Διαδικτυακό σύστημα IOT για έλεγχο τηλεσκοπίου: 10 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Έχουμε σχεδιάσει και δημιουργήσει διαδικτυακό σύστημα IOT για τον έλεγχο οποιουδήποτε τύπου τηλεσκοπίου μέσω διαδικτύου και την προβολή από το τηλεσκόπιο με ελάχιστο κόστος

Το κίνητρό μας πίσω από αυτό το έργο ήταν ότι, είχαμε τρία τηλεσκόπια στο σύλλογο αστρονομίας του κολλεγίου μηχανικής μας και θέλαμε να ελέγχουν οπουδήποτε από την πανεπιστημιούπολη μας. Χρειαζόμασταν το ελάχιστο δυνατό κόστος και θα έπρεπε να λειτουργεί με οποιοδήποτε τηλεσκόπιο

Αυτό το σύστημα IOT μπορεί να ελέγξει οποιοδήποτε τύπο τηλεσκοπίου από την ιστοσελίδα σε οποιαδήποτε συσκευή. επίσης μπορούμε να δούμε τη ζωντανή προβολή του τηλεσκοπίου από αυτόν τον ιστότοπο. για αυτό χρησιμοποιεί stellarium (λογισμικό ανοιχτού κώδικα) το οποίο τρέχει σε βατόμουρο pi 3 (λειτουργεί ως διακομιστής) το οποίο συνδέεται με το Arduino mega σε κύρια σύνδεση slave και ο πίνακας RAMPS 1.4 συνδέεται ως ασπίδα στο Arduino mega που ελέγχει τους βηματικούς κινητήρες μέσω οδηγών κινητήρα

Προμήθειες

Βατόμουρο πι 3

Arduino MEGA 2560 R3

RAMPS 1.4 Shield

2 βηματικοί κινητήρες (400 βήματα)

Δύτες μοτέρ (A4988 Driver)

Τροφοδοτικό ATX

Μια καλή κάμερα Web

Μια αξιοπρεπής σύνδεση στο Διαδίκτυο

Βήμα 1: Συνδέσεις και κωδικοποίηση Arduino

πρέπει να φορτώσουμε τις συνδέσεις και να φορτώσουμε τον κώδικα προτού συνδέσουμε όλα τα στοιχεία μαζί. οπότε κατεβάστε και εγκαταστήστε το λογισμικό Arduino IDE στον υπολογιστή σας. συνδέστε το Arduino MEGA R3 στον υπολογιστή μέσω καλωδίου USB.

Εδώ χρησιμοποιούμε λογισμικό ελέγχου τηλεσκοπίου onstep κάναμε κάποιες αλλαγές σε αυτό. μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοσή μας στον παρακάτω σύνδεσμο

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

Αλλά το εύσημα πηγαίνει στους δημιουργούς που ξεκινούν. μόλις δανειστήκαμε τον κωδικό τους κάνοντας κάποιες αλλαγές σε αυτό ανάλογα με τις ανάγκες μας. ακολουθούν οι σύνδεσμοι για αρχικούς δημιουργούς onstep

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

groups.io/g/onstep/wiki/home

μετά τη λήψη του τροποποιημένου μας onstep ανοίξτε το αρχείο onstep.ino στο arduino ide. συνδέστε το mega στον υπολογιστή και φορτώστε το αρχείο onstep στο arduino mega

Βήμα 2: RAMPS 1.4 και Συνδέσεις και ρυθμίσεις προγράμματος οδήγησης κινητήρα

Ο πίνακας Ramps 1.4 χρησιμοποιείται κυρίως για τον έλεγχο των κινητήρων τρισδιάστατου εκτυπωτή, επομένως είναι πολύ ακριβής, ώστε να μπορούμε να τον ελέγξουμε με ακρίβεια.

οπότε πρέπει να επιλέξετε έναν κατάλληλο οδηγό κινητήρα σύμφωνα με το βηματικό μοτέρ σας και τα σκουλήκια και τα γρανάζια σας στη βάση του τηλεσκοπίου για αυτό έχουμε κάνει φύλλο excel που μπορεί να δώσει τις επιθυμητές τιμές της αντίστασης και του ρυθμού στροφής που πρέπει να προσαρμοστεί στον κωδικό arduino και σύνδεσμος ως εξής

Σύμφωνα με την έρευνά μας, τα προγράμματα οδήγησης DRV 8825 και A4988 μπορούν να χρησιμοποιηθούν με το μεγαλύτερο μέρος του τηλεσκοπίου και τις περισσότερες βάσεις

συνδέστε τα προγράμματα οδήγησης κινητήρα σε δεδομένη τοποθεσία όπως φαίνεται στην εικόνα στον πίνακα ράμπας 1.4 και χρησιμοποιήστε το ως ασπίδα για το arduino mega. Οι ράμπες τροφοδοτούνται ξεχωριστά από τροφοδοτικό ATV 12V.

Βήμα 3: Συνδέσεις και ρυθμίσεις Raspberry Pi

Το Raspberry pi 3 φορτώθηκε με το πιο πρόσφατο rasbian os και εγκαταστήσαμε Linux stellarium σε αυτό από τον ακόλουθο σύνδεσμο

stellarium.org/

και στη συνέχεια συνδέστε το Arudino mega στο raspberry pi μέσω καλωδίου USB

φορτώστε επίσης το λογισμικό arduino ide στο raspberry pi

η webcam aslo συνδέεται με το raspberry pi μέσω καλωδίου usb και επίσης εγκαθιστά λογισμικό κάμερας-streamer-master στο raspberry pi. μπορεί εύκολα να βρεθεί στο github

Το Raspberry pi τροφοδοτείται ξεχωριστά από άλλα εξαρτήματα

Βήμα 4: Ρυθμίσεις λογισμικού Stellarium

Το Stellarium είναι λογισμικό που σας δίνει ακριβείς τοποθεσίες και θέσεις όλων των αντικειμένων του νυχτερινού ουρανού από την τοποθεσία σας, σας δίνει επίσης τιμές Ra/Dec για κάθε αντικείμενο νυχτερινού ουρανού

Μετά τη λήψη του stellarium, εισαγάγετε την ακριβή τοποθεσία σας σε αυτό το λογισμικό

στη συνέχεια, ενεργοποιήστε τα πρόσθετα ελέγχου τηλεσκοπίου και τηλεχειριστηρίου στο λογισμικό πηγαίνοντας στο μενού plugins και επιλέγοντας αυτά τα δύο plugins και επίσης επιλέξτε φόρτωση κατά την εκκίνηση

Αφού ενεργοποιήσετε το πρόσθετο ελέγχου Telescope, μεταβείτε στην επιλογή διαμόρφωσης τηλεσκοπίου και, στη συνέχεια, επιλέξτε ADD για σύνδεση νέου τηλεσκοπίου. στη συνέχεια, επιλέξτε τηλεσκόπιο που ελέγχεται απευθείας μέσω σειριακής θύρας και, στη συνέχεια, επιλέξτε τη σειριακή σας θύρα που είναι η θύρα USB αριθ. στο οποίο συνδέεται το arduino. και στη συνέχεια επιλέξτε το μοντέλο του τηλεσκοπίου σας. Εάν το μοντέλο σας δεν είναι παρόν, μπορείτε να επιλέξετε απευθείας την επιλογή LX200. επιλέξτε OK και, στη συνέχεια, πατήστε έναρξη. τότε μπορείτε να προβάλετε το τηλεσκόπιο slew στην επιλογή, όπου μπορείτε να δείτε τις τιμές Δεξιάς προσχώρησης και Απόκλισης (Ra/Dec) του τρέχοντος αντικειμένου όπου δείχνει το τηλεσκόπιο.

Ορισμένα τηλεσκόπια δεν μπορούν να συνδεθούν με το Stellarium. έτσι 1ο πρέπει να κατεβάσετε το λογισμικό StellariumScope και στη συνέχεια να το συνδέσετε στο stellarium

Το τηλεχειριστήριο είναι το πρόσθετο που ελέγχει όλες τις λειτουργίες του Stellarium μέσω διεπαφής ιστού. αφού ενεργοποιήσετε το πρόσθετο, μεταβείτε στην επιλογή ρύθμισης παραμέτρων και επιλέξτε τον αριθμό θύρας και τη διεύθυνση IP localhost.

τώρα μπορείτε να αποκτήσετε πρόσβαση στη διεπαφή ιστού μέσω IP του localhost και επιλεγμένης θύρας από οποιονδήποτε υπολογιστή ή έξυπνο τηλέφωνο που είναι συνδεδεμένα στο ίδιο δίκτυο με το raspberry pi.

Στη διεπαφή ιστού μπορείτε να επιλέξετε το αντικείμενο νυχτερινού ουρανού όπου θέλετε να μετακινήσετε το τηλεσκόπιο σας από το μενού επιλογής, στη συνέχεια, μεταβείτε στην επιλογή ελέγχου τηλεσκοπίου, η επιλογή επιλογής μετακινήστε το επιλεγμένο τηλεσκόπιο σε επιλεγμένο αντικείμενο.

Μπορείτε επίσης να δείτε την τρέχουσα προβολή από το τηλεσκόπιο μέσω webcam-streamer-master

Βήμα 5: Επιλέγοντας το Stepper Motor και τις συνδέσεις του

Η επιλογή του βηματικού κινητήρα εξαρτάται από τον τύπο βάσης που χρησιμοποιεί το τηλεσκόπιο σας

δηλ.

• Αλταζιμούθιο. Αλταζιμούθιο
• Όρος Dobsonian
• Ισημερινού
• Πιρούνι
• Γερμανικό Ισημερινό Όρος

Γενικά, ο βηματικός κινητήρας με βήμα 400 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για όλους τους τύπους τηλεσκοπίων

πρέπει να συνδέσετε βηματικούς κινητήρες στους δύτες κινητήρων που είναι συνδεδεμένοι με RAMPS 1.4. η ισχύς των κινητήρων μπορεί να αποκτηθεί απευθείας από το RAMPS 1.4

Βήμα 6: Κάμερα Web και συνδέσεις

Η κάμερα web είναι συνδεδεμένη με το τηλεσκόπιο στην οπτική γωνία του τηλεσκοπίου και συνδέεται με το Raspberry pi μέσω σύνδεσης USB και η κάμερα-streamer-master πρέπει να εγκατασταθεί στο raspberry pi, ώστε να μπορείτε να δείτε την τρέχουσα προβολή από το τηλεσκόπιο μέσω διεπαφής ιστού

Βήμα 7: Τροφοδοσία

Το Arduino MEGA τροφοδοτείται από σύνδεση USB από raspberry pi άμεσα, οπότε δεν χρειάστηκε ξεχωριστή τροφοδοσία

Ο πίνακας RAMPS 1.4 τροφοδοτείται από τροφοδοτικό ATX. θα πρέπει να συνδεθεί με τροφοδοτικό 12v. οι μοτέρ και οι βηματικοί κινητήρες τροφοδοτούνται από αυτό το τροφοδοτικό ATX

Το Raspberry pi τροφοδοτείται από την τράπεζα μπαταριών απευθείας από τη σύνδεση τροφοδοσίας του raspberry pi

Η κάμερα web συνδέεται με το raspberry pi μέσω σύνδεσης USB, έτσι ώστε η κάμερα web να τροφοδοτείται από σύνδεση USB

Βήμα 8: Πλήρης συναρμολόγηση

1. συνδέστε τους βηματικούς κινητήρες με το γρανάζι άξονα υψομέτρου και το σκουλήκι άξονα αζιμουθίου με διάτρηση και συγκόλληση στο γρανάζι και το σκουλήκι
2. συνδέστε τα καλώδια των βηματικών κινητήρων στα προγράμματα οδήγησης κινητήρα μέσω συγκόλλησης
3. συνδέστε τους οδηγούς κινητήρα στην πλακέτα Ramps 1.4 με τοποθέτηση
4. συνδέστε το Ramps 1.4 στο Arduino ως Shield
5. συνδέστε τροφοδοτικό ATX σε ράμπες μέσω σύνδεσης τροφοδοσίας 12v
6. συνδέστε το Arduino στο Raspberry pi μέσω σύνδεσης USB
7. Η κάμερα web είναι συνδεδεμένη στο Raspberry pi μέσω σύνδεσης USB
8. Το Raspberry pi θα πρέπει να συνδεθεί με αξιοπρεπή σύνδεση στο Διαδίκτυο Ethernet

Βήμα 9: Δοκιμή

Αφού συναρμολογήσετε πλήρως τα ηλεκτρονικά και τα συνδέσετε με το τηλεσκόπιο

επιλέξτε ένα αντικείμενο νυχτερινού ουρανού από τη διεπαφή ιστού και, στη συνέχεια, μπορείτε να δείτε την κάμερα εάν το τηλεσκόπιο είναι στραμμένο στο σωστό αντικείμενο ή όχι

δοκιμάσαμε το σύστημα IOT με το τρισδιάστατο τυπωμένο τηλεσκόπιο μας που ονομάζεται αυτοσκόπιο

Βήμα 10: Αποτέλεσμα και κόστος

Παρακάτω είναι μερικές από τις εικόνες που ελήφθησαν από το τηλεσκόπιο μέσω διεπαφής ιστού και το κόστος ολόκληρου του έργου