Pendedahan Panjang dan Astro-Fotografi Menggunakan Raspberry Pi: 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Astrophotography adalah fotografi objek astronomi, kejadian cakerawala, dan kawasan langit malam. Selain merakam perincian Bulan, Matahari, dan planet lain, astrofotografi memiliki kemampuan untuk menangkap objek yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia seperti bintang malap, nebula, dan galaksi. Ini menarik perhatian kami kerana hasil yang diperoleh sangat menakjubkan dan dapat dicapai dengan tembakan pendedahan yang panjang.

Untuk memperluaskan fleksibiliti kamera biasa, kami memutuskan untuk merancang dan membina modul bertenaga raspberry pi yang dapat disambungkan ke kamera DSLR. Ini membolehkan jurugambar untuk menetapkan pemboleh ubah tertentu sehingga mengotomatisasi proses menangkap dalam jangka masa yang panjang. Selain daripada gambar astrofotografi, modul ini dapat menghasilkan jejak bintang menggunakan bantuan program terbina dalam dan juga dapat membuat selang masa.

Ikuti terus untuk membina modul anda sendiri dan mengambil gambar langit malam yang menakjubkan. Jangan mengundi dalam Peraduan Raspberry-Pi untuk menyokong projek kami.

Langkah 1: Gambaran keseluruhan Modul

Program yang kami buat mengendalikan tiga proses berbeza:

Bahagian depan aplikasi, atau antara muka pengguna grafik - inilah yang akan digunakan pengguna untuk berinteraksi dan mengawal modul

Mengendalikan kamera - ini adalah bahagian program yang bertanggungjawab untuk mencetuskan kamera pada waktu yang tepat untuk jangka masa yang tepat

Memproses gambar - ini adalah bahagian program yang bertanggungjawab untuk menggabungkan dan menggabungkan gambar yang diambil menjadi gambar jejak bintang yang indah atau ke dalam video timelapse

GUI mengumpulkan parameter seperti selang antara gambar dan masa pendedahan kamera dari pengguna. Ia kemudian memerintahkan kamera untuk menangkap gambar berdasarkan faktor-faktor ini. Setelah semua gambar diambil, proses pemprosesan berlaku. Dan hasil akhir disimpan ke memori dalaman raspberry pi agar pengguna dapat mengakses melalui awan atau secara tempatan.

Langkah 2: Bahan Yang Diperlukan

Perkakasan untuk projek ini cukup mudah, senarai berikut mengandungi semua bahan yang diperlukan.

Elektronik dan Perkakasan:

• Pai raspberi
• Paparan Sentuh LCD
• Selak M3 x 8
• Sisipan yang Dipanaskan M3 x 8
• Kamera yang terdapat dalam senarai berikut (https://www.gphoto.org/proj/libgphoto2/support.php)
• Bank Kuasa Standard untuk menghidupkan sistem di kawasan di mana palam mungkin tidak mudah diakses

Memprogram dan mengkonfigurasi pi raspberry memerlukan beberapa periferal:

• Tetikus dan papan kekunci
• Monitor HDMI luaran

Langkah 3: Bahagian Bercetak 3D

Kami 3d mencetak kotak untuk memegang semua komponen dan merancang penjepit untuk memasang modul pada tripod biasa. Bahagian memerlukan masa pencetakan sekitar 20 jam dan kami telah menghubungkan fail untuk fail STL berikut di bawah.

• Kes Raspberry Pi x 1, 20% isi
• Tutup x 1, 20% isi
• Tripod Mount x 1, 40% isi
• Tripod Clamp x 1, 40% isi

Setelah bahagian yang dicetak siap, seseorang boleh mengeluarkan sokongan dengan berhati-hati.

Langkah 4: Menanamkan Sisipan Panas

Untuk menguatkan lubang pemasangan plastik, kami memasukkan sisipan panas. Dengan menggunakan solder perlahan-lahan tekan ke dalam sisipan sehingga rata dengan permukaan atas. Ulangi proses untuk lapan lubang pemasangan sambil memastikan benang bolt masuk dengan mudah dan tegak lurus.

Langkah 5: Memasang Pi dan Skrin Raspberry

Dengan menggunakan bolt M3, pasangkan pi raspberry di tempatnya menggunakan lubang pemasangan yang sesuai. Kemudian pasangkan paparan dengan menjajarkan pin penyambung. Akhirnya, letakkan penutup di atas skrin dan pasangkan bautnya. Modul ini kini siap untuk perisian dimuat naik.

Langkah 6: Melampirkan ke Tripod

Untuk menjadikan modul mudah diakses oleh kamera, kami memutuskan untuk meletakkannya di tripod. Kami merancang pendakap pemasangan khusus yang sesuai dengan tripod standard. Cukup gunakan dua skru untuk menjepit pemasangan di sekitar kaki tripod. Ini membolehkan seseorang melampirkan dan mengeluarkan modul dengan mudah.

Langkah 7: Menyiapkan Sistem Operasi Raspberry Pi

Raspberry pi pada modul menjalankan sistem operasi berasaskan Debian yang disebut Raspbian. Pada masa Instructable, versi terbaru OS adalah Raspbian Buster, yang kami memutuskan untuk menggunakannya. OS boleh dimuat turun menggunakan pautan berikut. (Raspbian Buster OS) Pastikan untuk memuat turun pilihan yang mengatakan "Raspbian Buster dengan desktop dan perisian yang disyorkan" kerana beberapa perisian yang disyorkan akan berguna untuk projek ini. Setelah folder zip dimuat turun, anda memerlukan kad SD mikro dengan memori sekitar 16 hingga 32 GB.

Untuk mem-flash kad SD dengan OS, kami mengesyorkan menggunakan perisian Balena Etcher, kerana mudah digunakan. Ia boleh dimuat turun dari pautan berikut. (Balena Etcher) Setelah anda membuka perisian, anda akan diarahkan untuk memilih folder berzip yang baru anda muat turun, kemudian pasang kad SD ke komputer anda, dan perisian harus mengesan secara automatik, akhirnya klik pada ikon flash. Prosesnya perlu 2 hingga 3 minit. Setelah selesai, cabut plag kad memori dan pasangkan ke dalam raspberry pi anda.

Sambungkan raspberry pi ke monitor luaran menggunakan kabel HDMI, dan sambungkan tetikus dan papan kekunci melalui port USB. Akhirnya, kuasa pi menggunakan port mikro-USB dan penyesuai 5v, dan pi harus memulakan proses boot. OS kemudian akan memandu anda melalui kemas kini yang diperlukan dan pelbagai tetapan lain, seperti menyambung ke rangkaian tanpa wayar dan menetapkan tarikh dan masa, ikuti sahaja. Setelah proses selesai, anda telah menyediakan OS pada pi anda dan anda kini boleh menggunakannya sebagai komputer biasa.

Langkah 8: Perpustakaan dan Keperluan Tambahan

Untuk memastikan program berjalan, raspberry pi memerlukan beberapa perpustakaan dan pergantungan untuk dipasang. Berikut adalah senarai kesemuanya (perhatikan: kami menggunakan python3 untuk projek ini dan kami mengesyorkan anda melakukan perkara yang sama):

• Tkinter (ini wujud semasa anda memuat turun python)
• PIL (ini juga dilengkapi dengan python)
• sh
• OpenCV
• gphoto2

Sebelum memasang sebarang pakej, kami mengesyorkan untuk mengemas kini OS raspberry pi menggunakan arahan sudo apt-get update. Perpustakaan sh boleh dimuat turun dan dipasang dengan membuka terminal dan menggunakan arahan berikut:

sudo pip3 pasang sh

Untuk memasang pakej gphoto2, gunakan arahan berikut:

sudo apt-get install gphoto2

Memuat turun dan memasang pakej OpenCV adalah proses yang sedikit lebih lama. Kami mengesyorkan menggunakan pautan berikut, yang memandu anda melalui langkah-langkah dan memberikan semua arahan dengan terperinci: https://www.pyimagesearch.com/2018/09/26/install-opencv-4-on-your-raspberry- pi /

Langkah 9: Pemacu Tambahan untuk Paparan Skrin Sentuh Onboard

Skrin sentuh onboard memerlukan beberapa konfigurasi mudah agar berfungsi. Hidupkan pi raspberry dan buka terminal dan gunakan arahan berikut:

• sudo rm -rf LCD-show
• git klon
• chmod -R 755 Paparan LCD
• cd paparan LCD /
• sudo./LCD35-show

Sebaik sahaja anda memasukkan arahan terakhir, monitor luaran anda akan kosong dan pi harus boot dan memaparkan desktop di skrin sentuh onboard. Untuk kembali ke monitor luaran anda, buka tetingkap terminal di layar onboard dan gunakan perintah berikut.

• chmod -R 755 Paparan LCD
• cd paparan LCD /
• sudo./LCD-hdmi

Langkah 10: Menjalankan Program Timelapse Module

Mula-mula sambungkan pi raspberry ke bank kuasa luaran, menggunakan port kuasa. Untuk menjalankan program, muat turun dan buka zip zip yang dilampirkan di bawah. Salin keseluruhan folder ke desktop raspberry pi. Untuk menjalankan program dan GUI, buka fail bernama UI.py dan GUI akan muncul di layar sentuh raspberry pi.

Seterusnya, sambungkan kamera ke raspberry pi menggunakan kabel USB. Simpan nilai lalai pada GUI dan klik pada butang mula. Ini harus mencetuskan kamera 5 kali pada selang waktu 2 saat. Setelah selesai, anda dapat melihat gambar yang diambil oleh kamera dalam folder Imej.

Penyelesaian masalah: Sekiranya kamera tidak mencetuskan, pastikan model kamera anda ada dalam senarai berikut. https://www.gphoto.org/proj/libgphoto2/support.php Sekiranya kamera anda ada dalam senarai ini, pastikan sambungannya selamat dan kamera anda dihidupkan.

Langkah 11: Tetapan Kamera yang Disyorkan untuk Astro-Photography

Berikut adalah beberapa tetapan kamera yang kami cadangkan semasa melakukan astrofotografi.

• Kamera anda harus fokus manual dan tetapkan fokus ke tak terhingga
• Pasang kamera ke tripod
• Tetapan kamera harus berada dalam mod manual
• Kelajuan pengatup: 15-30 saat
• Aperture: Serendah mungkin untuk lensa anda, f-2.8 sangat sesuai
• ISO: 1600-6400

Selain daripada tetapan kamera, pastikan untuk memiliki langit yang jelas. Sebaik-baiknya seseorang juga harus berada di luar bandar dari semua lampu bandar untuk hasil yang ideal.

Langkah 12: Memahami GUI

GUI mengandungi tiga nilai yang dapat disesuaikan pengguna:

Waktu Pendedahan menentukan kelajuan rana kamera anda. Contohnya, semasa anda menembak bintang di langit malam, disyorkan kelajuan pengatup 15 hingga 30 saat, dalam keadaan seperti itu, tetapkan nilai ini menjadi 30 saat. Sekiranya masa pendedahan berada di bawah 1 saat, anda boleh menyimpan nilai sebagai 0

Selang Masa menentukan jumlah masa yang anda mahukan antara dua pendedahan. Sekiranya berlaku selang masa, kami mengesyorkan selang waktu antara 1 hingga 5 minit

Jumlah Pendedahan menentukan jumlah gambar yang ingin anda ambil untuk jangka masa. Video standard dimainkan sekitar 30 fps, yang bermaksud bahawa jika anda mengklik 30 gambar anda akan mendapat satu saat video. Berdasarkan ini pengguna dapat menentukan jumlah gambar yang diperlukan

UI mempunyai antara muka yang cukup jelas. Tombol anak panah digunakan untuk menambah atau menurunkan nilai dan butang mula ketika parameter dimuktamadkan. Ini mencetuskan kamera yang seharusnya sudah disambungkan melalui salah satu port USB pi. Gambar kemudian disimpan di memori raspberry pi di mana pengubahsuaian selanjutnya dapat dilakukan.

Langkah 13: Ke Infinity dan Di Luar

Setelah kerap menggunakan modul ini, kami berpuas hati dengan hasil yang diperoleh. Dengan sedikit pengalaman dalam fotografi astro seseorang dapat menangkap gambar yang indah. Kami harap projek ini dapat membantu, jika anda suka, bantu kami dengan membuang undi.

Selamat Membuat!

Naib Johan dalam Peraduan Raspberry Pi 2020