Astrofotografija s Raspberry Pi Zero .: 11 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Napravio sam još dva projekta kamera temeljenih na Raspberry Pi [1] [2]. Ovo je moja treća ideja o kameri, moj prvi projekt Raspberry Pi Zero. Ovo mi je ujedno i prvi put na astrofotografiji!

Potaknut nedavnim 'Supermjesecom', htio sam vratiti u službu stari bratov Celestron Firstscope 70 EQ. Tijekom posljednjih 10 -ak godina okulari su nestali, ali su teleskopski poklopci ostali na mjestu čuvajući prašinu.

U mojoj kadi s korisnom elektronikom nalazi se Pi Zero i odgovarajući kabel kamere. Uz LiPo, Powerboost 1000 i modul kamere. Savršena koagulacija komponenti, tek zrela za izradu ….

Ukratko o dizajnu

Napravite bežičnu kameru izgrađenu oko Raspberry Pi Zero koja je dizajnirana tako da stane u teleskopsku utičnicu od 1,25.

Korak 1: Komponente

Elektronika

• Malina Pi Zero.
• Raspberry Pi kamera, (Amazon Affiliate Link).
• Raspberry Pi Zero kamera FFC.
• Raspberry Pi USB Wifi Dongle, (Amazon Affiliate Link).
• Adafruit Powerboost 1000, (Amazon Affiliate Link).
• LiPo baterija.
• MicroSD kartica, (Amazon Affiliate Link).
• Razna žica.
• Minijaturni klizni prekidač (SPDT), (Amazon Affiliate Link).

Malina Pi 3 | Izborno, (Amazon Affiliate Link)

Hardver

• 4 x 20 mm žensko-ženski M3 šesterokutni razmaknici od mesinga, (Amazon Affiliate Link).
• 8 x vijci s utičnicom M3 10 mm, (Amazon Affiliate Link).
• 1 x SpoolWorks osnovna crna PLA nit.
• 1 x NinjaTek NinjaFlex vlakna.

Datoteke

Datoteke STL, STP i 123dx dostupne su s | thingiverse.com

Pomozite mi podržati moj rad ovdje na Instructables -u i na Thingiverse -u

korištenjem sljedećih partnerskih veza pri kupnji. Hvala:)

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

Korak 2: Priprema dijela

Kako bismo olakšali stvari i dobili pristup kontaktima na USB WiFi ključu, morat ćemo ukloniti kućište s ključa. Jednostavno nožem razdvojite plastično kućište i pažljivo uklonite PCB.

Također ćete morati ukloniti leću s modula kamere. Na vodiču Raspberry Torte postoji vodič koji pokazuje kako to učiniti. Ovaj korak možete ostaviti do montaže ako ne želite da objektiv fotoaparata u međuvremenu sakupi prašinu.

Korak 3: Dizajn

Za modeliranje dijelova koristim 123D Design.

Razmatranja koja treba uzeti u obzir su putanja za FFC. Pristup SD kartici, utičnici MicroUSB na Powerboostu, stazama kabela, prostoru za LiPo utikač i negdje za Wifi Dongle i prekidač. Osim toga, kamera mora stati u standardni otvor za okular od 1,25 u teleskopu.

Počeo sam modelirati kućište tako da stane oko nule, pazeći na utor za SD karticu i položaj FFC kamere.

Kao i kod mojih drugih projekata fotoaparata, koristio sam dizajn sloja sa svakim novim slojem koji čini okvir za novu komponentu ili komponente.

Lako je zaboraviti da će za povezivanje elektronike biti potrebne žice. Stoga svakako dodajte usmjeravanje kabela.

Posljednja značajka za tijelo je metoda držanja svega na okupu. Koristeći mesingane šesterokutne razmaknice održava stvari čistima bez matica na vanjskoj strani fotoaparata.

Nijedna kamera nije potpuna bez dodatne opreme. Napravio sam poklopac objektiva, dizajniran za ispis u fleksibilnim materijalima, i prsten za adapter za veće teleskope od 2 okulara.

Tijekom montaže otkrio sam da kabel kamere nije dovoljno dugačak! Umjesto da koristim dulji nestandardni kabel i kompliciram stvari za svakoga tko je želio izgraditi vlastitu kameru, prilagodio sam dizajn kako bih kompenzirao nedostatak duljine FFC-a. Pomicao sam položaj kamere sa središta tijela, u stranu.

Korak 4: Ispis

Koristim Simplify3D za rezanje modela za ispis. Tiskane su na E3D -ovom BigBoxu.

Uvezite modele u rezač. Kako ja imam BigBox, svi će zajedno stati na tiskanu ploču. Konfigurirajte svoj rezač.

Postavke rezača

• Visina sloja 0,25 mm.
• 15% ispune.
• 3 oboda.
• 3 gornja sloja.
• 3 donja sloja.
• Brzina ispisa 50 mm/s.

Ispis je trajao ~ 10 sati za izvođenje svih 8 dijelova. Ako imate rezervni Raspberry Pi, možete daljinski nadzirati i upravljati svojim pisačem uz fantastičan OctoPrint!

Tijelo i adapter ispisani su SpoolWorks Basic Black PLA filamentom. Poklopac je otisnut NinjaTek NinjaFlex filamentom.

Dok čekate da ispis završi sada je sjajno vrijeme za rješavanje softvera.

Korak 5: Softver

Za pripremu SD kartice za kameru trebat će vam standardni Raspberry Pi.

Budući da ne želimo ili ne trebamo potpunu Raspbian sliku, možemo početi preuzimanjem datoteke slike Jessie Lite sa web stranice Raspberry Pi. Slijedite njihov vodič za instalaciju da biste sliku zapisali na SD karticu.

Kako ćemo kameri pristupiti putem WiFi -ja, sada moramo instalirati web sučelje za kameru. Koristim RPi-Cam-Web-sučelje. Slijedite njihov vodič za instaliranje softvera na svoju sliku.

WiFi ključ morate konfigurirati kao žarišnu točku. Postoji koristan vodič Phil Martina koji konfigurira RPi kao hotspot | WiFi HotSpot. Tijekom odjeljka CONFIGURE HOSTAPD promijenio sam naziv ssid iz Pi3-AP u Telescope.

Na kraju, kako biste zaustavili bilo kakvo lutajuće svjetlo, ugrađena LED dioda fotoaparata može se isključiti slijedeći ovaj vodič | onemogućite LED.

Možete jednostavno izvaditi MicroSD karticu iz standardnog RPi -a nakon što ste je ispravno isključili i staviti je ravno u RPi Zero. Ne morate mijenjati softver da bi radio.

Jedna također ima mogućnost jednostavnog povezivanja Raspberry Pi Zero s kućnom WiFi mrežom, ako se nalazi u dosegu vašeg teleskopa.

Korak 6: Montaža

Tiskani dijelovi

Uzeo sam datoteku za iglu na gornje površine svih ispisanih dijelova, osim završnog sloja. To će ukloniti sve visoke točke i osigurati ravnomjerno i ravno uklapanje pri slaganju slojeva zajedno.

Raspberry Pi Zero ožičenje

Potrebne su nam četiri žice za lemljenje na Pi, dva kabela za napajanje i dva USB kabela. Reciklirao sam žice sa starog USB kabela. Pomoću vodiča Chrisa Robinsona za dodavanje niskoprofilnog WiFi ključa u Raspberry Pi Zero možemo odabrati ispravne jastučiće za lemljenje.

U Chrisovom vodiču on koristi jastučiće za lemljenje na donjoj strani za napajanje, međutim mi ćemo koristiti GPIO za napajanje 5v u RPi. Pomoću ovog vodiča za RPi GPIO i pinove znamo da želimo spojiti +5v (crvena žica) na pin 2 i GND (crna žica) na pin 6.

Slojevi 1 - 3

Pričvrstite četiri šesterokutna odstojnika od mesinga od 20 mm na prvi ispisani dio pomoću 4 vijka s utičnicom M3 10 mm. Postavite dio dolje. Postavite FFC na RPi i postavite ga u ispisani dio. Ne zaboravite staviti MicroSD karticu!

Postavite sloj dva preko vrha pazeći da kabel i FFC provučete kroz rupe.

Stavite sloj 3 na snop, ponovno uzmite kabel s kabelima.

Sloj 4

Koristeći Pinout Reference iz Chrisovog vodiča možemo lemiti kabele za napajanje na WiFi Dongle.

Stavite sloj 4 na snop vodeći računa o žicama.

Lemite dva kabela s RPi USB jastučića na WiFi ključ. Stavite dongle u hrpu zajedno s Powerboostom 1000.

Prerežite četiri žice za napajanje prema dužini i lemite na Powerboost. Dvaput provjerite veze prema Adafruit -ovom Vodiču za ispis.

Prekidaču za napajanje potrebna su tri priključka. Lemio sam prekidač u duljinu 3-smjernog vrpčnog kabela prije nego što ga ugradim u sloj 4. Provucite žice oko Powerboosta i lemite unutra. Dvaput provjerite veze prema Adafruitovom Vodiču za uključivanje/isključivanje.

Baterija

Žice na bateriji su preduge i idealno bi ih trebalo skratiti.

Ovo je potencijalno opasan korak i treba ga pokušati samo ako se razumijete u svoje sposobnosti da to učinite sigurno

Počnite uklanjanjem Kapton trake koja prekriva PCB baterije i terminale za lemljenje. Ako nemate vlastitu rolu trake, čuvajte uklonjenu traku dok se paket ponovno ne sastavi.

Opojite žice s PCB -a i spojite konektor na Powerboost.

Provucite žice kroz rupu u sloju 5 i približite potrebnu duljinu prije nego što odrežete višak. Sigurno je ostaviti malo više žice nego što mislite da će vam trebati.

Spojite žice na bateriju i umotajte PCB u traku za prijenosno računalo.

Sloj 5

Dodao sam dva jastučića od pjene na donju stranu sloja 5 kako bih spriječio kretanje Powerboosta.

Provucite utikač baterije kroz rupu u sloju 5 i umetnite ga u Powerboost.

Provucite FFC kroz rupu u sloju 5 i stavite ga na hrpu.

Stavite bateriju u prostor u sloju.

Test

Sada je dobro vrijeme da provjerite radi li sve. Kratko spojite kameru na FFC i pritisnite prekidač. Lampica na Powerboostu bi se trebala uključiti (postoji mala rupa u sloju 3 kroz koju biste mogli vidjeti plavu LED diodu za napajanje).

Pričekajte nekoliko trenutaka i pomoću telefona, mobilnog telefona ili drugog WiFi uređaja skenirajte ssid teleskopa. Trebali biste se moći povezati i usmjeravanjem preglednika na 127.24.1.1 prikazati će vam se RPi-Cam-web-sučelje.

Ako je sve u redu, isključite sustav, isključite prekidač, izvadite kameru i nastavite s izradom. Ako utvrdite da stvari nisu krenule po planu, provjerite upute i riješite probleme.

Sloj 6

Ako to već niste učinili, uklonite objektiv s modula kamere. Za upute pogledajte Raspberry Torte Wiki.

Postavite sloj 6 na hrpu, provucite kroz FFC i pričvrstite kameru na FFC.

Sloj 7

Dok držite kameru u sloju 6, dodajte sloj 7 u hrpu.

Sloj 8

Držite sloj 7 na položaju, a sloj 8 na vrhu. Dopustite kameri da se poravna s otvorom u sloju 8.

Osigurajte sloj 8 pomoću 4 x M3 vijka s poklopcem od 10 mm.

Kapa za kameru

Čim je sve sastavljeno, postavite poklopac na fotoaparat. To će pomoći zadržati prašinu i ostale detrituse s osjetljivog CCD -a.

Korak 7: Priprema

Prije nego počnemo

Morat ćete provjeriti je li baterija potpuno napunjena. Uključite mikro USB punjač u priključak na Powerboostu. Trebalo bi proći nešto više od dva sata da se potpuno napuni. Potražite malu zelenu LED lampicu koja će zasvijetliti kad je potpuno napunjena, trebali biste je vidjeti gotovo kroz otvor.

Vrijedi napomenuti da je to više od mogućnosti nošenja napajanja sa sobom. Powerboost ima potpuno upravljanje energijom i može istovremeno puniti bateriju i napajati kameru. Ako ste blizu točke napajanja, ništa vas ne sprječava da pokrenete USB punjač do fotoaparata za beskrajno snimanje. Samo pazite da i napajanje i baterija mogu napajati 2A ili više.

Korak 8: Britansko vrijeme

Neke stvari se ne mogu kontrolirati

Ooooo, oblačno je.

Pretpostavljam da bi moglo biti i gore.

Barem ne pada kiša.

Još.

Oh. Ne. Čekaj, sada pada kiša.

Korak 9: Moj prvi pokušaj astrofotografije

Dok je mjesec ujutro vidljiv na nebu, u ovom trenutku sam odlučio isprobati kameru i sebe tijekom dana kako bih mogao vidjeti što radim. Budući da sam nov u ovome, smatrao sam da je najbolje to učiniti tijekom dana.

Nakon što sam postavio teleskop i kameru postavio u dijagonalu, uključio sam kameru, povezao se s WiFi pristupnom točkom, učitao preglednik i počeo tražiti Mjesec (Ako ste na svom mobilnom telefonu kao ja, otkrio sam Morao sam isključiti mobilne podatke jer se u protivnom telefon ne bi spojio na RPi web poslužitelj i umjesto toga pokušao izaći preko mobilne podatkovne mreže).

Budući da to nikada prije nisam učinio, nisam bio sasvim siguran što radim. Da bih provjerio je li kamera radila, pokrio sam prednji dio i potvrdio da kamera radi kada se slika zatamnila na mojem telefonu. Zatim sam jednostavno pomicao teleskop tražeći promjenu svjetla ili svjetlosne mrlje. Svakako da sam pronašao jednu i nakon nekog vremena petljanja po teleskopskim kontrolama uspio sam je postići stabilnom.

Slijedi fokus. Teleskop ima veliki žarišni raspon, a okretanjem gumba za fokusiranje na stražnjoj strani lako je Mjesec bio fokusiran (prvotno sam to pokušao bez dijagonale, ali ustanovio sam da nema dovoljno putovanja te je potrebna dodatna udaljenost promjena smjera).

Sada kad sam snimio Mjesec napravio sam nekoliko fotografija. Kao što možete vidjeti iz priloženih slika, na svjetlosnom putu ima puno prašine i prljavštine. U svom svom uzbuđenju zaboravio sam očistiti leće i dijagonalno ogledalo! Postoji i crvena nijansa, nisam potpuno siguran što trenutno uzrokuje ovo …

Učinit ću teleskop dobrim brisanjem prašine i istražiti najbolje postavke za kameru u pripremi za moj sljedeći pogled prema gore …

Slike su prilagođene u Photoshopu. Sve što sam učinio je korištenje Photoshopove ugrađene funkcije Auto Tone. Sve neobrađene neobrađene slike priložio sam kao zip datoteku.

Vrijeme i datum prikazani na fotografijama nisu točni jer u kameri nema RTC -a. Slike su snimljene ujutro 19. studenog 2016. oko 09:00 UTC.

Korak 10: Svijetle ideje ……

U danima između kiše, oblaka i sunca nacrtao sam brzi dizajn za pričvršćivanje solarnog filtra na teleskop. Filter je dizajniran za teleskope sa zaštitom od rose do 100 mm (4 ) u promjeru, a također sadrži i kovčeg za zaštitu filtera kada se ne koristi.

Preuzmite s thingiverse.com |

Sunčeva pjega

Čekao sam nekoliko dana da izađe sunce, pričvrstio filter na teleskop i usmjerio ga prema nebu. Dobro sam očistio leće i dijagonalu prije nego što sam pričvrstio kameru.

Morate biti iznimno oprezni i nikada ne gledati izravno u sunce, to bi bilo glupo!

Leđima okrenut prema suncu postavio sam teleskop, postavio filter i pričvrstio kameru. Kad sam imao sunce na vidiku, otkrio sam da postoji mjesto za sunce! Pokušao sam se fokusirati što sam bolje mogao prije nego što sam napravio nekoliko fotografija. Uspio sam i nekoliko videa.

I dalje imam problema s fokusiranjem kamere, nisam siguran je li to posljedica moje nemogućnosti pravilnog korištenja fokusa teleskopa ili ima previše zamagljenja ili je u pitanju nešto drugo. Malo se ljulja, čak i od samo vjetra koji ljulja teleskop.

Primijetio sam da je crveni odsjaj nestao, ali opet bi to moglo biti zato što pokazujem ravno u teleskop.

Sljedeće ću probati u mraku …

Slike su snimljene poslijepodne 25. studenog 2016. oko 1300 UTC.

Korak 11: Ludak je na travi

Prošla su gotovo tri tjedna otkako su stvoreni uvjeti da se opseg izbaci van.

Ovo vrijeme je mračno! Učeći iz dva prethodna izleta, uspio sam dobiti i neke lijepe fotografije i nekoliko dobrih videa.

I dalje imam problema s fokusom i crvenom bojom. Ako netko zna koji je uzrok, doista bih volio znati.

Mislim da mi treba jači tronožac za pomoć pri ljuljanju ili motorizirani fokus ………..

Fotografije i video zapisi snimljeni su 14. prosinca 2016. u 1830 UTC.