Raspberry Pi көмегімен ұзақ экспозиция және астрофото: 13 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Астрофотография - бұл астрономиялық объектілерді, аспан оқиғаларын және түнгі аспан аудандарын суретке түсіру. Астрофотография Айдың, Күннің және басқа планеталардың егжей -тегжейін жазудан басқа, адам көзіне көрінбейтін заттарды, мысалы, күңгірт жұлдыздар, тұмандықтар мен галактикаларды түсіруге қабілетті. Бұл бізді таң қалдырды, себебі алынған нәтижелер таңғажайып және ұзақ экспозиция түсірілімдерімен қол жеткізуге болады.

Кәдімгі камераның әмбебаптығын кеңейту үшін біз DSLR камерасына қосыла алатын таңқурай pi қуатты модулін жобалау мен құруды шештік. Бұл фотографқа белгілі бір айнымалыларды алдын ала орнатуға мүмкіндік береді, осылайша ұзақ уақыт бойы түсіру процесін автоматтандырады. Астрофотографиядан басқа, бұл модуль кіріктірілген бағдарламаның көмегімен жұлдызды жолдарды құра алады, сонымен қатар уақыт аралығын жасай алады.

Өзіңіздің жеке модуліңізді құруды жалғастырыңыз және түнгі аспанды таңғажайып суретке түсіріңіз. Біздің жобаны қолдау үшін Raspberry-Pi байқауына дауыс беруден бас тартыңыз.

1 -қадам: Модульге шолу

Біз жасаған бағдарлама үш түрлі процесті басқарады:

Қолданбаның алдыңғы жағы немесе графикалық интерфейс - бұл модульді өзара әрекеттесу және басқару үшін пайдаланушы

Камераны басқару - бұл бағдарламаның бөлігі, ол камераны дұрыс уақытта дұрыс іске қосуға жауап береді

Кескіндерді өңдеу - бұл бағдарламаның әдемі жұлдызды суретке немесе уақытша бейнеге біріктіруге және біріктіруге жауап беретін бөлімі

GUI суреттер арасындағы интервал мен пайдаланушының камераның экспозиция уақыты сияқты параметрлерді жинайды. Содан кейін ол камераға осы факторларға негізделген суреттерді түсіруге нұсқау береді. Барлық кескіндер түсірілгеннен кейін өңдеу жүргізіледі. Ал соңғы нәтиже пайдаланушыға бұлт арқылы немесе жергілікті түрде қол жеткізу үшін таңқурай пидің ішкі жадында сақталады.

2 -қадам: Қажетті материалдар

Бұл жобаның жабдықтары өте қарапайым, келесі тізімде барлық қажетті материалдар бар.

Электроника және аппараттық құралдар:

• Raspberry Pi
• СКД сенсорлық дисплей
• M3 болттар x 8
• M3 қыздырылған кірістірулер x 8
• Келесі тізімде бар камера (https://www.gphoto.org/proj/libgphoto2/support.php)
• Штепсельге оңай қол жетпейтін жерлерде жүйені қуаттандыруға арналған стандартты қуат банкі

Таңқурай pi бағдарламалау және конфигурациялау үшін бірнеше перифериялық қондырғы қажет болады:

• Тінтуір мен пернетақта
• Сыртқы HDMI мониторы

3 -қадам: 3D басып шығарылған бөлшектер

Біз барлық компоненттерді сақтауға арналған корпусты 3d басып шығардық және модульді тұрақты штативке бекітуге арналған қысқыш жасадық. Бөлшектер шамамен 20 сағатты басып шығару уақытын алады және біз төмендегі STL файлдарының файлын байланыстырдық.

• Raspberry Pi корпусы x 1, 20% толтыру
• Қақпақ x 1, 20% толтыру
• Tripod Mount x 1, 40% толтыру
• Штативті қысқыш x 1, 40% толтыру

Басылған бөліктер дайын болғаннан кейін тіректерді мұқият алып тастауға болады.

4 -қадам: Жылуды кірістіру

Пластикалық монтаждау тесіктерін нығайту үшін біз жылу кірістірулерді енгіздік. Дәнекерлеуішті қолданып, кірістірулерді үстіңгі бетімен біркелкі болғанша жайлап итеріңіз. Процесті болт жіптері оңай және перпендикуляр болатынына көз жеткізе отырып, сегіз бекіту тесіктері үшін қайталаңыз.

5 -қадам: Raspberry Pi мен экранды орнату

М3 болттарын қолдану таңқурай пиін тиісті бекіту тесіктері арқылы бекітеді. Содан кейін қосқыш түйреуіштерді туралау арқылы дисплейді қосыңыз. Соңында қақпақты экранның үстіне қойып, болттарды бекітіңіз. Енді модуль бағдарламалық қамтамасыз етуді жүктеуге дайын.

6 -қадам: штативке бекіту

Модуль камераға оңай қол жетімді болуы үшін біз оны штативке орналастыруды шештік. Біз стандартты штативке сәйкес келетін реттелетін бекіту кронштейнін жасадық. Штативтің аяғына бекіткішті бекіту үшін екі бұранданы қолданыңыз. Бұл модульді оңай қосуға және алып тастауға мүмкіндік береді.

7 -қадам: Raspberry Pi операциялық жүйесін орнату

Модульдегі таңқурай пи Debian негізіндегі Raspbian операциялық жүйесімен жұмыс істейді. Нұсқау берілген уақытта ОЖ -нің соңғы нұсқасы - Raspbian Buster, біз оны қолдануды шештік. ОЖ -ны келесі сілтеме бойынша жүктеуге болады. (Raspbian Buster OS) «Жұмыс үстелінде және ұсынылған бағдарламалық қамтамасыз етуде Raspbian Buster» опциясын жүктеп алғаныңызға көз жеткізіңіз, себебі ұсынылған бағдарламалық қамтамасыз етудің кейбіреулері бұл жоба үшін пайдалы болады. Қысылған қалта жүктелгеннен кейін сізге жадысы шамамен 16-32 ГБ болатын микро SD карт қажет болады.

SD-картаны ОЖ-мен жыпылықтау үшін Balena Etcher бағдарламалық жасақтамасын қолдануды ұсынамыз, себебі ол қарапайым. Оны келесі сілтемеден жүктеуге болады. (Балена Этчер) Бағдарламалық жасақтаманы ашқаннан кейін сізге жаңа жүктелген қалтаны таңдауға нұсқау беріледі, содан кейін компьютерге SD-картаны қосыңыз және бағдарламалық қамтамасыз ету автоматты түрде анықталуы керек, соңында жарқыл белгішесін басыңыз. Процедура 2-3 минутқа созылуы керек. Аяқтағаннан кейін жад картасын ажыратып, таңқурай пи -ге қосыңыз.

Таңқурай пиін HDMI кабелінің көмегімен сыртқы мониторға, ал USB порттары арқылы тінтуір мен пернетақтаны қосыңыз. Соңында, микро-USB порты мен 5в адаптерін қолданып, pi-ге қуат беріңіз, сонда pi жүктеу процесін бастауы керек. ОЖ кейін сізге қажетті жаңартулар мен сымсыз желіге қосылу, күн мен уақытты орнату сияқты басқа да параметрлерді көрсетеді. Процесс аяқталғаннан кейін сіз операциялық жүйені pi-ге орнаттыңыз және енді оны қарапайым компьютер ретінде пайдалануға болады.

8 -қадам: Қосымша кітапханалар мен талаптар

Бағдарлама жұмыс істейтініне көз жеткізу үшін таңқурай pi кейбір кітапханалар мен тәуелділіктерді орнатуды талап етеді. Міне, олардың барлығының тізімі (ескерту: біз бұл жоба үшін python3 қолдандық және сізге де солай жасауға кеңес береміз):

• Ткинтер (бұл питонды жүктеген кезде орнатылады)
• PIL (бұл питонмен алдын ала орнатылған)
• ш
• OpenCV
• gphoto2

Кез келген пакеттерді орнатпас бұрын sudo apt-get update пәрменін қолдана отырып, raspberry pi ОЖ жаңартуды ұсынамыз. Sh кітапханасын терминалды ашу және келесі пәрменді қолдану арқылы жүктеуге және орнатуға болады:

sudo pip3 орнату sh

Gphoto2 бумасын орнату үшін келесі пәрменді қолданыңыз:

sudo apt-get gphoto2 орнатыңыз

OpenCV пакетін жүктеу және орнату сәл ұзағырақ процесс. Біз сізге барлық қадамдарды егжей-тегжейлі түсіндіретін келесі сілтемені қолдануды ұсынамыз: https://www.pyimagesearch.com/2018/09/26/install-opencv-4-on-your-raspberry- pi/

9 -қадам: сенсорлық экрандағы дисплейге арналған қосымша драйверлер

Борттық сенсорлық экран жұмыс істеу үшін қарапайым конфигурацияны қажет етеді. Таңқурай пиін қосыңыз және терминалды ашыңыз және келесі пәрмендерді қолданыңыз:

• sudo rm -rf LCD -шоуы
• git клоны
• chmod -R 755 LCD -шоуы
• CD дисплейі/
• sudo./LCD35- көрсету

Соңғы пәрменді енгізгеннен кейін сіздің сыртқы мониторыңыз бос болуы керек, ал pi жүктеледі және жұмыс үстелін борттық сенсорлық экранда көрсетеді. Сыртқы мониторға оралу үшін борттық экранда терминал терезесін ашып, келесі пәрмендерді қолданыңыз.

• chmod -R 755 LCD -шоуы
• CD дисплейі/
• sudo./LCD-hdmi

10 -қадам: Timelapse модулі бағдарламасын іске қосу

Алдымен таңқурай пиін қуат портын пайдаланып сыртқы қуат банкіне қосыңыз. Бағдарламаны іске қосу үшін төменде орналасқан қысылған қалтаны жүктеңіз және ашыңыз. Бүкіл қалтаны Raspberry Pi жұмыс үстеліне көшіріңіз. Бағдарламаны және GUI -ді іске қосу үшін UI.py файлын ашыңыз, ал GUI таңқурай pi сенсорлық экранында пайда болуы керек.

Әрі қарай, камераны USB кабелі арқылы таңқурайға қосыңыз. GUI -де әдепкі мәндерді сақтаңыз және бастау түймесін басыңыз. Бұл камераны 2 секунд аралықпен 5 рет іске қосуы керек. Аяқтағаннан кейін сіз камера түсірген суреттерді Суреттер қалтасынан көре аласыз.

Ақаулықтарды жою: Егер камера іске қосылмаса, камераның үлгісі келесі тізімде бар екеніне көз жеткізіңіз. https://www.gphoto.org/proj/libgphoto2/support.php Егер сіздің камераңыз осы тізімде болса, байланыстардың қауіпсіз екеніне және камераның қосылғанына көз жеткізіңіз.

11-қадам: Astro-Photography үшін ұсынылатын камера параметрлері

Астрофотография кезінде біз ұсынатын камера параметрлері.

• Сіздің камераңыз қолмен фокусталуы керек және фокусты шексіздікке орнатыңыз
• Камераны штативке орнатыңыз
• Камера параметрлері қол режимінде болуы керек
• Ысырма жылдамдығы: 15-30 секунд
• Диафрагма: объектив үшін ең төмен, f-2.8 өте қолайлы
• ISO: 1600-6400

Камера параметрлерінен басқа, ашық аспанға көз жеткізіңіз. Ең жақсы нәтиже алу үшін ауылдық жерде барлық қалалық шамдардан алыс болу керек.

12 -қадам: GUI түсіну

GUI пайдаланушы реттей алатын үш мәнді қамтиды:

Экспозиция уақыты камераның ысырма жылдамдығын анықтайды. Мысалы, сіз түнгі аспанда жұлдыздарды түсіріп жатқанда, 15-30 секундтық ысырма жылдамдығы ұсынылады, мұндай жағдайларда бұл мәнді 30 секундқа орнатыңыз. Егер экспозиция уақыты 1 секундтан төмен болса, мәнді 0 ретінде сақтауға болады

Уақыт аралығы екі экспозиция арасында қажет уақыт мөлшерін анықтайды. Уақыт өтіп кетсе, біз 1-ден 5 минутқа дейінгі аралықты ұсынамыз

Экспозиция саны уақыт аралығы үшін түсіргіңіз келетін суреттер санын анықтайды. Стандартты бейнелер шамамен 30 кадр / с жылдамдықпен ойнайды, яғни егер сіз 30 суретті бассаңыз, сіз бір секундтық бейне аласыз. Осыған сүйене отырып, пайдаланушы қажет суреттер санын шеше алады

UI өздігінен түсіндірілетін интерфейске ие. Көрсеткі түймелер мәндер мен параметрлер аяқталған кезде іске қосу түймешігін ұлғайту немесе азайту үшін қолданылады. Бұл камераның қосылуының USB порттарының бірі арқылы қосылуы керек. Содан кейін суреттер таңқурай пи жадында сақталады, онда одан әрі өзгертуге болады.

13 -қадам: Шексіздікке және одан тысқа

Бұл модульді жиі қолданғаннан кейін біз алынған нәтижелерге ризамыз. Астрофото тәжірибесі бар болса, сіз әдемі фотосуреттерді түсіре аласыз. Бұл жоба пайдалы болды деп сенеміз, егер сізге ұнаған болса, бізге дауыс беру арқылы қолдау көрсетіңіз.

Бақытты жасау!

Raspberry Pi байқауында екінші орын