平流层气球电子气压高度计的制作

步骤1：必需的部件。

Maple Mini MCU板的克隆

4 * 1 2.54mm（0.1“）引脚排（通常随MCU板一起提供）

1S LiPo旧手机或动作凸轮的电池非常合适。

1S LiPo充电器板

MS5534气压传感器

MS5534分线板

1N5819肖特基二极管或类似产品

JST RCY尾纤，1 *母，2 *男

空铝啤酒罐

热缩管D = 2.5mm（ 0.1“）任何颜色

热收缩管D = 20mm（0.8”），透明

您可以使用MS5540代替MS5534，但它需要另一个分线板您可以使用EagleCAD或KiKad或任何您喜欢的产品自行制作。如果您有足够的焊接技能，也可以直接用电线焊接传感器。

所需工具：

常规工具集用于焊接

剪刀和层片

可选择焊接风扇。如果您没有，可以使用烙铁和点烟器。

一些标准1针母母电线

几个额外的触针

STM32演示板，用作MCU闪存设备。我使用的是NUCLEO-F303RE，但也可以使用任何STM32 Nucleo64或Nucleo144板。

步骤2：将传感器焊接到分线板上

首先，我们需要将传感器焊接到分线板上。如果有的话，使用焊膏和焊接风扇烙铁。如果没有，您可以使用常规烙铁和焊料来做到这一点。

完成后切四针和两根线，每根约4厘米。如第二张图所示，将它们焊接到突破端 - 引脚 + 和 - 应连接到导线，另外4个连接到引脚行。引脚必须位于突破的底部侧。

步骤3：焊接设备的其余部分。

传感器板和MCU板应堆叠，传感器必须放在MCU芯片上

连接图显示在第1张图片上。以下是列出的所有连接：

分支引脚“ +”连接到MCU板引脚“ Vcc”

分支引脚“ GND ”连接到MCU板引脚“ GND”

分支引脚“ 8”， “9”，“10”，“11”连接到相同编号的MCU板引脚。

JST RCY 公 黑色线连接到MCU板的另一个“ GND”引脚

JST RCY 公红色导线连接到二极管阳极

二极管阴极连接到MCU板“ Vin“ pin

在连接JST尾纤之前，不要忘记在红线上放一块薄的热弹管。

最后要做的事 - 二极管必须用热缩管绝缘。只需将其拉过二极管，然后用焊接风扇加热即可 - 建议温度约为160C（320F）。如果您没有风扇，只需使用蜡烛或点烟器，但要小心。

步骤4：电池和充电器。

让我们为设备和充电器制作电源。

应将母尾辫焊接到电池上。红线为“ + ”，黑色为“ - ”。根据您的选择，用一滴热胶，一片胶带或绝缘胶带保护连接。

必须将公尾辫焊接到充电器板上 - 红线连接到“ B + “，黑色到” B - “。用一块热缩管固定电路板。

现在您可以将充电器连接到电池，将充电器连接到任何USB电源或计算机端口。电路板上的红色指示灯表示充电正在进行，绿色表示电池充满电。充电过程中电路板可能会变热，但不会太多。

步骤5：闪烁设备

要刷新设备，您需要安装一些软件。对于Windows，您可以使用st.com站点的本机应用程序。不幸的是，你需要在这里注册。

在Linux或Mac下（好吧，在Windows下也可以），你可以使用OpenOCD。请在他们的网站上找到安装和使用说明。

现在您可以下载固件。

要准备设备进行闪烁，您需要将另外两个引脚临时焊接到MCU板的触点21和22上。

将我们的设备连接到闪光灯：

打开Nucleo（白色）板的CN2连接器上的两个跳线。这使得电路板可以闪存外部设备。

将MCU引脚21连接到Nucleo CN4连接器的引脚2

将黑色电池线连接到Nucleo CN4连接器的引脚3

将MCU引脚22连接到Nucleo CN4连接器的引脚4

使用USB电缆将设备和Nucleo板连接到计算机。

闪存fiirmware（Windows）

运行STM32 ST-LINK实用程序

选择文件 - 》打开文件。.. - 》 打开下载的固件

选择目标 - 》选项字节。..，选择读取保护：已禁用。单击应用

选择目标 - 》程序和验证，单击开始

刷新固件（Linux和Mac）

下载并安装OpenOCD。

运行命令

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

就是这样！

第6步：如何使用设备。

如果一切正常，我们就可以运行设备了。高度计有三种模式：

擦除数据

通过USB或红色电池连接器为设备供电。按下按钮（距USB连接器最远）并按住2-3秒。蓝色LED应该开始快速闪烁并保持闪烁，直到所有数据都被删除。

记录数据

使用红色接头将设备连接到电池。蓝色LED将频繁闪烁几秒钟，然后每秒闪烁一次。每次闪烁时，数据样本都会写入内部设备存储器。该设备可记录长达9小时的测量结果。

读取数据

断开电池连接并使用USB电缆将设备连接到计算机。经过几秒钟的频繁闪烁后，它会变为每秒闪烁两次。这是数据读取模式。该设备被识别为名为BARO_ELMOT的闪存驱动器。驱动器不可写，您只能从中读取数据。在文件管理器中，您可以在设备上找到两个文件 - 第一个文件名为LEFT_123.MIN。这是假文件，它不包含任何数据，但“123”表示仍有123分钟的数据记录空间。另一个文件BARO.TXT包含实际收集的数据，即制表符分隔的文本 - 标题，然后是数据行。此格式可以轻松导入MS Excel或任何其他电子表格应用程序，包括Google表格。

每行包含一个序列号（S），一个样本号（N）（=经过时间，以秒为单位），温度（T）摄氏度，大气压力（P）（mbars）和粗糙海拔高度值（A），海拔高度。

注意！ “A”值非常粗糙，您可以根据自己的压力数据计算高度。请参阅进一步的步骤。

步骤7：测试设备

将电池连接到设备。 LED应该开始闪烁。

按住用户按钮。 2-3秒后，LED将快速启动。松开按钮。保持凉爽，不要断开电池。数据正在被删除。

过了一会儿，LED开始每秒闪烁一次。

保持设备开启至少30秒。

断开电池

使用USB电缆将设备连接到计算机。

该设备将显示为仅限3Mb的小型闪存驱动器。使用任何文本编辑器打开 BARO.TXT 文件。

检查列T和P是否包含合理数据 - 通常约为20-30（对于P），约为1000.如果您在冰箱或珠穆朗玛峰顶部，则数字将大不相同，当然。

步骤8：阳光保护器和收缩管

在上一步之后我们确保一切正常，现在我们应该拆开闪烁的引脚，因为我们不再需要它们了。此外，最好准确切割连接传感器和MCU板的引脚尾部，否则它们会刺穿设备的外部塑料盖。

项目中使用的传感器不应暴露在直射阳光下。我们将为铝制啤酒罐制作保护罩。当然，如果你已经走得那么远，你就应该得到那个穷人的内容。用剪刀剪一块尺寸约12 * 12mm（0.5“* 0.5”）的铝片。然后用钳子弯曲两个相对的两侧以形成一个小的“托盘”7 * 12 * 2.5mm（0.28“* 0.5”* 0.1“）。弯曲后，从弯曲的侧面切下1.5mm的条纹，使托盘成为低一点，高约1毫米。

将托盘放在传感器顶部。注意 - 它不应接触任何触点！然后将带有托盘的设备放入一块热缩管（有点）比电路板长，加热很好，但要小心焊接风扇（或点烟器）。再次检查铝盖是否接触传感器触点。

步骤9：科学

现在我们已准备好运行设备。它可以测量温度和气压。还可以粗略估算海拔高度。不幸的是，压力取决于高度非常不平凡的方式，您可以在维基百科中阅读。我们如何更精确地计算气球高度？

其中一种方法是使用1976标准大气计算器。您的设备包含相同的模型数据，但不是诉由于设备内存限制，精确。使用气压计数据和计算器，您可以比自己的设备更好地计算高度。同时考虑到气球发射点的天气状况（显然，在一开始就记录在同一个高度计上），以及你的发射点高度，你可以找到温度变化和气压校正。然后使用相同的计算器，您可以更好地计算一切。通过一些电子表格技能，您还可以制作发布的数据图表。