Projekt Radiosonde

05.12.2019

Antwort der DFS

Sehr geehrter Herr Wiegand,
 
vielen Dank für Ihre Anfrage vom 21. November 2019, die ich hiermit beantworten möchte.
 
Durch die Vereinheitlichung des Luftrechts auf europäischer Ebene ist die Verordnung „SERA“ seit dem 05. Dezember 2014 in Kraft, die u.a. neue Regularien für unbemannte Freiballone vorgibt:
Somit benötigen Sie eine „Genehmigung des Staates“ (siehe 2.1.), die Ihnen von der zuständigen Luftfahrtbehörde des Landes auszustellen ist:
 
Regierungspräsidium Kassel
Abteilung II
Dezernat 22 - Aufgabenbereich Luftverkehr -
Steinweg 6
34117 Kassel
Telefon: + 49 561 106-0
Telefax: + 49561 106-1641
eMail: poststelle@rpks.hessen.de
Internet: www.rp-kassel.de
 
Auf die Koordination des Freiballonfluges mit ggf. betroffenen Nachbarländern wird hiermit ausdrücklich hingewiesen (siehe 2.2).
Diese erfolgt nicht durch die Flugsicherungsorganisation sondern durch den Antragsteller.
 
Für einen Aufstieg eines leichten unbemannten Freiballons ist nach §21 LuftVO nur eine Flugverkehrskontrollfreigabe einzuholen, "sofern der Aufstiegsort innerhalb von Flugplatzkontrollzonen liegt".
 
 
 
Im Schwalm-Eder-Kreis existiert nur rund um Fritzlar eine Flugplatzkontrollzone (rosa hinterlegt auf obiger Kartendarstellung).
 
Grundsätzlich wird empfohlen, einen Aufstiegsort außerhalb einer Kontrollzone zu wählen, da im allgemeinen eine Flugverkehrskontrollfreigabe erst am Ereignistag erteilt, aber auch verweigert werden kann.
 
Für mittelschwere und schwere Freiballone erteilt die DFS Deutsche Flugsicherung GmbH zurzeit aus unterschiedlichen Gründen keine Flugverkehrskontrollfreigabe.
 
Auf die grundsätzlich vorgeschriebene „Genehmigung des Staates“ sowie die Versicherungspflicht wird hiermit ausdrücklich hingewiesen.
 
Bei Ihrer Privathaftpflichtversicherung ist eine Deckungszusage für Ihr Vorhaben zu beantragen. Bei einer Ablehnung wird in der Regel ein Partnerunternehmen empfohlen, welches eine solche Zusatzversicherung anbietet.
 
Eine Einverständniserklärung des jeweiligen Grundstückseigentümers, von wo aus der Start des Freiballons stattfindet, wird grundsätzlich vorausgesetzt.
 
Ein Radarreflektor ist bei einem leichten unbemannten Freiballon nicht erforderlich.
 
Bei Fragen stehe ich Ihnen gerne zur Verfügung.
 
Mit freundlichen Grüßen

Anlage

30.11.2019

Auf der Rückseite der Sonde befindet sich ein aufgestecktes kleines Modul mit der Bezeichnung RPM411.

Dabei handelt es sich um ein optionales Drucksensormodul. Dieses Modul ist nur im RS41-SGP-Modell installiert. Das Modul verfügt über eine zusätzliche STM32F100C8T6-MCU, die über eine SPI-Verbindung mit der Sonden-MCU über eine separate Chipauswahlleitung verbunden ist. Die Parameter werden jede Sekunde gelesen. Der Druck wird von einem Barocap (tm) mit einem 15pF-Referenzkondensator gemessen. Das Modul verfügt auch über einen NTC-Temperatursensor. Für unsere Anwendung brauchen wir dieses Modul nicht, die RS41 funktioniert auch sehr gut ohne das RPM411 Modul.

Also, vorsichtig abstecken und einlagern!

29.11.2019

So sieht das APRS Signal im SDR# bei 70 mW (Power 7) und in unmittelbarer Nähe vom SDR Empfänger aus. Mit den aktuellen Einstellungen wird es jede Minute einmal ausgesendet.

Das SDR# stellt das empfangene Signal über "CableIn" zur Verfügung. Das Soundmodem DireWolf 1.5 empfängt das Signal über "CableOut", decodiert es und stellt die Informationen via Internet den APRS Servern zur Verfügung.

 

28.11.2019

Nun funktioniert alles, Sonde sendet RTTY, CW und auch APRS aus. Verfolgt man das Rufzeichen DL6WAB-11 bei https://aprs.fi, taucht die Sonde genau da auf wo sie tatsächlich ist, an meinem Home QTH. :-)

Zusammenfassung

Die RS41 kann mit dem kleinen Taster an der rechten unteren Ecke ein- und ausgeschaltet werden. Wenn der Parameter BUTTON auf ON eingestellt ist, kann die RS41 durch Drücken und Halten dieser Taste ein- und ausgeschaltet werden. Taste kurz drücken, RS41 ist eingeschaltet. Die Taste im eingeschalteten Zustand lange drücken, bis die grüne LED schnell zu blinken beginnt. Nach dem Loslassen der Taste schaltet sich die RS41 aus. Wenn die Taste in der Konfiguration AUS ist, kann die RS41 nur durch Entfernen der Batterien aus dem Batteriehalter ein- und ausgeschaltet werden.

Wenn die Batteriespannung ausreichend ist (die RS41 wird mit zwei AA Batterien betrieben), beginnt die grüne LED an der unteren linken Ecke der Platine langsam zu blinken. Wenn die RS41 guten GPS Empfang (Fix) hat, leuchtet die grüne LED nach dem GPS Fix dauerhaft. Erst dann strahlt der Sender HF ab!

Die rote LED daneben leuchtet dann auf, wenn der Sender arbeitet. Die Radiosonde kann im RTTY-, APRS- und CW-Modus betrieben werden. Diese Modi können einzeln ein- oder ausgeschaltet werden. Der RTTY-Text ist mit den UKHAS-Empfehlungen kompatibel. Das APRS-Paket kann gemäß der Mic-E-Variablen entschlüsselt und codiert werden.

Jeder Parameter kann geändert werden, indem ein Befehl und der Parameter über die serielle Schnittstelle gesendet werden. Dazu müssen Radiosonde und Computer über einen COM-TTL- oder USB-TTL-Konverter verbunden sein. Bitte beachten, dass der Radiosondenanschluss am UART-Port 3,3 V beträgt!

Die serielle Geschwindigkeit beträgt 9600 Baud, 8 Datenbits und 1 Stoppbit ohne Paritäts- und Hardware-Kontrolle (9600 8-N-1). Wie alle anderen Parameter können auch diese geändert werden. Die möglichen Geschwindigkeiten liegen zwischen 300 und 115200 Baud. Die Kommunikation ist interaktiv. Alle ausgegebenen Befehle werden immer bestätigt, wenn der Prozessor den Befehl richtig interpretiert und ausgeführt hat, lautet die Antwort OK.

Nach dem Einschalten und Verbinden der RS41 erscheint der folgende Begrüßungstext und die Eingabeaufforderung cmd> Nach der Eingabe von DISP werden die aktuellen Parameter ausgegeben. Werden Parameter geändert müssen die Änderungen mit dem Befehl SAVE dauerhaft in die RS41 gespeichert werden.

STM32 CW, RTTY & APRS tracker v. 2.5 by OM3BC...
cmd>disp

Current parameters:

BUTTON: ON
LEDS: ON
POWER: 7
APRS FREQUENCY: 432500 kHz
RTTY FREQUENCY: 434500 kHz
RTTY: OFF
RTTY CALLSIGN: DL6WAB
HOLOFF: 20 s
RTTY BAUDRATE: 100 Bd
RTTY SHIFT: 540 Hz
RTTY DATA BITS: 7
RTTY STOP BITS: 2
TEMPERATURE: ON
ALTITUDE: ON
SPEED: ON
COURSE: ON
BATTERY VOLTAGE: ON
SYSTEM VOLTAGE: OFF
SATELLITES: ON
APRS: ON
APRS CALLSIGN: DL6WAB-11
RELAY: WIDE1-1
TX DELAY: 500
SYMBOL: /O
APRS EVERY: 3
SPEED and COURSE: ON
MIC-E: OFF
TELEMETRY: ON
TAIL TEXT EVERY: 2
TAIL TEXT: DL6WAB Balloon Experiment
APRS_UBAT: ON
WWL: ON
LWWL: OFF
CWID: OFF
CWID MESSAGE: DL6WAB BALLOON TEST
CW ID speed: 25 WPM
CW ID EVERY: 3
IGATE: OFF
NMEA: ON
UART: 9600 8-N-1

Mit dem Befehl HELP erhält man Hilfestellung zu den Kommandos und den verwendbaren Parametern.

cmd>help

Allowed commands (not case sensitive):
BUTTON on/off - use button to turn off
LEDS on/off - use LEDs
POWER n - rf power n = 0 to 7 (7 is max.)
APRSFRQ n - n = aprs frequency in kHz
RTTYFRQ n - n = rtty frequency in kHz
APRSCALL string - aprs callsign (up to 6 characters)
RTTYCALL string - rtty callsign (up to 15 characters)
CWIDMESS string - cw message (up to 25 characters)
RTTY on/off - send rtty message
HOLDOFF n - n = time between two rtty messages in seconds
BAUD n - n = rtty baudrate (max. 300)
DBITS n - n = rtty databits (7 or 8)
SBITS n - n = rtty stop bits (1 or 2)
SHIFT n - n = 1,2,3,4 or 270,540,810,1080 Hz
TEMP (or TEMPERATURE) on/off - send temperature in rtty messages
ALT (or ALTITUDE) on/off - send altitude in rtty & aprs messages
SPEED on/off - send speed in rtty messages
COURSE on/off - send course in rtty messages
UBAT on/off - send battery voltage in rtty messages
USYS on/off - send system voltage in rtty messages
SAT (or SATELLITES) on/off - send heard satellites in rtty messages
APRS on/off - send aprs messages
SPEEDCOURSE on/off - send speed and course in aprs messages
SYMBOL string - symbol from aprs symbol table (2 characters)
SSID n - aprs ssid n = 1 to 15
RELAY string - aprs relays (WIDE1-1,WIDE2-1)
TXD n - Tx delay n = 10 to 500 ms
MICE on/off - send coded aprs messages in mic-e format
TEL (or TELEMETRY) on/off - send telemetry data in aprs messages
APRS_EVERY n - time between aprs messages is n x holdoff
TAIL_EVERY n - time between tail text is n x aprs time
TTEXT string - tail text (up to 100 characters)
APRS_UBAT on/off - send battery voltage in aprs ttext
WWL on/off - send wwlocator messages
LWWL on/off - send long (10 char.) wwlocator messages
CWID on/off - send cwid messages
CWID_EVERY n - time between cw messages is n x holdoff
CW_SPEED n n = cw speed in wpm
IGATE on/off - monitoring aprs message via UART
NMEA on/off - send MNEA GPGGA message via UART
DISP - show parameters
SERCOM n - speed of serial communication port (n = 300 to 115200)
DEF - set default values
SAVE - save parameters to flash
cmd>

Da ich den Parameter NMEA auf ON geschaltat habe, wird die aktuelle GPS Position auch über die serielle Schnittstelle (UART) ausgegeben.

cmd>$GPGGA,062203.000,5107.1764,N,00921.8313,E,3,9,1.6,183.8,M,41.4,M,1.8,0000*45
$GPRMC,062203.000,A,5107.1764,N,00921.8313,E,0.50,158.01,291119,,,D*61

27.11.2019

Nun habe ich den Prozessor STM32 der Sonde mit dem ST Link V2 geflasht und mit der neuen Software (HEX File) versorgt. Das ging, nach einigen Schwierigkeiten, ganz gut. Unbedingt die Anschlussbelegung am Stecker des ST Link V2 Adapters prüfen!

Über den TTL Konverter konnte ich dann mit Putty (9600 8-N-1) auf die Sonde zugreifen und sie konfigurieren.

Einschalttest, rote LED leuchtet zwar aber keine HF!

Alle Einstellungen noch mal kontrolliert, zurückgesetzt, Sonde neu geflasht und nochmal programmiert, kein Pieps! Irgendwann lief sie dann (GPS, APRS, RTTY und CW) aber auch nur kurz und lies sich nicht noch einmal aktivieren. Mal sehen, ob ich dem Ding nochmal Leben einhauchen kann.

ACHTUNG

Nach meinem jetzigen Erkenntnisstand sendet die Sonde nur dann, wenn der GPS Empfänger gültige Daten empfängt und einen Fix hat. RTTY und CW werden auch nur dann ausgesendet! Hat der GPS Empfänger keinen Fix, wird kein APRS, kein RTTY und auch kein CW Signal ausgesendet obwohl die rote TX LED an der Sonde leuchtet!

26.11.2019

Die RS41 ist angekommen und wurde einem kurzen Funktionstest unterzogen. So wie es aussieht, funktioniert alles, der RS41 Tracker konnte die Signale sofort interpretieren. Jetzt kommt die Umprogrammierung dran, ich bin sehr gespannt ob alles reibungslos klappt.

24.11.2019

Die Firma Stratoflight bietet das notwendige Zubehör (Ballone, Fallschirme, Helium, Leinen usw.)

21.11.2019

Bei der Deutschen Flugsicherung (DFS) die Modalitäten für eine Startgenehmigung angefragt.

20.11.2019

Das Programmiergerät (ST Link V2) und der TTL Konverter sind eingetroffen. Treiber und Software (ST Link Utility) wurden installiert und funktionieren einwandfrei.

Achtung, es gibt sehr unterschiedliche Versionen des ST Link V2 Adapters mit unterschiedlichen Anschlussbelegungen am Stecker!

Da das Programmiergerät ST Link V2 vermutlich noch nicht die neueste Firmware hat, daten wir das Gerät erst einmal ab. Dazu die Software STSW LINK007 verwenden. Der Vorgang geht automatisch. ST Link V2 in einen USB Port stecken und updaten.

16.11.2019

Der Entschluss steht fest, Mitte 2020 wollen wir (DL6KKB, DL6WAB) eine eigene Radiosonde mit einem Wetterballon starten. Geplant ist die Umprogrammierung einer Vaisala RS41 SGP Wettersonde. Die Planungen stecken noch in den Kinderschuhen, wir werden hier immer aktuell über das Projekt berichten.

RS41

Was wird gebraucht?

14.11.2019

Wer mal wieder Wetterballone beobachten und die dabei verwendeten Wettersonden suchen und einsammeln möchte, sollte sich unbedingt eine neue Software ansehen. Der RS41 Tracker hat seinen Name von den gleichnamigen Vaisala Sonden (RS41) der neuesten Generation. Die Vaisala RS41 ist neben der Vaisala RS92 die bei uns in Deutschland am meisten eingesetzte Wettersonde.

Was braucht man dazu?

Grobe Vorgehensweise

  • Den Treiber (Zadig) für den SDR Dongle installieren und konfigurieren. Nicht die Originaltreiber des Dongels installieren!
  • Das virtuelle Audiokabel installieren.
  • SDR# installieren und starten (NFM, Bandbreite ca. 6,5 kHz), Sound Output in das virtuelle Audiokabel (Cable Input) umleiten und auf ca. 402 MHz einstellen.
  • RS41 Tracker starten, Sound Input auf das virtuelle Audiokabel (Cable Output) einstellen und und die Software konfigurieren.

Von wo und wann starten Sonden?

Hier gibt es die Antwort! Dort stehen Startplätze, Startzeiten sowie die am meisten verwendeten Frequenzen.

Wo landen Sonden?

www.wetterson.de liefert die Antworten. Dort gibt es nicht nur eine Livekarte sondern auch noch viele andere nützliche Informationen zum Thema "Sondenjagd".

Empfangsbeispiel

Start der Wettersonde um ca. 11:47 MEZ beim DWD in Meiningen. Ab ca. 3500 Meter Höhe empfange ich das erste Signal auf 402.300 MHz. Der RS41 Tracker empfängt und dekodiert die ersten Telemetriedaten. Die Wettersonde hat die ID R2810659 und fliegt von Meiningen in Richtung Norden.

SDR  RS41 Tracker

Auf der Live Karte lassen sich die Flugbahnen der Wettersonden sehr schön verfolgen. Zu sehen ist auch, wann der Ballon platzt (Explosionssymbol) und die Wettersonde zu Boden stürzt (negative Steigrate). Die Wettersonden erreichen Höhen bis zu 35.000 Metern.

Wettersonde Karte

Bildquelle: www.wetterson.de

So werden Sonden gestartet, automatisch!