Astrofotografi Dengan Raspberry Pi Zero .: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Saya telah membuat dua projek kamera berasaskan Raspberry Pi yang lain sebelum [1] [2]. Ini, idea kamera ketiga saya, adalah projek Raspberry Pi Zero pertama saya. Ini juga merupakan lawatan pertama saya di Astrophotography!

Didorong oleh 'Supermoon' baru-baru ini, saya ingin menghidupkan semula Celestron Firstscope 70 EQ kakak saya. Selama 10 tahun kebelakangan ini lensa mata hilang tetapi penutup teleskop tetap ada untuk memastikan habuk tidak terkeluar.

Dalam tab elektronik berguna saya adalah Pi Zero dan kabel kamera yang sepadan. Bersama dengan LiPo, Powerboost 1000 dan modul kamera. Pembekuan komponen yang sempurna, hanya matang untuk pembuatan…..

Reka bentuk ringkas

Buat kamera tanpa wayar yang dibina di sekitar Raspberry Pi Zero yang dirancang agar sesuai dengan wadah lensa teleskop 1,25.

Langkah 1: Komponen

Elektronik

• Raspberry Pi Zero.
• Kamera Raspberry Pi, (Pautan Afiliasi Amazon).
• Raspberry Pi Zero Camera FFC.
• Raspberry Pi USB Wifi Dongle, (Pautan Gabungan Amazon).
• Adafruit Powerboost 1000, (Pautan Gabungan Amazon).
• Bateri LiPo.
• Kad MicroSD, (Pautan Gabungan Amazon).
• Kawat Pelbagai.
• Miniatur Slide Switch (SPDT), (Amazon Affiliate Link).

Raspberry Pi 3 | Pilihan, (Pautan Gabungan Amazon)

Perkakasan

• Spacer Tembaga M3 Perempuan-Perempuan 4 x 20mm, (Amazon Affiliate Link).
• Skru Cap Soket 8 x M3 10mm, (Pautan Gabungan Amazon).
• 1 x Filamen Asas SpoolWorks Dasar Hitam.
• 1 x NinjaTek NinjaFlex Filament.

Fail

Fail STL, STP dan 123dx boleh didapati dari | thingiverse.com

Tolong bantu kerja saya di sini mengenai Instructables dan Thingiverse

dengan menggunakan pautan afiliasi berikut semasa membuat pembelian. Terima kasih:)

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

Langkah 2: Penyediaan Bahagian

Untuk mengurangkan masalah dan mendapatkan akses ke kenalan pada Dongle WiFi USB, kita perlu mengeluarkan casing dari dongle. Cukup pisahkan bekas plastik itu dengan pisau dan lepaskan PCB dengan berhati-hati.

Anda juga perlu mengeluarkan lensa dari modul kamera. Terdapat panduan mengenai wiki Raspberry Torte yang menunjukkan cara melakukannya. Anda boleh meninggalkan langkah ini sehingga pemasangan jika anda tidak mahu lensa kamera mengumpul habuk buat sementara waktu.

Langkah 3: Reka bentuk

Saya menggunakan 123D Design untuk memodelkan bahagian-bahagiannya.

Pertimbangan yang perlu diambil kira adalah jalan untuk FFC. Akses ke Kad SD, bicu MicroUSB pada Powerboost, jalur kabel, ruang untuk palam LiPo, dan di suatu tempat untuk Wifi Dongle dan beralih untuk pergi. Sebagai tambahan, kamera perlu masuk ke slot lensa mata 1.25 standard di teleskop.

Saya mula memodelkan casing agar sesuai dengan Zero, mencatat Slot Kad SD dan kedudukan kamera FFC.

Seperti projek kamera saya yang lain, saya telah menggunakan reka bentuk jenis lapisan dengan setiap lapisan baru membentuk bingkai untuk komponen atau komponen baru.

Adalah mudah untuk dilupakan bahawa wayar diperlukan untuk menyatukan elektronik. Oleh itu, pastikan untuk menambah penghalaan kabel.

Ciri terakhir untuk badan adalah kaedah untuk menahannya bersama. Dengan menggunakan spacer hex kuningan, ia menjaga kebersihan barang tanpa kacang menunjukkan di bahagian luar kamera.

Tiada Kamera yang lengkap tanpa beberapa aksesori. Saya telah merangka penutup lensa, yang dirancang untuk dicetak dengan kelenturan, dan cincin penyesuai untuk teleskop lensa 2 yang lebih besar.

Semasa pemasangan saya mendapati bahawa kabel kamera tidak cukup lama! Daripada menggunakan kabel tidak standard yang lebih panjang dan menyulitkan sesiapa sahaja yang ingin membina kamera mereka sendiri, saya menyesuaikan reka bentuk untuk mengimbangi kekurangan panjang FFC. Saya mengalihkan kedudukan kamera dari bahagian tengah badan, ke sisi.

Langkah 4: Mencetak

Saya menggunakan Simplify3D untuk memotong model untuk dicetak. Ia dicetak di BigBox E3D.

Import model ke alat pemotong anda. Oleh kerana saya mempunyai BigBox mereka semua akan sesuai di cetakan. Konfigurasikan alat pemotong anda.

Tetapan Slicer

• Ketinggian Lapisan 0.25mm.
• Isi 15%.
• 3 Perimeter.
• 3 Lapisan Teratas.
• 3 Lapisan Bawah.
• Kelajuan Cetakan 50mm / s.

Cetakan mengambil masa ~ 10 jam untuk melakukan semua 8 bahagian. Sekiranya anda mempunyai Raspberry Pi tambahan, anda dapat memantau dan mengendalikan pencetak anda dari jauh dengan OctoPrint yang hebat!

Badan dan penyesuai dicetak dengan SpoolWorks Basic Black PLA Filament. Topi dicetak dengan NinjaTek NinjaFlex Filament.

Sementara menunggu cetakan selesai sekarang adalah masa yang tepat untuk menyelesaikan Perisian.

Langkah 5: Perisian

Anda memerlukan Raspberry Pi standard untuk menyediakan Kad SD untuk kamera.

Oleh kerana kami tidak mahu atau memerlukan gambar Raspbian penuh, kami dapat memulakan dengan memuat turun fail gambar Jessie Lite dari Laman Web Raspberry Pi. Ikuti panduan pemasangan mereka untuk menulis gambar ke Kad SD.

Oleh kerana kita akan mengakses kamera melalui WiFi, kita sekarang perlu memasang antara muka web untuk kamera. Saya menggunakan RPi-Cam-Web-Interface. Ikuti panduan mereka untuk memasang perisian ke gambar anda.

WiFi Dongle perlu dikonfigurasi sebagai hotspot. Terdapat panduan berguna oleh Phil Martin yang mengkonfigurasi RPi sebagai hotspot | WiFi HotSpot. Semasa bahagian CONFIGURE HOSTAPD saya menamakan semula ssid dari Pi3-AP ke Teleskop.

Terakhir untuk menghentikan cahaya sesat LED on-board kamera boleh dimatikan dengan mengikuti panduan ini | lumpuhkan LED.

Anda hanya boleh mengeluarkan Kad MicroSD dari RPi standard setelah mematikannya dengan betul dan memasukkannya terus ke RPi Zero. Anda tidak perlu membuat perubahan pada perisian agar berfungsi.

Satu juga mempunyai pilihan untuk hanya menyambungkan Raspberry Pi Zero ke rangkaian WiFi rumah anda, sekiranya berada dalam jarak jauh dari teleskop anda.

Langkah 6: Perhimpunan

Bahagian Bercetak

Saya telah membawa fail jarum ke permukaan atas semua bahagian yang dicetak, kecuali lapisan akhir. Ini akan menghilangkan sebarang titik tinggi dan memastikan pemasangan yang rata dan rata ketika menyusun lapisan bersama.

Pendawaian Raspberry Pi Zero

Kami memerlukan empat wayar untuk disolder ke Pi, dua kabel kuasa dan dua kabel USB. Saya telah mengitar semula wayar dari kabel USB lama. Dengan menggunakan panduan Chris Robinson untuk menambahkan dongle WiFi berprofil rendah ke Raspberry Pi Zero, kita dapat memilih solder pad yang betul.

Dalam panduan Chris, dia menggunakan solder pad di bahagian bawah untuk kekuatan, namun kita akan menggunakan GPIO untuk memasukkan 5v ke dalam RPi. Dengan menggunakan Panduan ini untuk RPi GPIO Dan Pin kami tahu bahawa kami ingin menyambungkan + 5v (wayar merah) ke pin 2 dan GND (wayar hitam) ke pin 6.

Lapisan 1 - 3

Pasangkan empat spacer Brass Hex 20mm ke bahagian pertama yang dicetak dengan Skru Cap Soket 4 x M3 10mm. Letakkan bahagian ke bawah. Pasangkan FFC ke RPi dan letakkan ke bahagian yang dicetak. Jangan lupa muat Kad MicroSD!

Pasang lapisan dua di bahagian atas memastikan memasukkan kabel dan FFC melalui lubang.

Letakkan lapisan 3 ke tumpukan, sekali lagi ambil kabel dengan kabel.

Lapisan 4

Dengan menggunakan Pinout Reference dari panduan Chris, kami dapat menyolder kabel kuasa ke WiFi Dongle.

Letakkan lapisan 4 ke timbunan dengan menjaga wayar.

Pateri dua kabel dari pad USB RPi ke WiFi Dongle. Masukkan dongle ke dalam timbunan bersama dengan Powerboost 1000.

Potong empat wayar kuasa hingga panjang dan pateri ke Powerboost. Periksa semula hubungan dengan Panduan Pinouts Adafruit.

Suis kuasa memerlukan tiga sambungan. Saya telah menyisipkan kabel pita 3 arah panjang ke suis sebelum memasangkannya ke lapisan 4. Arahkan wayar bulat ke Powerboost dan pateri masuk. Periksa semula sambungan terhadap Panduan ON / OFF Adafruit.

Bateri

Wayar pada bateri terlalu panjang dan idealnya boleh dipendekkan.

Ini adalah langkah yang berpotensi berbahaya dan hanya boleh dicuba jika anda selesa dengan kemampuan anda untuk melakukannya dengan selamat

Mulakan dengan mengeluarkan pita Kapton yang menutupi PCB bateri dan terminal pateri. Sekiranya anda tidak mempunyai gulungan pita sendiri, simpan pita yang dikeluarkan semasa bungkusan dipasang semula.

Lepaskan wayar dari PCB dan pasangkan penyambung ke Powerboost.

Masukkan wayar melalui lubang di lapisan 5 dan kira panjang yang diperlukan sebelum memotong lebihan. Adalah selamat untuk meninggalkan wayar lebih sedikit daripada yang anda fikirkan yang anda perlukan.

Masukkan semula kabel ke bateri dan bungkus PCB dalam pita Kaptop.

Lapisan 5

Saya telah menambah dua pad busa di bahagian bawah lapisan 5 untuk membantu memastikan Powerboost tidak bergerak.

Pasangkan palam bateri melalui lubang di lapisan 5 dan pasangkannya ke Powerboost.

Masukkan FFC melalui lubang di lapisan 5 dan masukkan ke timbunan.

Letakkan bateri di ruang dalam lapisan.

Uji

Sekarang adalah masa yang tepat untuk memeriksa semuanya berfungsi. Sambungkan kamera ke FFC sebentar dan tekan suis. Lampu pada Powerboost harus menyala (terdapat lubang kecil di lapisan 3 di mana anda seharusnya dapat melihat LED kuasa biru).

Tunggu beberapa saat dan gunakan telefon anda, atau telefon bimbit, atau peranti WiFi lain, cari Teleskop ssid. Anda seharusnya dapat menyambung dan dengan mengarahkan penyemak imbas anda ke 127.24.1.1 anda harus disertakan dengan RPi-Cam-Web-Interface.

Sekiranya sistem ditutup dengan baik, matikan suis, lepaskan kamera dan teruskan dengan binaannya. Sekiranya anda menemui perkara yang tidak sesuai dengan rancangan, periksa semula arahan dan selesaikan masalah anda.

Lapisan 6

Sekiranya anda belum melakukannya, lepaskan lensa dari modul kamera. Rujuk kepada Raspberry Torte Wiki untuk mendapatkan arahan.

Letakkan lapisan 6 ke timbunan, masukkan melalui FFC dan pasangkan kamera ke FFC.

Lapisan 7

Sambil menahan kamera ke lapisan 6, tambahkan lapisan 7 ke timbunan.

Lapisan 8

Pegang lapisan 7 pada kedudukan dan lapisan penempatan 8 di atas. Biarkan kamera sejajar dengan bukaan di lapisan 8.

Lapisan selamat 8 menggunakan Skru Cap Soket 4 x M3 10mm.

Cap Kamera

Sebaik sahaja semuanya dipasang, pasangkan Cap ke kamera. Ini akan membantu mengelakkan habuk dan kesan lain daripada CCD yang sensitif.

Langkah 7: Bersedia

Sebelum kita memulakan

Anda perlu memastikan bateri terisi penuh. Pasang Pengecas USB Mikro ke penyambung pada Powerboost. Ia perlu sedikit lebih dari dua jam untuk mengisi penuh dari kosong. Cari LED hijau kecil untuk menyala apabila dicas sepenuhnya, anda pasti dapat melihatnya melalui celah.

Perlu diingat bahawa lebih dari sekadar kemungkinan membawa pek kuasa bersama anda. Powerboost mempunyai pengurusan kuasa yang lengkap dan dapat mengecas bateri dan menggerakkan kamera pada masa yang sama. Sekiranya anda berada di dekat pusat kuasa, tidak ada yang menghalang anda daripada menjalankan pengecas USB ke kamera untuk rakaman tanpa henti. Pastikan PSU dan pek bateri dapat membekalkan 2A atau lebih.

Langkah 8: Cuaca Inggeris

Beberapa Perkara Tidak Dapat Dikawal

Sooooo, mendung.

Saya rasa lebih buruk.

Sekurang-kurangnya tidak hujan.

Namun.

Oh. Tidak. Tunggu, sekarang hujan.

Langkah 9: Percubaan Pertama Saya di Astrophotography

Semasa bulan kelihatan di langit pada waktu pagi, saya memutuskan untuk mencuba kamera, dan saya sendiri, pada waktu siang sehingga saya dapat melihat apa yang saya lakukan. Menjadi yang baru dalam hal ini saya merasa paling baik melakukannya pada waktu siang.

Setelah memasang teleskop dan memasang kamera ke pepenjuru, saya menghidupkan kamera, menyambung ke titik akses WiFi, memuatkan penyemak imbas saya dan kemudian mula mencari bulan (Sekiranya anda menggunakan telefon bimbit seperti saya, saya dapati Saya terpaksa mematikan data mudah alih jika tidak, telefon tidak akan menyambung ke pelayan web RPi dan cuba keluar melalui rangkaian data mudah alih).

Tidak pernah melakukan ini sebelum ini, saya tidak begitu yakin dengan apa yang saya lakukan. Untuk memeriksa kamera berfungsi, saya menutup bahagian depan dan mengesahkan kamera berfungsi ketika gambar menjadi gelap pada telefon saya. Seterusnya saya hanya menggoyangkan teleskop di sekitar untuk mencari perubahan cahaya atau titik cahaya. Sudah tentu saya dapati satu dan setelah beberapa lama bermain dengan kawalan teleskop, saya berjaya melihatnya dengan stabil.

Seterusnya adalah tumpuan. Teleskop mempunyai jarak fokus yang besar dan memutar tombol fokus di belakang dengan mudah menjadikan bulan menjadi fokus (pada asalnya saya mencuba ini tanpa pepenjuru tetapi mendapati bahawa tidak ada perjalanan yang cukup dan memerlukan jarak tambahan yang disediakan oleh arah berubah).

Sekarang bulan saya ditembak, saya mengambil beberapa gambar. Seperti yang anda lihat dari gambar yang dilampirkan terdapat banyak debu dan kotoran di jalan cahaya. Dalam kegembiraan saya, saya lupa membersihkan lensa dan cermin pepenjuru! Terdapat juga warna merah, saya tidak pasti apa yang menyebabkannya pada masa ini …

Saya akan memberikan teleskop dengan baik dan meneliti tetapan terbaik untuk kamera sebagai persediaan untuk pandangan saya yang seterusnya…

Gambar telah disesuaikan di Photoshop. Yang saya buat hanyalah menggunakan fungsi Auto Tone gambar terbina dalam Photoshop. Saya telah melampirkan semua gambar mentah yang tidak diedit sebagai fail zip.

Masa & tarikh yang ditunjukkan dalam foto tidak betul kerana tidak ada RTC di kamera. Gambar-gambar tersebut dirakam pada pagi 19 November 2016 sekitar jam 0900 UTC.

Langkah 10: Idea Cerah…

Pada hari-hari perantaraan antara hujan, awan dan sinar matahari, saya membuat reka bentuk cepat untuk memasang penapis suria ke teleskop. Penapis ini direka untuk teleskop dengan pelindung embun hingga berdiameter 100mm (4 ) dan juga menyertakan casing untuk memastikan penapis tetap selamat ketika tidak digunakan.

Muat turun dari thingiverse.com |

Tempat Matahari

Saya menunggu beberapa hari untuk matahari keluar, melekatkan penapis ke teleskop dan mengarahkannya ke arah langit. Saya betul-betul memberikan lensa dan pepenjuru yang bersih sebelum memasang kamera.

Seseorang mesti sangat berhati-hati dan tidak pernah memandang langsung ke matahari, itu akan menjadi bodoh!

Dengan kembali ke matahari saya memasang teleskop, memasang penapis dan memasang kamera. Ketika saya melihat cahaya matahari, saya dapati ada cahaya matahari! Saya cuba memberi tumpuan sebaik mungkin sebelum mengambil beberapa gambar. Saya berjaya juga beberapa video.

Saya masih menghadapi masalah memfokuskan kamera, saya tidak pasti apakah ini disebabkan oleh ketidakupayaan saya untuk menggunakan fokus teleskop dengan betul atau jika terlalu banyak jerebu, atau jika ia adalah perkara lain. Ada sedikit goyah, walaupun hanya dari angin yang menggegarkan teleskop.

Saya perhatikan bahawa silau merah telah hilang, tetapi sekali lagi itu boleh terjadi kerana saya menunjuk tepat ke teleskop.

Saya akan mencubanya dalam kegelapan seterusnya …

Gambar dirakam pada petang 25 November 2016 sekitar 1300 UTC.

Langkah 11: Lunatic Ada di Rumput

Sudah hampir tiga minggu sejak syarat itu tepat untuk mengambil ruang lingkup di luar.

Masa ini gelap! Mengambil pembelajaran saya dari dua acara sebelumnya saya berjaya mendapatkan beberapa gambar yang bagus dan juga beberapa video yang bagus.

Saya masih menghadapi masalah dengan fokus dan warna merah. Sekiranya ada yang tahu apa penyebabnya, saya pasti ingin tahu.

Saya rasa saya memerlukan tripod yang lebih baik untuk mengatasi masalah goyangan, atau fokus motor …

Foto dan video tersebut ditembak pada 14 Disember 2016 jam 1830 UTC.