GPS-getrackter Wetterballon

Für ihre Semesterarbeit haben Studierende des Studiengangs Mechatronik trinational einen Wetterballon entwickelt, dessen Position nachverfolgt werden kann.

Die dreiköpfige Studierendengruppe entschied sich, einen Wetterballon mit Kameras und Messinstrumenten in die Stratosphäre steigen lassen. In einer Höhe von über 15'000 Meter sollten Bilder von der Erde aufgenommen und die momentane Temperatur sowie die Flughöhe ermittelt werden.

Die gemessenen Rohdaten werden über einen Arduino-Mikrokontroller-Board gesammelt. Um die Temperatur zu messen, verwendet das Team ein PT1000-Temperatursensor mit einer analogen Messbrücke und Differenzverstärker. Der absolute Luftdruck wird mit Sensoren der Marke Motorola gemessen. Anhand der Barometrischen Höhenformel konnte so auch die Flughöhe berechnet werden. Dies jedoch nur bis zu einer gewissen Höhe, da oberhalb von 10 Kilometern die Luft zu dünn ist. Die Flughöhe kann auch mittels GPS ermittelt werden. Das Signal wird aber bei den zivil erhältlichen Systemen am etwa 10 Kilometer blockiert. Als Alternative installierte das Team zusätzlich einen 3-Achsen-Accelerometer, um die Beschleunigung zu messen. Durch zweifache Integration kann so der zurückgelegte Weg berechnet werden (Trägheitsnavigationssystem).

Die verbaute Elektronik wurde mit Polystyrol-Hartschaum, Glasfasergewebe, Epoxiharz und Alufolie vor den extremen Temperaturen geschützt. Für den Auftrieb sorgte 3.5 m3 Helium. Zwei Stunden nach dem Start landete die Sonde mit einem Fallschirm gebremst 50 kilometer nördlich vom Ausgangspunkt.

Semesterarbeit-Informationen

• Semester: 6
• Studierende: Philip Wernli, Yannick Schirmaier, Lucian Perler