Asztrofotózás a Raspberry Pi Zero -val: 11 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Korábban két másik Raspberry Pi alapú kameraprojektet készítettem [1] [2]. Ez a harmadik kameraötletem, az első Raspberry Pi Zero projektem. Ez az első alkalom az asztrofotózásban is!

A legutóbbi „Supermoon” hatására vissza akartam adni a bátyám régi Celestron Firstscope 70 EQ -ját. Az elmúlt körülbelül tíz évben a szemlencsék mind eltűntek, de a távcső fedelei a helyükön maradtak, és nem engedték el a port.

Hasznos elektronikai kádamban van egy Pi Zero és egy hozzáillő kamerakábel. LiPo, Powerboost 1000 és kamera modul mellett. Tökéletes alvadás az összetevők számára, csak érett az elkészítéshez…..

Tervezési rövid

Hozzon létre egy vezeték nélküli kamerát a Raspberry Pi Zero köré, amelyet úgy terveztek, hogy illeszkedjen egy 1,25 hüvelykes távcső szemlencse -foglalatába.

1. lépés: Alkatrészek

Elektronika

• Raspberry 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 akkumulátor.
• MicroSD kártya, (Amazon Affiliate Link).
• Vegyes vezeték.
• Miniatűr csúszka kapcsoló (SPDT), (Amazon Affiliate Link).

Raspberry Pi 3 | Opcionális, (Amazon Affiliate Link)

Hardver

• 4 x 20 mm-es női-női M3 sárgaréz hatszögtartó, (Amazon Affiliate Link).
• 8 x M3 10 mm -es foglalatos csavar, (Amazon Affiliate Link).
• 1 x SpoolWorks Basic fekete PLA szál.
• 1 x NinjaTek NinjaFlex szál.

Fájlok

Az STL, STP és 123dx fájlok a | thingiverse.com

Kérjük, támogassa munkámat itt az Instructables és a Thingiverse témában

vásárláskor az alábbi kapcsolt linkek használatával. Kösz:)

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

2. lépés: Az alkatrészek előkészítése

Annak érdekében, hogy könnyebb legyen a helyzet, és hozzáférhessünk az USB WiFi hardverkulcson található névjegyekhez, el kell távolítanunk a tokot a hardverkulcsból. Egyszerűen vágja szét a műanyag tokot egy késsel, és óvatosan távolítsa el a NYÁK -ot.

A lencsét is el kell távolítania a kamera modulból. A Raspberry Torte wikiben található egy útmutató, amely bemutatja, hogyan kell ezt megtenni. Hagyja ezt a lépést az összeszerelésig, ha nem szeretné, hogy a fényképezőgép lencséje közben port gyűjtsön.

3. lépés: Tervezés

123D Design -ot használok az alkatrészek modellezésére.

Figyelembe veendő szempontok az FFC útvonala. Hozzáférés az SD -kártyához, a Powerboost MicroUSB -csatlakozójához, kábelútvonalakhoz, hely a LiPo -csatlakozóhoz, valahol a Wifi -kulcs és a kapcsoló. Ezenkívül a fényképezőgépnek be kell illeszkednie a távcső szabványos 1,25 hüvelykes okulárnyílásába.

Elkezdtem modellezni egy tokot, hogy elférjen a Zero körül, megjegyezve az SD kártya foglalatot és a kamera FFC helyzetét.

A többi kameraprojektemhez hasonlóan én is egy rétegtípust használtam, ahol minden egyes új réteg egy keretet alkot egy új alkatrészhez vagy alkatrészekhez.

Könnyen elfelejthető, hogy az elektronika összekötéséhez vezetékekre lesz szükség. Ezért feltétlenül adjon hozzá kábelvezetést.

A test utolsó tulajdonsága egy módszer az egész összetartására. Sárgaréz hatszögletű távtartókkal tisztán tartja a dolgokat anélkül, hogy anyák jelennének meg a fényképezőgép külső oldalán.

Egyetlen kamera sem teljes néhány tartozék nélkül. Rajzoltam egy lencsesapkát, amelyet rugalmasan nyomtatásra terveztek, és egy adaptergyűrűt a nagyobb, 2 hüvelykes okuláris távcsövekhez.

Az összeszerelés során azt tapasztaltam, hogy a kamera kábele nem elég hosszú! Ahelyett, hogy hosszabb, nem szabványos kábelt használnék, és bonyolítanám a dolgokat mindazok számára, akik saját kamerát akartak építeni, a terveket úgy módosítom, hogy kompenzálják az FFC hosszúságának hiányát. A kamera helyzetét a test közepéről, oldalra helyeztem.

4. lépés: Nyomtatás

A Simplify3D -t használom a modellek szeletelésére nyomtatáshoz. Az E3D BigBox -jára nyomtatják.

Importálja a modelleket a szeletelőgépébe. Mivel van BigBox -om, mindegyik elfér a nyomtatóágyon. Állítsa be a szeletelőt.

Szeletelő beállítások

• 0,25 mm rétegmagasság.
• 15% kitöltés.
• 3 kerület.
• 3 felső réteg.
• 3 Alsó rétegek.
• 50 mm/s nyomtatási sebesség.

A nyomtatás ~ 10 órát vett igénybe mind a 8 rész elkészítéséhez. Ha van tartalék Raspberry Pi, akkor a fantasztikus OctoPrint segítségével távolról felügyelheti és vezérelheti nyomtatóját!

A test és az adapter SpoolWorks Basic Black PLA szállal van nyomtatva. A sapka NinjaTek NinjaFlex szállal van nyomtatva.

Amíg a nyomtatás befejezésére vár, nagyszerű alkalom nyílik a szoftver rendezésére.

5. lépés: Szoftver

Szüksége lesz egy szabványos Raspberry Pi -re az SD -kártya előkészítéséhez a kamerához.

Mivel nem akarjuk vagy szükségünk van a teljes Raspbian képre, kezdjük a Jessie Lite képfájl letöltésével a Raspberry Pi webhelyről. Kövesse a telepítési útmutatót a kép SD -kártyára írásához.

Mivel WiFi -n keresztül fogjuk elérni a kamerát, most telepítenünk kell egy webes felületet a kamerához. RPi-Cam-Web-Interface-t használok. Kövesse útmutatójukat a szoftver telepítéséhez az image-buildhez.

A WiFi hardverkulcsot hotspotként kell konfigurálni. Van egy hasznos útmutató Phil Martin -tól, amely az RPi -t hotspotként konfigurálja | Wifi csatlakozási pont. A HOSTAPD KONFIGURÁLÁSA alatt átnevezem az ssid-et a Pi3-AP-ből Telescope-ra.

Végezetül az esetleges fények leállítása érdekében a fényképezőgép fedélzeti LED-je kikapcsolható az alábbi útmutató követésével | letiltja a LED -et.

Egyszerűen eltávolíthatja a MicroSD -kártyát a szokásos RPi -ről, miután megfelelően leállította, és egyenesen az RPi Zero -ba helyezheti. A szoftver működéséhez nem kell változtatnia.

Lehetőség van arra is, hogy egyszerűen csatlakoztassa a Raspberry Pi Zero -t az otthoni WiFi hálózatához, ha az távcsöve hatótávolságán belül van.

6. lépés: Összeszerelés

Nyomtatott alkatrészek

Tűreszelőt vittem az összes nyomtatott rész felső felületére, kivéve az utolsó réteget. Ez eltávolítja a magas pontokat, és egyenletes és lapos illeszkedést biztosít a rétegek egymásra rakásakor.

Raspberry Pi Zero vezetékek

Négy vezetéket kell forrasztani a Pi -hez, két tápkábelt és két USB -kábelt. Újrahasznosítottam a vezetékeket egy régi USB -kábelről. Chris Robinson útmutatója alapján alacsony profilú WiFi hardverkulcs hozzáadásához a Raspberry Pi Zero -hoz kiválaszthatjuk a megfelelő forrasztópárnákat.

Chris útmutatójában az alsó oldalon lévő forrasztópárnákat használja a bekapcsoláshoz, azonban a GPIO -t fogjuk használni az 5 V táplálásához az RPi -be. Ezzel az útmutatóval az RPi GPIO -hoz és a csapokhoz tudjuk, hogy +5v (piros vezeték) csatlakozni akarunk a 2 -es tűhöz, és GND (fekete vezeték) a 6 -os tűhöz.

1-3. Rétegek

Rögzítse a négy 20 mm -es sárgaréz hatszögletű távtartót az első nyomtatott részhez 4 x M3 10 mm -es foglalatos csavarokkal. Helyezze le az alkatrészt. Illessze az FFC -t az RPi -be, és helyezze a nyomtatott részbe. Ne felejtse el behelyezni a MicroSD kártyát!

Illessze a második réteget a tetejére, ügyelve arra, hogy a kábelt és az FFC -t a lyukakon keresztül vezesse.

Helyezze a 3. réteget a veremre, majd vegye újra a kábelt a kábelekkel.

4. réteg

A Chris útmutató Pinout Reference segítségével forraszthatjuk a tápkábeleket a WiFi hardverkulcshoz.

Helyezze a 4. réteget a veremre, óvatosan a vezetékekkel.

Forrasztja be a két kábelt az RPi USB párnáiból a WiFi hardverkulcsba. Helyezze a kulcsot a verembe a Powerboost 1000 -el együtt.

Vágja el a négy tápkábelt hosszúságra, és forrasztja a Powerboosthoz. Ellenőrizze a csatlakozásokat az Adafruit Pinouts Guide -jával.

A főkapcsolónak három csatlakozóra van szüksége. Háromirányú szalagkábelt forrasztottam a kapcsolóra, mielőtt a 4. rétegbe illesztettem. Vezesse körbe a vezetékeket a Powerboosthoz és forrasztja be. Ellenőrizze a csatlakozásokat az Adafruit BE/KI-útmutatója szerint.

Az elem

Az akkumulátor vezetékei túl hosszúak, és ideális esetben le kell rövidíteni.

Ez potenciálisan veszélyes lépés, és csak akkor szabad megpróbálni, ha elégedett a képességeivel, hogy biztonságosan megtegye

Először távolítsa el az akkumulátor NYÁK -ját és forrasztókapcsait borító Kapton -szalagot. Ha nincs saját tekercsszalagja, tartsa az eltávolított szalagot a csomag újratelepítése során.

Oldja ki a vezetékeket a NYÁK -ból, és illessze a csatlakozót a Powerboosthoz.

Vezesse át a vezetékeket az 5. réteg lyukán, és közelítse meg a kívánt hosszúságot, mielőtt levágja a felesleget. Biztonságos egy kicsit több vezetéket hagyni, mint gondolná.

Szerelje fel a vezetékeket az akkumulátorra, és tekerje be a PCB -t Kaptop szalagba.

5. réteg

Az 5 -ös réteg alsó oldalához két habpárnát tettem, hogy a Powerboost ne mozogjon.

Vezesse át az akkumulátor dugóját az 5. réteg lyukán, és dugja be a Powerboost -ba.

Vezesse át az FFC -t az 5. réteg lyukán, és tegye a veremre.

Helyezze az akkumulátort a rétegben lévő helyre.

Teszt

Itt az ideje, hogy ellenőrizze, minden működik -e. Röviden csatlakoztassa a kamerát az FFC -hez, és pöccintse a kapcsolót. A Powerboost jelzőfényének ki kell gyulladnia (a 3. rétegben van egy kis lyuk, amelyen keresztül látnia kell a kék LED -et).

Várjon néhány percet, és telefonja, mobilja vagy más WiFi -eszköze segítségével keresse meg a Telescope ssid -et. Képesnek kell lennie csatlakozni, és a böngésző 127.24.1.1-re mutatásával meg kell jelenítenie az RPi-Cam-Web-Interface-t.

Ha minden rendben van, állítsa le a rendszert, kapcsolja ki a kapcsolót, vegye ki a fényképezőgépet, és folytassa a felépítéssel. Ha úgy találja, hogy a dolgok nem a tervek szerint alakulnak, nézze át az utasításokat, és javítsa ki a problémákat.

6. réteg

Ha még nem tette meg, vegye ki az objektívet a kamera modulból. Az utasításokat a Raspberry Torte Wiki tartalmazza.

Helyezze a 6. réteget a veremre, táplálja át az FFC -n, és rögzítse a kamerát az FFC -hez.

7. réteg

Miközben lenyomva tartja a kamerát a 6. rétegben, adja hozzá a 7. réteget a veremhez.

8. réteg

Tartsa a 7. réteget a helyén, és a 8. réteget a tetején. Hagyja a kamerát a 8. réteg nyílásához igazodni.

Rögzítse a 8. réteget 4 x M3 10 mm -es foglalatos csavarral.

Kamera sapka

Amint mindent összeszerelt, illessze a kupakot a kamerába. Ez segít távol tartani a port és egyéb szennyeződéseket az érzékeny CCD -től.

7. lépés: Felkészülés

Mielőtt elkezdenénk

Győződnie kell arról, hogy az akkumulátor teljesen fel van töltve. Csatlakoztasson egy Micro USB töltőt a Powerboost csatlakozójához. Kicsit több mint két órába telhet, amíg teljesen feltöltődik az üresből. Keresse meg a kis zöld LED -et, hogy világítson, amikor teljesen fel van töltve, szinte látnia kell a rést.

Érdemes megjegyezni, hogy ez több, mint lehetőség arra, hogy egy tápegységet magával vigyen. A Powerboost teljes körű energiagazdálkodással rendelkezik, és egyszerre tudja tölteni az akkumulátort és a fényképezőgépet is. Ha egy tápfeszültség közelében van, semmi sem akadályoz meg abban, hogy USB töltőt futtasson a fényképezőgéphez a végtelen felvételhez. Csak győződjön meg arról, hogy mind a tápegység, mind az akkumulátor képes 2A vagy annál nagyobb tápellátásra.

8. lépés: A brit időjárás

Néhány dolog nem ellenőrizhető

Hű, felhős.

Gondolom rosszabb is lehet.

Legalább nem esik.

Még.

Ó. Várj, most esik.

9. lépés: Első próbálkozásom az asztrofotográfiával

Míg a Hold reggel látható az égen reggel, úgy döntöttem, hogy kipróbálom a kamerát és magam is a nappali órákban, hogy lássam, mit csinálok. Mivel új vagyok ebben, a legjobbnak éreztem ezt napközben.

Miután beállítottam a távcsövet, és a kamerát átlósra telepítettem, bekapcsoltam a kamerát, csatlakoztam a WiFi hozzáférési ponthoz, betöltöttem a böngészőmet, majd elkezdtem keresni a holdat (Ha a mobiltelefonján olyan vagyok, Ki kellett kapcsolnom a mobiladatokat, különben a telefon nem tud csatlakozni az RPi webszerverhez, és inkább a mobil adathálózaton próbáltam kimenni).

Mivel ezt még soha nem tettem, nem voltam egészen biztos abban, hogy mit csinálok. A kamera működésének ellenőrzéséhez lefedtem az előlapot, és megerősítettem, hogy a kamera működik, amikor a kép sötét lett a telefonomon. Ezután egyszerűen körbejártam a teleszkópot, és kerestem a fény vagy a fényfolt megváltozását. Valóban találtam egyet, és egy idő után a teleszkópok kezelőszerveivel való babrálás után sikerült stabilan látnom.

A következő a fókusz. A teleszkóp nagy fókusztávolságú, és a hátsó fókuszgomb (ok) mozgatásával könnyedén fókuszálhat a Holdra (eredetileg ezt az átló nélkül próbáltam ki, de azt tapasztaltam, hogy nem volt elég mozgás, és ehhez szükség volt a az irányváltozás).

Most lőttem a holdat, és készítettem néhány fényképet. Amint a mellékelt képekből is látszik, sok por és szennyeződés van a fényútban. Minden izgalmamban elfelejtettem megtisztítani a lencséket és az átlós tükröt! Van egy vörös árnyalat is, nem vagyok teljesen biztos abban, hogy mi okozza ezt jelenleg …

Jó port fogok adni a távcsőnek, és megvizsgálom a fényképezőgép legjobb beállításait, hogy felkészüljek a következő felfelé irányuló tekintetemre…

A képeket Photoshopban módosítottuk. Csak annyit tettem, hogy a Photoshop beépített kép automatikus hangszín funkcióját használtam. Az összes nyers, szerkesztetlen képet mellékeltem zip fájlként.

A képeken látható idő és dátum helytelen, mivel nincs RTC a fényképezőgépben. A képek 2016. november 19 -én reggel készültek, körülbelül 0900 UTC -kor.

10. lépés: Fényes ötletek…

Az eső, a felhő és a napsütés közötti időszakokban gyorsan rajzoltam egy napszűrő rögzítését a távcsőhöz. A szűrőt legfeljebb 100 mm (4 ) átmérőjű harmatvédővel rendelkező teleszkópokhoz tervezték, és tartalmaz egy tokot is, amely biztonságban tartja a szűrőt, amikor nem használja.

Letöltés a thingiverse.com oldalról |

Napfolt

Vártam néhány napot, amíg kisüt a nap, rögzítettem a szűrőt a távcsőhöz, és az ég felé mutattam. A fényképezőgép csatlakoztatása előtt jó tisztaságot adtam a lencséknek és az átlónak.

Rendkívül óvatosnak kell lenni, és soha ne nézzen közvetlenül a napba, ez butaság lenne!

Hátammal a nap felé állítottam a távcsövet, beszereltem a szűrőt és rögzítettem a kamerát. Amikor a napsütésben voltam, rájöttem, hogy van egy napfolt! Próbáltam a lehető legjobban összpontosítani, mielőtt néhány fotót készítettem. Nekem is sikerült néhány videó.

Továbbra is problémáim vannak a fényképezőgép fókuszálásával. Nem vagyok biztos benne, hogy ez annak köszönhető, hogy nem tudtam megfelelően használni a távcső fókuszát, vagy túl nagy a köd, vagy valami más. Van egy kis ingadozás, még akkor is, ha csak a szél ringatja a távcsövet.

Észrevettem, hogy a vörös vakító fény eltűnt, de ez megint csak azért lehet, mert pont a távcsőre mutatok.

Legközelebb sötétben kipróbálom…

A képek 2016. november 25 -én délután készültek, körülbelül 1300 UTC -kor.

11. lépés: Az őrült a fűben van

Közel három hét telt el azóta, hogy a feltételek megfelelőek voltak ahhoz, hogy kivegyék a hatókört.

Ez az idő sötét! A két korábbi kirándulás tanulságait összegyűjtve sikerült néhány szép fotót és néhány jó videót is készítenem.

Még mindig vannak problémáim a fókuszálással és a vörös árnyalattal. Ha valaki tudja, mi az oka, nagyon szeretném tudni.

Azt hiszem, egy ridegebb állványra van szükségem a hullámzáshoz, vagy egy motoros fókuszálóra ………

A fotók és videók 2016. december 14 -én, 1830 UTC -kor készültek.