Направете радиотелескоп с Raspberry Pi: 6 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Наистина е лесно да се сдобиете с оптичен телескоп. Можете просто да си купите такъв от производител на такива телескопи. Същото обаче не може да се каже за радиотелескопите. Обикновено трябва да ги направите сами. В тази инструкция ще покажа как да се изгради радиотелескоп, който сканира небето в честотите 10.2 GHz и 12.75 GHz.

Стъпка 1: Получаване на частите

За да направите този радиотелескоп, първо ще трябва да вземете частите за него.

• Сателитна чиния само с един монтаж за LNB (може да се получи онлайн, като този или другаде)
• Найлонови или тефлонови шайби
• LNB
• Платка
• Аналогов сателитен търсач
• DC барел жак и адаптер AC-DC адаптер (15 волта за този търсач)
• Raspberry Pi със стандартни периферни устройства и SD карта от поне 16GB
• Кабелни проводници
• 16-битов ADS1115 аналогово-цифров преобразувател
• 100 µH микрохенри RF дросел
• Тел за свързване (използвах 22-Guage)
• F-тип коаксиален кабел с поне 6 фута
• Стандартни материали за запояване

Ще ви е необходим и подходящ софтуер, за да използвате радиотелескопа. Трябва да сте изтеглили на Raspberry Pi Raspbian, който трябва да включва Python 3 и библиотеката на Python за ADS1115.

За вашия смартфон ще искате да използвате приложение за сателитно проследяване, за да различавате между спътници и звездни обекти, и приложение за проследяване на звезди, за да знаете къде са небесните обекти в небето.

Стъпка 2: Хардуер

Следвайте диаграмата и снимките, показани при изработката на електрониката за радиотелескопа.

Проводниците към циферблата на търсача трябва да бъдат изключени от циферблата. Заземяващата връзка на ADS1115 се свързва със заземяващия щифт, който води към циферблата, а аналоговият вход трябва да бъде свързан към другия проводник.

На самата чиния трябва да се постави найлонова шайба между гайката и резервната опора.

Стъпка 3: Софтуер

За да се четат и съхраняват данните, Raspberry Pi и ADS1115 влизат в игра. Всеки Raspberry Pi с най -новата версия на Raspbian може да направи. Инструкциите за софтуерната библиотека са в PDF на уебсайта на Adafruit. Преди да изтеглите, трябва да зададете Python 3 като Python по подразбиране. За да проверите, въведете в терминала

python --версия

Ако получите отговор, който чете Python 3.x.x, стандартната версия на Python е Python 3 и не е необходимо да променяте версията на Python по подразбиране. Ако обаче вашата версия по подразбиране е версия 2, ще трябва да я промените, като влезете в терминала и въведете

sudo update-alternative --config python

След това натиснете 0, за да изберете Python 3 като версия по подразбиране. След като изтеглите библиотеката Python, можете да изтеглите кода за използване на радиотелескопа. На Raspberry Pi създайте папка в /home /pi, наречена radio_telescope_files. Разбира се, трябва да имате стандартни периферни устройства за Raspberry Pi, като клавиатура, мишка и монитор. Ако имате Raspberry Pi Zero без GPIO щифтове, ще трябва да ги запоите сами. Също така ще трябва да запоите щифтовете на пробивната платка ADS1115.

Стъпка 4: Кратки тестове

След като имате подходящ софтуер на Pi и всички пинове запоени, можете да свържете пробивната платка към Raspberry Pi. За да направите това, поставете щифтовете на дъската в макет. Щифтът VDD трябва да бъде свързан към 3.3-волтов или 5-волтов щифт на Raspberry Pi, GND към всеки заземителен щифт на Pi, SCL към пин 5 на Pi, който е SCL, и SDA към пин 3 или SDA, на Пи. След като ADS1115 е свързан към Pi, сега можете да свържете зеления проводник на модифицирания Finder към A0 на ADS1115 и черния проводник към GND на платката. Ако ви подхожда по -добре, можете да свържете съответните проводници, като прикрепите алигаторен щипка към проводника и джъмпер проводник към другия край, свързвайки към съответната връзка на платката. След това свържете LNB към входа на Finder чрез коаксиален кабел. Включете захранващия кабел в жака за цевта, за да включите търсачката.

За да тествате радиотелескопа, насочете чинията към слънцето, най -силният излъчвател на радиовълни от нашата гледна точка на Земята. За да направите това, насочете чинията към слънцето, така че горната част на сянката на LNB да удря там, където рамото на LNB се среща с чинията. Сега включете вашия Raspberry Pi и стартирайте toScreen.py, скрипта Python за четене на резултатите от ADS1115 и отпечатването им на екран. Можете да стартирате това или в Python 3 IDLE, или в терминал. Така или иначе, трябва да получите подкана да поискате печалбата, последвана от честотата на дискретизация и колко дълго искате Pi да чете изхода на ADS1115. С ястие, насочено към слънцето, стартирайте скрипта за около 10 секунди. Ако първоначално се показват много ниски числа, завъртете копчето за усилване на Finder нагоре, много бавно. Цифрите трябва да се увеличават, докато достигнат около 30700. Дотогава можете да спрете да завъртате копчето.

Стъпка 5: Запазване на резултатите

toScreen.py е добър начин за тестване на радиотелескопа, но не съхранява данни. writeToFile.py може да съхранява данните и можете да го изпълните по същия начин в IDLE и терминал. Този скрипт съхранява данни в текстов файл, който трябва да се намери в папката с име „Данни.“Ако стартирате това, той ще поиска печалбата, честотата на дискретизация, колко време искате Pi да прочете ADC, и името на файла, в който съхранявате тези данни. Радиотелескопът ще набира силата на радиосигнала в точки през цялото време, през което радиотелескопът сканира небето, ще се съхранява в Raspberry Pi.

След събиране на данните те могат да бъдат изобразени в програма за електронни таблици, като първо се получат времевите маркировки на данните, поставят се в колона А, след това се получат данните и се поставят в колона Б. Това може да се постигне с помощта на колоната. py скрипт. За да получите часовите марки, стартирайте скрипта, след което въведете времето за съобщението с въпрос какво да прочетете, времевите марки или стойностите на данните. При четене на графиката е важно да знаете, че най -лявата точка върху нея представлява най -западната точка на небето, която е била сканирана.

Стъпка 6: По -нататъшна употреба

Радиотелескопът може да се използва за наблюдение на честоти между 10.2 GHz и 12.75 GHz. Може да се наблюдава не само слънцето, но и други небесни обекти в рамките на звезди, като се използва същият метод, използван за слънцето. Ако имате въпроси, коментари или притеснения, уведомете ме в коментарите.