Akce, která na sebe poutá pozornost mnoha technologických nadšenců, a která ve výsledku oživí na několik týdnů pozornost celosvětové APRS komunity, odstartovala dnes dopoledne v Brně. Na tamní hvězdárně totiž byly vypuštěny soutěžní konstrukce PicoBalloon Challenge 2021, nesené pomocí balonů s heliovou náplní na horní hranu troposféry.
Pořadatelům se přihlásili autoři z OK, OM, SP a DL s celkem 15 konstrukcemi. Protože je na každém jednotlivci, jaký způsob získání dat z letícího zařízení zvolí, objevilo se na startu opět několik různých technologií – nejčastější byly komerční sítě a to v devíti případech LoRaWAN a jednou SigFox. Čistě radioamatérská pásma využívá zbylých 5 konstrukcí – dvakrát krátkovlnný WSPR, dvakrát APRS a poslední konstrukce kombinuje v sobě obě technologie současně.
LoRa
Technologii využívající vysoce efektivní protokol LoRa jsme se již věnovali. Pro konstruktéry je velmi populární, protože hardware není složité ani drahé získat a jako základ jakékoliv podobné konstrukce použít nejrůznější hotové (tovární) moduly. U těchto řešení se na startu objevily i zařízení, které samy o sobě byly spíše prototypem. „Loni jsem měl smůlu a můj balón skončil na stromě hned vedle hvězdárny. Neměl jsem moc času vyvíjet něco převratného a mít víc času, udělám tomu lepší anténu,“ komentoval svoje LoRa zařízení se soutěžním názvem MAPA Martin Sabol. Jeho konstrukce patří mezi ty, které neřeší energetickou otázku a jednorázový zdroj – v tomto případě knoflíkovou baterii – si nese s sebou. Jde tedy jen o to, jak dlouho baterie vydrží.
„Zařízení jsme docela zkoušeli, do vzduchu na balonu nešlo, ale létali jsme během testů třeba ve větroni,“ popisuje svoji LoRu Tomáš Goldmann. Tato konstrukce si už nese svoji vlastní solární baterii, což jí dává možnost vysílat po celou dobu životnosti hardware. Drobnou nevýhodou je, že tato zařízení nemohou vysílat v okamžiku, kdy se nacházejí nad částí Země, která je ve slunečním stínu (tedy zcela netechnicky řečeno – na zemi pod sondou je noc). „Nazvali jsme to zařízení Pivoň, protože nás to napadlo cestou na pivo,“ dodává.
WSPR
OK1CDJ a OK1RAJ
Krátkovlnná technologie WSPR se uplatnila již v předchozím ročníku, ale nejlepší konstrukce Ondry OK1CDJ dokázala o sobě dávat vědět jen 3 dny (2. místo v soutěži 2020) a řešení jeho spřátelených kolegů z OK1RAJ necelých 20 hodin (5. místo). Letos se opět dostavili na start společně, dokonce s prakticky identickou konstrukcí.
„Hardwarově je to prakticky stejné. Zásadní rozdíl je softwarový, konkrétně v energetickém hospodaření,“ popsal Jan Horák z radioklubu OK1RAJ. Má na mysli přesně to, co je u současných špičkových konstrukcí tím, co významě spolurozhoduje o úspěchu a lze to ovlivnit ještě na zemi před samotným startem – ruku v ruce snižování hmotnosti zařízení bez toho, že by se snížily jeho schopnosti vysílat. „Základním zdrojem energie je pořád solární panel. Ale je malý. Snažíme se kromě jiného řídit časy, ve kterých napájíme nebo nenapájíme třeba GPS a kdy jen nabíráme energii do velkého kondenzátoru. Až v něm máme dost energie, teprve pak s ní začínáme něco dělat – oživíme některé procesy a na konci je vyslaný packet.“ Jeho superkondenzátor má kapacitu 15 Faradů a je to součástka, která, ač malá, se nejvíce podílí na celé hmotnosti zařízení.
APRS
Nejvíce pozornosti si na startu užil loňský vítěz Tomasz Brol, SP9UOB. Jeho konstrukce využívá k předání dat čistě APRS prostředí. V minulém ročníku s přehledem zvítězil, když jeho zařízení vydrželo předávat data více než 40 dnů a třikrát při tom obletět zeměkouli. S vývojem a pokusy neustal, ba naopak.
„Od té doby jsem se věnoval především práci na zmenšení hmotnosti. To se mi podařilo o dobrých 25 procent na současné necelé 3 gramy bez solárních panelů. Druhý velký úkol byl power management, který řeším vlastním programem a hospodařím s energií nasbíranou do kondenzátoru o kapacitě 1 Farad.“ Neuvěřitelně nízká – a ze všech zúčastněných jednoznačně nejnižší – hmotnost celého zařízení SP9UOB byla rozhodčími letos naměřena 3,40 g, zatím co loni 4,35g. Dnes vypuštěný soutěžní balon můžete sledovat na aprs.fi nebo aprsdirect.com či habhub.org pod značkou SP9UOB-10.
Dalším radioamatérem na startu s APRS zařízením byl berlínský Sven Steudte, DL4MDW. Jeho konstrukce je navíc opatřena i VGA kamerou a dalším vysílačem ve VHF pásmu – obrázky přijaté pomocí packetů na VHF kmitočtu můžete vidět na webu wlankabel.com. Příjem obrázků pomocí vlastního protokolu předváděl přímo na místě. Přenos menší varianty snímku trvá asi 15 minut, větší snímek ca hodinu. Prvním povedeným snímkem pak bylo ortofoto severní části Brna. Kromě balonu DL4MDW-10 můžete vidět v podobné trase i pokusný tracker DL7AD-10, který Sven vyslal mimo soutěž.
na kartonové cívce dosud
nerozvinuté zářiče WSPR
Poslední konstrukcí byl „domácí“ tým konstruktérů z Vysokého učení technického a radioklubu OK2KOJ, startující pod značkou jednoho z nich, Martina Pospíšila, OK5MP. Spolu s Janem Králem vyslal jako jediní do závodu konstrukci, která využívá dvojí metodu vysílání dat – kromě APRS ještě krátkovlnný WSPR. „Loni jsme měli smůlu na vadný balon a tak jsme doletěli jen kousek za česko-slovenské hranice k Trenčínu. Takže letos budeme považovat za úspěch cokoliv lepšího“, glosoval autor. Ani letos je ale neopustila smůla, když se jim balon při prvním pokusu o start zachytil o blízký strom. Druhý pokus byl ale již stoprocentní. Pro zajímavost autoři uvedli, že pomocí WSPR zachytil polohu balonu už v okamžiku startu jeden z přijímačů v Anglii. Spolu s kolegou si rozdělili práci zvlášť na hardware a zvlášť na software s tím, že Jan programoval a Martin stavěl. Jejich konstrukci můžete na APRS mapách sledovat pod značkou OK5MP-11.
Všechna zařízení na balonech plněných za dozoru rozhodčích heliem na shodný tah 2 gramů postupně vystoupají do výšky přibližně 10 kilometrů. Podle propozic soutěže vyhraje hlavní cenu ten, kdo prokáže nejdelší dobu letu získáním dat o času měření a výšce. Informace o poloze a promítání do jakékoliv mapy jsou jen nepovinným doplňkem, který celé sledování usnadňuje. Polohová data zařízení, která vysílají na APRS, jsou automaticky dostupná na APRS mapách (aprs.fi, aprsdirect.org). Vítěz klání si odnese bonus v hodnotě 1.000 EUR.
Celá soutěž je pro radioamatéry mj. velmi zajímavým specifickým testem pokrytí sítě. Ukazuje se, jak rozdílně jsou různé státy penetrovány touto radioamatérskou technologií. Značný rozdíl je mezi severní a jižní polokoulí, mezi některými kontinenty, mezi sousedícími zeměmi, ale také třeba jen mezi oblastmi v rámci jednoho státu.
Pokud se s námi chcete podělit o své názory na toto téma: