надо с учетом предполагаемой траектории движения (которая зависит от ветра и вертикальной скорости аппарата).

Для этого можно воспользоваться сервисом FPLN: включаем в настройках показ всего что нам нужно и ищем глазами свободное место. Вот чисто для примера такое (в зависимости от предполагаемой траектории):

Откуда нам взять предполагаемую траекторию? Тоже есть сервис. CUSF Landing Predictor 2.5. Вбиваем наши варианты и параметры и смотрим что будет:

Совмещаем картинку с FPLN и смотрим — подходит/не подходит? Если нет — ищем новое место, если да — поздравляю.

Для прогнозирования ветра можно использовать Windy. CUSF Landing Predictor так же учитывает направление и силу ветра на выбранное время и координаты. Как вспомогательное средство, можно использовать FlightRadar чтобы помониторить в реальном времени самолеты в предполагаемом районе запуска.

Ну что. Если вы дошли до этого этапа, значит бОльшая часть пути позади. Впереди запуск!

Запуск

Со слов участников: Выбрали точку, заправили тарантас, взяли пару баллонов гелия и двинули на место. Описывать тут особо нечего. Имейте только ввиду — шар такого размера с гелием имеет неплохую подъемную силу! Так что придерживайте его пока будете надувать (а лучше привяжите временно).

В этой операции использовались:

1. Клапан Голубева

2. Переходник под него

3. Шланг

4. Переходник со шланга на баллон 3/4 дюйма

Убедитесь что GPS трекер включен! Без него — вся эта затея будет провалена сразу после запуска. Далее подключаем питание к RPI и GoPro. Ждем успешный статус на RPI, включаем запись видео на камере, запаковываем короб, крепим к парашютному фалу, парашют к шару и… Поехали!

Нуштош... Скучности, так необходимые, заканчиваются, как и лимит символов на пост у Pikabu. В следующей части (Часть 1в) нас ждет: Поиск и спасение, Результаты (анализ телеметрии), Видео с бортовой камеры (и не только) и Выводы

Оставайтесь на связи и: Fly safe, cmdr!

Допустим, вы интересуетесь космосом, но космос для вас недоступен. Выше 10км не подняться, а посмотреть "что там?" очень хочется. По классификации NASA — нижняя граница космоса начинается на 100км от поверхности Земли. Эта статья будет не совсем про космос, но про возможность создания своего стратосферного зонда с нуля. Я много видел примеров успешного запуска и несколько статей на Хабре, но почти все они — это отчеты. Я же хочу оставить статью, которая сможет претендовать на "complete guide" для юных покорителей. Запаситесь терпением и безлимитным интернетом — будет много текста, картинок и даже пару видео. Это был долгий путь для нас, но я намерен сделать его не таким изнурительным для всех желающих. Поехали?

Вступление

Отступление для Pikabu:

Эта история публиковалась мной на Хабре. Сейчас там 3 статьи из этой серии и мы собираемся выпустить еще отдельную статью по легализации этих запусков в скором будущем (ориентировочно декабрь 2021). Цель "перепубликации" - увеличить покрытие аудитории. Так как мы считаем, что занятие это веселое и не бесполезное. Как минимум, сойдет за не самое тупое и активное времяпрепровождение. Цель всего мероприятия - исключительно просветительская, никакой коммерции!
Пикабу имеет весьма строгое ограничение на размер поста, так что я вынужден разбивать даже одну статью с Хабра на несколько постов.
Ну-с... Если "зайдет" - я продолжу переносить в том же порядке, в котором они выходили на Хабре ;-)

В этом проекте участвовало довольно много людей (навскидку ~10). Один бы я, разумеется, все это не потянул. Да и с друзьями интересней. У каждого была своя незаменимая роль в этом деле. А так как я — организатор, вдохновитель и спонсор всего проекта, то мне выпала честь говорить от имени каждого участника.

Мое непосредственное участие касалось:

- сборки электроники

- программирования

- финансирования

- организационных моментов

- подведения итогов

В запуске, финальной сборке, поиске и спасении я, к сожалению, не смог поучаствовать. Так что в этих разделах буду повествовать от лиц людей, бывавших "на местах".

От идеи до завершения этого проекта прошел почти год. Нет, это не значит, что все так долго, сложно и т.п. Все на самом деле довольно просто, весело и интересно. Это значит: неправильное планирование и незнание особенностей работы некоторых служб. Из-за такого разрыва части этой статьи писались тоже в разное время. Так что в некоторых разделах у меня не сохранились собственные скрины и я поднатягал их из интернета.

Давайте посмотрим на распределение времени по активностям:

Ожидание… Ожидание служб доставки, ожидание ответа госслужб и, наконец, ожидание весны. Так как никто не хотел искать упавший зонд в ночи. А в регионе запуска (Северо-Запад) зимой темнеет очень рано. Ожидание съело 70% времени. Всегда закладывайте побольше времени в этот сегмент. Ну что я вам рассказываю? Все тут не первый день на IT женаты ;-)

Несмотря на довольно большую задержку нам удалось довести проект до успешного (!) завершения. И сейчас я расскажу вам как.

Список оборудования и компонентов

А начнем мы со списка используемого оборудования. В этом списке ссылки даны на сайты, где это можно купить. Не рекламы ради, а референса и облегчения поиска для:

1. Raspberry Pi 4 Model B

2. SPOT Trace GPS Tracker

3. Шар-зонд

4. Фал (канат)

5. Парашют

6. Гелий

7. GoPro 7 Black (+Micro SD card 128GB)

8. Powerbank x2 (20000 mah)

9. RPI Sense Hat

10. LTE GPS HAT — LTE / GPRS / GPS SIM7600E-H — for Raspberry — Waveshare 14952

11. TEMPer Gold USB Temperature Sensor

12. RPI Tall Case

13. RPI Mounting Kit

Вот из чего состоит наш аппарат. Я не включил в этот список некоторые вещи, такие как материал корпуса полезной нагрузки, дюбели, шланги и т.п, т.к. найти их не проблема и они не требуют особых пояснений. А теперь пробежимся по пунктам, требующим этого.

Raspberry Pi 4 Model B

Резонный вопрос: почему не Arduino? Простой ответ — потому что я не умею паять ¯\(ツ)/¯

Вторая причина — я предпочитаю использовать dotnet везде, где это возможно. Но это в меньшей степени повлияло на выбор.

Действительно, если дружите с паяльником — ардуино может стать хорошим выбором. Тем более я видел пару схожих проектов где он успешно используется. А вот в моем случае неумение паять стало причиной выбора USB термометра с весьма скромным диапазоном измерения (и это отразилось на результатах, о них в конце).

SPOT Trace GPS Tracker

Вся затея будет считаться даже не начатой, если после того как ваш шарик улетит, вы не сможете его найти. Так что к технике поиска стоит подойти максимально ответственно.

GPS трекеров существует уйма, а этот, пожалуй, один из самых дорогих (во всяком случае, из тех, что мне встречались).

В чем проблема большинства трекеров, которыми завален любой радиорынок? Давайте подумаем: GPS трекер получает свои координаты с помощь GPS спутников (ну еще компенсирует погрешность по наземным станциям) — это замечательно, спутники покрывают всю поверхность Земли. Также очень замечательно, что наш трекер будет знать своё местоположение. Но нас то рядом с трекером не будет! Как он должен передать свои координаты в наш ЦУП? Самое массовое решение — GSM сети. Иначе говоря — покупаете симку, вставляете в трекер и он шлет вам смс-ки (ммс-ки, или стикеры в телегу, не важно). Я видел примеры успешных запусков с таким подходом. Но если честно, я пару раз выезжал за пределы КАД и готов вас уверить — во многих местах сотовой связи нет совсем! Если наш зонд упадет в такой зоне — провал операции, начинай сначала.

А вот сабж, в отличие от, для передачи координат использует спутниковый канал связи со 100% покрытием. Не буду наседать с рекламой, т.к. удовольствие это не дешевое, да еще и требует платной подписки, равной стоимости самого трекера, но отмечу — раз вы читаете эту статью, значит свою функцию он выполнил. Хотя и дал нам понервничать. Но об этом в разделе про поиск и спасение.

Так что еще раз — отнеситесь к выбору поискового трекера максимально ответственно!

Шар-зонд

Максимально просто — чем больше, тем выше полетит. Мы оперировали примерами успешных запусков из интернета. Там ребята часто использовали шары диаметром 2.5м. В конторе, где мы заказывали свои, нас тоже уверили, что этот — долетит. Немного не долетел, но мы склонны считать, что это не вина шара. Об этом в разделе про результаты.

Фал (канат)

Канат. Это просто тонкий канат. Заказывали у ребят по ссылке, но могли бы и купить в любом магазине за углом.

Парашют

Парашют бесстропный. Не разбираюсь в парашютах, но обратил внимание, что для таких нужд используют именно их. Его и заказали вместе с фалом.

Гелий

Остановлюсь только на факте, что количество гелия (как минимум которое надо купить), придется посчитать для своего объема шара. Вы без проблем вспомните эти школьные формулы или найдете онлайн калькулятор. Но, для истории, приведу их и тут.

Количество стандартных баллонов по 40л которое нам понадобится мы считали так (к сожалению не нашел у пикабу возможности по-человечески использовать формулы, так что только так):

В нашем случае, необходимое количество баллонов по 40л получилось равным 1.36 баллона.

Фух, надеюсь ничего не напутал пока переносил формулы из Excel.

RPI Sense Hat

Для любителей RPI это довольно известная вещь. Вкратце поясню — это сенсорный мультитул для RPI. Имеет на борту следующее:

- Датчик температуры (2 штуки)

- Датчик давления

- Датчик влажности

- Гироскоп

- Магнетометр

- Компас

- Акселерометр

- LED дисплей

То, что надо, в одном флаконе.

LTE GPS HAT — LTE / GPRS / GPS SIM7600E-H — for Raspberry — Waveshare 14952

Еще одна спорная штука. Нет, вне сомнения, та часть функциональности, которую мы использовали нам очень нужна и она работает отлично. Но, возможно, это overkill и можно найти вариант подешевле.

А использовали мы ее только для показаний GPS (даже без GSM). Дело в том, что трекер то у нас есть (поисковый, не подключается к RPI), но хотелось бы еще к чему-то привязать телеметрию. И, желательно, привязать ее к координатам и времени. Из-за этого и появился еще 1 трекер, но уже подключенный к RPI. Показания с него (координаты, время, курс, скорость, высота) пишутся в лог и служат точкой синхронизации с показаниями всех сенсоров.

Его достоинство — он имеет выносную антенну. А это очень важно, когда на борту 2 приемника GPS и 1 передатчик (поисковый трекер). Производители Spot Trace советуют размещать их трекер на расстоянии не меньше 30см от других GPS устройств, во избежание помех. Так что тут пригодилась выносная антенна, которую мы просто кинули за борт.

Его недостаток — документация в лучших китайских традициях. Ее сначала пришлось поискать, а потом еще и нехило так покурить (но, в целом, она весьма исчерпывающая и понятная). Чтобы облегчить поиск будущим начинателям этой борьбы, оставлю ссылки тут (на одном из файлов стоит гриф COMFIDENTIAL (орфография сохранена), лол): раз, два.

TEMPer Gold USB Temperature Sensor

Внешний градусник (для замера температуры внутри использовали Sense Hat).

Его достоинства: он подключается в порт USB, есть рабочий тулсет для проверки (под Win)

Его недостатки: нижний предел измерения -40С. Сразу скажу — этого оказалось маловато; второй недостаток — документация. Ее нет. Пришлось реанимировать проекты 5-летней давности под похожие модели и написанные на разных языках. В итоге поскрещивал ежа с ужом и немного поколдовал (тяжела и неказиста жизнь простого программиста). Но, в итоге, все работает надежно, как швейцарские часы. В разделе с кодом я поясню где был тонкий момент.

RPI Tall Case

Это крутая штука, которая доставляет мне эстетическое удовольствие.

Красивый, алюминиевый, высокий кейс для RPI 4. Разумеется, перед заказом и прикинул высоту RPI с обеими шапками (Sense + GPS) — чуть-чуть не влезает при плотно закрытой крышке. Но, используя spacers (извините, не знаю русского названия), можно приподнять верхнюю крышку немного, для вентиляции.

Из проблем с ним было только одно — один из разъемов GPS HAT сильно выпирал за границы платы и не влезал в кейс. Разъем пришлось нежно демонтировать кусачками.

RPI Mounting Kit

Просто наборчик тех самых spacers и прочих мелочей. Приятное дополнение.

Конструкция

Общая конструкция

Для начала рассмотрим общую конструкцию аппарата (масштаб не соблюден!):

Как вы понимаете, стратосферный зонд это, по факту, шарик (в нашем случае диаметром 2.5м) с полезной нагрузкой на веревке и парашютом. Парашют крепится к нагрузке с помощью вентиляционных отверстий фалом 580мм (подробней в схеме полезной нагрузки). Ну а шар к куполу парашюта, тоже фалом (700мм).

Принцип работы прост: с набором высоты атмосферное давление падает и гелий внутри шара начинает этот шар раздувать. В конце концов, шар не выдержит растяжения и лопнет. Нагрузка начинает падать и от набегающего потока воздуха раскрывается парашют. На парашюте нагрузка плавненько опускается на землю.

Полезная нагрузка

Конструкция короба для полезной нагрузки вызывала у меня немного больше переживаний. Требовалось соблюсти несколько очень важных условий:

1. Предельная масса не более 2.5кг (для нашего объема шара)

2. Защита от воды + плавучесть (облака, дождь, падение в озеро и т.п.)

3. Хорошая терморегуляция (RPI не должна перегреться, а аккумуляторы не должны замерзнуть)

Посовещавшись с нашим конструкторским бюро, было решено делать куб со стороной 250мм из экструдированного пенополистирола (куплен в строительном магазине листами). Верхняя крышка двустворчатая из того же материала. В боковой стенке вырезано отверстие под объектив GoPro. Он легкий, имеет положительную плавучесть, достаточно прочный и не пропускает воду (швы, разумеется, проклеили):

Теперь рассмотрим компоновку компонентов. Как я сказал, тут главная проблема — терморегуляция. Честно говоря — я не инженер (хотя в дипломе такое слово написано). Так что за правильность решения не ручаюсь, но общими усилиями мы родили такую идею:

Обратите внимание, что это схема без развесовки. Сбалансируйте компоненты так, чтобы короб не перекашивало в подвешенном состоянии. Мы это делали методом проб и ошибок.

RPI располагается внизу. Забортный воздух поступает через вент. отверстия (дюбели, 8 штук) в короб и опускается к RPI. RPI выделяет тепло в процессе своей работы и нагретый воздух поднимается вверх. Тем самым подогревая аккумуляторы, расположенные над RPI. GPS трекер имеет собственное питание и довольно неприхотлив к внешним условиям (водонепроницаем, ударопрочен, низкое энергопотребление), так что за него голова не болела. До кучи, мы еще загерметизировали соединения с камерой и внешним градусником (обычным клеем залили), т.к. ожидали образование конденсата.

Вент. отверстия также используются для крепления фала от парашюта:

Конфигурация Raspberry PI 4B

Сам по себе не представляет никаких проблем, все очень просто и понятно. Это мини-компьютер с портами ввода-вывода к которым мы, в дальнейшем, планируем подключать все наши датчики\сенсоры\велотренажеры.

Скачать Raspberry PI Imager, выбрать нужную OS, свою SD карту и нажать WRITE:

OS было решено взять максимально облегченную. Десктоп и рюшечки нам не нужны, только консоль, только хардкор. Выбор пал на Raspberry PI OS Lite 32-bit:

SD карта для Raspberry PI

Хоть в официальной документации толком и не указан максимально допустимый объем карты памяти с которой RPI сможет загрузиться (но указан минимальный — 16GB и, как-то намеками указана возможность загрузки с 256GB с определенного дистрибутива), быстрый гугл показал, что лучше взять 32GB. На этом и остановились. Класс карты не сильно критичен, но разница в цене между Class 4 и Class 10 мне показалась не критичной, так что почему бы не взять ту, что побыстрее? Тем более что это, в дальнейшем, открывает возможность скидывать поток видео с GoPro на карту. Но до этой реализации мы не дошли и, честно говоря, я пока не придумал зачем это надо. Карту взяли SanDisk Extreme 32GB типа такой

Подключаем RPI к компу

После того как OS записана на карту и карта вставлена в слот на RPI, можно включить RPI просто подав на него питание. Питается это чудо через порт USB-C, так что озаботьтесь проводом заранее (я использовал 1 из павербанков).

Тут у нас первая проблема: ну включили, лампочки замигали, вроде все ОК.

И что?

Да, операционку то мы поставили без десктопной оболочки, да и мониторы с клавиатурами мы подключать не планировали, и Wi-Fi там еще не настроен.

Так что я немного присел на стул на полчаса.

(╯°□°）╯︵ ┻━┻

Честно говоря, бежать в магазин за проводом\переходником mini HDMI у меня не было никакого желания. Снова запускаем гугол и видим, что ситуация не безвыходная: можно подключить RPI к компу через USB и через него же наладить SSH. И, хотя тот же гугол говорит обратное, RPI при этом будет и питаться от компа и эмулировать сетевое соединение через один и тот же USB кабель. Нуштош, вытыкаем наш кабель из павербанка и подключаем его в USB компа. Снова замигали лампочки, RPI загрузился и, судя по статусу лампочек — у него все отлично.

Но по SSH все еще не подключиться. Курим вот эту страницу. Нас интересует headless mode:

Ага, надо поместить пустой файл с именем ssh в корень SD карты. Извлекаем карту из RPI и вставляем ее в комп (предварительно обесточив устройство). Делаем. Пробуем снова. Hostname, User, Password указаны там же, в подразделах для каждой OS. Но, честно говоря, информация там немного устаревшая. Например для Win10 указано, что надо использовать IP вместо имени хоста. Это не так. Забегая вперед, скажу, что и hostname: raspberrypi.local тоже заработал без приключений.

Интернеты пишут, что для этого необходимо поставить доп. приблуды от Apple, чуть ли не iTunes. Либо опенсорс аналог драйвера для таких доменных имен. Но, как я уже сказал, у меня все заработало и без вот этих вот дел. На всякий случай, вот подробная статья

Итого. Что мы имеем по подключению по SSH:

Hostname: raspberrypi.local

User: pi

Password: raspberry

Пробуем… не работает. К сожалению у меня не сохранились все скрины этих приключений, ну да ладно, придется поверить мне на слово — не работает.

(╯°□°）╯︵ ┻━┻

Переходим на нижние интернеты… Оказывается, мы забыли включить режим Lan Over Usb про который я что-то не нашел упоминания в документации (в итоге на офф форумах это им припоминали). Искомая статья (может не именно она, но шаги в ней описаны верные) — тут

Итак, если вкратце, нам нужно будет поменять 2 файла на SD карте: config.txt && cmdline.txt (могут быть без расширений, я уже не помню). Вынимаем карту из RPI, подключаем к компу, находим первый файл и добавляем в конце строчку dtoverlay=dwc2:

Теперь ищем второй файл (cmdline.txt).

По поводу второго файла небольшое отступление — мне его менять не пришлось — и так все было как надо. Но мало ли ¯\_(ツ)/¯

Добавляем в него строчку, указывающую на необходимость загрузки нужного модуля ядра (все параметры идут через пробел в одну строчку, это важно!). Скрин из статьи:

Всё, файлы сохранили, карту вставили обратно в RPI, подключаем USB кабель в комп и в порт питания RPI, RPI загружается. Пробуем SSH:

> ssh pi@rasberrypi.local

(да, кстати, озаботьтесь наличием SSH клиента на рабочем компе, если вдруг у вас его еще нет)

На этот раз все должно пройти как по маслу (извините, этого скрина тоже не сохранилось). Мы попадем в bash консоль на нашей Raspberry PI 4B по USB и теперь можем наворотить там дел ;-) А первое дело будет — обеспечить себе максимально удобные условия работы, иначе говоря — Wi-Fi!

Включаем Wi-Fi на RPI

Тут совсем все просто и без неожиданностей. В RPI OS входит утилита конфигурации через которую можно сделать все (или почти все) что может понадобиться в дальнейшем. Называется она raspi-config и ее использование, в частности в контексте настройки вафли неплохо описано в официальной документации — тут.

Подключаемся по кабелю в SSH сессию нашего черного ящика, запускаем из консоли:

> sudo raspi-config

Всего несколько клацаний кнопками и можно отсоединять наш USB кабель от компа и подключать его к павербанку (картинки из интернета):

Ну что, теперь это гораздо больше похоже на независимый бортовой самописец для стратостата, хоть он пока ничего и не самопишет.

Для удобства также советую добавить SSH ключи. Надеюсь не надо объяснять как это делать, но если вдруг, то вот отличный тутор от DigitalOcean

Сборка .NET Core проекта под RPI

Небольшое отступление: вся возня с RPI, периферией и написание софта делалось почти год назад. Много информации с тех пор утекло из моей головы и сейчас я эту часть пытаюсь восстанавливать по памяти. К сожалению, восстановить 100% этого приключения у меня не получится, но общие моменты я обозначу.

Настало время что-нибудь напрограммировать для нашего самописца. Сейчас, прочитав этот подзаголовок, многие могут подумать:

А почему не питон??

Ну… по нескольким причинам. Во-первых: хваленое комьюнити, которое "уже все давно написало, просто подключай и поехали", оказывается не всё написало, а то, что написало, мягко скажем — не едет (об этом в разделе про внешний градусник). А во-вторых: что-бы я не начинал писать — все равно получается C#.

Так что стереотипы прочь — будем ваять простенький скрипт на шарпе (зря нам что ли кроссплатформу завозили)! Я буду показывать всё на примере своего проекта для логирования всех показателей. Кто захочет — может использовать свой "hello world", кто не захочет — вот исходники на гитхабе

Бытует мнение, что для того, чтобы завести что-то на dotnet, надо для начала этот самый dotnet установить. На самом деле это не так. Dotnet умеет паковать свой CLR в приложение для целевой платформы. Для этого у dotnet cli есть флаг --self-contained. Так же нам потребуется указать какой конкретно рантайм мы будем использовать при помощи параметра -r linux-arm. Ну и фреймворк укажем, чего уж там. Итого полная команда для сборки самодостаточного dotnet приложения (не требующего установки dotnet runtime на целевую машину) будет выглядеть так:

> dotnet publish RpiProbeLogger\RpiProbeLogger.csproj --self-contained -r linux-arm -f netcoreapp3.1 -c Release

На выходе у нас получится исполняемый файл под linux arm со всеми зависимостями. Нам останется только скопировать все содержимое директории на Raspberry по SSH, сделать файл исполняемым (не обязательно) и, собственно, запустить (подробнее в разделе про CI/CD):

> chmod +x /home/pi/RpiProbeLogger/RpiProbeLogger

> ./home/pi/RpiProbeLogger/RpiProbeLogger

Если кто-то крутит носом от self-contained приложений — ничего страшного, вариант с установкой рантайма и фреймворка (ну мало ли кто-то захочет еще и билдить на распберри) на RPI тоже допустим и прекрасно работает — проверено! Вот статья которую я лично использовал (в ходе экспериментов).

CI/CD для Raspberry

Немного громкое название, но смысл тот-же — приложения мы писать умеем, надо теперь их собирать под целевую платформу и как-то их туда доставлять. Тут нам поможет его величество PowerShell (linux-like товарищи легко заменят его на bash, sh, etc по вкусу. Это не принципиально).

Весь скрипт находится в корне репозитория и называется buildAndDeploy.ps1. Общий алгоритм такой:

1. Подключиться к RPI по SSH для выполнения команд

2. Установить SFTP сессию для работы с файлами

3. Собрать наше приложение

4. Скопировать билд на RPI

5. Установить и включить сервис нашего приложения (чтобы запускался автоматически при загрузке RPI)

SSH

Поехали по очереди: с SSH/SFTP нам сильно поможет модуль для Powershell — Posh-SSH. На мой взгляд с этим модулем все хорошо, кроме одного — почему-то документацию по нему приходится искать по всему интернету и собирать по крупинкам. Может автор посчитал, что его API и ежу понятно, но вот мне было не очень понятно. Примеры использования с описаниями нашлись тут. Нас же сейчас интересует установка SSH сессии и делается она вот так:

$sshSession = New-SSHSession -Computer raspberrypi.local -Credential $credentials -KeyFile $rsaKeyFile

Сама сессия сохраняется в переменную $sshSession. Обратите внимание на 2 переменные: $credentials и $rsaKeyFile: мы же не хотим использовать привет из 90-х пароли? Мы будем использовать RSA ключи! И как это делать в случае Posh-SSH мне пришлось поискать. Сначала объясню немного про креденшиалс — в Powershell есть такой командлет Get-Credential — он занимается тем, что нативными средствами запрашивает пару логин-пароль у пользователя и возвращает их в качестве объекта:

$credentials = (Get-Credential pi)

В Win10 это выглядит так:

Как вы уже догадались, первым параметром можно сделать пре-ввод логина — pi. Нам это подходит. Теперь тонкий момент про Posh-SSH: он имеет параметр -KeyFile куда передается путь до приватного SSH ключа. НО! Приватный ключ может иметь passphrase — а такого параметра Posh-SSH не имеет. Оказывается, и это пришлось поискать, Posh-SSH будет в качестве passphrase использовать пароль из объекта $credentials — и это не слишком очевидное поведение, но именно из-за этого и затевалось использование Get-Credential. Что ж, этого вполне достаточно, чтобы подключиться по SSH к RPI. Полный скрипт находится в репозитории, а мы двигаемся дальше.

SFTP

Никаких откровений тут не скрыто, тот же Posh-SSH, те же Credentials, немного другое имя команды:

> $sftpSession = New-SFTPSession -Computer raspberrypi.local -Credential $credentials -KeyFile $rsaKeyFile

Сразу укажу команду для копирования файлов (да, всего в одну строчку деплоим, без хитростей):

> Set-SFTPFolder -SFTPSession $sftpSession -RemotePath '/home/pi/RpiProbeLogger' -LocalFolder "RpiProbeLogger\bin\$($c)\netcoreapp3.1\linux-arm\publish" -Overwrite

Да, называется она Set-SFTPFolder, не спрашивайте почему — я не знаю. Можно догадаться, что копирует она содержимое исходной директории в целевую директорию, а параметр -Overwrite указывает что содержимое целевой директории будет перезаписано в случае совпадения имен файлов. Параметры -RemotePath и -LocalFolder ясны без пояснений. Единственное, что может привлечь внимание — $($c) — это передача параметра командной строки, который содержит тип сборки: Release или Debug. Он также используется в следующем пункте — сборке приложения.

Сборка

Итак, как уже было описано в разделе про сборку .net под arm — наша команда сборки будет выглядеть следующим образом:

> dotnet publish RpiProbeLogger\RpiProbeLogger.csproj --self-contained -r linux-arm -f netcoreapp3.1 -c $c

Единственная разница тут — это параметр $c который мы будем подставлять из параметров командной строки (Release, Debug, etc) — на самом деле можно и не параметризовывать это, а захардкодить "Release" — на любителя.

Включение\запуск сервисов

Все тот же Posh-SSH имеет еще одну полезную команду: Invoke-SSHCommand. С помощью нее мы выполним установку systemctl сервиса. Unix-like ребятам тут делать нечего, для остальных немного пролью свет что это.

systemctl — это системная служба для управления службами (да-да). Она запускается автоматически и запускает, останавливает, управляет пользовательскими службами, основываясь на специальных файлах — .service. Такой файл присутствует и у меня в репозитории в подпапке с проектом — probelogger.service и вот его содержимое:

[Unit]
Description=Probe Logger Service
[Service]
User=root
WorkingDirectory=/home/pi
ExecStart=/home/pi/RpiProbeLogger/RpiProbeLogger
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
KillMode=process
Restart=on-failure
Type=exec
StandardOutput=syslog
StandardError=syslog
SyslogIdentifier=RpiProbeLogger
[Install]
WantedBy=multi-user.target

1. запускать службу от пользователя root (да, секурность — не секурность, я понимаю. но рут привелегии потребовались для чтения данных с порта USB. Об этом позже)

2. рабочая директория — такая-то

3. запускать — тот-то файл

4. для перезапуска сервиса в случае катастрофы использовать команду kill

5.перезапускать в случае падения

6. логи сохранять в syslog

Далее пара команд Posh-SSH. Включение сервиса (означает что он будет запускаться автоматически при запуске RPI):

Немедленный запуск сервиса (не обязательно же перезапускать RPI для нашего логгера, мы же не драйвера пишем):

> Invoke-SSHCommand -Command 'sudo systemctl start probelogger.service' -SSHSession $sshSession

Переменная $sshSession нам знакома из раздела про SSH сессию — это именно та самая сессия. Файл probelogger.service — в репозитории.

Что ж, на этом пожалуй все, что касается билда и доставки нашего самописца на RPI. Напоминаю, весь powershell-скрипт — в корне репозитория (buildAndDeploy.ps1). Не совсем автоматизировано — запускать нужно ручками, но вполне себе "continuous" — билди хоть после каждого коммита. Можно было бы конечно поднять pipeline на основе этого на каком-нибудь Azure DevOps или кто что любит (благо выбор сейчас из десятка платформ присутствует), но я посчитал это оверкилом для таких задач. Побилдим руками, не сломаемся.

Команда билда и деплоя выглядит вот так:

> .\buildAndDeploy.ps1 -enableService -runService

По умолчанию билдится Debug версия (нам же для разработки и отладки надо). Можно добавить параметр -c=Release если необходимо собрать финальную версию.

Отладка в Visual Studio

Это та часть, где время стерло бОльшую часть информации. Но поверьте — тут все просто и прозрачно, а на MSDN есть даже статья по отладке кода на RPI для VSCode и Visual Studio — VS Remote Debug.

Я опишу буквально в 2-х словах для своего случая (Visual Studio):

1. Открываем окно удаленного дебага: Debug -> Attach to Process

2. Выбираем Connection Type: SSH

3. Вбиваем в поле Connection Target наш pi@rasberrypi.local

4. Ищем в списке наш процесс dotnet (иногда может потребоваться включить Show processes from all users, зависит от вашей конфигурации)

5. Жмем Attach и мы в деле!

Breakpoints, Watches, Locals, Immediate Window, Threads — все работает.

Нуштош... На этом моменте пикабу сказал мне, что длина текста превышена, так что закругляемся. Если эта тема зайдет - я продолжу переносить эту историю сюда.

Fly safe, cmdr!

Пост не для плюсиков, а для получения обратной связи и предложениях, как улучшить сервис или что интересного в него можно добавить. Ну и просто узнать мнение о всей этой затеи)

Сервис состоит из двух частей: веб приложение (vue) с использованием webrtc - передача медиа траффика между собеседниками, web sockets (SignalR) - координирование собеседников, события и чат, rtcmulticonnection - реализация mesh p2p соединения между собеседниками; сервер (asp net core) - маршрутизация webrtc сообщений между пользователями и отдача статики.

Весь медиа траффик идет только от пользователя к пользователя, поэтому сервер не нагружен лишним траффиком. В комнате могут находится до 256 человек (ограничение p2p соединений на вкладку в хроме). Поддерживается демонстрация экрана, есть чат, аватарки из gravatar, история последних 10 посещенных комнат

Ссылка на репозиторий: https://github.com/AMEST/PeerMeeting

Ссылка на демо есть в репозитории ( оно развернуто на тестовом домене в зоне tk, который здесь запрещен :( поэтому ссылку разместить не могу)

Спасибо за внимание!)
И заранее спасибо за критику, предложения или просто за плюс!)