Lang blootstelling en astrofotografie met behulp van Framboos Pi: 13 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Astrofotografie is die fotografie van astronomiese voorwerpe, hemelse gebeurtenisse en dele van die naghemel. Benewens die opname van die besonderhede van die maan, son en ander planete, het astrofotografie die moontlikheid om voorwerpe wat onsigbaar is vir die menslike oog vas te vang, soos dowwe sterre, newels en sterrestelsels. Dit het ons gefassineer omdat die behaalde resultate asemrowend is en met lang blootstellingskote bereik kan word.

Om die veelsydigheid van 'n gewone kamera uit te brei, het ons besluit om 'n framboos -pi -aangedrewe module te ontwerp en te bou wat aan 'n DSLR -kamera kan koppel. Dit stel die fotograaf in staat om sekere veranderlikes vooraf in te stel en sodoende die vasleggingsproses oor lang tye te outomatiseer. Behalwe vir astrofotografie, kan hierdie module met behulp van 'n ingeboude program sterroetes genereer en ook tydsverloop veroorsaak.

Gaan voort om u eie module te bou en ongelooflike foto's van die naghemel te neem. Stem in die Raspberry-Pi-wedstryd om ons projek te ondersteun.

Stap 1: Oorsig van die module

Die program wat ons gemaak het, hanteer drie verskillende prosesse:

Die voorkant van die toepassing, of die grafiese gebruikerskoppelvlak - dit is wat die gebruiker sal gebruik om die module te kommunikeer en te beheer

Beheer van die kamera - dit is die deel van die program wat verantwoordelik is om die kamera op die regte tyd vir die regte tyd te aktiveer

Beelde verwerk - dit is die gedeelte van die program wat verantwoordelik is vir die kombinasie en samesmelting van die foto's wat geneem is in 'n pragtige sterroete of in 'n tydsverloopvideo

Die GUI versamel die parameters, soos die interval tussen foto's en blootstellingstyd van die kamera van die gebruiker. Dit gee dan die kamera opdrag om beelde op grond van hierdie faktore vas te lê. Sodra al die beelde vasgelê is, vind die naverwerking plaas. En die finale uitslag word in die interne geheue van die framboos -pi gestoor, sodat die gebruiker toegang kan verkry via die wolk of plaaslik.

Stap 2: materiaal benodig

Die hardeware vir hierdie projek is redelik eenvoudig; die volgende lys bevat al die nodige materiaal.

Elektronika en hardeware:

• Framboos Pi
• LCD raakskerm
• M3 boute x 8
• M3 Verhitte insetsels x 8
• 'N Kamera wat in die volgende lys voorkom (https://www.gphoto.org/proj/libgphoto2/support.php)
• 'N Standard Power Bank om die stelsel aan te dryf in gebiede waar 'n prop nie maklik toeganklik is nie

'N Paar randapparatuur benodig om die framboos pi te programmeer en op te stel:

• 'N Muis en sleutelbord
• 'N Eksterne HDMI -monitor

Stap 3: Onderdele met 3D -druk

Ons het 'n kissie met drie dele gedruk om al die komponente te bevat en 'n klem ontwerp om die module op 'n gewone driepoot te monteer. Die dele neem ongeveer 20 uur druktyd en ons het 'n lêer vir die volgende STL -lêers hieronder gekoppel.

• Framboos Pi -omhulsel x 1, 20% vulsel
• Omslag x 1, 20% vulsel
• Statiefhouer x 1, 40% opvulling
• Statiefklem x 1, 40% vulsel

Sodra die gedrukte dele gereed is, kan u die stutte versigtig uithaal.

Stap 4: Inbedding van die hitte -insetsels

Om die monteergate van plastiek te versterk, het ons hitte -insetsels ingebed. Druk met 'n soldeerbout die insetsels saggies in totdat dit gelyk is aan die boonste oppervlak. Herhaal die proses vir die agt bevestigingsgate terwyl u seker maak dat die bout maklik in die rigting is en loodreg is.

Stap 5: Monteer die Raspberry Pi en die skerm

Bevestig die framboos pi met behulp van die M3 -boute met die ooreenstemmende bevestigingsgate. Koppel dan die skerm aan deur die aansluitpenne in lyn te bring. Plaas laastens die deksel oor die skerm en maak die boute vas. Die module is nou gereed vir die oplaai van die sagteware.

Stap 6: Heg aan die driepoot

Om die module maklik toeganklik vir die kamera te maak, het ons besluit om dit op die driepoot te plaas. Ons het 'n pasgemaakte montagebeugel ontwerp wat pas by 'n standaard driepoot. Gebruik eenvoudig twee skroewe om die houer om die been van die driepoot vas te klem. Hiermee kan u die module maklik aanheg en verwyder.

Stap 7: Die opstel van die Raspberry Pi -bedryfstelsel

Die framboos pi op die module het 'n op Debian gebaseerde bedryfstelsel met die naam Raspbian. Teen die tyd van Instructable is die nuutste weergawe van die bedryfstelsel Raspbian Buster, wat ons besluit het om te gebruik. Die bedryfstelsel kan afgelaai word met behulp van die volgende skakel. (Raspbian Buster OS) Laai die opsie af met die naam "Raspbian Buster met lessenaar en aanbevole sagteware", want sommige van die aanbevole sagteware sal nuttig wees vir hierdie projek. Sodra die zip-gids afgelaai is, benodig u 'n mikro-SD-kaart met 'n geheue van ongeveer 16 tot 32 GB.

Om die SD-kaart met die bedryfstelsel te flits, beveel ons aan dat u die Balena Etcher-sagteware gebruik, aangesien dit eenvoudig is om te gebruik. Dit kan afgelaai word vanaf die volgende skakel. (Balena Etcher) Sodra u die sagteware oopgemaak het, kry u die opdrag om die ritsvouer wat u pas afgelaai het, te kies, en steek die SD-kaart in u rekenaar, en die sagteware moet outomaties opspoor, en klik uiteindelik op die flitsikoon. Die proses moet 2 tot 3 minute duur. Sodra dit klaar is, trek die geheue kaart uit en steek dit in u framboos pi.

Koppel die framboos pi aan 'n eksterne monitor met 'n HDMI -kabel en verbind 'n muis en 'n sleutelbord via die USB -poorte. Laastens, skakel die pi aan met die mikro-USB-poort en 'n 5v-adapter, en die pi moet met die opstartproses begin. Die bedryfstelsel lei u dan deur die nodige opdaterings en verskillende ander instellings, soos om aan te sluit op 'n draadlose netwerk en die opstel van die datum en tyd, volg eenvoudig. Nadat die proses voltooi is, het u die bedryfstelsel op u pi opgestel en kan u dit nou as 'n gewone rekenaar gebruik.

Stap 8: Bykomende biblioteke en vereistes

Om seker te maak dat die program werk, benodig die framboos -pi 'n paar biblioteke en afhanklikes. Hier is 'n lys van almal (let op: ons het python3 vir hierdie projek gebruik en ons beveel u aan om dieselfde te doen):

• Tkinter (dit word ingebou wanneer u python afgelaai het)
• PIL (dit word ook vooraf geïnstalleer met python)
• sh
• OpenCV
• gphoto2

Voordat u pakkette installeer, beveel ons aan dat u die OS van die framboos pi opdateer met die opdrag sudo apt-get update. Die sh -biblioteek kan afgelaai en geïnstalleer word deur 'n terminale oop te maak en die volgende opdrag te gebruik:

sudo pip3 installeer sh

Gebruik die volgende opdrag om die gphoto2 -pakket te installeer:

sudo apt-get installeer gphoto2

Die aflaai en installering van die OpenCV -pakket is 'n effens langer proses. Ons beveel aan dat u die volgende skakel gebruik, wat u deur die stappe lei en al die opdragte in detail bevat: https://www.pyimagesearch.com/2018/09/26/install-opencv-4-on-your-raspberry- PI/

Stap 9: Bykomende bestuurders vir die aanraakskerm

Die aanraakskerm aan boord benodig 'n paar eenvoudige konfigurasies om te kan funksioneer. Skakel die framboos pi aan en maak 'n terminale oop en gebruik die volgende opdragte:

• sudo rm -rf LCD -vertoning
• git-kloon
• chmod -R 755 LCD -vertoning
• cd LCD-vertoning/
• sudo./LCD35-show

Nadat u die laaste opdrag ingevoer het, moet u eksterne monitor leeg wees en moet die pi begin en die lessenaar op die aanraakskerm aan boord vertoon. Om terug te keer na u eksterne monitor, maak 'n terminale venster op die skerm aan boord oop en gebruik die volgende opdragte.

• chmod -R 755 LCD -vertoning
• cd LCD-vertoning/
• sudo./LCD-hdmi

Stap 10: Begin die Timelapse -moduleprogram

Koppel eers die framboos pi met 'n eksterne kragbank met die kragpoort. Laai die ritsvouer wat hieronder aangeheg is, af en pak dit uit om die program uit te voer. Kopieer die hele gids na die framboos pi se lessenaar. Om die program en die GUI uit te voer, maak die lêer met die naam UI.py oop en die GUI moet op die aanraakskerm van die framboos pi verskyn.

Koppel dan die kamera aan die framboos pi met 'n USB -kabel. Hou die standaardwaardes op die GUI en klik op die startknoppie. Dit moet die kamera 5 keer met tussenposes van 2 sekondes aktiveer. Sodra dit voltooi is, kan u die foto's wat die kamera geneem het, in die prentmap sien.

Probleemoplossing: as die kamera nie geaktiveer word nie, maak seker dat die model van u kamera in die volgende lys verskyn. https://www.gphoto.org/proj/libgphoto2/support.php As u kamera op hierdie lys is, maak seker dat die verbindings veilig is en dat u kamera aangeskakel is.

Stap 11: Aanbevole kamera-instellings vir astrofotografie

Hier is 'n paar kamera -instellings wat ons aanbeveel tydens astrofotografie.

• Jou kamera moet op handmatige fokus wees en die fokus op oneindig stel
• Monteer die kamera op 'n driepoot
• Die kamera -instellings moet in die handmatige modus wees
• Sluitertyd: 15-30 sekondes
• Diafragma: die laagste moontlike vir u lens, f-2.8 is ideaal
• ISO: 1600-6400

Behalwe die kamera -instellings, moet u ook 'n helder lug hê. Ideaal gesproke moet u ook op die platteland wees, weg van al die stadsligte, vir ideale resultate.

Stap 12: Begrip van die GUI

Die GUI bevat drie waardes wat die gebruiker kan aanpas:

Blootstellingstyd bepaal die sluiterspoed van u kamera. As u byvoorbeeld sterre skiet in die naghemel, word 'n sluiterspoed van 15 tot 30 sekondes aanbeveel, in hierdie gevalle, stel hierdie waarde op 30 sekondes. As die blootstellingstyd iets minder as 1 sekonde is, kan u die waarde as 'n 0 behou

Interval Tyd bepaal die hoeveelheid tyd wat u tussen twee blootstellings wil hê. In die geval van tydsverloop, beveel ons 'n interval aan tussen 1 tot 5 minute

Aantal blootstellings bepaal die aantal foto's wat u vir die tydsverloop wil neem. Standaardvideo's word teen ongeveer 30 fps gespeel, wat beteken dat as u op 30 foto's klik, u 'n sekonde video sou kry. Op grond hiervan kan die gebruiker die aantal foto's wat benodig word, besluit

Die UI het 'n selfverduidelikende koppelvlak. Die pylknoppies word gebruik om die waardes en die startknoppie te verhoog of te verlaag wanneer die parameters afgehandel is. Dit veroorsaak die kamera wat reeds via een van die pi se USB -poorte gekoppel moes gewees het. Die beelde word dan in die framboos pi se geheue gestoor waar verdere wysigings aangebring kan word.

Stap 13: Tot oneindig en verder

Nadat ons hierdie module gereeld gebruik het, is ons tevrede met die behaalde resultate. Met 'n bietjie ervaring in astrofotografie kan u pragtige foto's neem. Ons hoop dat hierdie projek nuttig was, as u daarvan hou, ondersteun ons dan deur te stem.

Gelukkige maak!

Naaswenner in die Raspberry Pi -wedstryd 2020