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

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Saya telah membuat dua proyek kamera berbasis Raspberry Pi sebelumnya [1] [2]. Ini, ide kamera ketiga saya, adalah proyek Raspberry Pi Zero pertama saya. Ini juga pengalaman pertama saya di Astrophotography!

Didorong oleh 'Supermoon' baru-baru ini, saya ingin mengaktifkan kembali Celestron Firstscope 70 EQ milik kakak saya. Selama 10 tahun terakhir, semua lensa mata telah hilang, tetapi penutup teleskop tetap di tempatnya untuk mencegah debu keluar.

Di bak elektronik saya yang berguna adalah Pi Zero dan kabel kamera yang cocok. Bersama dengan LiPo, Powerboost 1000 dan modul kamera. Koagulasi komponen yang sempurna, baru matang untuk pembuatannya…..

Desain Singkat

Buat kamera nirkabel yang dibangun di sekitar Raspberry Pi Zero yang dirancang agar sesuai dengan wadah lensa teleskop 1,25.

Langkah 1: Komponen

Elektronik

• Raspberry Pi Nol.
• Kamera Raspberry Pi, (Tautan Afiliasi Amazon).
• Raspberry Pi Nol Kamera FFC.
• Raspberry Pi USB Wifi Dongle, (Tautan Afiliasi Amazon).
• Adafruit Powerboost 1000, (Tautan Afiliasi Amazon).
• Baterai Lipo.
• Kartu MicroSD, (Tautan Afiliasi Amazon).
• Kawat Lain-Lain.
• Miniatur Slide Switch (SPDT), (Tautan Afiliasi Amazon).

Raspberry Pi 3 | Opsional, (Tautan Afiliasi Amazon)

Perangkat keras

• 4 x 20mm Female-Female M3 Brass Hex Spacer, (Tautan Afiliasi Amazon).
• Sekrup Tutup Soket 8 x M3 10mm, (Tautan Afiliasi Amazon).
• 1 x Filamen PLA Hitam Dasar SpoolWorks.
• 1 x Filamen NinjaTek NinjaFlex.

File

File STL, STP, dan 123dx tersedia dari | thingiverse.com

Tolong bantu dukung pekerjaan saya di sini di Instructables dan di Thingiverse

dengan menggunakan tautan afiliasi berikut saat melakukan pembelian. Terima kasih:)

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

Langkah 2: Persiapan Bagian

Untuk membantu mempermudah dan mendapatkan akses ke kontak di USB WiFi Dongle, kita harus melepas casing dari dongle. Cukup pisahkan wadah plastik dengan pisau dan lepaskan PCB dengan hati-hati.

Anda juga harus melepas lensa dari modul kamera. Ada panduan di wiki Raspberry Torte yang menunjukkan cara melakukan ini. Anda dapat meninggalkan langkah ini sampai perakitan jika Anda tidak ingin lensa kamera mengumpulkan debu untuk sementara waktu.

Langkah 3: Desain

Saya menggunakan Desain 123D untuk memodelkan bagian-bagiannya.

Pertimbangan yang perlu diperhatikan adalah jalur untuk FFC. Akses ke Kartu SD, jack MicroUSB di Powerboost, jalur kabel, ruang untuk colokan LiPo, dan tempat untuk Dongle Wifi dan sakelar untuk pergi. Selain itu, kamera harus masuk ke dalam slot lensa mata standar 1,25 di teleskop.

Saya mulai membuat model casing agar pas di sekitar Zero, mencatat Slot Kartu SD dan posisi FFC kamera.

Seperti proyek kamera saya yang lain, saya telah menggunakan desain tipe lapisan dengan setiap lapisan baru membentuk bingkai untuk komponen atau komponen baru.

Sangat mudah untuk melupakan bahwa kabel akan diperlukan untuk menyambungkan elektronik bersama-sama. Jadi pastikan untuk menambahkan perutean kabel.

Fitur terakhir untuk tubuh adalah metode untuk menyatukan semuanya. Menggunakan spacer heksagonal kuningan menjaga semuanya tetap bersih tanpa mur yang terlihat di bagian luar kamera.

Tidak ada Kamera yang lengkap tanpa beberapa aksesori. Saya telah menyusun tutup lensa, yang dirancang untuk dicetak dengan fleksibel, dan cincin adaptor untuk teleskop lensa mata 2 yang lebih besar.

Selama perakitan saya menemukan bahwa kabel kamera tidak cukup panjang! Daripada menggunakan kabel non-standar yang lebih panjang dan menyulitkan siapa saja yang ingin membuat kamera sendiri, saya menyesuaikan desain untuk mengimbangi kekurangan panjang FFC. Saya memindahkan posisi kamera dari tengah bodi, ke samping.

Langkah 4: Mencetak

Saya menggunakan Simplify3D untuk mengiris model untuk dicetak. Mereka dicetak pada BigBox E3D.

Impor model ke dalam alat pengiris Anda. Karena saya memiliki BigBox, mereka semua akan muat di printbed bersama-sama. Konfigurasikan pemotong Anda.

Pengaturan Pemotong

• Tinggi Lapisan 0.25mm.
• 15% Isi.
• 3 Perimeter.
• 3 Lapisan Atas.
• 3 Lapisan Bawah.
• Kecepatan Cetak 50mm/s.

Pencetakan membutuhkan waktu ~10 jam untuk mengerjakan semua 8 bagian. Jika Anda memiliki Raspberry Pi cadangan, Anda dapat memantau dan mengontrol printer Anda dari jarak jauh dengan OctoPrint yang fantastis!

Bodi dan adaptor dicetak dengan SpoolWorks Basic Black PLA Filament. Tutupnya dicetak dengan Filamen NinjaTek NinjaFlex.

Sambil menunggu pencetakan selesai sekarang adalah waktu yang tepat untuk memilah Perangkat Lunak.

Langkah 5: Perangkat Lunak

Anda memerlukan Raspberry Pi standar untuk menyiapkan Kartu SD untuk kamera.

Karena kita tidak ingin atau membutuhkan gambar Raspbian lengkap kita bisa memulainya dengan mendownload file gambar Jessie Lite dari Website Raspberry Pi. Ikuti panduan instalasi mereka untuk menulis gambar ke Kartu SD.

Karena kita akan mengakses kamera melalui WiFi, sekarang kita perlu menginstal antarmuka web untuk kamera. Saya menggunakan RPi-Cam-Web-Interface. Ikuti panduan mereka untuk menginstal perangkat lunak ke image-build Anda.

WiFi Dongle perlu dikonfigurasi sebagai hotspot. Ada panduan bermanfaat dari Phil Martin yang mengonfigurasi RPi sebagai hotspot | Hotspot Wi-Fi. Selama bagian CONFIGURE HOSTAPD saya mengganti nama ssid dari Pi3-AP menjadi Telescope.

Terakhir untuk menghentikan cahaya yang menyimpang, LED on-board kamera dapat dimatikan dengan mengikuti panduan ini | menonaktifkan LED.

Anda cukup mengeluarkan Kartu MicroSD dari RPi standar setelah mematikannya dengan benar dan memasukkannya langsung ke RPi Zero. Anda tidak perlu membuat perubahan pada perangkat lunak agar dapat berfungsi.

Satu juga memiliki opsi untuk hanya menghubungkan Raspberry Pi Zero ke jaringan WiFi rumah Anda, jika berada dalam jangkauan teleskop Anda.

Langkah 6: Perakitan

Bagian yang Dicetak

Saya telah mengambil file jarum ke permukaan atas semua bagian yang dicetak, kecuali untuk lapisan terakhir. Ini akan menghilangkan titik-titik tinggi dan memastikan kecocokan yang rata dan rata saat menumpuk lapisan bersama-sama.

Kabel Nol Raspberry Pi

Kami membutuhkan empat kabel untuk disolder ke Pi, dua kabel daya dan dua kabel USB. Saya telah mendaur ulang kabel dari kabel USB lama. Menggunakan panduan Chris Robinson untuk menambahkan dongle WiFi profil rendah ke Raspberry Pi Zero, kita dapat memilih bantalan solder yang benar.

Dalam panduan Chris dia menggunakan bantalan solder di bagian bawah untuk daya masuk, namun kami akan menggunakan GPIO untuk memberi makan 5v ke RPi. Menggunakan Panduan ini untuk RPi GPIO Dan Pin, kita tahu bahwa kita ingin menghubungkan +5v (kabel merah) ke pin 2 dan GND (kabel hitam) ke pin 6.

Lapisan 1 - 3

Pasang empat spacer Hex Kuningan 20mm ke bagian cetakan pertama dengan Sekrup Tutup Soket 4 x M3 10mm. Letakkan bagian bawah. Pasang FFC ke RPi dan letakkan di bagian yang dicetak. Jangan lupa untuk memasukkan Kartu MicroSD!

Pasang lapisan dua di atasnya, pastikan untuk memasukkan kabel dan FFC melalui lubang.

Tempatkan lapisan 3 ke tumpukan, lagi ambil kabel dengan kabel.

Lapisan 4

Menggunakan Referensi Pinout dari panduan Chris, kita dapat menyolder kabel daya ke Dongle WiFi.

Tempatkan lapisan 4 ke tumpukan dengan hati-hati dengan kabelnya.

Solder dua kabel dari bantalan USB RPi ke Dongle WiFi. Masukkan dongle ke dalam tumpukan bersama dengan Powerboost 1000.

Potong empat kabel listrik menjadi panjang dan solder ke Powerboost. Periksa kembali koneksi dengan Panduan Pinouts Adafruit.

Saklar daya membutuhkan tiga koneksi. Saya telah menyolder panjang kabel pita 3 arah ke sakelar sebelum memasangnya ke lapisan 4. Rutekan kabel ke Powerboost dan solder masuk. Periksa kembali koneksi dengan Panduan ON/OFF Adafruit.

Baterai

Kabel pada baterai terlalu panjang dan idealnya harus dipersingkat.

Ini adalah langkah yang berpotensi berbahaya dan hanya boleh dicoba jika Anda merasa nyaman dengan kemampuan Anda untuk melakukannya dengan aman

Mulailah dengan melepas pita Kapton yang menutupi PCB baterai dan terminal solder. Jika Anda tidak memiliki selotip sendiri, simpan selotip yang sudah dilepas saat kemasan dipasang kembali.

Lepas kabel dari PCB dan pasang konektor ke Powerboost.

Masukkan kabel melalui lubang di lapisan 5 dan perkirakan panjang yang dibutuhkan sebelum memotong kelebihannya. Aman untuk meninggalkan sedikit lebih banyak kawat daripada yang Anda pikir akan Anda butuhkan.

Resolder kabel ke baterai dan bungkus PCB dalam pita Kaptop.

Lapisan 5

Saya telah menambahkan dua bantalan busa ke bagian bawah lapisan 5 untuk membantu menjaga Powerboost agar tidak bergerak.

Masukkan steker baterai melalui lubang di lapisan 5 dan tancapkan ke Powerboost.

Beri makan FFC melalui lubang di lapisan 5 dan taruh di tumpukan.

Tempatkan baterai di ruang di lapisan.

Tes

Sekarang adalah saat yang tepat untuk memeriksa semuanya berfungsi. Sambungkan kamera ke FFC secara singkat dan jentik sakelar. Lampu pada Powerboost harus menyala (ada lubang kecil di lapisan 3 di mana Anda dapat melihat LED daya biru).

Tunggu beberapa saat dan menggunakan ponsel Anda, atau ponsel, atau perangkat WiFi lainnya, pindai ssid Teleskop. Anda seharusnya dapat terhubung dan dengan mengarahkan browser Anda ke 127.24.1.1 Anda akan disajikan dengan RPi-Cam-Web-Interface.

Jika semuanya baik-baik saja, matikan sistem, matikan sakelar, lepaskan kamera dan lanjutkan dengan build. Jika Anda menemukan hal-hal yang tidak berjalan sesuai rencana, periksa kembali petunjuk dan perbaiki masalah Anda.

Lapisan 6

Jika Anda belum melakukannya, lepaskan lensa dari modul kamera. Lihat Raspberry Torte Wiki untuk instruksi.

Tempatkan lapisan 6 ke tumpukan, masukkan melalui FFC dan pasang kamera ke FFC.

Lapisan 7

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

Lapisan 8

Tahan layer 7 pada posisinya dan placer layer 8 di atas. Biarkan kamera sejajar dengan bukaan di lapisan 8.

Amankan lapisan 8 menggunakan Sekrup Tutup Soket 4 x M3 10mm.

Tutup Kamera

Segera setelah semuanya terpasang, pasang Tutup ke kamera. Ini akan membantu menjaga debu dan kotoran lainnya dari CCD sensitif.

Langkah 7: Bersiap

Sebelum kita mulai

Anda harus memastikan baterai terisi penuh. Colokkan Pengisi Daya Mikro USB ke konektor pada Powerboost. Dibutuhkan sedikit lebih dari dua jam untuk mengisi penuh dari kosong. Carilah LED hijau kecil untuk menyala saat terisi penuh, Anda seharusnya bisa melihatnya melalui celah.

Perlu dicatat bahwa lebih dari sekadar kemungkinan untuk membawa power pack ke mana-mana. Powerboost memiliki manajemen daya yang lengkap dan dapat mengisi baterai dan memberi daya pada kamera secara bersamaan. Jika Anda berada di dekat titik daya, tidak ada yang menghentikan Anda menjalankan pengisi daya USB ke kamera untuk perekaman tanpa akhir. Pastikan saja PSU dan paket baterai dapat mensuplai 2A atau lebih.

Langkah 8: Cuaca Inggris

Beberapa Hal Tidak Dapat Dikendalikan

Suho, mendung.

Itu bisa lebih buruk kurasa.

Setidaknya tidak hujan.

Belum.

Oh. Tidak. Tunggu, sekarang hujan.

Langkah 9: Percobaan Pertama Saya di Astrophotography

Sementara bulan terlihat di langit di pagi hari pada saat saya memutuskan untuk mencoba kamera, dan saya sendiri, pada siang hari sehingga saya dapat melihat apa yang saya lakukan. Karena baru dalam hal ini, saya merasa lebih baik melakukannya di siang hari.

Setelah memasang teleskop dan memasang kamera ke diagonal, saya menyalakan kamera, terhubung ke titik akses WiFi, memuat browser saya dan kemudian mulai mencari bulan (Jika Anda menggunakan ponsel Anda seperti saya, saya menemukan Saya harus mematikan data seluler jika tidak, telepon tidak akan terhubung ke server web RPi dan mencoba keluar melalui jaringan data seluler).

Karena belum pernah melakukan ini sebelumnya, saya tidak yakin apa yang saya lakukan. Untuk memeriksa kamera berfungsi, saya menutupi bagian depan dan memastikan kamera berfungsi saat gambar menjadi gelap di ponsel saya. Selanjutnya saya cukup menggoyangkan teleskop untuk mencari perubahan cahaya atau titik cahaya. Benar saja saya menemukan satu dan setelah beberapa waktu mengutak-atik kontrol teleskop saya berhasil membuatnya stabil dalam pandangan.

Selanjutnya adalah fokus. Teleskop memiliki rentang fokus yang besar dan memutar kenop fokus di bagian belakang dengan mudah membawa bulan ke fokus (saya awalnya mencoba ini tanpa diagonal tetapi menemukan bahwa tidak ada perjalanan yang cukup dan diperlukan jarak tambahan yang disediakan oleh perubahan arah).

Sekarang saya memiliki bulan dalam bidikan saya mengambil beberapa foto. Seperti yang Anda lihat dari gambar yang dilampirkan, ada banyak debu dan kotoran di jalur cahaya. Dalam semua kegembiraan saya, saya lupa membersihkan lensa dan cermin diagonal! Ada juga rona merah, saya tidak sepenuhnya yakin apa yang menyebabkan ini saat ini …

Saya akan membersihkan teleskop dengan baik dan meneliti pengaturan terbaik untuk kamera sebagai persiapan untuk pandangan ke atas saya berikutnya…

Gambar telah disesuaikan di Photoshop. Yang saya lakukan hanyalah menggunakan fungsi Auto Tone gambar bawaan Photoshop. Saya telah melampirkan semua gambar mentah yang belum diedit sebagai file zip.

Waktu & tanggal yang ditampilkan di foto salah karena tidak ada RTC di kamera. Gambar diambil pada pagi hari tanggal 19 November 2016 sekitar pukul 0900 UTC.

Langkah 10: Ide Cemerlang…

Pada hari-hari antara hujan, awan, dan sinar matahari, saya menggambar desain cepat untuk memasang filter matahari ke teleskop. Filter dirancang untuk teleskop dengan pelindung embun dengan diameter hingga 100mm (4 ) dan juga termasuk wadah untuk menjaga filter tetap aman saat tidak digunakan.

Unduh dari thingiverse.com |

Bintik Matahari

Saya menunggu beberapa hari hingga matahari terbit, memasang filter ke teleskop dan mengarahkannya ke langit. Saya memberikan lensa dan diagonal pembersihan yang sangat baik sebelum memasang kamera.

Seseorang harus sangat berhati-hati dan tidak pernah melihat langsung ke matahari, itu konyol!

Dengan membelakangi matahari, saya memasang teleskop, memasang filter, dan memasang kamera. Ketika saya melihat matahari, saya menemukan bahwa ada bintik matahari! Saya mencoba untuk fokus sebaik mungkin sebelum mengambil beberapa foto. Saya juga mengelola beberapa video.

Saya masih mengalami masalah dalam memfokuskan kamera, saya tidak yakin apakah ini karena ketidakmampuan saya menggunakan fokus teleskop dengan benar atau jika ada terlalu banyak kabut, atau karena hal lain. Ada sedikit goyangan, bahkan hanya dari angin yang menggoyang teleskop.

Saya telah memperhatikan bahwa silau merah telah hilang, tetapi sekali lagi itu bisa jadi karena saya menunjuk tepat ke teleskop.

Saya akan mencobanya dalam gelap berikutnya …

Gambar diambil pada sore hari tanggal 25 November 2016 sekitar pukul 1300 UTC.

Langkah 11: Orang Gila Berada di Rumput

Sudah hampir tiga minggu sejak kondisinya tepat untuk mengambil 'ruang lingkup di luar.

Kali ini gelap! Mengambil pelajaran dari dua tamasya sebelumnya, saya berhasil mendapatkan beberapa foto yang bagus dan beberapa video yang bagus juga.

Saya masih mengalami masalah dengan fokus dan rona merah. Jika ada yang tahu apa penyebabnya saya benar-benar ingin tahu.

Saya rasa saya membutuhkan tripod yang lebih kokoh untuk membantu mengatasi goyangan, atau fokuser bermotor………

Foto dan video diambil pada 14 Desember 2016 pukul 1830 UTC.