平流層氣球電子氣壓高度計(jì)的制作

步驟1：必需的部件。

Maple Mini MCU板的克隆

4 * 1 2.54mm（0.1“）引腳排（通常隨MCU板一起提供）

1S LiPo舊手機(jī)或動作凸輪的電池非常合適。

1S LiPo充電器板

MS5534氣壓傳感器

MS5534分線板

1N5819肖特基二極管或類似產(chǎn)品

JST RCY尾纖，1 *母，2 *男

空鋁啤酒罐

熱縮管D = 2.5mm（ 0.1“）任何顏色

熱收縮管D = 20mm（0.8”），透明

您可以使用MS5540代替MS5534，但它需要另一個(gè)分線板您可以使用EagleCAD或KiKad或任何您喜歡的產(chǎn)品自行制作。如果您有足夠的焊接技能，也可以直接用電線焊接傳感器。

所需工具：

常規(guī)工具集用于焊接

剪刀和層片

可選擇焊接風(fēng)扇。如果您沒有，可以使用烙鐵和點(diǎn)煙器。

一些標(biāo)準(zhǔn)1針母母電線

幾個(gè)額外的觸針

STM32演示板，用作MCU閃存設(shè)備。我使用的是NUCLEO-F303RE，但也可以使用任何STM32 Nucleo64或Nucleo144板。

步驟2：將傳感器焊接到分線板上

首先，我們需要將傳感器焊接到分線板上。如果有的話，使用焊膏和焊接風(fēng)扇烙鐵。如果沒有，您可以使用常規(guī)烙鐵和焊料來做到這一點(diǎn)。

完成后切四針和兩根線，每根約4厘米。如第二張圖所示，將它們焊接到突破端 - 引腳 + 和 - 應(yīng)連接到導(dǎo)線，另外4個(gè)連接到引腳行。引腳必須位于突破的底部側(cè)。

步驟3：焊接設(shè)備的其余部分。

傳感器板和MCU板應(yīng)堆疊，傳感器必須放在MCU芯片上

連接圖顯示在第1張圖片上。以下是列出的所有連接：

分支引腳“ +”連接到MCU板引腳“ Vcc”

分支引腳“ GND ”連接到MCU板引腳“ GND”

分支引腳“ 8”， “9”，“10”，“11”連接到相同編號的MCU板引腳。

JST RCY 公 黑色線連接到MCU板的另一個(gè)“ GND”引腳

JST RCY 公紅色導(dǎo)線連接到二極管陽極

二極管陰極連接到MCU板“ Vin“ pin

在連接JST尾纖之前，不要忘記在紅線上放一塊薄的熱彈管。

最后要做的事 - 二極管必須用熱縮管絕緣。只需將其拉過二極管，然后用焊接風(fēng)扇加熱即可 - 建議溫度約為160C（320F）。如果您沒有風(fēng)扇，只需使用蠟燭或點(diǎn)煙器，但要小心。

步驟4：電池和充電器。

讓我們?yōu)樵O(shè)備和充電器制作電源。

應(yīng)將母尾辮焊接到電池上。紅線為“ + ”，黑色為“ - ”。根據(jù)您的選擇，用一滴熱膠，一片膠帶或絕緣膠帶保護(hù)連接。

必須將公尾辮焊接到充電器板上 - 紅線連接到“ B + “，黑色到” B - “。用一塊熱縮管固定電路板。

現(xiàn)在您可以將充電器連接到電池，將充電器連接到任何USB電源或計(jì)算機(jī)端口。電路板上的紅色指示燈表示充電正在進(jìn)行，綠色表示電池充滿電。充電過程中電路板可能會變熱，但不會太多。

步驟5：閃爍設(shè)備

要刷新設(shè)備，您需要安裝一些軟件。對于Windows，您可以使用st.com站點(diǎn)的本機(jī)應(yīng)用程序。不幸的是，你需要在這里注冊。

在Linux或Mac下（好吧，在Windows下也可以），你可以使用OpenOCD。請?jiān)谒麄兊木W(wǎng)站上找到安裝和使用說明。

現(xiàn)在您可以下載固件。

要準(zhǔn)備設(shè)備進(jìn)行閃爍，您需要將另外兩個(gè)引腳臨時(shí)焊接到MCU板的觸點(diǎn)21和22上。

將我們的設(shè)備連接到閃光燈：

打開Nucleo（白色）板的CN2連接器上的兩個(gè)跳線。這使得電路板可以閃存外部設(shè)備。

將MCU引腳21連接到Nucleo CN4連接器的引腳2

將黑色電池線連接到Nucleo CN4連接器的引腳3

將MCU引腳22連接到Nucleo CN4連接器的引腳4

使用USB電纜將設(shè)備和Nucleo板連接到計(jì)算機(jī)。

閃存fiirmware（Windows）

運(yùn)行STM32 ST-LINK實(shí)用程序

選擇文件 - 》打開文件。.. - 》 打開下載的固件

選擇目標(biāo) - 》選項(xiàng)字節(jié)。..，選擇讀取保護(hù)：已禁用。單擊應(yīng)用

選擇目標(biāo) - 》程序和驗(yàn)證，單擊開始

刷新固件（Linux和Mac）

下載并安裝OpenOCD。

運(yùn)行命令

openocd -f interface/stlink-v2-1.cfg -f target/stm32f1x.cfg -c “init;reset halt;stm32f1x unlock 0; program baro_v4.hex; shutdown”

就是這樣！

第6步：如何使用設(shè)備。

如果一切正常，我們就可以運(yùn)行設(shè)備了。高度計(jì)有三種模式：

擦除數(shù)據(jù)

通過USB或紅色電池連接器為設(shè)備供電。按下按鈕（距USB連接器最遠(yuǎn)）并按住2-3秒。藍(lán)色LED應(yīng)該開始快速閃爍并保持閃爍，直到所有數(shù)據(jù)都被刪除。

記錄數(shù)據(jù)

使用紅色接頭將設(shè)備連接到電池。藍(lán)色LED將頻繁閃爍幾秒鐘，然后每秒閃爍一次。每次閃爍時(shí)，數(shù)據(jù)樣本都會寫入內(nèi)部設(shè)備存儲器。該設(shè)備可記錄長達(dá)9小時(shí)的測量結(jié)果。

讀取數(shù)據(jù)

斷開電池連接并使用USB電纜將設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)。經(jīng)過幾秒鐘的頻繁閃爍后，它會變?yōu)槊棵腴W爍兩次。這是數(shù)據(jù)讀取模式。該設(shè)備被識別為名為BARO_ELMOT的閃存驅(qū)動器。驅(qū)動器不可寫，您只能從中讀取數(shù)據(jù)。在文件管理器中，您可以在設(shè)備上找到兩個(gè)文件 - 第一個(gè)文件名為LEFT_123.MIN。這是假文件，它不包含任何數(shù)據(jù)，但“123”表示仍有123分鐘的數(shù)據(jù)記錄空間。另一個(gè)文件BARO.TXT包含實(shí)際收集的數(shù)據(jù)，即制表符分隔的文本 - 標(biāo)題，然后是數(shù)據(jù)行。此格式可以輕松導(dǎo)入MS Excel或任何其他電子表格應(yīng)用程序，包括Google表格。

每行包含一個(gè)序列號（S），一個(gè)樣本號（N）（=經(jīng)過時(shí)間，以秒為單位），溫度（T）攝氏度，大氣壓力（P）（mbars）和粗糙海拔高度值（A），海拔高度。

注意！ “A”值非常粗糙，您可以根據(jù)自己的壓力數(shù)據(jù)計(jì)算高度。請參閱進(jìn)一步的步驟。

步驟7：測試設(shè)備

將電池連接到設(shè)備。 LED應(yīng)該開始閃爍。

按住用戶按鈕。 2-3秒后，LED將快速啟動。松開按鈕。保持涼爽，不要斷開電池。數(shù)據(jù)正在被刪除。

過了一會兒，LED開始每秒閃爍一次。

保持設(shè)備開啟至少30秒。

斷開電池

使用USB電纜將設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)。

該設(shè)備將顯示為僅限3Mb的小型閃存驅(qū)動器。使用任何文本編輯器打開 BARO.TXT 文件。

檢查列T和P是否包含合理數(shù)據(jù) - 通常約為20-30（對于P），約為1000.如果您在冰箱或珠穆朗瑪峰頂部，則數(shù)字將大不相同，當(dāng)然。

步驟8：陽光保護(hù)器和收縮管

在上一步之后我們確保一切正常，現(xiàn)在我們應(yīng)該拆開閃爍的引腳，因?yàn)槲覀儾辉傩枰鼈兞?。此外，最好?zhǔn)確切割連接傳感器和MCU板的引腳尾部，否則它們會刺穿設(shè)備的外部塑料蓋。

項(xiàng)目中使用的傳感器不應(yīng)暴露在直射陽光下。我們將為鋁制啤酒罐制作保護(hù)罩。當(dāng)然，如果你已經(jīng)走得那么遠(yuǎn)，你就應(yīng)該得到那個(gè)窮人的內(nèi)容。用剪刀剪一塊尺寸約12 * 12mm（0.5“* 0.5”）的鋁片。然后用鉗子彎曲兩個(gè)相對的兩側(cè)以形成一個(gè)小的“托盤”7 * 12 * 2.5mm（0.28“* 0.5”* 0.1“）。彎曲后，從彎曲的側(cè)面切下1.5mm的條紋，使托盤成為低一點(diǎn)，高約1毫米。

將托盤放在傳感器頂部。注意 - 它不應(yīng)接觸任何觸點(diǎn)！然后將帶有托盤的設(shè)備放入一塊熱縮管（有點(diǎn)）比電路板長，加熱很好，但要小心焊接風(fēng)扇（或點(diǎn)煙器）。再次檢查鋁蓋是否接觸傳感器觸點(diǎn)。

步驟9：科學(xué)

現(xiàn)在我們已準(zhǔn)備好運(yùn)行設(shè)備。它可以測量溫度和氣壓。還可以粗略估算海拔高度。不幸的是，壓力取決于高度非常不平凡的方式，您可以在維基百科中閱讀。我們?nèi)绾胃_地計(jì)算氣球高度？

其中一種方法是使用1976標(biāo)準(zhǔn)大氣計(jì)算器。您的設(shè)備包含相同的模型數(shù)據(jù)，但不是訴由于設(shè)備內(nèi)存限制，精確。使用氣壓計(jì)數(shù)據(jù)和計(jì)算器，您可以比自己的設(shè)備更好地計(jì)算高度。同時(shí)考慮到氣球發(fā)射點(diǎn)的天氣狀況（顯然，在一開始就記錄在同一個(gè)高度計(jì)上），以及你的發(fā)射點(diǎn)高度，你可以找到溫度變化和氣壓校正。然后使用相同的計(jì)算器，您可以更好地計(jì)算一切。通過一些電子表格技能，您還可以制作發(fā)布的數(shù)據(jù)圖表。