Sebastián de los Angeles
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Mission S-09 Mk1 - High Altitude Environmental Ballooning

A tech high-school student-teacher team from Uruguay developing High Altitude Balloons for science! IN ACTIVE DEVELOPMENT!

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Mission S-09 Mk1 - High Altitude Environmental Ballooning

Things used in this project

Hardware components

Arduino Nano R3
Arduino Nano R3
×1
IOIO-OTG - V2.2
SparkFun IOIO-OTG - V2.2
×1
GY-NEO6MV2 GPS Module
×1
SIM800L V2.0 5V Wireless GSM GPRS Module
×1
gy-68 / BMP180 Pressure Sensor Module
×1
10K NTC Thermistor
×2
PC Power Supply Fan
×1

Software apps and online services

Arduino IDE
Arduino IDE
Android Studio
Android Studio
Autodesk Tinkercad
Google Sheets
Google Sheets

Hand tools and fabrication machines

3D Printer (generic)
3D Printer (generic)
Soldering iron (generic)
Soldering iron (generic)

Story

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Schematics

Main hardware

Main board PIC and sensor wiring. WARNING!!: NOT FINAL!!

Code

Sensor Reading code for Arduino

Arduino
- - This code is in EARLY BETA stage, MAY CONTAIN BUGS - -
This code reads, compiles and relays sensor data out via serial comm to the IOIO OTG board (and the app)
/*
  Lector de Sensores de la Mision S-09
  Versin: 0.8 (22 oct 2016)

  Sketch para obtener la lectura de los sensores de la sonda
  y enviarlos a la aplicacin mediante la placa IOIO OTG por
  puerto serial

  Sensores utilizados:
  - Termistor NTC 10k
  - Barmetro BMP180/GY-68
  - Mdulo GPS GY-NEO6MV2
  - Mdulo GSM SIM800L
  (A ser agregado)
  - Sensor de gases MQ-135

  Octubre, 2016
  Por Club AeroEspacial de la Escuela Tcnica de Melo

  http://globosondamelo.blogspot.com.uy

*/
#include <TinyGPS.h>
#include <SPI.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#include <SFE_BMP180.h>
#include <Wire.h>
#include <Thermistor.h>
 
//Inicializacin de libreras
Thermistor temp(0);
TinyGPS gps;
SFE_BMP180 pressure;
//Pines seriales
//                TX RX
// Mdulo GPS
SoftwareSerial gps(8,9);
// Mdulo GSM
SoftwareSerial gsm(7,6);
// Variables Generales
int turno = 0; //             Variable para contabilizar turnos
String mensaje = ""; //       Variable para guardar el mensaje final
bool newData = false;//       Variable para manejo de datos del GPS
bool SMSerror;//              Variable para manejo de datos para GSM

//  Variables para medicin de intervalos
unsigned long tiempoPas=0;
unsigned long tiempoHum=0;
unsigned long lapsoHum=3000;
unsigned long lapso=15000;

// Variables para el barmetro
char status;
double PresionBase;
double BPresion = 0;
double BAltitud; //BAltura = 0;
double BTemperatura = 0;
//VAriables para el sensor de humedad
float Htemperatura, humedad;
//Variables para el mensaje
String LA, LO, AL; //Datos del GPS
//String HU, TH; //Datos del sensor de humedad
String PA, TB, AB; //Datos del barmetro
String T1; //Datos del termistor

void setup() {
  // Open serial communications and wait for port to open:
  Serial.begin(9600);
  //GPS
  gps.begin(9600);
  //GSM
  gsm.begin(9600);
  //Barmetro
  Serial.println("Iniciando");
  IniciarBaro();
  
  turno=1;
  
}

void loop() {
  unsigned long tiempo=millis();
  //TURNOS: 
  //1- GPS
  //2- Termistor
  //3- Barmetro         
  //4- Humedad
  //5- GSM 
  //6- Componer Mensaje
  if(turno==1){
    //TURNO LIBRE
    turno=2;
  }
  else if(turno==2){
    
    int temperatura = temp.getTemp();
    T1="T1"+String(temperatura)+"|";
    turno=3;
  }
  else if(turno==3){
    
    LeerBaro();
    turno=4;
  }
  else if(turno==4){

    gps.listen();
    bool newData = false;
    unsigned long chars;
    unsigned short sentences, failed;
    //Read GPS
    for (unsigned long start = millis(); millis() - start < 1000;){
       while (gps.available())
        {
        char c = gps.read();
        if (gps.encode(c)) // Did a new valid sentence come in?
          newData = true;
        }
      } 
    if (newData){
        
        float flat, flon, falt;
        unsigned long age;
        gps.f_get_position(&flat, &flon, &age);
        falt=gps.f_altitude();
        LA="LA"+String(flat,6)+"|";
        LO="LO"+String(flon,6)+"|";
        AL="AL"+String(falt,6)+"|";
        //mensaje="LA"+String(flat,6)+"|LO"+String(flon,6);
        //Serial.println(mensaje);
    }
    else{
        LA="LA???|";
        LO="LO???|";
        AL="AL???|";
        //mensaje="Obteniendo Seal de GPS";
        //Serial.println(mensaje);
    }
    gps.stats(&chars, &sentences, &failed);
    if (chars == 0){
        LA="LA!!!|";
        LO="LO!!!|";
        AL="AL!!!|";
      //Serial.println("** No se reciben datos del GPS. Chequear cables **");
    }
    
    turno=5;
  }
  else if(turno==5){
    mensaje=LA+LO+AL+PA+TB+AB+T1;
    Serial.println(mensaje);
    turno=6;
  }
  else if(turno == 6){
    gsm.listen();
    if(tiempo - tiempoPas > lapso){
      tiempoPas=tiempo;
      EnviarSMS(mensaje);
    }
    turno=1;
  }
}


//Funciones del Mdulo GSM

void EnviarSMS(String messg){
    //Serial.println("Sending Text...");
    gsm.print("AT+CMGF=1\r"); // Cambiar el mdulo a modo SMS
    delay(100);
    gsm.print("AT+CMGS=\"+59895954482\"\r");  
    delay(200);
    gsm.print(messg);//Contenido del mensaje
    gsm.print("\r"); 
    delay(500);
    gsm.print((char)26);//La comunicacin serial requiere un Ctrl+Z para enviar la orden, que en ASCII es el caracter 26
    delay(100);
    gsm.println();
    //Serial.println("Text Sent.");
    delay(500);
  }

//Funciones del Barmetro --> Revisar para adaptar

void IniciarBaro(){//SensorStart() {
  //Secuencia de inicio del sensor
  if (pressure.begin())
   PA="PAIniOK|";
   //Serial.println("BMP180 init success");
  else
  {
    PA="PA!!!|";
    //Serial.println("BMP180 init fail (disconnected?)\n\n");
    while (1);
  }
  //Se inicia la lectura de temperatura
  status = pressure.startTemperature();
  if (status != 0)  {
    delay(status);
    //Se lee una temperatura inicial
    status = pressure.getTemperature(BTemperatura);
    TB="TB"+String(BTemperatura,6)+"|";
    if (status != 0)    {
      //Se inicia la lectura de presiones
      status = pressure.startPressure(3);
      if (status != 0)      {
        delay(status);
        //Se lee la presin inicial incidente sobre el sensor en la primera ejecucin
        status = pressure.getPressure(PresionBase, BTemperatura);
      }
    }
  }
}

void LeerBaro(){//ReadSensor() {
  //En este mtodo se hacen las lecturas de presin y temperatura y se calcula la altura
  //Se inicia la lectura de temperatura
  status = pressure.startTemperature();
  if (status != 0)
  {
    delay(status);
    //Se realiza la lectura de temperatura
    status = pressure.getTemperature(BTemperatura);
    TB="TB"+String(BTemperatura,6)+"|";
    if (status != 0)
    {
      //Se inicia la lectura de presin
      status = pressure.startPressure(3);
      if (status != 0)
      {
        delay(status);
        //Se lleva a cabo la lectura de presin,
        //considerando la temperatura que afecta el desempeo del sensor
        status = pressure.getPressure(BPresion, BTemperatura);
        PA="PA"+String(BPresion,6)+"|";
        if (status != 0)
        {
          //Se hace el clculo de la altura en base a la presin leda en el Setup
          BAltitud = pressure.altitude(BPresion, PresionBase);
          AB="AB"+String(BAltitud,6)+"|";
        }
        else PA="PA???|";//Serial.println("error en la lectura de presion\n");
      }
      else PA="PA?!?|";//Serial.println("error iniciando la lectura de presion\n");
    }
    else TB="TB???|";//Serial.println("error en la lectura de temperatura\n");
  }
  else TB="TB?!?|";//Serial.println("error iniciando la lectura de temperatura\n");

}

Credits

Sebastián de los Angeles

Sebastián de los Angeles

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Thanks to Luis Ruiz, Victor Da Costa, Ronny Antúnez, Carlos Marco, Wanderley Morales, Pablo Idiarte, Carina Melo, Lucía Rapetti, and Roberto Jaimes.

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