Astrofotografia s nulou Raspberry Pi .: 11 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Pred [1] [2] som vyrobil dva ďalšie projekty kamier založené na Raspberry Pi. Toto je môj tretí nápad s fotoaparátom, je to môj prvý projekt Raspberry Pi Zero. Toto je tiež môj prvý výlet do astrofotografie!

Na podnet nedávneho „Supermesiaca“som chcel vrátiť starý brat môjho brata Celestron Firstscope 70 EQ do prevádzky. Za posledných asi desať rokov všetky okuláre zmizli, ale kryty ďalekohľadov zostali na svojom mieste, aby sa prach nedostal.

V mojej užitočnej vani s elektronikou je Pi Zero a zodpovedajúci kábel kamery. Spolu s LiPo, Powerboost 1000 a kamerovým modulom. Perfektná koagulácia komponentov, práve zrelá na výrobu …

Stručný návrh

Vytvorte bezdrôtovú kameru postavenú na Raspberry Pi Zero, ktorá je navrhnutá tak, aby sa zmestila do objímky okuláru teleskopu 1,25 palca.

Krok 1: Komponenty

Elektronika

• Raspberry Pi Zero.
• Fotoaparát Raspberry Pi, (Amazon Affiliate Link).
• Kamera Raspberry Pi Zero Camera FFC.
• Raspberry Pi USB Wifi dongle, (Amazon Affiliate Link).
• Adafruit Powerboost 1000, (Amazon Affiliate Link).
• LiPo batéria.
• Karta MicroSD, (Amazon Affiliate Link).
• Rôzny drôt.
• Miniatúrny posuvný prepínač (SPDT), (Amazon Affiliate Link).

Raspberry Pi 3 | Voliteľné (odkaz Amazon Affiliate)

Hardvér

• 4 x 20 mm mosadzné šesťhranné podložky M3 medzi ženami a ženami (odkaz Amazon Affiliate).
• 8 x skrutky s vnútorným šesťhranom M3 10 mm, (Amazon Affiliate Link).
• 1 x SpoolWorks Basic Black PLA filament.
• 1 x vlákno NinjaTek NinjaFlex.

Súbory

Súbory STL, STP a 123dx sú dostupné z | thingiverse.com

Pomôžte mi podporiť moju prácu tu na Instructables a Thingiverse

pri nákupe používajte nasledujúce prepojené odkazy. Vďaka:)

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

Krok 2: Príprava súčiastky

Aby sme zoštíhlili veci a získali prístup ku kontaktom na USB WiFi dongle, budeme musieť z donglu odstrániť puzdro. Jednoducho rozdeľte plastové puzdro nožom a opatrne vyberte dosku plošných spojov.

Budete tiež musieť odstrániť objektív z modulu kamery. Na wiki Raspberry Torte je návod, ako to urobiť. Tento krok môžete nechať až do montáže, ak nechcete, aby medzitým objektív fotoaparátu zbieral prach.

Krok 3: Dizajn

Na modelovanie dielov používam 123D Design.

Úvahy, ktoré je potrebné vziať do úvahy, sú cestou pre FFC. Prístup k SD karte, konektoru MicroUSB na Powerboost, káblovým trasám, priestoru pre konektor LiPo a niekde aj pre Wifi dongle a vypínač. Fotoaparát musí byť navyše vstavaný do štandardného 1,25 palcového otvoru v okulári ďalekohľadu.

Začal som modelovať puzdro, aby sa zmestilo okolo nuly, a poznamenal som si slot na kartu SD a polohu fotoaparátu FFC.

Rovnako ako pri ostatných projektoch fotoaparátu som použil návrh typu vrstvy, pričom každá nová vrstva tvorila rámec pre nový komponent alebo komponenty.

Je ľahké zabudnúť, že na prepojenie elektroniky dohromady budú potrebné vodiče. Nezabudnite preto pridať vedenie káblov.

Poslednou vlastnosťou tela je spôsob, ako ho držať všetko pokope. Vďaka mosadzným šesťhranným rozperám udržuje veci čisté, bez toho, aby sa na vonkajšej strane fotoaparátu objavili matice.

Žiadna kamera nie je kompletná bez určitého príslušenstva. Vypracoval som krytku objektívu, navrhnutú na tlač v ohybných vláknach, a adaptačný krúžok pre väčšie 2 “okulárové teleskopy.

Pri montáži som zistil, že kábel kamery nie je dostatočne dlhý! Namiesto toho, aby som používal dlhší neštandardný kábel a komplikoval veci pre kohokoľvek, kto si chcel postaviť vlastnú kameru, upravujem návrhy tak, aby som kompenzoval nedostatočnú dĺžku FFC. Posunul som polohu kamery zo stredu tela, na stranu.

Krok 4: Tlač

Na krájanie modelov na tlač používam Simplify3D. Sú vytlačené na BigBoxe E3D.

Importujte modely do krájača. Keďže mám BigBox, všetky sa zmestia na tlačenú podložku dohromady. Nakonfigurujte svoj krájač.

Nastavenia krájača

• Výška vrstvy 0,25 mm.
• 15% výplň.
• 3 obvody.
• 3 vrchné vrstvy.
• 3 spodné vrstvy.
• Rýchlosť tlače 50 mm/s.

Vytlačenie všetkých 8 častí trvalo tlači ~ 10 hodín. Ak máte náhradný Raspberry Pi, môžete svoju tlačiareň monitorovať a ovládať na diaľku pomocou fantastického OctoPrint!

Telo a adaptér sú potiahnuté filamentom SpoolWorks Basic Black PLA. Na čiapke je vytlačené vlákno NinjaTek NinjaFlex.

Na čakanie na dokončenie tlače je teraz skvelý čas na vyriešenie softvéru.

Krok 5: Softvér

Na prípravu karty SD pre fotoaparát budete potrebovať štandardný Raspberry Pi.

Pretože nechceme ani nepotrebujeme úplný obrázok Raspbian, môžeme začať stiahnutím obrázkového súboru Jessie Lite z webovej stránky Raspberry Pi. Pri inštalácii obrázka na kartu SD postupujte podľa ich inštalačného sprievodcu.

Keďže k kamere budeme mať prístup cez WiFi, musíme pre ňu teraz nainštalovať webové rozhranie. Používam webové rozhranie RPi-Cam. Pri inštalácii softvéru do zostavy obrázkov postupujte podľa ich pokynov.

WiFi dongle je potrebné nakonfigurovať ako hotspot. Existuje užitočný sprievodca od Phil Martin, ktorý nakonfiguruje RPi ako hotspot | WiFi HotSpot. Počas sekcie CONFIGURE HOSTAPD premenujem ssid z Pi3-AP na Telescope.

Nakoniec, aby ste zastavili akékoľvek rozptýlené svetlo, môže byť palubná dióda LED fotoaparátu vypnutá podľa tohto sprievodcu | vypnúť LED.

Po správnom vypnutí microSD kartu zo štandardného RPi jednoducho vyberiete a vložíte priamo do RPi Zero. Aby softvér fungoval, nemusíte v softvéri vykonávať žiadne zmeny.

Jeden má tiež možnosť jednoducho pripojiť Raspberry Pi Zero k vašej domácej WiFi sieti, ak je v dosahu vášho teleskopu.

Krok 6: Zostavenie

Tlačené diely

Vzal som ihlový pilník na horné povrchy všetkých vytlačených častí, okrem poslednej vrstvy. Tým sa odstránia všetky vysoké body a zabezpečí sa rovnomerné a ploché lícovanie pri skladaní vrstiev k sebe.

Zapojenie Raspberry Pi Zero

Vyžadujeme spájkovanie štyroch vodičov s Pi, dvoch napájacích káblov a dvoch káblov USB. Recykloval som káble zo starého kábla USB. Pomocou príručky Chrisa Robinsona na pridanie nízkoprofilového WiFi kľúča k Raspberry Pi Zero môžeme vybrať správne spájkovacie podložky.

V Chrisovom sprievodcovi používa na napájanie spájkovacie podložky na spodnej strane, ale na napájanie 5v do RPi použijeme GPIO. Pomocou tejto príručky k RPI GPIO a pinom vieme, že chceme pripojiť +5v (červený vodič) na pin 2 a GND (čierny vodič) na pin 6.

Vrstvy 1 - 3

Pripojte štyri 20 mm mosadzné šesťhranné podložky k prvej tlačenej časti pomocou skrutiek s vnútorným šesťhranom 4 x M3 10 mm. Položte časť dole. Nasaďte FFC na RPi a vložte ho do tlačenej časti. Nezabudnite vložiť kartu MicroSD!

Navrstvte druhú vrstvu a uistite sa, že kábel a FFC sú vedené cez otvory.

Položte vrstvu 3 na stoh, znova vezmite kábel s káblami.

Vrstva 4

Pomocou Pinout Reference od Chrisovej príručky môžeme k WiFi donglu spájkovať napájacie káble.

Umiestnite vrstvu 4 na stoh a dávajte pozor na drôty.

Pripojte dva káble z USB podložiek RPi k WiFi donglu. Vložte hardvérový kľúč do stohu spolu s Powerboost 1000.

Odrežte štyri napájacie káble a spájkujte s Powerboost. Dôkladne skontrolujte pripojenia podľa sprievodcu Adafruit's Pinouts Guide.

Vypínač potrebuje tri pripojenia. Pred zapojením do vrstvy 4 som k prepínaču spájkoval dĺžku trojžilového plochého kábla. Veďte káble k Powerboostu a spájkujte dovnútra. Skontrolujte zapojenia podľa sprievodcu zapínaním a vypínaním Adafruit.

Batéria

Vodiče na batérii sú príliš dlhé a v ideálnom prípade by sa mali skrátiť.

Toto je potenciálne nebezpečný krok a mali by ste sa o to pokúsiť iba vtedy, ak vám vyhovujú vaše schopnosti bezpečne to urobiť

Začnite odstránením pásky Kapton pokrývajúcej svorky dosky plošných spojov batérie a spájkovačky. Ak nemáte vlastný kotúč pásky, ponechajte odstránenú pásku, keď bude balenie znova zostavené.

Odpojte vodiče z dosky plošných spojov a zasuňte konektor do zásuvky Powerboost.

Pred odrezaním prebytku prevlečte drôty cez otvor vo vrstve 5 a priblížte sa na požadovanú dĺžku. Je bezpečné nechať trochu viac drôtu, ako si myslíte, že budete potrebovať.

Odpájajte vodiče k batérii a zabaľte dosku plošných spojov do pásky Kaptop.

Vrstva 5

Na spodnú stranu vrstvy 5 som pridal dve penové podložky, aby sa Powerboost nepohyboval.

Prevlečte zástrčku batérie cez otvor vo vrstve 5 a zapojte ju do Powerboost.

Prevlečte FFC cez otvor vo vrstve 5 a vložte ho do stohu.

Vložte batériu do priestoru vo vrstve.

Test

Teraz je vhodný čas skontrolovať, či všetko funguje. Krátko pripojte fotoaparát k FFC a prepnite prepínač. Svetlo na Powerboost by sa malo rozsvietiť (vo vrstve 3 je malý otvor, cez ktorý by ste mali vidieť modrú LED diódu napájania).

Chvíľu počkajte a pomocou telefónu, mobilného telefónu alebo iného zariadenia WiFi vyhľadajte ssid Telescope. Mali by ste sa vedieť pripojiť a nasmerovaním prehliadača na 127.24.1.1 by sa vám malo ponúknuť webové rozhranie RPi-Cam-Web.

Ak je všetko v poriadku, vypnite systém, vypnite vypínač, vyberte kameru a pokračujte v zostave. Ak zistíte, že sa niečo nepodarilo naplánovať, vráťte sa podľa pokynov a opravte problémy.

Vrstva 6

Ak ste to ešte neurobili, odstráňte objektív z modulu kamery. Pokyny nájdete na Wiki Raspberry Torte.

Položte vrstvu 6 na stoh, preveďte cez FFC a pripevnite kameru k FFC.

Vrstva 7

Podržte fotoaparát vo vrstve 6 a pridajte do nej vrstvu 7.

Vrstva 8

Držte vrstvu 7 na mieste a vrstvu 8 na vrchu. Nechajte fotoaparát zarovnať s otvorom vo vrstve 8.

Zaistite vrstvu 8 pomocou skrutiek s vnútorným šesťhranom 4 x M3 10 mm.

Krytka fotoaparátu

Hneď ako bude všetko zostavené, nasaďte kryt na fotoaparát. To pomôže udržať prach a iné nečistoty mimo citlivého CCD.

Krok 7: Príprava

Kým začneme

Budete sa musieť uistiť, že je batéria úplne nabitá. Zapojte nabíjačku Micro USB do konektora na Powerboost. Plné nabitie z prázdneho stavu by malo trvať niečo vyše dvoch hodín. Pozrite sa na malú zelenú diódu LED, ktorá sa rozsvieti, keď je úplne nabitá, mali by ste ju skoro vidieť cez medzeru.

Stojí za zmienku, že je to viac ako možnosť nosiť so sebou napájací zdroj. Powerboost má plnohodnotnú správu napájania a môže nabíjať batériu aj napájať fotoaparát súčasne. Ak sa nachádzate v blízkosti napájacieho bodu, nič vám nebráni v tom, aby ste k fotoaparátu spustili nabíjačku USB na nekonečné nahrávanie. Uistite sa, že napájací zdroj aj batéria môžu dodávať 2 A alebo viac.

Krok 8: Britské počasie

Niektoré veci sa nedajú ovládať

Fuj, je zamračené.

Mohlo by to byť hádam aj horšie.

Aspoň neprší.

Ešte.

Oh. Nie. Počkajte, teraz prší.

Krok 9: Môj prvý pokus o astrofotografiu

Zatiaľ čo ráno je na oblohe v noci viditeľný mesiac, rozhodol som sa vyskúšať fotoaparát a ja počas denného svetla, aby som videl, čo robím. Keďže som v tomto nový, cítil som, že je najlepšie to urobiť počas dňa.

Po nastavení teleskopu a inštalácii kamery na uhlopriečku som zapol kameru, pripojil sa k prístupovému bodu WiFi, načítal prehliadač a potom začal hľadať mesiac (Ak ste na svojom mobilnom telefóne ako ja, našiel som Musel som vypnúť mobilné dáta, inak sa telefón nepripojí k webovému serveru RPi a namiesto toho sa pokúsil ísť von cez mobilnú dátovú sieť).

Keďže som to nikdy predtým nerobil, nebol som si celkom istý, čo robím. Aby som skontroloval, či fotoaparát funguje, zakryl som prednú časť a potvrdil, že fotoaparát funguje, keď mi v telefóne stmavol obraz. Ďalej som jednoducho kýval ďalekohľadom a hľadal zmenu svetla alebo svetelného bodu. Iste som jeden našiel a po nejakom čase som sa pohrával s ovládacími prvkami teleskopov, ale podarilo sa mi ho stabilne vidieť.

Ďalej je zameranie. Teleskop má veľký ohniskový rozsah a pootočením zaostrovacieho gombíka na zadnej strane sa dá ľahko zaostriť na mesiac (pôvodne som to skúšal bez uhlopriečky, ale zistil som, že nie je dostatok cesty a vyžaduje to dodatočnú vzdialenosť, ktorú poskytuje zmena smeru).

Teraz som mal Mesiac v zábere a urobil som niekoľko fotografií. Ako vidíte na priložených obrázkoch, vo svetelnej dráhe je veľa prachu a nečistôt. V celom svojom nadšení som zabudol vyčistiť šošovky a diagonálne zrkadlo! Existuje aj červený odtieň, v tejto chvíli si nie som úplne istý, čo to spôsobuje …

Teleskopu dobre oprášim a preskúmam najlepšie nastavenia pre kameru v rámci prípravy na môj ďalší pohľad nahor…

Obrázky boli upravené vo Photoshope. Jediné, čo som urobil, je použiť vstavanú funkciu automatického tónovania obrázkov vo Photoshope. Všetky nespracované neupravené obrázky som pripojil ako súbor zip.

Čas a dátum zobrazený na fotografiách je nesprávny, pretože vo fotoaparáte nie je žiadny RTC. Obrázky boli zachytené ráno 19. novembra 2016 o približne 0900 UTC.

Krok 10: Jasné nápady … …

V prestávkach medzi dažďom, mrakmi a slnečným svitom som nakreslil rýchly návrh na pripevnenie slnečného filtra k ďalekohľadu. Filter je určený pre teleskopy s rosným štítom s priemerom až 100 mm (4 ) a obsahuje aj puzdro, ktoré zaistí bezpečnosť filtra, keď sa nepoužíva.

Stiahnuť z webu thingsiverse.com |

Slnečné miesto

Čakal som niekoľko dní, kým vyjde slnko, pripevnil som filter k ďalekohľadu a ukázal som ho na oblohu. Pred nasadením fotoaparátu som objektívy a uhlopriečku veselo vyčistil.

Človek musí byť mimoriadne opatrný a nikdy sa nepozerať priamo do slnka, to by bolo hlúpe!

Otočený chrbtom k slnku som nastavil ďalekohľad, nasadil filter a pripevnil kameru. Keď som mal na výhľade slnko, zistil som, že tam je slnečné miesto! Pred urobením niekoľkých fotografií som sa pokúsil zaostriť čo najlepšie. Spravil som aj niekoľko videí.

Stále mám problémy so zaostrovaním fotoaparátu. Nie som si istý, či je to kvôli mojej neschopnosti správne použiť zaostrenie teleskopu alebo je príliš veľa hmly alebo je to niečo iné. Trochu sa chveje, aj keď len vietor kolíše ďalekohľadom.

Všimol som si, že červené oslnenie zmizlo, ale opäť to môže byť tým, že ukazujem priamo na ďalekohľad.

Nabudúce to skúsim v tme …

Obrázky boli zachytené popoludní 25. novembra 2016 o približne 1300 UTC.

Krok 11: Šialenec je v tráve

Už sú to takmer tri týždne, keď boli vhodné podmienky na to, aby sa „rozsah“dostal von.

Tento čas je temný! Na základe mojich poznatkov z dvoch predchádzajúcich výletov sa mi podarilo získať niekoľko pekných fotografií a niekoľko dobrých videí.

Stále mám problémy so zaostrovaním a červeným odtieňom. Ak niekto vie, čo je príčinou, rád by som to vedel.

Myslím, že potrebujem hrubší statív, ktorý by pomohol pri chvení, alebo motorizované zaostrovanie ………

Fotografie a videá boli natočené 14. decembra 2016 o 1830 UTC.