Sistema IOT basat en web per al control de telescopis: 10 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Hem dissenyat i creat un sistema IOT basat en web per controlar qualsevol tipus de telescopi per Internet i obtenir la vista des del telescopi amb un cost mínim

La nostra motivació darrere d’aquest projecte era que teníem tres telescopis al nostre club d’astronomia de la universitat d’enginyeria i volíem que controlessin qualsevol lloc del nostre campus. Necessitàvem que fos el cost mínim possible i que funcionés amb qualsevol telescopi

Per tant, aquest sistema IOT pot controlar qualsevol tipus de telescopi des del lloc web en qualsevol tipus de dispositiu. també podem veure la vista en directe del telescopi des d'aquest lloc web. per a això utilitza stellarium (un programari de codi obert) que s'executa en un raspberry pi 3 (actua com a servidor) que està connectat a Arduino mega en una connexió mestra esclava i la placa RAMPS 1.4 està connectada com a blindatge a Arduino mega que controla els motors pas a pas mitjançant conductors de motor

Subministraments

Raspberry pi 3

Arduino MEGA 2560 R3

RAMPS 1.4 Escut

2 motors pas a pas (400 passos)

Submarinistes (conductor A4988)

Una font d'alimentació ATX

Una bona càmera web

Una connexió a Internet decent

Pas 1: connexions i codificació Arduino

hem de carregar les connexions i el codi abans de connectar tots els components junts. així que descarregueu i instal·leu el programari Arduino IDE al vostre ordinador. connecteu Arduino MEGA R3 a l'ordinador mitjançant un cable USB.

Aquí utilitzem el programari de control de telescopis onstep, hi vam fer alguns canvis. podeu descarregar la nostra versió al següent enllaç

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

Però el mèrit és dels creadors onstep. Acabem de demanar prestat el seu codi en fer-hi alguns canvis segons la nostra necessitat. a continuació es mostren els enllaços per a creadors originals onstep

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

groups.io/g/onstep/wiki/home

després de descarregar el nostre onstep modificat, obriu el fitxer onstep.ino a ide arduino. connecteu mega a l'ordinador i carregueu el fitxer onstep a arduino mega

Pas 2: RAMPS 1.4 i connexions i configuracions del controlador de motor

La placa Ramps 1.4 s’utilitza principalment per controlar motors d’impressores 3D, de manera que és molt precisa, de manera que podem utilitzar-la per controlar amb precisió el telescopi.

per tant, heu de triar un controlador de motor adequat segons el vostre motor pas a pas i els vostres cucs i engranatges del muntatge del telescopi, per això hem fet un full Excel que pot donar els valors desitjats de la resistència i la velocitat de gir que s’ha d’ajustar al codi arduino i enllaç de la següent manera

Segons la nostra investigació, els controladors de motor DRV 8825 i A4988 es poden utilitzar amb la majoria del telescopi i la majoria de muntures.

connecteu els conductors de motor en una ubicació determinada tal com es mostra a la imatge de la placa 1.4 de les rampes i utilitzeu-lo com a blindatge per a arduino mega. rampes s’alimenta per separat mitjançant una font d’alimentació ATX de 12V.

Pas 3: connexions i configuració de Raspberry Pi

El nostre Raspberry pi 3 es va carregar amb els darrers sistemes rasbian i hi vam instal·lar stellarium Linux des del següent enllaç

stellarium.org/

i després connecteu el mega Arudino al raspberry pi mitjançant un cable USB

també carregueu el programari ide arduino a raspberry pi

A més, la càmera web està connectada a Raspberry Pi mitjançant un cable USB i també instal·la el programari webcam-streamer-master a Raspberry Pi. es pot trobar fàcilment a github

Raspberry pi s’alimenta per separat dels altres components

Pas 4: Configuració del programari Stellarium

Stellarium és un programari que us proporciona ubicacions i posicions exactes de tots els objectes del cel nocturn des de la vostra ubicació, també us proporciona valors Ra / Dec de tots els objectes del cel nocturn.

Després de descarregar stellarium, introduïu la vostra ubicació exacta en aquest programari

a continuació, activeu els connectors de control de telescopi i control remot al programari accedint al menú de connectors i seleccionant aquests dos connectors i també seleccioneu càrrega a l'opció d'inici

Després d'activar el connector de control del telescopi, aneu a configurar l'opció del telescopi i seleccioneu AFEGEIX per connectar el telescopi nou. a continuació, seleccioneu el telescopi controlat directament a través del port sèrie i, a continuació, seleccioneu el port sèrie que és el port USB núm. on està connectat arduino. i seleccioneu el model de telescopi. si el vostre model no és present, podeu seleccionar directament l'opció LX200. seleccioneu D'acord i, a continuació, premeu Inici. llavors podeu veure el telescopi girat a l'opció, on podeu veure els valors d’accés a la dreta i declinació (Ra / Dec) de l’objecte actual cap a on apunta el telescopi.

Alguns telescopis no poden connectar-se amb Stellarium. per tant, primer heu de descarregar el programari StellariumScope i després connectar-lo a stellarium

El control remot és el complement que controla totes les funcionalitats de Stellarium a través de la interfície web. després d'activar el connector, aneu a configurar l'opció i seleccioneu el número de port i l'adreça IP localhost.

ara podeu accedir a la interfície web mitjançant IP localhost i el port seleccionat des de qualsevol ordinador o telèfon intel·ligent que estigui connectat a la mateixa xarxa que el raspberry pi.

A la interfície web podeu seleccionar l'objecte del cel nocturn on voleu moure el telescopi del menú de selecció, a continuació, aneu a l'opció de control del telescopi l'opció de selecció, moveu el telescopi seleccionat a l'objecte seleccionat.

també podeu veure la vista actual des del telescopi mitjançant webcam-streamer-master

Pas 5: triar el motor pas a pas i les seves connexions

La selecció del motor pas a pas depèn del tipus de muntatge que utilitzi el telescopi

és a dir,

• Altazimut. Altazimut
• Muntanya Dobsoniana
• Equatorial
• Muntatge de forquilla
• Muntanya equatorial alemanya

Generalment, el motor pas a pas amb 400 esglaons es pot utilitzar per a tot tipus de telescopis

cal connectar motors pas a pas als submarinistes que estan connectats a RAMPS 1.4. la potència dels motors es pot obtenir directament amb RAMPS 1.4

Pas 6: Càmera web i connexions

La càmera web està connectada al telescopi a la vista del telescopi i es connecta al Raspberry pi mitjançant connexió USB i la webcam-streamer-master s’hauria d’instal·lar al raspberry pi perquè pugueu veure la vista actual des del telescopi mitjançant la interfície web.

Pas 7: font d'alimentació

Arduino MEGA funciona amb connexió USB des de raspberry pi directament, de manera que no necessitava una font d'alimentació separada

La placa RAMPS 1.4 funciona amb font d'alimentació ATX. s'hauria de connectar mitjançant una font d'alimentació de 12v. els motors de direcció i motors pas a pas són alimentats per aquesta font d'alimentació ATX

Raspberry pi s’alimenta del banc de bateries directament mitjançant la connexió d’alimentació del raspberry pi

La càmera web està connectada al raspberry pi mitjançant una connexió USB, de manera que la càmera web s’alimenta mitjançant una connexió USB

Pas 8: Assemblea completa

1. connecteu els motors pas a pas a l'engranatge de l'eix d'altitud i al cuc de l'eix azimut mitjançant la perforació i la soldadura a l'engranatge i al cuc
2. connecteu els cables dels motors pas a pas als conductors del motor mitjançant la soldadura
3. connecteu els conductors del motor a la placa Ramps 1.4 mitjançant el muntatge
4. connecteu Ramps 1.4 a Arduino com a Shield
5. connecteu la font d'alimentació ATX a Ramps mitjançant una connexió d'alimentació de 12v
6. connecteu Arduino a Raspberry pi mitjançant la connexió USB
7. La càmera web està connectada a Raspberry pi mitjançant una connexió USB
8. Raspberry pi s’hauria de connectar amb una connexió a Internet Ethernet decent

Pas 9: proves

Després de muntar completament l’electrònica i connectar-la al telescopi

seleccioneu un objecte de cel nocturn des de la interfície web i, a continuació, podeu visualitzar la càmera web si el telescopi apunta o no a l'objecte correcte

hem provat el nostre sistema IOT amb el nostre telescopi imprès en 3D que s’anomena autoscopi

Pas 10: resultat i cost

A la part superior es mostren algunes de les imatges preses des del telescopi mitjançant la interfície web i el cost de tot el projecte