Webový systém IOT pro ovládání teleskopu: 10 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Navrhli jsme a vyrobili webový systém IOT pro ovládání jakéhokoli typu dalekohledu přes internet a získání pohledu z dalekohledu s minimálními náklady

Naší motivací tohoto projektu bylo, že jsme měli v našem astronomickém klubu tři teleskopy a chtěli jsme, aby je ovládali kdekoli z našeho kampusu. Potřebovali jsme, aby to byly co nejnižší náklady a aby to fungovalo s jakýmkoli dalekohledem

Tento systém IOT tedy může ovládat jakýkoli typ dalekohledu z webových stránek na jakémkoli zařízení typu. z této webové stránky můžeme také sledovat živý náhled dalekohledu. k tomu používá stellarium (software s otevřeným zdrojovým kódem), který běží na malinovém pi 3 (funguje jako server), který je připojen k Arduino mega v připojení master slave a deska RAMPS 1.4 je připojena jako štít k Arduino mega, která ovládá krokové motory prostřednictvím řidičů motorů

Zásoby

Malina pi 3

Arduino MEGA 2560 R3

RAMPS 1.4 štít

2 krokové motory (400 kroků)

Motoroví potápěči (ovladač A4988)

Zdroj ATX

Dobrá webová kamera

Slušné připojení k internetu

Krok 1: Připojení a kódování Arduino

než spojíme všechny součásti dohromady, potřebujeme načíst připojení a zadat kód. stáhněte a nainstalujte si do počítače software Arduino IDE. připojte Arduino MEGA R3 k počítači pomocí kabelu USB.

Zde používáme software pro ovládání dalekohledu onstep, v němž jsme provedli několik změn. naši verzi si můžete stáhnout na následujícím odkazu

drive.google.com/open?id=1n2VnSgii_qt1YZ1Q…

Ale zásluhy mají onstep tvůrci. právě jsme si vypůjčili jejich kód a provedli jsme v něm nějaké změny podle naší potřeby. následují odkazy na původní tvůrce onstep

www.stellarjourney.com/index.php?r=site/equ…

groups.io/g/onstep/wiki/home

po stažení našeho upraveného onstep otevřete soubor onstep.ino v arduino ide. připojte mega k počítači a načtěte soubor onstep do arduino mega

Krok 2: Připojení a nastavení ovladače RAMPS 1.4 a ovladače motoru

Deska Ramps 1.4 se používá hlavně k ovládání motorů 3D tiskáren, takže je velmi přesná, takže můžeme použít k přesnému ovládání dalekohledu.

takže je třeba vybrat vhodný ovladač motoru podle vašeho krokového motoru a vašich červů a ozubených kol na držáku dalekohledu, proto jsme vytvořili excelový list, který může poskytnout požadované hodnoty odporu a rychlosti přeběhu, které je třeba upravit v arduino kódu a odkaz následovně

Podle našeho výzkumu lze ovladače motoru DRV 8825 a A4988 použít s většinou dalekohledů a většinou držáků

připojte ovladače motoru k danému místu, jak je znázorněno na obrázku na desce rampy 1.4, a použijte ji jako štít pro arduino mega. rampy jsou napájeny samostatně napájecím zdrojem ATX 12V.

Krok 3: Připojení a nastavení Raspberry Pi

Náš Raspberry pi 3 byl nabitý nejnovějším rasbian OS a nainstalovali jsme Linux stellarium z následujícího odkazu

stellarium.org/

a poté připojte Arudino mega k malinovému pi pomocí USB kabelu

také načtěte software arduino ide na Raspberry Pi

webová kamera aslo je připojena k Raspberry Pi pomocí USB kabelu a také nainstaluje software Webcam-Streamer-Master na Raspberry Pi. lze jej snadno najít na github

Raspberry pi je napájeno odděleně od ostatních komponent

Krok 4: Nastavení softwaru Stellarium

Stellarium je software, který vám poskytne přesné umístění a polohy všech objektů noční oblohy z vaší polohy a také vám poskytne hodnoty Ra/Dec pro každý objekt noční oblohy

Po stažení stellaria zadejte svou přesnou polohu v tomto softwaru

poté v softwaru povolte doplňky pro ovládání dalekohledu a dálkového ovládání tak, že přejdete do nabídky pluginů a vyberete tyto dva pluginy a také vyberete načíst při spuštění

Po povolení pluginu pro ovládání teleskopu přejděte ke konfiguraci možnosti dalekohledu a poté vyberte PŘIDAT pro připojení nového dalekohledu. poté vyberte dalekohled ovládaný přímo přes sériový port, poté vyberte svůj sériový port, kterým je port USB č. na kterém je připojeno arduino. a poté vyberte svůj model dalekohledu. pokud váš model není k dispozici, můžete přímo vybrat možnost LX200. vyberte OK a poté stiskněte start. pak si můžete prohlédnout zabitý dalekohled, kde můžete zobrazit hodnoty Přistoupení a Deklinace vpravo (Ra/Dec) aktuálního objektu, kam teleskop míří.

Některé dalekohledy se nedokáží připojit ke Stelliu. Nejprve si tedy musíte stáhnout software StellariumScope a poté jej připojit ke stellariu

Dálkové ovládání je plugin, který prostřednictvím webového rozhraní ovládá všechny funkce Stellaria. po povolení pluginu přejděte na možnost konfigurace a vyberte číslo portu a IP adresu localhost.

nyní máte přístup k webovému rozhraní přes localhost IP a vybraný port z jakéhokoli počítače nebo chytrého telefonu, které jsou připojeny ke stejné síti jako Raspberry Pi.

Ve webovém rozhraní můžete z nabídky výběru vybrat objekt noční oblohy, kam chcete teleskop přesunout, poté přejděte na možnost ovládání teleskopu, možnost výběru přesunout vybraný dalekohled na vybraný objekt.

můžete si také prohlížet aktuální pohled z dalekohledu přes webcam-streamer-master

Krok 5: Výběr krokového motoru a jeho připojení

Výběr krokového motoru závisí na typu držáku, který váš dalekohled používá

tj.

• Altajut. Altajut
• Dobsonian Mount
• Rovníkový
• Vidlicová montáž
• Německá rovníková hora

Krokový motor se 400 kroky lze obecně použít pro všechny typy teleskopů

musíte připojit krokové motory k motorovým potápěčům, kteří jsou připojeni k RAMPS 1.4. Výkon motoru lze přímo získat z RAMPS 1.4

Krok 6: Webová kamera a její připojení

Webová kamera je připojena k dalekohledu z pohledu dalekohledu a je připojena k Raspberry pi přes USB připojení a na Raspberry Pi by měla být nainstalována webová kamera-streamer-master, abyste mohli sledovat aktuální pohled z dalekohledu přes webové rozhraní

Krok 7: Napájení

Arduino MEGA je napájeno USB připojením přímo z Raspberry Pi, takže nepotřebovalo samostatné napájení

Deska RAMPS 1.4 je napájena napájecím zdrojem ATX. měl by být připojen 12v napájecím zdrojem. motorové vodiče a krokové motory jsou napájeny tímto napájecím zdrojem ATX

Raspberry pi je napájeno z baterie přímo z napájecího konektoru Raspberry Pi

Webová kamera je připojena k Raspberry Pi prostřednictvím USB připojení, takže je webová kamera napájena připojením USB

Krok 8: Kompletní montáž

1. připojte krokové motory k šneku osy nadmořské výšky a šneku osy azimutu vrtáním a přivařením k převodu a šneku
2. připojte vodiče krokových motorů k ovladačům motoru pájením
3. připojte ovladače motoru k desce Ramps 1.4 montáží
4. připojte rampy 1.4 k Arduinu jako Shield
5. připojte napájecí zdroj ATX k rampám pomocí napájecího připojení 12 V.
6. připojte Arduino k Raspberry pi přes USB připojení
7. Webová kamera je připojena k Raspberry pi pomocí USB připojení
8. Raspberry pi by mělo být připojeno ke slušnému ethernetovému internetovému připojení

Krok 9: Testování

Po úplné montáži elektroniky a připojení k dalekohledu

vyberte z webového rozhraní objekt noční oblohy a poté můžete procházet webovou kamerou, pokud je teleskop namířen na správný objekt nebo ne

testovali jsme náš systém IOT pomocí našeho 3D tištěného dalekohledu, který se nazývá autoscope

Krok 10: Výsledek a náklady

Nahoře jsou některé obrázky pořízené z teleskopu přes webové rozhraní a cena celého projektu