Raspberry Pi Zero ile Astrofotografi: 11 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

[1] [2]'den önce iki Raspberry Pi tabanlı kamera projesi daha yaptım. Bu, üçüncü kamera fikrim, ilk Raspberry Pi Zero projem. Bu aynı zamanda Astrofotografiye ilk gidişim!

Son 'Süper Ay'ın teşvikiyle kardeşimin eski Celestron Firstscope 70 EQ'sunu tekrar hizmete sokmak istedim. Son 10 yılda okülerlerin tümü kayboldu, ancak teleskop kapakları tozu dışarıda tutmak için yerinde kaldı.

Kullanışlı elektronik küvetimde bir Pi Zero ve buna uygun bir kamera kablosu var. Bir LiPo, Powerboost 1000 ve bir kamera modülü ile birlikte. Bileşenlerin mükemmel bir pıhtılaşması, sadece yapım için olgunlaşmış…..

Tasarım Özeti

1.25 teleskop mercek yuvasına sığacak şekilde tasarlanmış Raspberry Pi Zero çevresinde yerleşik bir kablosuz kamera oluşturun.

Adım 1: Bileşenler

Elektronik

• Ahududu Pi Sıfır.
• Raspberry Pi Kamera, (Amazon Bağlı Kuruluş Bağlantısı).
• Ahududu Pi Sıfır Kamera FFC.
• Raspberry Pi USB Wifi Dongle, (Amazon Bağlı Kuruluş Bağlantısı).
• Adafruit Powerboost 1000, (Amazon Ortak Bağlantısı).
• LiPo Pil.
• MicroSD Kart, (Amazon Bağlı Kuruluş Bağlantısı).
• Çeşitli Tel.
• Minyatür Sürgülü Anahtar (SPDT), (Amazon Bağlı Kuruluş Bağlantısı).

Ahududu Pi 3 | İsteğe bağlı, (Amazon Satış Ortağı Bağlantısı)

Donanım

• 4 x 20mm Dişi-Dişi M3 Pirinç Altıgen Ara Parçalar, (Amazon Affiliate Link).
• 8 x M3 10mm Soket Kapaklı Vida, (Amazon Affiliate Link).
• 1 x SpoolWorks Temel Siyah PLA Filament.
• 1 x NinjaTek NinjaFlex Filament.

Dosyalar

STL, STP ve 123dx dosyaları | şeyiverse.com

Lütfen buradaki Instructables ve Thingiverse üzerindeki çalışmamı desteklemeye yardım edin

satın alma yaparken aşağıdaki bağlı kuruluş bağlantılarını kullanarak. Teşekkürler:)

eBay.com | eBay.com.tr | eBay.fr | Amazon.com.tr

Adım 2: Parça Hazırlığı

İşleri azaltmaya yardımcı olmak ve USB WiFi Dongle'daki kişilere erişim sağlamak için kasayı dongle'dan çıkarmamız gerekecek. Plastik kasayı bir bıçakla ayırın ve PCB'yi dikkatlice çıkarın.

Ayrıca merceği kamera modülünden çıkarmanız gerekir. Raspberry Torte wiki'de bunun nasıl yapılacağını gösteren bir rehber var. Bu arada kamera merceğinin toz toplamasını istemiyorsanız bu adımı montaja kadar bırakabilirsiniz.

Adım 3: Tasarım

Parçaları modellemek için 123D Design kullanıyorum.

Dikkate alınması gereken hususlar, FFC'nin yoludur. SD Kart'a, Powerboost'taki MicroUSB jakına, kablo yollarına, LiPo fişi için alana ve Wifi Dongle ve geçiş için bir yere erişim. Ek olarak, kameranın teleskoptaki standart bir 1.25 göz merceği yuvasına sığması gerekir.

SD Kart Yuvasını ve kamera FFC'sinin konumunu not ederek Sıfır'ın çevresine sığacak bir kasa modellemeye başladım.

Diğer kamera projelerimde olduğu gibi, her yeni katmanın yeni bir bileşen veya bileşenler için bir çerçeve oluşturduğu katman tipi bir tasarım kullandım.

Elektroniği birbirine bağlamak için kablolara ihtiyaç duyulacağını unutmak kolaydır. Bu yüzden kablo yönlendirme eklediğinizden emin olun.

Vücut için son özellik, hepsini bir arada tutma yöntemidir. Pirinç altıgen ara parçaları kullanarak, kameranın dışında hiçbir somun görünmeden her şeyi temiz tutar.

Bazı aksesuarlar olmadan hiçbir Kamera tamamlanmaz. Esnek olarak basılmak üzere tasarlanmış bir mercek kapağı ve daha büyük 2 mercek teleskopları için bir adaptör halkası hazırladım.

Montaj sırasında kamera kablosunun yeterince uzun olmadığını gördüm! Standart olmayan daha uzun bir kablo kullanmak ve kendi kamerasını yapmak isteyenler için işleri karmaşık hale getirmek yerine, tasarımları FFC'nin uzunluk eksikliğini telafi edecek şekilde ayarlıyorum. Kameranın konumunu vücudun ortasından yana kaydırdım.

Adım 4: Yazdırma

Modelleri yazdırmak üzere dilimlemek için Simplify3D kullanıyorum. E3D'nin BigBox'ına yazdırılırlar.

Modelleri dilimleyicinize aktarın. Bir BigBox'ım olduğu için hepsi baskı yatağına sığacak. Dilimleyicinizi yapılandırın.

Dilimleyici Ayarları

• 0.25mm Katman Yüksekliği.
• %15 Dolgu.
• 3 Çevre.
• 3 Üst Katmanlar.
• 3 Alt Katmanlar.
• 50mm/s Baskı Hızı.

Baskı, 8 parçanın tümünü yapmak için ~ 10 saat sürdü. Yedek bir Raspberry Pi'niz varsa, harika OctoPrint ile yazıcınızı uzaktan izleyebilir ve kontrol edebilirsiniz!

Gövde ve adaptör, SpoolWorks Basic Siyah PLA Filament ile basılmıştır. Kapak NinjaTek NinjaFlex Filament ile basılmıştır.

Baskının bitmesini beklerken, Yazılımı sıralamak için harika bir zaman.

Adım 5: Yazılım

SD Kartı kameraya hazırlamak için standart bir Raspberry Pi'ye ihtiyacınız olacak.

Tam Raspbian görüntüsünü istemediğimiz veya buna ihtiyacımız olmadığı için, Raspberry Pi Web Sitesinden Jessie Lite görüntü dosyasını indirerek başlayabiliriz. Görüntüyü SD Karta yazmak için kurulum kılavuzlarını izleyin.

Kameraya WiFi üzerinden erişeceğimiz için şimdi kamera için bir web arayüzü kurmamız gerekiyor. RPi-Cam-Web-Interface kullanıyorum. Yazılımı görüntü oluşturmanıza yüklemek için kılavuzlarını izleyin.

WiFi Dongle'ın bir erişim noktası olarak yapılandırılması gerekiyor. Phil Martin'in RPi'yi etkin nokta olarak yapılandıran yararlı bir kılavuzu var | Kablosuz bağlantı noktası. CONFIGURE HOSTAPD bölümünde ssid'i Pi3-AP'den Telescope olarak yeniden adlandırdım.

Son olarak, herhangi bir başıboş ışığı durdurmak için bu kılavuz izlenerek kameranın yerleşik LED'i kapatılabilir | LED'i devre dışı bırakın.

MicroSD Kartı doğru şekilde kapattıktan sonra standart RPi'den kolayca çıkarabilir ve doğrudan RPi Zero'ya takabilirsiniz. Çalışması için yazılımda bir değişiklik yapmanız gerekmez.

Ayrıca, teleskopunuzun menzili içinde olması durumunda, Raspberry Pi Zero'yu ev WiFi ağınıza basitçe bağlama seçeneği de vardır.

Adım 6: Montaj

Basılı Parçalar

Son kat hariç tüm baskılı kısımların üst yüzeylerine iğne törpüsü çektim. Bu, herhangi bir yüksek noktayı kaldıracak ve katmanları birlikte istiflerken eşit ve düz bir uyum sağlayacaktır.

Ahududu Pi Sıfır Kablolama

Pi'ye lehimlenecek dört kabloya, iki güç kablosuna ve iki USB kablosuna ihtiyacımız var. Eski bir USB kablosundaki telleri geri dönüştürdüm. Raspberry Pi Zero'ya düşük profilli bir WiFi dongle eklemek için Chris Robinson'ın kılavuzunu kullanarak doğru lehim pedlerini seçebiliriz.

Chris'in kılavuzunda, güç girişi için alt taraftaki lehim pedlerini kullanıyor, ancak biz GPIO'yu RPi'ye 5v beslemek için kullanacağız. Bu Kılavuzu kullanarak RPi GPIO ve Pinler için +5v'yi (kırmızı kablo) pim 2'ye ve GND'yi (siyah kablo) pim 6'ya bağlamak istediğimizi biliyoruz.

Katmanlar 1 - 3

Dört adet 20 mm Pirinç Altıgen ayırıcıyı 4 x M3 10 mm Soket Kapak Vidasıyla ilk yazdırılan parçaya takın. Parçayı aşağı yerleştirin. FFC'yi RPI'ye takın ve yazdırılan parçaya yerleştirin. MicroSD Kartı takmayı unutmayın!

Kabloyu ve FFC'yi deliklerden beslediğinizden emin olarak ikinci katmanı üste yerleştirin.

Katman 3'ü yığının üzerine yerleştirin, kablolarla birlikte tekrar kabloyu alın.

4. katman

Chris'in kılavuzundaki Pinout Referansını kullanarak güç kablolarını WiFi Dongle'a lehimleyebiliriz.

4. katmanı tellere dikkat ederek yığının üzerine yerleştirin.

RPi'nin USB pedlerinden gelen iki kabloyu WiFi Dongle'a lehimleyin. Dongle'ı Powerboost 1000 ile birlikte yığına koyun.

Dört güç kablosunu uzunlamasına kesin ve Powerboost'a lehimleyin. Bağlantıları Adafruit'in Pinouts Kılavuzuna göre iki kez kontrol edin.

Güç anahtarının üç bağlantıya ihtiyacı vardır. Katman 4'e yerleştirmeden önce anahtara 3 yollu şerit kablo lehimledim. Kabloları Powerboost'a yönlendirin ve lehimleyin. Bağlantıları Adafruit'in AÇMA/KAPAMA Kılavuzuna göre iki kez kontrol edin.

Batarya

Akü üzerindeki teller çok uzundur ve ideal olarak kısaltılmalıdır.

Bu, potansiyel olarak tehlikeli bir adımdır ve yalnızca, bunu güvenli bir şekilde yapma konusunda kendinizi rahat hissediyorsanız denenmelidir

Pilin PCB ve lehim terminallerini kaplayan Kapton bandını çıkararak başlayın. Kendi bant rulonuz yoksa, çıkarılan bandı paket yeniden monte edildiğinde saklayın.

Kabloları PCB'den çözün ve konektörü Powerboost'a takın.

Telleri katman 5'teki delikten geçirin ve fazlalığı kesmeden önce gereken uzunluğu yaklaşık olarak belirleyin. İhtiyacınız olacağını düşündüğünüzden biraz daha fazla tel bırakmak güvenlidir.

Kabloları pile yeniden lehimleyin ve PCB'yi Kaptop bandına sarın.

Katman 5

Powerboost'un hareket etmesini engellemek için 5. katmanın alt tarafına iki köpük ped ekledim.

Pil fişini katman 5'teki delikten geçirin ve Powerboost'a takın.

FFC'yi katman 5'teki delikten besleyin ve yığının üzerine koyun.

Pili katmandaki boşluğa yerleştirin.

Ölçek

Şimdi her şeyin çalıştığını kontrol etmek için iyi bir zaman. Kamerayı kısaca FFC'ye bağlayın ve anahtarı itin. Powerboost üzerindeki ışık yanmalıdır (3. katmanda, içinden mavi güç LED'ini görebilmeniz için küçük bir delik vardır).

Birkaç dakika bekleyin ve telefonunuzu veya cep telefonunuzu veya başka bir WiFi cihazını kullanarak Teleskop ssid'sini tarayın. Bağlanabilmeniz ve tarayıcınızı 127.24.1.1'e yönlendirerek size RPi-Cam-Web-Interface sunulmalıdır.

Her şey yolundaysa sistemi kapatın, anahtarı kapatın, kamerayı çıkarın ve kuruluma devam edin. İşlerin plana uygun gitmediğini fark ederseniz, talimatları tekrar kontrol edin ve sorunlarınızı düzeltin.

6. katman

Henüz yapmadıysanız, lütfen lensi kamera modülünden çıkarın. Talimatlar için Raspberry Torte Wiki'ye bakın.

Katman 6'yı yığının üzerine yerleştirin, FFC'den besleyin ve kamerayı FFC'ye bağlayın.

7. katman

6. katmana kamerayı basılı tutarken, yığına 7. katmanı ekleyin.

Katman 8

7. katmanı yerinde ve yerleştirici katmanı 8 üstte tutun. Kameranın 8. katmandaki açıklığa hizalanmasına izin verin.

4 x M3 10mm Soket Kapaklı Vida kullanarak 8. katmanı sabitleyin.

Kamera Kap

Her şey monte edilir edilmez, Cap kameraya takılır. Bu, hassas CCD'den toz ve diğer döküntülerin korunmasına yardımcı olacaktır.

Adım 7: Hazırlanmak

Başlamadan önce

Pilin tamamen şarj olduğundan emin olmanız gerekir. Powerboost üzerindeki konektöre bir Mikro USB Şarj Aleti takın. Boştan tamamen şarj olması iki saatten biraz fazla sürmelidir. Tamamen şarj olduğunda yanacak küçük yeşil LED'i arayın, boşluktan hemen hemen görebilmeniz gerekir.

Yanınızda bir güç paketi taşımanın bir olasılıktan daha fazlası olduğunu belirtmekte fayda var. Powerboost, tam teşekküllü bir güç yönetimine sahiptir ve aynı anda hem pili şarj edebilir hem de kameraya güç sağlayabilir. Bir elektrik prizinin yakınındaysanız, sonsuz kayıt için bir USB şarj cihazını kameraya bağlamaktan sizi alıkoyan hiçbir şey yoktur. Sadece hem PSU'nun hem de pil takımının 2A veya daha fazlasını besleyebildiğinden emin olun.

Adım 8: İngiliz Hava Durumu

Bazı Şeyler Kontrol Edilemez

Çooook bulutlu.

Daha kötü olabilir bence.

En azından yağmur yağmıyor.

Henüz.

Ah. Hayır. Bekle, şimdi yağmur yağıyor.

Adım 9: Astrofotografideki İlk Denemem

Sabahları ay gökyüzünde görünürken şu anda kamerayı ve kendimi gündüz saatlerinde denemeye karar verdim, böylece ne yaptığımı görebiliyorum. Bu işte yeni olduğum için gün içinde bunu yapmanın en iyi yolunu hissettim.

Teleskopu kurduktan ve kamerayı köşegen içine yerleştirdikten sonra kamerayı açtım, WiFi erişim noktasına bağlandım, tarayıcımı yükledim ve ardından ayı aramaya başladım (eğer benim gibi cep telefonunuzdaysanız, buldum Mobil veriyi kapatmam gerekti, aksi takdirde telefon RPi web sunucusuna bağlanamazdı ve bunun yerine mobil veri ağı üzerinden dışarı çıkmaya çalıştı).

Bunu daha önce hiç yapmadığım için ne yaptığımdan tam olarak emin değildim. Kameranın çalıştığını kontrol etmek için ön tarafı kapattım ve telefonumda görüntü karardığında kameranın çalıştığını doğruladım. Daha sonra, ışıkta veya ışık noktasında bir değişiklik aramak için teleskopu hafifçe salladım. Tabii ki bir tane buldum ve bir süre teleskop kontrolleriyle uğraştıktan sonra onu sabit bir şekilde görmeyi başardım.

Sonraki odaktır. Teleskop geniş bir odak aralığına sahiptir ve arkadaki odak düğme(ler)ini döndürmek ayı kolayca odak noktasına getirdi (başlangıçta bunu diyagonal olmadan denedim ama yeterli hareket olmadığını ve sağlanan ek mesafeyi gerektirdiğini gördüm) yön değişikliği).

Şimdi ayı çektim, bazı fotoğraflar çektim. Ekli resimlerden de görebileceğiniz gibi, ışık yolunda çok fazla toz ve kir var. Tüm heyecanımdan lensleri ve çapraz aynayı temizlemeyi unuttum! Ayrıca kırmızı bir ton var, şu anda buna neyin sebep olduğundan tam olarak emin değilim…

Teleskopa iyi bir toz alma vereceğim ve bir sonraki yukarı bakışım için hazırlık olarak kamera için en iyi ayarları araştıracağım…

Resimler Photoshop'ta ayarlanmıştır. Tek yaptığım Photoshop'un yerleşik görüntü Otomatik Ton işlevini kullanmak. Düzenlenmemiş tüm ham görüntüleri bir zip dosyası olarak ekledim.

Fotoğraf makinesinde RTC olmadığı için fotoğraflarda gösterilen saat ve tarih yanlıştır. Görüntüler 19 Kasım 2016 sabahı yaklaşık 0900 UTC'de çekildi.

Adım 10: Parlak Fikirler….

Yağmur, bulut ve güneş ışığı arasındaki ara günlerde, teleskoba bir güneş filtresi takmak için hızlı bir tasarım çizdim. Filtre, çapı 100 mm'ye (4 ) kadar olan çiy kalkanı olan teleskoplar için tasarlanmıştır ve ayrıca kullanılmadığında filtreyi güvende tutmak için bir kılıf içerir.

thingiverse.com'dan indirin |

Güneş lekesi

Birkaç gün güneşin doğmasını bekledim, filtreyi teleskoba bağladım ve gökyüzüne doğrulttum. Kamerayı takmadan önce lensleri ve diyagonalleri çok güzel bir şekilde temizledim.

Kişi son derece dikkatli olmalı ve asla doğrudan güneşe bakmamalı, bu aptalca olurdu!

Sırtım güneşe dönük olarak teleskopu kurdum, filtreyi taktım ve kamerayı taktım. Güneşi gördüğümde bir güneş lekesi olduğunu gördüm! Birkaç fotoğraf çekmeden önce olabildiğince iyi odaklanmaya çalıştım. Ben de birkaç video yönettim.

Hâlâ kamerayı odaklamada sorun yaşıyorum, bunun teleskop odağını doğru kullanamamamdan mı, çok fazla pusluluktan mı yoksa başka bir şeyden mi kaynaklandığından emin değilim. Sadece teleskopu sallayan rüzgardan bile biraz sallanma var.

Kırmızı parıltının kaybolduğunu fark ettim, ama bunun nedeni yine teleskoba doğrultmuş olmam olabilir.

Bir dahaki sefere karanlıkta deneyeceğim…

Görüntüler 25 Kasım 2016 öğleden sonra yaklaşık 1300 UTC'de çekildi.

Adım 11: Deli, Çimlerin Üzerinde

'Kapsam'ı dışarı çıkarmak için koşulların uygun hale gelmesinden bu yana neredeyse üç hafta geçti.

Bu sefer karanlık! Önceki iki geziden öğrendiklerimi alarak bazı güzel fotoğraflar ve birkaç iyi video da almayı başardım.

Hala odak ve kırmızı renkle ilgili sorunlar yaşıyorum. Bunun nedeninin ne olduğunu bilen varsa gerçekten bilmek isterim.

Sanırım yalpalamaya yardımcı olması için daha sağlam bir tripoda veya motorlu bir odaklayıcıya ihtiyacım var………

Fotoğraflar ve videolar 14 Aralık 2016'da 1830 UTC'de çekildi.