Internetowy system IOT do sterowania teleskopem: 10 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Zaprojektowaliśmy i wykonaliśmy internetowy system IOT do sterowania dowolnym rodzajem teleskopu przez Internet i uzyskania widoku z teleskopu przy minimalnych kosztach

Naszą motywacją do tego projektu było to, że mieliśmy trzy teleskopy w naszym klubie astronomicznym w college'u inżynieryjnym i chcieliśmy, aby były kontrolowane w dowolnym miejscu naszego kampusu. Chcieliśmy, żeby koszt był jak najmniejszy i powinien działać z każdym teleskopem

Tak więc ten system IOT może sterować dowolnym rodzajem teleskopu ze strony internetowej na dowolnym urządzeniu. z tej strony internetowej możemy również obejrzeć podgląd teleskopu na żywo. w tym celu wykorzystuje stellarium (oprogramowanie open source), które działa na raspberry pi 3 (działa jako serwer), który jest podłączony do Arduino mega w połączeniu master-slave, a płyta RAMPS 1.4 jest podłączona jako tarcza do Arduino mega, która steruje silnikami krokowymi za pośrednictwem sterowników silników

Kieszonkowe dzieci

Malina pi 3

Arduino MEGA 2560 R3

RAMPY 1.4 Tarcza

2 silniki krokowe (400 kroków)

Nurkowie motorowi (kierowca A4988)

Zasilacz ATX

Dobra kamera internetowa

Przyzwoite połączenie internetowe

Krok 1: Połączenia i kodowanie Arduino

musimy naładować połączenia i wczytać kod, zanim połączymy wszystkie komponenty razem. więc pobierz i zainstaluj oprogramowanie Arduino IDE na swoim komputerze. podłącz Arduino MEGA R3 do komputera za pomocą kabla USB.

Tutaj używamy oprogramowania sterującego teleskopem onstep, wprowadziliśmy w nim kilka zmian. możesz pobrać naszą wersję pod poniższym linkiem

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

Ale zasługa należy do twórców onstep. właśnie pożyczyliśmy ich kod i dokonaliśmy w nim pewnych zmian zgodnie z naszymi potrzebami. Poniżej znajdują się linki do oryginalnych twórców onstep

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

groups.io/g/onstep/wiki/home

po pobraniu naszego zmodyfikowanego onstep otwórz plik onstep.ino w arduino ide. podłącz mega do komputera i załaduj plik onstep w arduino mega

Krok 2: Rampy 1.4 oraz połączenia i ustawienia sterownika silnika

Płyta Ramps 1.4 służy głównie do sterowania silnikami drukarek 3d, dzięki czemu jest bardzo dokładna, dzięki czemu możemy precyzyjnie sterować teleskopem.

więc musisz wybrać odpowiedni sterownik silnika w zależności od silnika krokowego i twoich robaków i kół zębatych na uchwycie teleskopu w tym celu wykonaliśmy arkusz Excela, który może podać pożądane wartości oporu i szybkości narastania, które należy dostosować w kodzie arduino i link w następujący sposób

Według naszych badań sterowniki silników DRV 8825 i A4988 mogą być używane z większością teleskopów i większości montaży

podłącz sterowniki silników w danej lokalizacji, jak pokazano na obrazku na płycie rampy 1.4 i użyj jej jako tarczy dla arduino mega. Rampy zasilane są oddzielnie zasilaczem 12V ATX.

Krok 3: Połączenia i ustawienia Raspberry Pi

Nasz Raspberry pi 3 został załadowany najnowszym systemem Rasbian i zainstalowaliśmy na nim stellarium Linux z poniższego linku

stellarium.org/

a następnie podłącz Arudino mega do raspberry pi kablem USB

załaduj również oprogramowanie arduino ide na raspberry pi

aslo kamera internetowa jest podłączona do raspberry pi za pomocą kabla USB, a także zainstaluj oprogramowanie webcam-streamer-master na raspberry pi. można go łatwo znaleźć na github

Raspberry pi jest zasilane oddzielnie od innych komponentów

Krok 4: Ustawienia oprogramowania Stellarium

Stellarium to oprogramowanie, które podaje dokładne lokalizacje i pozycje wszystkich obiektów na nocnym niebie z Twojej lokalizacji, a także podaje wartości Ra/Dec każdego obiektu na nocnym niebie

Po pobraniu stellarium wprowadź dokładną lokalizację w tym oprogramowaniu

następnie włącz w programie wtyczki do sterowania teleskopem i zdalnego sterowania, przechodząc do menu wtyczek i wybierając te dwie wtyczki, a także wybierając opcję ładowania przy opcji uruchamiania

Po włączeniu wtyczki Telescope control przejdź do opcji konfiguracji teleskopu, a następnie wybierz ADD, aby podłączyć nowy teleskop. następnie wybierz teleskop sterowany bezpośrednio przez port szeregowy, następnie wybierz swój port szeregowy, który jest portem USB nr. na którym jest podłączone arduino. a następnie wybierz swój model teleskopu. jeśli Twój model nie jest obecny, możesz bezpośrednio wybrać opcję LX200. wybierz OK, a następnie naciśnij start. wtedy możesz wyświetlić obrócony teleskop do opcji, gdzie można zobaczyć wartości akcesji i deklinacji prawej (Ra/Dec) bieżącego obiektu, na który wskazuje teleskop.

Niektóre teleskopy nie są w stanie połączyć się ze Stellarium. więc najpierw musisz pobrać oprogramowanie StellariumScope, a następnie podłączyć je do stellarium

Zdalne sterowanie to wtyczka, która steruje wszystkimi funkcjami Stellarium za pośrednictwem interfejsu internetowego. po włączeniu wtyczki przejdź do opcji konfiguracji i wybierz numer portu oraz adres IP hosta lokalnego.

teraz możesz uzyskać dostęp do interfejsu sieciowego przez adres IP lokalnego hosta i wybrany port z dowolnego komputera lub smartfona, który jest podłączony do tej samej sieci, co raspberry pi.

W interfejsie webowym możesz z menu wyboru wybrać obiekt nocnego nieba, w który chcesz przesunąć teleskop, następnie przejdź do opcji sterowania teleskopem opcję select przesuń wybrany teleskop do wybranego obiektu.

możesz także zobaczyć aktualny widok z teleskopu za pomocą webcam-streamer-master

Krok 5: Wybór silnika krokowego i jego połączeń

Wybór silnika krokowego zależy od typu mocowania używanego przez teleskop

tj.

• Altazymut. Altazymut
• Góra Dobsona
• Równikowy
• Mocowanie widelca
• Niemiecki Góra Równikowa

Generalnie silnik krokowy z 400 krokami może być używany do wszystkich typów teleskopów

musisz podłączyć silniki krokowe do nurków silnikowych, które są podłączone do RAMPS 1.4. moc silników można uzyskać bezpośrednio z RAMPS 1.4

Krok 6: Kamera internetowa i jej połączenia

Kamera jest podłączona do teleskopu na widoku teleskopu i jest podłączona do Raspberry pi przez złącze USB, a webcam-streamer-master powinna być zainstalowana na raspberry pi, dzięki czemu można oglądać bieżący widok z teleskopu przez interfejs WWW

Krok 7: Zasilanie

Arduino MEGA jest zasilane przez złącze USB bezpośrednio z raspberry pi, więc nie wymaga osobnego zasilania

Płyta RAMPS 1.4 jest zasilana z zasilacza ATX. powinien być podłączony przez zasilacz 12V. sterowniki silników i silniki krokowe są zasilane przez ten zasilacz ATX;

Raspberry pi jest zasilany przez baterię akumulatorów bezpośrednio przez podłączenie zasilania raspberry pi

Kamera jest podłączona do raspberry pi przez połączenie USB, więc kamera jest zasilana przez połączenie USB

Krok 8: Pełny montaż

1. połączyć silniki krokowe z przekładnią osi wysokości i ślimakiem osi azymutu poprzez wiercenie i spawanie do przekładni i ślimaka
2. podłącz przewody silników krokowych do sterowników silników za pomocą lutowania
3. podłącz sterowniki silników do płyty Ramps 1.4 poprzez montaż
4. podłącz Ramps 1.4 do Arduino jako Shield
5. podłącz zasilacz ATX do ramp za pomocą połączenia zasilania 12 V;
6. podłącz Arduino do Raspberry pi przez połączenie USB
7. Kamera internetowa jest podłączona do Raspberry pi przez połączenie USB
8. Raspberry pi powinno być połączone z porządnym połączeniem internetowym Ethernet

Krok 9: Testowanie

Po pełnym złożeniu elektroniki i podłączeniu jej do teleskopu

wybierz obiekt nocnego nieba z interfejsu internetowego, a następnie możesz przejść przez widok z kamery internetowej, czy teleskop jest skierowany na właściwy obiekt, czy nie

przetestowaliśmy nasz system IOT za pomocą naszego drukowanego w 3D teleskopu, który nazywa się autoscope

Krok 10: Wynik i koszt

Powyżej znajdują się niektóre zdjęcia zrobione z teleskopu za pośrednictwem interfejsu internetowego i koszt całego projektu