Készítsen rádióteleszkópot a Raspberry Pi -vel: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Valóban könnyű beszerezni egy optikai távcsövet. Csak vásárolhat egyet az ilyen távcsövek gyártójától. Ugyanez azonban nem igazán mondható el a rádióteleszkópokról. Általában saját maga kell elkészítenie őket. Ebben az utasításban megmutatom, hogyan kell felépíteni egy rádióteleszkópot, amely 10,2 GHz és 12,75 GHz frekvenciákon pásztázza az eget.

1. lépés: Az alkatrészek beszerzése

Ennek a rádióteleszkópnak az elkészítéséhez először meg kell szereznie az alkatrészeket.

• Műholdas antenna csak egy LNB rögzítéssel (beszerezhető online, így vagy máshol)
• Nylon vagy teflon alátétek
• LNB
• Kenyeretábla
• Analóg műholdkereső
• DC Barrel Jack és a hozzá tartozó AC-DC adapter (15 volt ehhez a keresőhöz)
• Raspberry Pi szabványos perifériákkal és legalább 16 GB SD kártyával
• Jumper vezetékek
• 16 bites ADS1115 analóg-digitális átalakító
• 100 µH mikrohenry RF fojtó
• Csatlakozó vezeték (22-Guage-t használtam)
• F-típusú koaxiális kábel, legalább 6 láb hosszú
• Standard forrasztóanyagok

A rádióteleszkóp használatához megfelelő szoftverre is szüksége lesz. Le kell töltenie a Raspberry Pi Raspbian -ra, amelynek tartalmaznia kell a Python 3 -at, és az ADS1115 Python könyvtárát.

Okostelefonja esetén műholdas nyomkövető alkalmazást szeretne használni a műholdak és a csillagos tárgyak közötti különbségtételhez, valamint csillagkövető alkalmazást, hogy megtudja, hol vannak az égi tárgyak az égen.

2. lépés: Hardver

Kövesse az ábrát és a képeket a rádióteleszkóp elektronikájának elkészítésekor.

A kereső tárcsájához vezető vezetékeket le kell választani a tárcsáról. Az ADS1115 földelőcsatlakozása a tárcsához vezető földelőcsaphoz csatlakozik, és az analóg bemenetet a másik vezetékhez kell csatlakoztatni.

Magán az edényen nejlon alátétet kell elhelyezni az anya és a tartalék tartó között.

3. lépés: Szoftver

Az adatok olvasása és tárolása érdekében a Raspberry Pi és az ADS1115 jön szóba. Bármelyik Raspberry Pi a Raspbian legújabb verziójával képes erre. A szoftverkönyvtárra vonatkozó utasítások az Adafruit webhely PDF -fájljában találhatók. A letöltés előtt be kell állítania a Python 3 -at alapértelmezett Python -ként. Az ellenőrzéshez írja be a terminált

python -verzió

Ha Python 3.x.x feliratú választ kap, az alapértelmezett Python -verzió a Python 3, és nem kell módosítania az alapértelmezett Python -verziót. Ha azonban az alapértelmezett verzió a 2 -es verzió, akkor módosítania kell, ha belép a terminálba és beír

sudo update-alternatives --config python

Ezután nyomja meg a 0 gombot a Python 3 alapértelmezett verziójának kiválasztásához. Miután letöltötte a Python könyvtárat, letöltheti a rádióteleszkóp használatához szükséges kódot. A Raspberry Pi -n hozzon létre egy /home /pi mappát radio_telescope_files néven. Természetesen rendelkeznie kell Raspberry Pi szabványos perifériákkal, például billentyűzettel, egérrel és monitorral. Ha a Raspberry Pi Zero GPIO csapok nélkül van, akkor saját maga kell forrasztania őket. Ezenkívül forrasztania kell a csapokat az ADS1115 törőlapon.

4. lépés: Rövid tesztek

Miután megvan a megfelelő szoftver a Pi -n, és az összes csap forrasztva van, csatlakoztathatja a megszakító táblát a Raspberry Pi -hez. Ehhez tegye a tábla csapjait egy kenyérsütő táblába. A VDD csapot a Raspberry Pi 3,3 vagy 5 voltos csapjához, a GND-t a Pi bármelyik földelőcsapjához, az SCL-t a Pi 5-ös érintkezőjéhez kell csatlakoztatni, amely az SCL, és az SDA a 3-as tűhöz vagy az SDA, a Pi -n. Miután az ADS1115 csatlakozott a Pi -hez, most a módosított Finder zöld vezetékét az ADS1115 A0 -jához, a fekete vezetéket pedig a GND -hez csatlakoztathatja a táblán. Ha jobban megfelel Önnek, akkor csatlakoztathatja a megfelelő vezetékeket úgy, hogy egy alligátorcsipet csatlakoztat a vezetékhez, és egy jumper vezetéket a másik végéhez, amely a megfelelő kártyacsatlakozáshoz csatlakozik. Ezután csatlakoztassa az LNB -t a Finder bemenetéhez koaxiális kábellel. A kereső bekapcsolásához csatlakoztassa a tápkábelt az aljzatba.

A rádióteleszkóp teszteléséhez irányítsa az edényt, például a napot, amely a Földről nézve a legerősebb rádióhullám -kibocsátó. Ehhez irányítsa az edényt a nap felé úgy, hogy az LNB árnyékának teteje ott ütközzön, ahol az LNB kar találkozik az edénnyel. Most kapcsolja be a Raspberry Pi -t, és futtassa a (z) ScreenSpy parancsfájlt, amely az ADS1115 eredményeit olvassa be és a képernyőn kinyomtatja. Ezt futtathatja a Python 3 IDLE -ben vagy a terminálon. Akárhogy is, kapnia kell egy figyelmeztetést, amely kéri a nyereséget, majd a mintavételi gyakoriságot, és azt, hogy mennyi ideig szeretné a Pi olvasni az ADS1115 kimenetét. Ha edénye a nap felé mutat, futtassa a forgatókönyvet körülbelül 10 másodpercig. Ha kezdetben nagyon alacsony számok jelennek meg, nagyon lassan forgassa felfelé a Finder erősítőgombját. A számoknak addig kell növekedniük, amíg el nem éri a 30700 -at. Addigra leállíthatja a gomb forgatását.

5. lépés: Az eredmények mentése

A toScreen.py jó módszer a rádiótávcső tesztelésére, de nem tárol adatokat. Az writeToFile.py képes tárolni az adatokat, és ezt ugyanúgy futtathatja IDLE -ben és terminálon. Ez a szkript egy szöveges fájlban tárolja az adatokat, amelyeket a "Data" nevű mappában kell megtalálni. Ha ezt futtatja, akkor megkérdezi a nyereséget, a mintavételi arányt, és azt, hogy mennyi ideig szeretné a Pi olvasni az ADC -t, és annak a fájlnak a nevét, amelyben ezeket az adatokat tárolja. A rádióteleszkóp felveszi a rádiójel erősségét azokon a pontokon, amíg a rádióteleszkóp az égboltot pásztázza, a Raspberry Pi -ben tárolja.

Az adatok összegyűjtése után egy táblázatkezelő programban ábrázolható, először az adatok időbélyegzőinek beszerzésével, az A oszlopba helyezésével, majd az adatok beszerzésével és a B oszlopba helyezésével. Ez az oszlop használatával érhető el. py script. Az időbélyegek lekéréséhez futtassa a szkriptet, majd írja be az üzenet megjelenítésének idejét, az időbélyegeket vagy az adatértékeket. A grafikon olvasásakor fontos tudni, hogy a bal oldali pont az ég legnyugatibb pontját jelenti, amelyet beolvastak.

6. lépés: További használat

A rádióteleszkóp 10,2 GHz és 12,75 GHz közötti frekvenciákon történő megfigyelésre használható. Nem csak a nap figyelhető meg, hanem más égi tárgyak, például a csillagok, ugyanazzal a módszerrel, mint a nap. Ha bármilyen kérdése, észrevétele vagy aggálya van, jelezze a megjegyzésekben.