Astrofotografering Med Raspberry Pi Zero: 11 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Jeg har laget to andre Raspberry Pi -baserte kameraprosjekter før [1] [2]. Dette, min tredje kameraidee, er mitt første Raspberry Pi Zero -prosjekt. Dette er også min første tur på astrofotografering!

På grunn av den siste "Supermånen" ønsket jeg å få min brors gamle Celestron Firstscope 70 EQ tilbake i bruk. I løpet av de siste 10 årene har okularene forsvunnet, men teleskopdekslene har holdt seg på plass og holder støvet ute.

I mitt nyttige elektronikk -badekar er en Pi Zero og en matchende kamerakabel. Sammen med en LiPo, Powerboost 1000 og en kameramodul. En perfekt koagulering av komponenter, bare moden for å lage ….

Design kort

Lag et trådløst kamera bygget rundt Raspberry Pi Zero som er designet for å passe inn i en 1,25 teleskop okular beholder.

Trinn 1: Komponenter

Elektronikk

• Raspberry Pi Zero.
• Raspberry Pi -kamera, (Amazon Affiliate Link).
• Raspberry Pi Zero Camera FFC.
• Raspberry Pi USB Wifi Dongle, (Amazon Affiliate Link).
• Adafruit Powerboost 1000, (Amazon Affiliate Link).
• LiPo batteri.
• MicroSD -kort, (Amazon Affiliate Link).
• Diverse ledninger.
• Miniature Slide Switch (SPDT), (Amazon Affiliate Link).

Bringebær Pi 3 | Valgfritt (Amazon Affiliate Link)

Maskinvare

• 4 x 20 mm kvinnelig-hunn M3 messing sekskant mellomstykker, (Amazon Affiliate Link).
• 8 x M3 10 mm sokkelskruer, (Amazon Affiliate Link).
• 1 x SpoolWorks Basic Black PLA -filament.
• 1 x NinjaTek NinjaFlex filament.

Filer

STL-, STP- og 123dx -filene er tilgjengelige fra | thingiverse.com

Vennligst hjelp å støtte arbeidet mitt her på Instructables og på Thingiverse

ved å bruke følgende tilknyttede lenker når du kjøper. Takk:)

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

Trinn 2: Delforberedelse

For å hjelpe til med å slanke ting og få tilgang til kontaktene på USB WiFi Dongle, må vi fjerne saken fra dongelen. Bare del plasthylsen fra hverandre med en kniv og fjern kretet forsiktig.

Du må også fjerne objektivet fra kameramodulen. Det er en guide på Raspberry Torte wiki som viser hvordan du gjør dette. Du kan forlate dette trinnet helt til montering hvis du ikke vil at kameralinsen samler støv i mellomtiden.

Trinn 3: Design

Jeg bruker 123D Design til å modellere delene.

Hensynet til å ta hensyn til er veien for FFC. Tilgang til SD -kortet, MicroUSB -kontakten på Powerboost, kabelbaner, plass til LiPo -pluggen, og et sted for Wifi Dongle og switch å gå. I tillegg må kameraet passe inn i et standard 1,25 okularspor i teleskopet.

Jeg begynte å modellere en sak for å passe rundt nullen, og noterte SD -kortsporet og posisjonen til kameraets FFC.

Som med mine andre kameraprosjekter har jeg brukt en lagtypedesign hvor hvert nye lag danner en ramme for en eller flere nye komponenter.

Det er lett å glemme at ledninger vil være nødvendige for å koble elektronikken sammen. Så sørg for å legge til kabelføring.

Den siste funksjonen for kroppen er en metode for å holde alt sammen. Ved å bruke sekskantede avstandsstykker i messing holder det ting rent uten at muttere vises på utsiden av kameraet.

Intet kamera er komplett uten noe tilbehør. Jeg har tegnet et linsedeksel, designet for å bli trykt i fleksible, og en adapterring for større 2 okular teleskoper.

Under montering fant jeg ut at kamerakabelen ikke var lang nok! I stedet for å bruke en lengre ikke-standard kabel og komplisere ting for alle som ønsket å bygge sitt eget kamera, justerer jeg designene for å kompensere for FFCs mangel på lengde. Jeg flyttet posisjonen til kameraet fra midten av kroppen, til siden.

Trinn 4: Utskrift

Jeg bruker Simplify3D til å dele modellene for utskrift. De er trykt på E3Ds BigBox.

Importer modellene til skiven din. Siden jeg har en BigBox, passer de alle sammen på skrivebordet. Konfigurer skiven din.

Innstillinger for skiver

• 0,25 mm laghøyde.
• 15% påfyll.
• 3 omkretser.
• 3 topplag.
• 3 bunnlag.
• 50 mm/s utskriftshastighet.

Utskriften tok ~ 10 timer å gjøre alle 8 delene. Hvis du har en ekstra Raspberry Pi, kan du overvåke og kontrollere skriveren eksternt med den fantastiske OctoPrint!

Hoveddelen og adapteren er trykt med SpoolWorks Basic Black PLA Filament. Hetten er trykt med NinjaTek NinjaFlex Filament.

Mens du venter på at utskriften skal være ferdig nå, er det en flott tid å sortere ut programvaren.

Trinn 5: Programvare

Du trenger en standard Raspberry Pi for å forberede SD -kortet til kameraet.

Fordi vi ikke vil eller trenger hele Raspbian -bildet, kan vi starte med å laste ned Jessie Lite -bildefilen fra Raspberry Pi -nettstedet. Følg installasjonsguiden for å skrive bildet til SD -kortet.

Siden vi får tilgang til kameraet via WiFi, må vi nå installere et webgrensesnitt for kameraet. Jeg bruker RPi-Cam-Web-Interface. Følg veiledningen deres for å installere programvaren til bildebyggingen din.

WiFi -dongelen må konfigureres som et hotspot. Det er en nyttig guide av Phil Martin som konfigurerer RPi som et hotspot | WiFi HotSpot. Under delen KONFIGURER HOSTAPD omdøper jeg ssiden fra Pi3-AP til Telescope.

Til slutt for å stoppe lyset kan kameraets innebygde LED slås av ved å følge denne veiledningen | deaktiver LED.

Du kan ganske enkelt fjerne MicroSD -kortet fra standard RPi etter at du har slått det av riktig og satt det rett inn i RPi Zero. Du trenger ikke å gjøre endringer i programvaren for at den skal fungere.

Man har også muligheten til ganske enkelt å koble Raspberry Pi Zero til ditt WiFi -hjemmenettverk, hvis det er innenfor rekkevidde av teleskopet.

Trinn 6: Montering

Trykte deler

Jeg har tatt en nålefil til de øvre overflatene på alle de trykte delene, bortsett fra det siste laget. Dette vil fjerne eventuelle høye flekker og sikre en jevn og flat montering når du legger lagene sammen.

Raspberry Pi Zero Wiring

Vi krever at fire ledninger loddes til Pi, to strømkabler og to USB -kabler. Jeg har resirkulert ledningene fra en gammel USB -kabel. Ved å bruke Chris Robinsons guide for å legge til en lavprofil WiFi -dongle til Raspberry Pi Zero kan vi velge de riktige loddeputer.

I Chris's guide bruker han loddeputer på undersiden for strømmen, men vi bruker GPIO til å mate 5v inn i RPi. Ved å bruke denne guiden til RPi GPIO og pinner vet vi at vi vil koble +5v (rød ledning) til pinne 2 og GND (svart ledning) til pinne 6.

Lag 1 - 3

Fest de fire 20 mm Messing Hex -avstandsstykkene til den første trykte delen med 4 x M3 10 mm sokkelskruer. Legg delen ned. Monter FFC på RPi og legg den inn i den trykte delen. Ikke glem å montere MicroSD -kortet!

Monter lag to over toppen, og pass på å føre kabelen og FFC gjennom hullene.

Legg lag 3 på bunken, ta igjen kabelen med kablene.

Lag 4

Ved å bruke Pinout -referansen fra Chris's guide kan vi lodde strømkabler til WiFi -dongelen.

Legg lag 4 på bunken og vær forsiktig med ledningene.

Lodd de to kabelen fra RPi's USB -pads til WiFi -dongelen. Sett dongelen i stabelen sammen med Powerboost 1000.

Klipp de fire strømledningene i lengde og lodd til Powerboost. Dobbeltsjekk tilkoblingene mot Adafruit's Pinouts Guide.

Strømbryteren trenger tre tilkoblinger. Jeg har loddet en lengde på 3-veis båndkabel til bryteren før jeg monterte den i lag 4. Før ledningene rundt til Powerboost og lodd inn. Dobbeltsjekk tilkoblingene mot Adafruit's ON/OFF Guide.

Batteriet

Ledningene på batteriet er for lange og bør ideelt sett forkortes.

Dette er et potensielt farlig trinn og bør bare forsøkes hvis du er komfortabel med dine evner til å gjøre det trygt

Begynn med å fjerne Kapton -båndet som dekker batteriets PCB og loddeterminaler. Hvis du ikke har din egen tape, behold den fjernede tapen for når pakken settes sammen igjen.

Løs ledningene fra kretskortet og sett kontakten på Powerboost.

Før ledningene gjennom hullet i lag 5 og tilnærmet den nødvendige lengden før du skjærer av overflødig. Det er trygt å legge igjen litt mer ledning enn du tror du trenger.

Fest ledningene til batteriet og pakk inn kretskortet i Kaptop tape.

Lag 5

Jeg har lagt til to skumputer på undersiden av lag 5 for å hindre at Powerboost beveger seg.

Før batteripluggen gjennom hullet i lag 5 og sett den inn i Powerboost.

Før FFC gjennom hullet i lag 5 og legg det på stabelen.

Plasser batteriet i mellomrommet i laget.

Test

Nå er det en god tid å sjekke at alt fungerer. Koble kameraet kort til FFC og slå på bryteren. Lyset på Powerboost skal tennes (det er et lite hull i lag 3 som du skal kunne se den blå strøm -LED -en).

Vent et øyeblikk og bruk telefonen, eller mobilen eller en annen WiFi -enhet, og søk etter teleskopets sid. Du bør kunne koble til og ved å peke nettleseren din til 127.24.1.1, bør du bli presentert for RPi-Cam-Web-Interface.

Hvis alt går bra, slår du av bryteren, fjerner kameraet og fortsetter med byggingen. Hvis du finner ut at ting ikke gikk som planlagt, kan du gå igjennom instruksjonene og fikse problemene dine.

Lag 6

Hvis du ikke allerede har gjort det, må du fjerne objektivet fra kameramodulen. Se Raspberry Torte Wiki for instruksjoner.

Legg lag 6 på bunken, før gjennom FFC og fest kameraet til FFC.

Lag 7

Mens du holder kameraet nede i lag 6, legger du til lag 7 i bunken.

Lag 8

Hold lag 7 på plass og legg lag 8 på toppen. La kameraet rette seg mot åpningen i lag 8.

Fest lag 8 med 4 x M3 10 mm sokkelskruer.

Kameralokk

Så snart alt er montert, monter lokket på kameraet. Dette vil bidra til å holde støv og annet avfall fra sensitiv CCD.

Trinn 7: Gjør deg klar

Før vi starter

Du må sørge for at batteriet er fulladet. Koble en Micro USB -lader til kontakten på Powerboost. Det bør ta litt over to timer å fulladet fra tom. Se etter den lille grønne LED -en for å lyse når den er fulladet. Du bør omtrent kunne se den gjennom gapet.

Det er verdt å merke seg at det er mer enn en mulighet til å ha med deg en strømpakke. Powerboost har fullverdig strømstyring og kan både lade batteriet og drive kameraet samtidig. Hvis du er i nærheten av et strømpunkt, er det ingenting som hindrer deg i å kjøre en USB -lader til kameraet for endeløs opptak. Bare sørg for at både PSU og batteripakke kan levere 2A eller mer.

Trinn 8: Det britiske været

Noen ting kan ikke kontrolleres

Sååååå, det er overskyet.

Det kan være verre antar jeg.

Det regner i hvert fall ikke.

Ennå.

Åh. Nei. Vent, nå regner det.

Trinn 9: Mitt første forsøk på astrofotografi

Mens månen er synlig på himmelen om morgenen for øyeblikket, bestemte jeg meg for å prøve kameraet, og meg selv, i dagslys så jeg kan se hva jeg gjør. Siden jeg var ny på dette, følte jeg det best å gjøre det i løpet av dagen.

Etter å ha satt opp teleskopet og installert kameraet i diagonalen slo jeg på kameraet, koblet til WiFi -tilgangspunktet, lastet inn nettleseren min og begynte deretter å lete etter månen (Hvis du er på mobiltelefonen din som jeg er, fant jeg Jeg måtte slå av mobildata ellers ville ikke telefonen koble seg til RPi -webserveren og prøvde å gå ut over mobildatanettverket i stedet).

Etter å ha aldri gjort dette før var jeg ikke helt sikker på hva jeg gjorde. For å kontrollere at kameraet fungerte, dekket jeg opp fronten og bekreftet at kameraet fungerte da bildet ble mørkt på telefonen min. Deretter vrikket jeg bare rundt teleskopet og lette etter en endring i lys eller et lyspunkt. Jeg fant en, og etter en stund å fikle med teleskopkontrollene klarte jeg å få den til å være stabil.

Neste er fokus. Teleskopet har et stort brennvidde og twiddling av fokusknappen (e) på baksiden brakte lett månen i fokus (jeg prøvde opprinnelig dette uten diagonal, men fant ut at det ikke var nok reise og det krevde den ekstra avstanden som ble gitt av retningsendringen).

Nå hadde jeg månen i skudd og jeg tok noen bilder. Som du kan se fra bildene som er vedlagt, er det mye støv og smuss i lysbanen. I all min begeistring glemte jeg å rengjøre linsene og det diagonale speilet! Det er også en rød fargetone, jeg er ikke helt sikker på hva som forårsaker dette for øyeblikket …

Jeg vil gi teleskopet en god støv og undersøke de beste innstillingene for kameraet som forberedelse til mitt neste blikk oppover …

Bildene er justert i Photoshop. Alt jeg har gjort er å bruke Photoshop's innebygde Auto Tone -funksjon. Jeg har lagt ved alle de uredigerte bildene som en zip -fil.

Tid og dato vist på bildene er feil, siden det ikke er noen RTC i kameraet. Bildene ble tatt om morgenen den 19. november 2016 klokken cirka 0900 UTC.

Trinn 10: Lyse ideer …

I de mellomliggende dagene mellom regn, sky og solskinn tegnet jeg et raskt design for å feste et solfilter til teleskopet. Filteret er designet for teleskoper med et duggskjerm på opptil 100 mm (4 ) i diameter og inkluderer også et etui for å holde filteret trygt når det ikke er i bruk.

Last ned fra thingiverse.com |

Solflekk

Jeg ventet noen dager på at solen skulle komme ut, festet filteret til teleskopet og pekte det mot himmelen. Jeg ga linsene og diagonalen en veldig god rengjøring før jeg festet kameraet.

Man må være usedvanlig forsiktig og aldri se direkte på solen, det ville være dumt!

Med ryggen til solen satte jeg opp teleskopet, monterte filteret og festet kameraet. Da jeg hadde solen i utsikten fant jeg ut at det var en solflekk! Jeg prøvde å fokusere så godt jeg kunne før jeg tok noen få fotografier. Jeg klarte også noen få videoer.

Jeg har fortsatt problemer med å fokusere kameraet, jeg er ikke sikker på om dette skyldes min manglende evne til å bruke teleskopfokuset riktig eller om det er for mye dis, eller om det er noe annet. Det er litt vingling, selv fra bare vinden som gynger teleskopet.

Jeg har lagt merke til at den røde gjenskinnet har forsvunnet, men igjen kan det være fordi jeg peker rett mot teleskopet.

Jeg skal prøve det i mørket neste …

Bildene ble tatt på ettermiddagen 25. november 2016 ved omtrent 1300 UTC.

Trinn 11: The Lunatic Is on the Grass

Det er nesten tre uker siden forholdene var riktige til å ta omfanget utenfor.

Denne tiden er mørk! Etter å ha lært meg av de to foregående turene, klarte jeg å få noen fine bilder og noen få gode videoer også.

Jeg har fortsatt problemer med fokus og en rød nyanse. Hvis noen vet hva årsaken er, vil jeg virkelig vite det.

Jeg tror jeg trenger et mer stødig stativ for å hjelpe med wobble, eller en motorisert fokuser ………..

Bildene og videoene ble skutt den 14. desember 2016 klokken 1830 UTC.