Астрофотография с Raspberry Pi Zero .: 11 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Направих два други проекта за камера на базата на Raspberry Pi преди [1] [2]. Това, третата ми идея за камера, е първият ми проект на Raspberry Pi Zero. Това е и първият ми опит в астрофотографията!

Подтикнат от скорошния „Суперлун“, исках да върна в експлоатация стария Celestron Firstscope 70 EQ на брат ми. През последните около 10 години всички окуляри са изчезнали, но капаците на телескопите са останали на мястото си, за да се предотврати прахът.

В моята полезна електроника има Pi Zero и подходящ кабел за камера. Заедно с LiPo, Powerboost 1000 и модул за камера. Перфектна коагулация на компоненти, току -що узряла за направата ….

Кратко описание на дизайна

Създайте безжична камера, изградена около Raspberry Pi Zero, която е проектирана да се побере в 1.25 -инчов телескоп за окуляр.

Стъпка 1: Компоненти

Електроника

• Raspberry Pi Zero.
• Raspberry Pi Camera, (Amazon Affiliate Link).
• Raspberry Pi Zero Camera FFC.
• Raspberry Pi USB Wifi Dongle, (Amazon Affiliate Link).
• Adafruit Powerboost 1000, (Amazon Affiliate Link).
• LiPo батерия.
• MicroSD карта, (Amazon Affiliate Link).
• Разни проводници.
• Миниатюрен плъзгащ превключвател (SPDT), (Amazon Affiliate Link).

Малина Пи 3 | По избор (Amazon Affiliate Link)

Хардуер

• 4 x 20 мм женско-женски M3 месингови шестостенни дистанционери, (Amazon Affiliate Link).
• 8 x M3 10mm винта с гнездо, (Amazon Affiliate Link).
• 1 x Основна черна PLA нишка на SpoolWorks.
• 1 x NinjaTek NinjaFlex нишка.

Файлове

Файловете STL, STP и 123dx са достъпни от | thingiverse.com

Моля, помогнете да подкрепите работата ми тук на Instructables и на Thingiverse

като използвате следните партньорски връзки при извършване на покупки. Благодаря:)

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

Стъпка 2: Подготовка на частта

За да намалим нещата и да получим достъп до контактите на USB WiFi Dongle, ще трябва да премахнем кутията от ключа. Просто разделете пластмасовия корпус с нож и внимателно отстранете печатната платка.

Също така ще трябва да премахнете обектива от модула на камерата. В уикито на Raspberry Torte има ръководство, показващо как да направите това. Можете да оставите тази стъпка точно до сглобяването, ако не искате обективът на камерата да събира прах междувременно.

Стъпка 3: Дизайн

Използвам 123D Design за моделиране на частите.

Съображенията, които трябва да се вземат предвид, са пътят за FFC. Достъп до SD картата, MicroUSB жака на Powerboost, кабелни пътеки, място за LiPo щепсела и някъде за Wifi Dongle и превключвател за работа. Освен това камерата трябва да се впише в стандартен 1,25 -инчов слот за окуляр в телескопа.

Започнах да моделирам калъф, който да пасне около нулата, като отбелязах слота за SD карта и позицията на FFC на камерата.

Както и при другите ми проекти за камера, използвах дизайн на слой, като всеки нов слой образува рамка за нов компонент или компоненти.

Лесно е да забравите, че ще са необходими проводници за свързване на електрониката заедно. Така че не забравяйте да добавите кабелна маршрутизация.

Последната характеристика за тялото е метод за държане на всичко заедно. Използвайки месингови шестостенни дистанционни елементи, той поддържа нещата чисти, без да се виждат гайки от външната страна на камерата.

Нито една камера не е пълна без някои аксесоари. Съставих капачка на обектива, предназначена за отпечатване в гъвкави, и адаптерен пръстен за по -големи 2 окуляри телескопи.

По време на монтажа установих, че кабелът на камерата не е достатъчно дълъг! Вместо да използвам по-дълъг нестандартен кабел и да усложнявам нещата за всеки, който иска да изгради своя собствена камера, аз коригирам дизайна, за да компенсирам липсата на дължина на FFC. Преместих позицията на камерата от центъра на тялото, отстрани.

Стъпка 4: Отпечатване

Използвам Simplify3D за нарязване на моделите за печат. Те са отпечатани на BigBox на E3D.

Импортирайте моделите във вашата резачка. Тъй като имам BigBox, всички те ще се поберат заедно на печатното платно. Конфигурирайте своя резач.

Настройки на среза

• 0,25 мм височина на слоя.
• 15% пълнене.
• 3 периметъра.
• 3 горни слоя.
• 3 долни слоя.
• 50 mm/s Скорост на печат.

Печатът отне около 10 часа, за да направи всичките 8 части. Ако имате резервен Raspberry Pi, можете да наблюдавате и управлявате принтера си дистанционно с фантастичния OctoPrint!

Корпусът и адаптерът са отпечатани с нишка SpoolWorks Basic Black PLA. Капачката е отпечатана с нишка NinjaTek NinjaFlex.

Докато чакате приключването на отпечатването сега, е чудесно време да подредите Софтуера.

Стъпка 5: Софтуер

Ще ви трябва стандартен Raspberry Pi, за да подготвите SD картата за камерата.

Тъй като не искаме или се нуждаем от пълното изображение на Raspbian, можем да започнем с изтеглянето на файла с изображение на Jessie Lite от уебсайта на Raspberry Pi. Следвайте ръководството им за инсталиране, за да запишете изображението на SD картата.

Тъй като ще имаме достъп до камерата през WiFi, сега трябва да инсталираме уеб интерфейс за камерата. Използвам RPi-Cam-Web-интерфейс. Следвайте тяхното ръководство, за да инсталирате софтуера във вашето изображение.

WiFi Dongle трябва да бъде конфигуриран като гореща точка. Има полезно ръководство от Фил Мартин, което конфигурира RPi като гореща точка | WiFi HotSpot. По време на секцията CONFIGURE HOSTAPD преименувам ssid от Pi3-AP в Telescope.

И накрая, за да спрете разсеяната светлина, вграденият светодиод на камерата може да бъде изключен, като следвате това ръководство | деактивиране на светодиода.

Можете просто да извадите MicroSD картата от стандартния RPi, след като я изключите правилно и да я поставите направо в RPi Zero. Не е необходимо да правите промени в софтуера, за да работи.

Човек също има възможност просто да свърже Raspberry Pi Zero към вашата домашна WiFi мрежа, ако тя е в обсега на вашия телескоп.

Стъпка 6: Монтаж

Печатни части

Взех пила с игла към горните повърхности на всички отпечатани части, с изключение на крайния слой. Това ще премахне всякакви високи точки и ще осигури равномерно и плоско прилягане при подреждане на слоевете заедно.

Raspberry Pi Zero окабеляване

Изискваме четири проводника да бъдат запоени към Pi, два захранващи кабела и два USB кабела. Рециклирах проводниците от стар USB кабел. Използвайки ръководството на Крис Робинсън за добавяне на нископрофилен WiFi ключ към Raspberry Pi Zero, можем да изберем правилните подложки за спойка.

В ръководството на Крис той използва подложки за спойка от долната страна за захранване, но ние ще използваме GPIO за подаване на 5v в RPi. Използвайки това ръководство за RPi GPIO и щифтове, ние знаем, че искаме да свържем +5v (червен проводник) към пин 2 и GND (черен проводник) към пин 6.

Слоеве 1 - 3

Прикрепете четирите 20 мм месингови шестостенни дистанционни елементи към първата отпечатана част с 4 x M3 10 мм винта с капачка. Поставете частта надолу. Поставете FFC към RPi и го поставете в отпечатаната част. Не забравяйте да поставите MicroSD картата!

Поставете слой два отгоре, като внимавате да прокарате кабела и FFC през отворите.

Поставете слой 3 върху купчината, отново вземете кабела с кабелите.

Слой 4

Използвайки Pinout Reference от ръководството на Chris, можем да запояваме захранващи кабели към WiFi Dongle.

Поставете слой 4 върху купчината, като внимавате с проводниците.

Запояйте двата кабела от USB подложките на RPi към WiFi ключа. Поставете ключа в стека заедно с Powerboost 1000.

Нарежете четирите захранващи проводника по дължина и запоявайте към Powerboost. Проверете отново връзките спрямо Ръководството за Pinouts на Adafruit.

Превключвателят на захранването се нуждае от три връзки. Запоял съм дълъг трипосочен лентов кабел към превключвателя, преди да го монтирам в слой 4. Насочете проводниците към Powerboost и запоявайте. Проверете отново връзките спрямо Ръководството за включване/изключване на Adafruit.

Батерията

Проводниците на батерията са твърде дълги и в идеалния случай трябва да бъдат съкратени.

Това е потенциално опасна стъпка и трябва да се опита само ако сте доволни от способностите си да го направите безопасно

Започнете, като премахнете лентата Kapton, покриваща платката на батерията и терминалите за запояване. Ако нямате собствена ролка лента, запазете отстранената лента, когато пакетът се събере отново.

Разпаявайте проводниците от печатната платка и поставете конектора към Powerboost.

Прокарайте проводниците през отвора в слой 5 и приближете необходимата дължина, преди да отрежете излишъка. Безопасно е да оставите малко повече тел, отколкото смятате, че ще ви трябва.

Поставете отново проводниците към батерията и увийте печатната платка в лента за компютър.

Слой 5

Добавих две подложки от пяна към долната страна на слой 5, за да предпазя Powerboost от движение.

Прокарайте щепсела на батерията през отвора в слой 5 и го включете в Powerboost.

Прокарайте FFC през отвора в слой 5 и го поставете върху купчината.

Поставете батерията в пространството в слоя.

Тест

Сега е подходящ момент да проверите дали всичко работи. Свържете за кратко камерата към FFC и натиснете превключвателя. Светлината на Powerboost трябва да светне (в слой 3 има малка дупка, през която трябва да можете да видите синия светодиод за захранване).

Изчакайте няколко минути и използвайте телефона си, мобилния си телефон или друго WiFi устройство, сканирайте за ssid на телескопа. Трябва да можете да се свържете и като насочите браузъра си към 127.24.1.1, трябва да ви бъде представен RPi-Cam-уеб-интерфейсът.

Ако всичко е наред, изключете системата, изключете превключвателя, извадете камерата и продължете с изграждането. Ако откриете, че нещата не вървят по план, проверете отново инструкциите и отстранете проблемите си.

Слой 6

Ако все още не сте го направили, моля, премахнете обектива от модула на камерата. Вижте Raspberry Torte Wiki за инструкции.

Поставете слой 6 върху стека, подайте през FFC и прикрепете камерата към FFC.

Слой 7

Докато държите камерата в слой 6, добавете слой 7 към стека.

Слой 8

Задръжте слой 7 в позиция и поставете слой 8 отгоре. Оставете камерата да се подравнява към отвора в слой 8.

Закрепете слой 8 с помощта на 4 x M3 10 мм винта с капачка.

Капачка на камерата

Веднага щом всичко е сглобено, поставете капачката към камерата. Това ще помогне да се запази прахът и други детрити от чувствителната CCD.

Стъпка 7: Подготовка

Преди да започнем

Трябва да се уверите, че батерията е напълно заредена. Включете зарядно устройство Micro USB към конектора на Powerboost. Трябва да отнеме малко повече от два часа, за да се зареди напълно. Потърсете малкия зелен светодиод, който да светне, когато е напълно зареден, би трябвало почти да можете да го видите през пролуката.

Заслужава да се отбележи, че е повече от възможност да носите със себе си захранващ блок. Powerboost има пълноценно управление на захранването и може едновременно да зарежда батерията и да захранва камерата. Ако сте близо до точка на захранване, нищо не ви пречи да пуснете USB зарядно устройство към камерата за безкраен запис. Просто се уверете, че захранването и батерията могат да захранват 2А или повече.

Стъпка 8: Британското време

Някои неща не могат да бъдат контролирани

Ооооо, облачно е.

Предполагам, че може да е и по -лошо.

Поне не вали.

Още.

Ох. Не. Чакай, сега вали.

Стъпка 9: Първият ми опит в астрофотографията

Докато луната се вижда на небето сутринта, в момента реших да изпробвам камерата и себе си през деня, за да мога да видя какво правя. Тъй като бях нов в това, почувствах, че е най -добре да го направя през деня.

След като настроих телескопа и инсталирах камерата в диагонала, включих камерата, свързах се с точката за достъп до WiFi, заредих браузъра си и след това започнах да търся луната (Ако сте на мобилния си телефон като мен, открих Трябваше да изключа мобилните данни, в противен случай телефонът нямаше да се свърже с уеб сървъра RPi и вместо това се опитах да изляза през мобилната мрежа за данни).

Никога преди не бях правил това, не бях съвсем сигурен какво правя. За да проверя дали камерата работи, прикрих предната част и потвърдих, че камерата работи, когато изображението потъмнее на телефона ми. След това просто размърдах телескопа наоколо, търсейки промяна в светлината или светлинното петно. Разбира се, намерих такъв и след известно време се заиграх с органите за управление на телескопите, успях да го оправя.

Следва фокусът. Телескопът има голям фокусен обхват и завъртането на копчетата (ите) за фокусиране отзад лесно фокусира Луната (първоначално опитах това без диагонала, но установих, че няма достатъчно пътуване и изисква допълнително разстояние, осигурено от смяна на посоката).

Снимах луната и направих няколко снимки. Както можете да видите от приложените изображения, има много прах и мръсотия по светлинния път. При цялото си вълнение забравих да почистя лещите и диагоналното огледало! Има и червен оттенък, не съм напълно сигурен какво причинява това в момента …

Ще дам на телескопа добро разпрашаване и ще проуча най -добрите настройки за камерата в подготовка за следващия ми поглед нагоре …

Изображенията са коригирани във Photoshop. Всичко, което направих, е да използвам вградената функция за автоматичен тон на Photoshop. Прикачих всички необработени необработени изображения като zip файл.

Часът и датата, показани на снимките, са неправилни, тъй като във фотоапарата няма RTC. Изображенията са заснети сутринта на 19 ноември 2016 г. приблизително в 09:00 UTC.

Стъпка 10: Ярки идеи … …

В пристъпните дни между дъжд, облаци и слънчеви лъчи нарисувах бърз дизайн, за да прикрепя слънчев филтър към телескопа. Филтърът е предназначен за телескопи с росен щит с диаметър до 100 мм (4 ) и също така включва калъф за предпазване на филтъра, когато не се използва.

Изтеглете от thingiverse.com |

Слънчево петно

Изчаках няколко дни слънцето да излезе, прикрепих филтъра към телескопа и го насочих към небето. Дадох обективи и диагонал много весело, преди да прикача камерата.

Човек трябва да бъде изключително внимателен и никога да не гледа директно към слънцето, това би било глупаво!

С гръб към слънцето настроих телескопа, монтирах филтъра и прикрепих камерата. Когато видях слънцето, открих, че има слънчево петно! Опитах се да се съсредоточа възможно най -добре, преди да направя няколко снимки. Успях и с няколко клипа.

Все още имам проблеми с фокусирането на камерата, не съм сигурен дали това се дължи на невъзможността ми да използвам правилно фокуса на телескопа или има прекалено много мъгла, или е нещо друго. Има леко клатене, дори само от вятъра, който люлее телескопа.

Забелязах, че червеният отблясък е изчезнал, но това може да се дължи на факта, че насочвам право към телескопа.

След това ще опитам на тъмно …

Изображенията са заснети следобед на 25 ноември 2016 г. около 1300 UTC.

Стъпка 11: Лудият е на тревата

Изминаха почти три седмици, откакто условията бяха подходящи за извеждане на обхвата навън.

Този път е тъмно! Като се научих от двете предишни излети, успях да получа няколко хубави снимки и няколко добри видеоклипа.

Все още имам проблеми с фокуса и червения оттенък. Ако някой знае каква е причината, наистина бих искал да знам.

Мисля, че се нуждая от по -ригиден триножник, който да помогне с клатенето, или от моторизиран фокусиращ механизъм ………

Снимките и видеоклиповете са заснети на 14 декември 2016 г. в 1830 UTC.