Astrofotografija z Raspberry Pi Zero .: 11 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Pred [1] [2] sem naredil dva druga projekta kamere na osnovi Raspberry Pi. To je moja tretja ideja o kameri, moj prvi projekt Raspberry Pi Zero. To je tudi moj prvi obisk astrofotografije!

S spodbudo nedavnega "Supermoona" sem želel vrniti v službo starega bratovega Celestron Firstscope 70 EQ. V zadnjih desetih letih so okularji izginili, vendar so teleskopski pokrovi ostali na svojem mestu in preprečili, da bi iz njih prišel prah.

V moji uporabni elektronski kadi je Pi Zero in ustrezen kabel kamere. Skupaj z LiPo, Powerboost 1000 in modulom kamere. Popolna koagulacija sestavin, prav zrela za izdelavo ….

Oblikovalni povzetek

Ustvarite brezžično kamero, zgrajeno okoli Raspberry Pi Zero, ki je zasnovana tako, da se prilega 1,25 -palčni teleskopski posodi za okular.

1. korak: Komponente

Elektronika

• Raspberry Pi Zero.
• Raspberry Pi Camera, (Amazon Affiliate Link).
• Raspberry Pi Zero kamera FFC.
• Raspberry Pi USB Wifi Dongle, (Amazon Affiliate Link).
• Adafruit Powerboost 1000, (Amazon Affiliate Link).
• LiPo baterija.
• Kartica MicroSD, (Amazon Affiliate Link).
• Razna žica.
• Miniaturno drsno stikalo (SPDT), (Amazon Affiliate Link).

Malina Pi 3 | Izbirno (Amazon Affiliate Link)

Strojna oprema

• 4 x 20 mm medeninasti šesterokotni distančniki iz medenine M3, (Amazon Affiliate Link).
• 8 x vijaki s pokrovčkom 10 mm M3, (Amazon Affiliate Link).
• 1 x osnovna črna PLA nitka SpoolWorks.
• 1 x NinjaTek NinjaFlex nit.

Datoteke

Datoteke STL, STP in 123dx so na voljo pri | thingiverse.com

Pomagajte mi podpreti moje delo tukaj na Instructables in na Thingiverse

z uporabo naslednjih partnerskih povezav pri nakupih. Hvala:)

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

2. korak: Priprava dela

Da bi olajšali stvari in pridobili dostop do stikov na USB WiFi ključu, moramo ohišje odstraniti iz ključa. Plastično ohišje preprosto razdelite z nožem in previdno odstranite tiskano vezje.

Objektiv boste morali odstraniti tudi iz modula kamere. Na wikiju Raspberry Torte je vodnik, ki prikazuje, kako to storiti. Ta korak lahko pustite do montaže, če ne želite, da objektiv fotoaparata medtem nabira prah.

3. korak: Oblikovanje

Za modeliranje delov uporabljam 123D Design.

Upoštevati je treba pot do FFC. Dostop do kartice SD, priključka MicroUSB na Powerboostu, kabelskih poti, prostora za vtičnico LiPo in nekam za ključek Wifi in stikalo. Poleg tega mora biti kamera vgrajena v standardno 1,25 -palčno režo za okular v teleskopu.

Začel sem modelirati ohišje, ki se prilega okoli ničle, pri čemer sem upošteval režo za SD kartico in položaj fotoaparata FFC.

Kot pri mojih drugih projektih fotoaparatov sem uporabil obliko sloja, pri čemer vsaka nova plast tvori okvir za novo komponento ali komponente.

Zlahka je pozabiti, da bodo za povezovanje elektronike potrebne žice. Zato ne pozabite dodati kabelske napeljave.

Zadnja lastnost telesa je metoda, da vse drži skupaj. S šestnajstimi distančniki iz medenine ohranja stvari čiste, na zunanji strani fotoaparata pa se ne vidijo matice.

Nobena kamera ni popolna brez dodatne opreme. Naredil sem pokrovček za objektiv, ki je namenjen za tiskanje v fleksibilnih oblikah, in adapter za večji 2 -palčni teleskop okularja.

Med montažo sem ugotovil, da kabel kamere ni dovolj dolg! Namesto da bi uporabil daljši nestandardni kabel in zakompliciral stvari za vse, ki bi radi izdelali svojo kamero, prilagodim zasnove, da bi nadomestil pomanjkanje dolžine FFC. Položaj kamere sem premaknil s središča telesa na stran.

4. korak: Tiskanje

Uporabljam Simplify3D za rezanje modelov za tiskanje. Natisnjene so na E3D -jevem BigBoxu.

Uvozite modele v rezalnik. Ker imam BigBox, se bodo vsi skupaj prilegali tiskani postelji. Konfigurirajte rezalnik.

Nastavitve rezalnika

• 0,25 mm višina sloja.
• 15% Izpolnite.
• 3 Obodi.
• 3 zgornje plasti.
• 3 spodnje plasti.
• 50 mm/s Hitrost tiskanja.

Tiskanje je trajalo približno 10 ur za izdelavo vseh 8 delov. Če imate rezervni Raspberry Pi, lahko tiskalnik na daljavo spremljate in upravljate s fantastičnim OctoPrintom!

Ohišje in adapter sta natisnjena z nitjo SpoolWorks Basic Black PLA. Pokrovček je natisnjen z NinjaTek NinjaFlex filamentom.

Med čakanjem, da se tiskanje konča, je pravi čas, da razvrstite programsko opremo.

5. korak: Programska oprema

Za pripravo kartice SD za kamero potrebujete standardni Raspberry Pi.

Ker ne želimo in ne potrebujemo celotne podobe Raspbian, lahko začnemo s prenosom slikovne datoteke Jessie Lite s spletnega mesta Raspberry Pi. Sledite navodilom za namestitev, da sliko napišete na kartico SD.

Ker bomo do kamere dostopali prek WiFi, moramo zdaj namestiti spletni vmesnik za kamero. Uporabljam spletni vmesnik RPi-Cam. Sledite njihovim navodilom za namestitev programske opreme v vašo sliko.

Dongle WiFi je treba konfigurirati kot vročo točko. Obstaja koristen vodnik Phila Martina, ki RPi konfigurira kot vročo točko | WiFi HotSpot. V razdelku CONFIGURE HOSTAPD sem preimenoval ssid iz Pi3-AP v Telescope.

Nazadnje, če želite ustaviti kakršno koli razpršeno svetlobo, lahko LED vgrajeno kamero izklopite po tem navodilu | onemogoči LED.

Po pravilnem izklopu lahko kartico MicroSD preprosto odstranite iz standardnega RPi in jo postavite naravnost v RPi Zero. Za delovanje programske opreme vam ni treba spreminjati.

Eden ima tudi možnost, da Raspberry Pi Zero preprosto povežete z domačim omrežjem WiFi, če je v dosegu vašega teleskopa.

6. korak: Montaža

Tiskani deli

Datoteko za iglo sem vzel na zgornje površine vseh natisnjenih delov, razen na zadnji sloj. To bo odstranilo vse visoke točke in zagotovilo enakomerno in ravno pritrditev pri zlaganju slojev skupaj.

Raspberry Pi Zero ožičenje

Za priključitev na Pi potrebujemo štiri žice, dva napajalna kabla in dva kabla USB. Recikliral sem žice iz starega kabla USB. S pomočjo vodnika Chrisa Robinsona za dodajanje nizko profilnega ključa WiFi v Raspberry Pi Zero lahko izberemo pravilne spajkalne blazinice.

V Chrisovem priročniku uporablja napajalne blazinice na spodnji strani za napajanje, vendar bomo za napajanje 5V v RPi uporabili GPIO. S tem priročnikom za RPi GPIO in nožice vemo, da želimo priključiti +5v (rdeča žica) na pin 2 in GND (črna žica) na pin 6.

Plasti 1 - 3

Štiri šesterokotne distančnike iz 20 -milimetrske medenine pritrdite na prvi tiskani del s 4 x vijaki z vtičnico M3 10 mm. Postavite del navzdol. FFC namestite na RPi in ga vstavite v natisnjeni del. Ne pozabite namestiti kartice MicroSD!

Plast dva namestite na vrh, tako da kabel in FFC napeljete skozi luknje.

Plast 3 položite na sklad, znova vzemite kabel s kabli.

Plast 4

S pomočjo Pinout Reference iz Chrisovega vodiča lahko spajkamo napajalne kable na WiFi Dongle.

Plast 4 postavite na sklad, pri čemer pazite na žice.

Spojite dva kabla od USB -plošč RPi do ključa WiFi. Ključ vstavite v niz skupaj s Powerboostom 1000.

Prerežite štiri napajalne žice po dolžini in jih spajkajte na Powerboost. Dvakrat preverite povezave z Adafruit's Pinouts Guide.

Stikalo za vklop potrebuje tri priključke. Na stikalo sem spajkal dolg 3-smerni tračni kabel, preden sem ga namestil v plast 4. Žice napeljite okrog Powerboosta in ga spajkajte. Dvakrat preverite povezave z vodilom za vklop/izklop Adafruit.

Baterija

Žice na akumulatorju so predolge in v idealnem primeru jih je treba skrajšati.

To je potencialno nevaren korak in ga je treba poskusiti le, če ste zadovoljni s svojimi sposobnostmi, da to storite varno

Začnite tako, da odstranite trak Kapton, ki pokriva PCB in spajkalne sponke baterije. Če nimate svojega zvitka traku, obdržite odstranjeni trak, ko se paket ponovno sestavi.

Odpakirajte žice s tiskanega vezja in priključite konektor na Powerboost.

Prerežite žice skozi luknjo v plasti 5 in približajte potrebno dolžino, preden odrežete presežek. Varno je pustiti malo več žice, kot mislite, da boste potrebovali.

Znova pritrdite žice na baterijo in zavijte tiskano vezje v trak za prenosni računalnik.

Plast 5

Na spodnjo stran plasti 5 sem dodal dve penasti blazinici, da preprečim premikanje Powerboosta.

Vtič baterije vstavite skozi luknjo v sloju 5 in ga priključite v Powerboost.

Vstavite FFC skozi luknjo v plasti 5 in ga položite na sklad.

Baterijo postavite v prostor v plasti.

Test

Zdaj je pravi čas, da preverite, ali vse deluje. Kamero na kratko priključite na FFC in pritisnite stikalo. Lučka na Powerboostu bi morala prižgati (v plasti 3 je majhna luknja, skozi katero bi morali videti modro LED za napajanje).

Počakajte nekaj trenutkov in s telefonom, mobilnim telefonom ali drugo WiFi napravo poiščite teleskopski ssid. Morali bi se povezati in z brskalnikom, ki kaže 127.24.1.1, vam bo predstavljen spletni vmesnik RPi-Cam-Web.

Če je vse v redu, zaustavite sistem, izklopite stikalo, odstranite kamero in nadaljujte z gradnjo. Če ugotovite, da stvari niso šle po načrtu, preverite navodila in odpravite težave.

Plast 6

Če tega še niste storili, odstranite objektiv iz modula kamere. Navodila najdete v Wiki Raspberry Torte.

Postavite plast 6 na sklad, vnesite skozi FFC in pritrdite kamero na FFC.

Plast 7

Medtem ko držite kamero v sloju 6, dodajte sloj 7 v sklad.

Plast 8

Držite plast 7 na položaju, plast plastera 8 pa na vrhu. Pustite kamero, da se poravna z odprtino v sloju 8.

Zaščitite plast 8 s 4 x vijaki z vtičnico M3 10 mm.

Pokrov kamere

Takoj, ko je vse sestavljeno, namestite pokrovček na fotoaparat. To bo pomagalo obdržati prah in druge umazanije na občutljivem CCD -ju.

7. korak: Priprava

Preden začnemo

Prepričati se morate, da je baterija popolnoma napolnjena. Polnilnik Micro USB priključite v priključek na Powerboostu. Da se baterija popolnoma napolni, bo trajalo nekaj več kot dve uri. Poiščite majhno zeleno LED, ki zasveti, ko je popolnoma napolnjena, skoraj bi jo lahko videli skozi vrzel.

Omeniti velja, da je več kot možnost, da s seboj nosite napajalnik. Powerboost ima popolno upravljanje porabe energije in lahko hkrati polni baterijo in napaja kamero. Če ste blizu napajalnega mesta, vas nič ne ustavi pri polnjenju polnilnika USB do fotoaparata za neskončno snemanje. Prepričajte se le, da lahko tako napajalnik kot akumulator napajata 2A ali več.

8. korak: Britansko vreme

Nekaterih stvari ni mogoče nadzorovati

Sooooo, oblačno je.

Mislim, da bi lahko bilo še slabše.

Vsaj ne dežuje.

Pa vendar.

Oh. Ne. Počakaj, zdaj dežuje.

9. korak: Moj prvi poskus astrofotografije

Medtem ko je zjutraj na nebu vidna luna, sem se odločil preizkusiti kamero in sebe podnevi, da vidim, kaj počnem. Ker sem nov pri tem, se mi je zdelo najbolje, da to storim čez dan.

Ko sem nastavil teleskop in kamero namestil v diagonalo, sem vklopil kamero, se povezal z dostopno točko WiFi, naložil brskalnik in nato začel iskati luno (Če ste na svojem mobilnem telefonu takšni, kot sem jaz, sem ugotovil Moral sem izklopiti mobilne podatke, sicer se telefon ne bi povezal s spletnim strežnikom RPi in sem namesto tega poskušal iti prek mobilnega podatkovnega omrežja).

Ker tega še nisem storil, nisem bil prepričan, kaj počnem. Da bi preveril delovanje kamere, sem prikril sprednjo stran in potrdil, da kamera deluje, ko je slika na mojem telefonu postala temna. Nato sem preprosto premikal teleskop in iskal spremembo svetlobe ali svetlobne točke. Vsekakor sem našel enega in po nekaj časa, ko sem se poigraval s teleskopskimi kontrolami, mi ga je uspelo zagotoviti.

Naslednji je fokus. Teleskop ima velik goriščni razpon in z vrtenjem gumbov za ostrenje na zadnji strani je luna zlahka pritegnila (prvotno sem poskusil brez diagonale, vendar sem ugotovil, da ni dovolj potovanja in da je potrebna dodatna razdalja, ki jo zagotavlja sprememba smeri).

Zdaj, ko sem posnel luno, sem naredil nekaj fotografij. Kot lahko vidite iz priloženih slik, je na svetlobni poti veliko prahu in umazanije. Od vsega navdušenja sem pozabil očistiti leče in diagonalno ogledalo! Obstaja tudi rdeč odtenek, trenutno nisem povsem prepričan, kaj to povzroča …

Teleskopu bom dobro posipal in raziskal najboljše nastavitve fotoaparata v pripravi na naslednji pogled navzgor …

Slike so bile prilagojene v Photoshopu. Vse, kar sem naredil, je uporaba vgrajene funkcije samodejnega tona slike v Photoshopu. Vse neobdelane neobdelane slike sem priložil kot datoteko zip.

Ura in datum, prikazana na fotografijah, sta napačna, saj v fotoaparatu ni RTC. Slike so bile posnete 19. novembra 2016 zjutraj okoli 09.00 UTC.

10. korak: Svetle ideje ….

V vmesnih dneh med dežjem, oblakom in soncem sem narisal hiter načrt za pritrditev sončnega filtra na teleskop. Filter je zasnovan za teleskope s ščitnikom proti rosi do premera do 100 mm (4 ) in vključuje tudi ohišje za zaščito filtra, ko ga ne uporabljate.

Prenesite s spletnega mesta thingiverse.com |

Sončna pega

Počakal sem nekaj dni, da sonce izide, filter pritrdil na teleskop in ga usmeril proti nebu. Leče in diagonalo sem pred namestitvijo fotoaparata dobro očistil.

Treba je biti izjemno previden in nikoli ne gledati neposredno v sonce, to bi bilo neumno!

S hrbtom proti soncu sem nastavil teleskop, namestil filter in pritrdil kamero. Ko sem videl sonce, sem ugotovil, da je tam sonce! Preden sem naredil nekaj fotografij, sem se poskušal čim bolj osredotočiti. Uspelo mi je tudi nekaj videov.

Še vedno imam težave pri ostrenju fotoaparata, nisem prepričan, ali je to posledica moje nezmožnosti pravilne uporabe ostrenja teleskopa, ali je preveč megle, ali pa gre za kaj drugega. Nekaj nihanja je celo od vetra, ki ziba teleskop.

Opazil sem, da je rdeča bleščanja izginila, vendar je to lahko spet zato, ker pokažem naravnost v teleskop.

Naslednjič bom poskusil v temi …

Slike so bile posnete popoldne 25. novembra 2016 ob približno 1300 UTC.

11. korak: Ludak je na travi

Minili so že skoraj trije tedni, odkar so bili primerni pogoji, da se področje uporabe preseže.

Tokrat je temno! Na dveh prejšnjih izletih sem se naučil nekaj lepih fotografij in nekaj dobrih videoposnetkov.

Še vedno imam težave s fokusom in rdečim odtenkom. Če kdo ve, kaj je vzrok, bi res rad vedel.

Mislim, da potrebujem bolj trden stativ za pomoč pri nihanju ali motoriziran fokus ………..

Fotografije in video posnetki so bili posneti 14. decembra 2016 ob 1830 UTC.