Astrophotography Gamit ang Raspberry Pi Zero .: 11 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Gumawa ako ng dalawang iba pang mga proyekto ng camera na batay sa Raspberry Pi bago ang [1] [2]. Ito, ang aking pangatlong ideya sa camera, ang aking unang proyekto sa Raspberry Pi Zero. Ito rin ang aking unang pagpunta sa Astrophotography!

Pinasigla ng kamakailang 'Supermoon' Nais kong ibalik sa serbisyo ang matandang Celestron Firstscope 70 EQ ng aking kapatid. Sa nakaraang 10 o higit pang mga taon ang mga eyepieces ay nawala lahat ngunit ang mga takip ng teleskopyo ay nanatili sa lugar na pinapanatili ang alikabok.

Sa aking kapaki-pakinabang na electronics tub ay isang Pi Zero at isang pagtutugma ng cable ng camera. Kasama ang isang LiPo, Powerboost 1000 at isang module ng camera. Ang isang perpektong pagbuo ng mga bahagi, hinog lamang para sa paggawa …..

Disenyo ng Maikling

Lumikha ng isang wireless camera na itinayo sa paligid ng Raspberry Pi Zero na idinisenyo upang magkasya sa isang 1.25 teleskopyo eyepiece na sisidlan.

Hakbang 1: Mga Bahagi

Elektronika

• Raspberry Pi Zero.
• Raspberry Pi Camera, (Link ng Kaakibat ng Amazon).
• Raspberry Pi Zero Camera FFC.
• Raspberry Pi USB Wifi Dongle, (Amazon Affiliate Link).
• Adafruit Powerboost 1000, (Amazon Affiliate Link).
• Baterya ng LiPo.
• MicroSD Card, (Link ng Kaakibat ng Amazon).
• Miscellaneous Wire.
• Miniature Slide Switch (SPDT), (Amazon Affiliate Link).

Raspberry Pi 3 | Opsyonal, (Link ng Kaakibat ng Amazon)

Hardware

• 4 x 20mm Babae-Babae M3 Brass Hex Spacers, (Amazon Affiliate Link).
• 8 x M3 10mm Socket Cap Screws, (Amazon Affiliate Link).
• 1 x SpoolWorks Basic Black PLA Filament.
• 1 x NinjaTek NinjaFlex Filament.

Mga file

Ang mga STL, STP at 123dx na mga file ay magagamit mula sa | thingiverse.com

Mangyaring tulungan suportahan ang aking trabaho dito sa Instructables at sa Thingiverse

sa pamamagitan ng paggamit ng mga sumusunod na kaakibat na link kapag gumagawa ng mga pagbili. Salamat:)

eBay.com | eBay.co.uk | eBay.fr | Amazon.co.uk

Hakbang 2: Paghahanda ng Bahagi

Upang matulungan ang mga payat na bagay at upang makakuha ng access sa mga contact sa USB WiFi Dongle, kakailanganin naming alisin ang kaso mula sa dongle. Hatiin lamang ang plastic case na may kutsilyo at maingat na alisin ang PCB.

Kakailanganin mo ring alisin ang lens mula sa module ng camera. Mayroong isang gabay sa wiki ng Raspberry Torte na nagpapakita kung paano ito gawin. Maaari mong iwanang tama ang hakbang na ito hanggang sa pagpupulong kung hindi mo nais ang lens ng camera na nagtitipon ng alikabok pansamantala.

Hakbang 3: Disenyo

Gumagamit ako ng 123D Disenyo upang i-modelo ang mga bahagi.

Ang mga pagsasaalang-alang na isasaalang-alang ang landas para sa FFC. Pag-access sa SD Card, ang MicroUSB jack sa Powerboost, mga cable path, puwang para sa LiPo plug, at sa kung saan para sa Wifi Dongle at lumipat upang pumunta. Bilang karagdagan ang camera ay kailangang magkasya sa isang karaniwang 1.25 puwang ng eyepiece sa teleskopyo.

Sinimulan ko ang pagmomodelo ng isang kaso upang magkasya sa paligid ng Zero, na binabanggit ang Slot ng SD Card at ang posisyon ng camera FFC.

Tulad ng aking iba pang mga proyekto sa camera Gumamit ako ng disenyo ng uri ng layer sa bawat bagong layer na bumubuo ng isang frame para sa isang bagong sangkap o sangkap.

Madaling makalimutan na kakailanganin ang mga wire upang magkasama ang mga electronics. Kaya tiyaking magdagdag ng pagruruta ng cable.

Ang huling tampok para sa katawan ay isang pamamaraan para sa sama-sama nitong paghawak. Gamit ang tanso hex spacers pinapanatili nitong malinis ang mga bagay na walang mga mani na ipinapakita sa panlabas ng kamera.

Walang Camera na kumpleto nang walang ilang mga accessories. Gumuhit ako ng isang cap ng lens, na idinisenyo upang mai-print sa mga flexibles, at isang singsing ng adapter para sa mas malaking 2 mga teleskop ng eyepiece.

Sa pagpupulong natagpuan ko na ang camera cable ay hindi sapat na mahaba! Sa halip na gumamit ng isang mas matagal na hindi pamantayang cable at gawing kumplikado ang mga bagay para sa sinumang nais na bumuo ng kanilang sariling camera ay inaayos ko ang mga disenyo upang mabayaran ang kawalan ng haba ng FFC. Inilipat ko ang posisyon ng camera mula sa gitna ng katawan, sa gilid.

Hakbang 4: Pagpi-print

Gumagamit ako ng Simplify3D upang hatiin ang mga modelo para sa pag-print. Naka-print ang mga ito sa BigBox ng E3D.

I-import ang mga modelo sa iyong slicer. Bilang mayroon akong isang BigBox lahat sila magkakasya sa naka-print na magkasama. I-configure ang iyong slicer.

Mga Setting ng Slicer

• 0.25mm Taas ng Layer.
• 15% Infill.
• 3 Perimeter.
• 3 Nangungunang Mga layer.
• 3 Mga Layer sa Ibaba.
• 50mm / s Bilis ng Pag-print.

Ang pag-print ay tumagal ng ~ 10 oras upang gawin ang lahat ng 8 bahagi. Kung mayroon kang isang ekstrang Raspberry Pi maaari mong subaybayan at kontrolin ang iyong printer nang malayuan sa kamangha-manghang OctoPrint!

Ang katawan at adapter ay naka-print sa SpoolWorks Basic Black PLA Filament. Ang cap ay naka-print sa NinjaTek NinjaFlex Filament.

Habang naghihintay para sa print na matapos ngayon ay isang mahusay na oras upang ayusin ang Software.

Hakbang 5: Software

Kakailanganin mo ang isang karaniwang Raspberry Pi upang ihanda ang SD Card para sa camera.

Dahil hindi namin nais o kailangan ang buong imahe ng Raspbian maaari naming simulan sa pamamagitan ng pag-download ng file na imaheng Jessie Lite mula sa Raspberry Pi Website. Sundin ang kanilang gabay sa pag-install upang isulat ang imahe sa SD Card.

Tulad ng pag-access namin sa camera sa paglipas ng WiFi kailangan namin ngayong mag-install ng isang web interface para sa camera. Gumagamit ako ng RPi-Cam-Web-Interface. Sundin ang kanilang gabay upang mai-install ang software sa iyong pagbuo ng imahe.

Kailangang mai-configure ang WiFi Dongle bilang isang hotspot. Mayroong isang kapaki-pakinabang na gabay ng Phil Martin na nag-configure ng RPi bilang isang hotspot | WiFi HotSpot. Sa panahon ng seksyon ng CONFIGURE HOSTAPD pinalitan ko ng pangalan ang ssid mula sa Pi3-AP patungong Telescope.

Panghuli upang itigil ang anumang ilaw na naliligaw ng on-board LED ng camera ay maaaring i-off sa pamamagitan ng pagsunod sa patnubay na ito | huwag paganahin ang LED.

Maaari mo lamang alisin ang MicroSD Card mula sa karaniwang RPi pagkatapos isara ito nang tama at ilagay ito diretso sa RPi Zero. Hindi mo kailangang gumawa ng mga pagbabago sa software upang gumana ito.

Ang isa ay mayroon ding pagpipilian na simpleng pagkonekta sa Raspberry Pi Zero sa iyong home WiFi network, dapat na nasa saklaw ng iyong teleskopyo.

Hakbang 6: Assembly

Mga Naka-print na Bahagi

Kumuha ako ng isang file ng karayom sa itaas na mga ibabaw ng lahat ng mga naka-print na bahagi, maliban sa panghuling layer. Aalisin nito ang anumang mga mataas na lugar at titiyakin ang pantay at patag na pagkakabit kapag isinasama ang mga layer.

Mga Kable ng Raspberry Pi Zero

Kinakailangan namin ang apat na mga wire na dapat na solder sa Pi, dalawang mga kable ng kuryente at dalawang mga USB cable. Na-recycle ko ang mga wire mula sa isang lumang USB cable. Gamit ang gabay ni Chris Robinson para sa pagdaragdag ng isang mababang profile WiFi dongle sa Raspberry Pi Zero maaari nating piliin ang tamang mga solder pad.

Sa gabay ni Chris ginagamit niya ang mga solder pad sa ilalim para sa lakas, subalit gagamitin namin ang GPIO upang pakainin ang 5v sa RPi. Gamit ang Patnubay na ito sa RPi GPIO At Mga Pins alam namin na nais naming ikonekta ang + 5v (pulang kawad) sa pin 2 at GND (itim na kawad) upang i-pin 6.

Mga layer 1 - 3

Ikabit ang apat na 20mm Brass Hex spacers sa unang naka-print na bahagi na may 4 x M3 10mm Socket Cap Screws. Ilagay ang bahagi. Pagkasyahin ang FFC sa RPi at ilagay ito sa naka-print na bahagi. Huwag kalimutan na magkasya sa MicroSD Card!

Pagkasyahin ang layer ng dalawa sa itaas na tinitiyak na pakainin ang cable at FFC sa mga butas.

Ilagay ang layer 3 papunta sa stack, kumuha ulit ng cable gamit ang mga cable.

Layer 4

Gamit ang Pinout Reference mula sa gabay ni Chris maaari kaming maghinang ng mga kable ng kuryente sa WiFi Dongle.

Ilagay ang layer 4 papunta sa stack na nangangalaga sa mga wire.

Paghinang ng dalawang kable mula sa mga USB pad ng RPi hanggang sa WiFi Dongle. Ilagay ang dongle sa stack kasama ang Powerboost 1000.

Gupitin ang apat na mga wire ng kuryente sa haba at maghinang sa Powerboost. I-double check ang mga koneksyon laban sa Gabay ng Mga Pinout ng Adafruit.

Ang power switch ay nangangailangan ng tatlong mga koneksyon. Naghinang ako ng isang haba ng 3-way ribbon cable sa switch bago ilapat ito sa layer 4. Rutain ang mga wire na paikot sa Powerboost at solder in. Dobleng suriin ang mga koneksyon laban sa Patnubay sa ON / OFF ng Adafruit.

Ang baterya

Ang mga wire sa baterya ay masyadong mahaba at perpektong dapat paikliin.

Ito ay isang potensyal na mapanganib na hakbang at dapat mo lamang subukin kung komportable ka sa iyong mga kakayahan na gawin ito nang ligtas

Magsimula sa pamamagitan ng pag-alis ng Kapton tape na sumasakop sa PCB ng baterya at mga terminal ng solder. Kung wala kang sariling rolyo ng tape panatilihin ang tinanggal na tape kapag muling itinatag ang pack.

I-unlock ang mga wire mula sa PCB at magkasya ang konektor sa Powerboost.

Pakainin ang mga wire sa pamamagitan ng butas sa layer 5 at tantyahin ang kinakailangang haba bago putulin ang labis. Ito ay ligtas na mag-iwan ng kaunti pang kawad kaysa sa inaakalang kakailanganin mo.

I-resolder ang mga wire sa baterya at ibalot ang PCB sa K laptop tape.

Layer 5

Nagdagdag ako ng dalawang foam pads sa ilalim ng layer 5 upang mapigilan ang Powerboost na gumalaw.

Ipasa ang plug ng baterya sa butas sa layer 5 at i-plug ito sa Powerboost.

Pakainin ang FFC sa butas ng layer 5 at ilagay ito sa stack.

Ilagay ang baterya sa puwang sa layer.

Pagsusulit

Ngayon ay isang magandang panahon upang suriin ang lahat ng gumagana. Maikli na ikonekta ang camera sa FFC at i-flick ang switch. Ang ilaw sa Powerboost ay dapat na dumating (mayroong isang maliit na butas sa layer 3 kung saan dapat mong makita ang asul na LED na kapangyarihan).

Maghintay ng ilang sandali at gamit ang iyong telepono, o mobile, o iba pang aparato sa WiFi, i-scan para sa teleskopyo na nalulubog. Dapat kang makakonekta at sa pamamagitan ng pagturo ng iyong browser sa 127.24.1.1 dapat kang maipakita sa RPi-Cam-Web-Interface.

Kung ang lahat ay maayos na pinapatay ang system, patayin ang switch, alisin ang camera at magpatuloy sa pagbuo. Kung nakita mo ang mga bagay na hindi napunta sa plano suriin muli sa pamamagitan ng mga tagubilin at ayusin ang iyong mga isyu.

Layer 6

Kung hindi mo pa nagagawa kaya mangyaring alisin ang lens mula sa module ng camera. Sumangguni sa Raspberry Torte Wiki para sa mga tagubilin.

Ilagay ang layer 6 sa stack, feed sa pamamagitan ng FFC at ikabit ang camera sa FFC.

Layer 7

Habang pinipigilan ang camera sa layer 6, idagdag ang layer 7 sa stack.

Layer 8

Hawakan ang layer 7 sa posisyon at placer layer 8 sa itaas. Payagan ang camera na ihanay sa pagbubukas ng layer 8.

Secure layer 8 gamit ang 4 x M3 10mm Socket Cap Screws.

Camera Cap

Sa sandaling ang lahat ay natipon magkasya ang Cap sa camera. Makakatulong ito na mapanatili ang dust at iba pang detritus mula sa sensitibong CCD.

Hakbang 7: Paghahanda

Bago tayo magsimula

Kakailanganin mong tiyakin na ang baterya ay buong nasingil. Mag-plug sa isang Micro USB Charger sa konektor sa Powerboost. Dapat tumagal ng kaunti sa dalawang oras upang ganap na singilin mula sa walang laman. Hanapin ang maliit na berdeng LED upang mag-ilaw kapag ganap na sisingilin, dapat mo lamang itong makita sa pamamagitan ng agwat.

Ito ay nagkakahalaga ng pansin na ito ay higit pa sa isang posibilidad na magdala ng isang power pack sa paligid mo. Ang Powerboost ay may ganap na pamamahala sa kuryente at maaaring parehong singilin ang baterya at i-power ang camera nang sabay. Kung malapit ka sa isang power point walang pumipigil sa iyong pagpapatakbo ng isang USB charger sa camera para sa walang katapusang pag-record. Siguraduhin lamang na ang parehong PSU at baterya pack ay maaaring magbigay ng 2A o higit pa.

Hakbang 8: Ang Panahon ng British

Ang Ilang Bagay ay Hindi Mapipigilan

Sooooo, maulap.

Maaari itong maging mas masahol na ipagpalagay ko.

Kahit papaano hindi umuulan.

Pa.

Oh Hindi. Maghintay, ngayon ay umuulan.

Hakbang 9: Ang Aking Unang Pagsubok sa Astrophotography

Habang ang buwan ay nakikita sa langit sa umaga sa ngayon ay nagpasya akong subukan ang camera, at ang sarili ko, sa mga oras ng araw upang makita ko ang ginagawa ko. Ang pagiging bago dito ay nadama kong pinakamahusay na gawin ito sa buong araw.

Matapos i-set up ang teleskopyo at mai-install ang camera sa dayagonal ay binuksan ko ang camera, nakakonekta sa access point ng WiFi, na-load ang aking browser at pagkatapos ay nagsimulang maghanap para sa buwan (Kung ikaw ay nasa iyong mobile phone tulad ko, nahanap ko Kailangan kong patayin ang data ng mobile kung hindi man ang telepono ay hindi makakonekta sa RPi web server at subukang lumabas sa halip na mobile data network).

Hindi ko nagawa ito bago ako hindi sigurado kung ano ang ginagawa ko. Upang suriin ang paggana ng camera tinakpan ko ang harap at nakumpirma na ang camera ay gumagana kapag ang imahe ay naging madilim sa aking telepono. Susunod ay simpleng ginulo ko ang teleskopyo sa paligid na naghahanap ng pagbabago sa ilaw o isang light spot. Sure sapat na natagpuan ko ang isa at pagkatapos ng ilang oras na nakakalikot sa mga kontrol ng teleskopyo pinangasiwaan ko ito nang matatag.

Susunod ang pokus. Ang teleskopyo ay may isang malaking saklaw na pokus at pag-ikot ng (mga) pokus sa likuran na madaling ibigay ang buwan sa pagtuon (orihinal kong sinubukan ito nang walang dayagonal ngunit nalaman na walang sapat na paglalakbay at kinakailangan nito ang idinagdag na distansya na ibinigay ng nagbabago ang direksyon).

Ngayon ay may shot ako ng buwan kumuha ako ng ilang litrato. Tulad ng nakikita mo mula sa mga imaheng nakakabit mayroong maraming alikabok at dumi sa light-path. Sa lahat ng aking kaguluhan ay nakalimutan kong linisin ang mga lente at diagonal mirror! Mayroon ding isang pulang kulay, hindi ako lubos na sigurado kung ano ang sanhi nito sa ngayon …

Bibigyan ko ang teleskopyo ng isang mahusay na alikabok at pagsasaliksik ng pinakamahusay na mga setting para sa camera bilang paghahanda para sa aking susunod na pataas na pagtingin …

Ang mga imahe ay naayos sa Photoshop. Ang nagawa ko lang ay gamitin ang Photoshop sa built-in na pag-andar ng Auto Tone. Inilakip ko ang lahat ng mga hilaw na hindi nai-edit na imahe bilang isang zip file.

Ang oras at petsa na ipinapakita sa mga larawan ay hindi tama dahil walang RTC sa camera. Ang mga imahe ay nakuha noong umaga ng ika-19 ng Nobyembre 2016 sa humigit-kumulang na 0900 UTC.

Hakbang 10: Maliwanag na Mga Ideya….

Sa mga namamagitang araw sa pagitan ng ulan, ulap at sikat ng araw ay gumuhit ako ng isang mabilis na disenyo upang maglakip ng isang solar filter sa teleskopyo. Ang filter ay idinisenyo para sa mga teleskopyo na may isang kalasag ng hamog hanggang sa 100mm (4 ) ang lapad at nagsasama rin ng isang kaso upang mapanatiling ligtas ang filter kapag hindi ginagamit.

Mag-download mula sa thingiverse.com |

Sun Spot

Naghintay ako ng ilang araw para lumabas ang araw, ikinabit ang filter sa teleskopyo at itinuro ito patungo sa langit. Ibinigay ko ang mga lente at dayagonal ng isang mahusay na malinis na malinis bago ilakip ang camera.

Ang isang tao ay dapat maging labis na maingat at hindi kailanman tumingin nang direkta sa araw, iyon ay magiging hangal!

Sa aking likod sa araw na nag-set up ako ng teleskopyo, nilagyan ang filter at ikinabit ang camera. Kapag nakita ko ang araw na nakita ko na mayroong isang sun spot! Sinubukan kong mag-focus nang mabuti hangga't makakaya ko bago kumuha ng ilang litrato. Nagawa ko rin ang ilang mga video.

Mayroon pa akong mga isyu sa pagtuon sa camera, hindi ako sigurado kung ito ay dahil sa aking kawalan ng kakayahang magamit nang tama ang pokus ng teleskopyo o kung may labis na ulap, o kung may iba pa. Mayroong isang piraso ng wobble, kahit na mula sa hangin lamang na tumba ang teleskopyo.

Napansin kong nawala na ang pulang silaw, ngunit muli iyon ay maaaring dahil tumuturo ako sa teleskopyo.

Susubukan ko ito sa madilim na susunod …

Ang mga imahe ay nakuha sa hapon ng ika-25 ng Nobyembre 2016 sa humigit-kumulang na 1300 UTC.

Hakbang 11: Ang Lunatic Ay Nasa damuhan

Halos tatlong linggo na mula nang tama ang mga kundisyon na gawin ang 'saklaw sa labas.

Madilim ang oras na ito! Pagkuha ng aking mga natutunan mula sa dalawang nakaraang pamamasyal ay nakakuha ako ng magagandang larawan at ilang magagandang video din.

Mayroon pa akong mga isyu sa pagtuon at isang pulang kulay. Kung may nakakaalam kung ano ang sanhi ay nais kong malaman.

Sa palagay ko kailangan ko ng mas maraming nakakatawang tripod upang makatulong sa pag-alog, o isang motor na pokus ………

Ang mga larawan at video ay kinunan noong ika-14 ng Disyembre 2016 sa 1830 UTC.