Machen Sie ein Radioteleskop mit Raspberry Pi - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

Es ist wirklich einfach, ein optisches Teleskop zu bekommen. Sie können einfach eines von einem Hersteller solcher Teleskope kaufen. Dies kann jedoch nicht wirklich von Radioteleskopen gesagt werden. Normalerweise müssen Sie sie selbst herstellen. In diesem Instructable werde ich zeigen, wie man ein Radioteleskop baut, das den Himmel innerhalb der Frequenzen von 10,2 GHz und 12,75 GHz scannt.

Schritt 1: Erhalten der Teile

Um dieses Radioteleskop zu bauen, müssen Sie zuerst die Teile dafür besorgen.

• Satellitenschüssel mit nur einer LNB-Halterung (kann online wie hier oder anderswo bezogen werden)
• Unterlegscheiben aus Nylon oder Teflon
• LNB
• Steckbrett
• Analoger Satellitenfinder
• DC Barrel Jack und passender AC-DC Adapter (15 Volt für diesen Sucher)
• Raspberry Pi mit Standard-Peripherie und einer SD-Karte von mindestens 16 GB
• Überbrückungsdrähte
• 16-Bit ADS1115 Analog-Digital-Wandler
• 100 µH Microhenry HF-Drossel
• Anschlussdraht (ich habe 22-Guage verwendet)
• Koaxialkabel vom Typ F von mindestens 6 Fuß
• Standard-Lötmaterialien

Außerdem benötigen Sie eine entsprechende Software, um das Radioteleskop zu nutzen. Sie müssen auf den Raspberry Pi Raspbian heruntergeladen haben, der Python 3 enthalten sollte, und die Python-Bibliothek für den ADS1115.

Für Ihr Smartphone möchten Sie eine Satellitenverfolgungs-App verwenden, um zwischen Satelliten und stellaren Objekten zu unterscheiden, und eine Sternenverfolgungs-App, um zu wissen, wo sich Himmelsobjekte am Himmel befinden.

Schritt 2: Hardware

Folgen Sie dem Diagramm und den Bildern, die bei der Herstellung der Elektronik für das Radioteleskop gezeigt werden.

Die zum Zifferblatt des Suchers führenden Drähte sollten vom Zifferblatt getrennt werden. Der Erdungsanschluss des ADS1115 wird mit dem Erdungsstift verbunden, der zum Zifferblatt führt, und der analoge Eingang sollte mit dem anderen Kabel verbunden werden.

Auf der Schüssel selbst sollte eine Nylonunterlegscheibe zwischen der Mutter und der Sicherungsstütze platziert werden.

Schritt 3: Software

Um die Daten auszulesen und zu speichern, kommen der Raspberry Pi und der ADS1115 ins Spiel. Jeder Raspberry Pi mit der neuesten Raspbian-Version kann dies tun. Die Anweisungen für die Softwarebibliothek finden Sie im PDF auf der Adafruit-Website. Vor dem Herunterladen müssen Sie Python 3 als Standard-Python festlegen. Um dies zu überprüfen, tippen Sie in das Terminal

python --version

Wenn Sie eine Antwort erhalten, die Python 3.x.x liest, ist die Python-Standardversion Python 3, und Sie müssen die Python-Standardversion nicht ändern. Wenn Ihre Standardversion jedoch Version 2 ist, müssen Sie sie ändern, indem Sie in das Terminal gehen und eingeben

sudo update-alternatives --config python

Drücken Sie dann 0, um Python 3 als Standardversion auszuwählen. Nachdem Sie die Python-Bibliothek heruntergeladen haben, können Sie den Code für die Verwendung des Radioteleskops herunterladen. Erstellen Sie auf dem Raspberry Pi in /home/pi einen Ordner namens radio_telescope_files. Sie sollten natürlich über Standard-Peripherie für einen Raspberry Pi verfügen, wie Tastatur, Maus und Monitor. Wenn Sie den Raspberry Pi Zero ohne GPIO-Pins haben, müssen Sie diese selbst löten. Sie müssen auch die Pins auf der Breakout-Platine ADS1115 verlöten.

Schritt 4: Kurztests

Sobald Sie die entsprechende Software auf dem Pi haben und alle Pins angelötet sind, können Sie das Breakout-Board mit dem Raspberry Pi verbinden. Stecken Sie dazu die Pins der Platine in ein Steckbrett. Der VDD-Pin sollte mit einem 3,3-Volt- oder 5-Volt-Pin am Raspberry Pi verbunden werden, GND an einen beliebigen Massepin am Pi, SCL an Pin 5 am Pi, der SCL ist, und SDA an Pin 3 oder SDA, auf dem Pi. Sobald der ADS1115 mit dem Pi verbunden ist, können Sie nun das grüne Kabel des modifizierten Finders mit A0 auf dem ADS1115 und das schwarze Kabel mit GND auf der Platine verbinden. Wenn es Ihnen besser passt, können Sie die entsprechenden Drähte anschließen, indem Sie einen Krokodilklemmendraht an den Draht und einen Überbrückungsdraht am anderen Ende anbringen, der mit dem jeweiligen Platinenanschluss verbunden wird. Verbinden Sie dann das LNB per Koaxialkabel mit dem Eingang des Finder. Stecken Sie das Netzkabel in die Hohlbuchse, um den Sucher einzuschalten.

Um das Radioteleskop zu testen, richten Sie die Schüssel beispielsweise auf die Sonne, den stärksten Sender von Radiowellen aus unserer Perspektive auf der Erde. Richten Sie dazu die Antenne so auf die Sonne, dass die Spitze des LNB-Schattens dort auftrifft, wo der LNB-Arm auf die Antenne trifft. Schalten Sie nun Ihren Raspberry Pi ein und führen Sie toScreen.py aus, das Python-Skript zum Lesen der Ergebnisse vom ADS1115 und zum Drucken auf dem Bildschirm. Sie können dies entweder im Python 3 IDLE oder im Terminal ausführen. In jedem Fall sollten Sie nach der Verstärkung gefragt werden, gefolgt von der Abtastrate und wie lange der Pi die Ausgabe des ADS1115 lesen soll. Führen Sie das Skript etwa 10 Sekunden lang aus, während Ihr Gericht auf die Sonne gerichtet ist. Wenn anfänglich sehr niedrige Zahlen angezeigt werden, drehen Sie den Gain-Regler am Finder sehr langsam nach oben. Die Zahlen sollten sich erhöhen, bis sie etwa 30700 erreichen. Bis dahin können Sie aufhören, den Knopf zu drehen.

Schritt 5: Ergebnisse speichern

toScreen.py ist eine gute Möglichkeit, das Radioteleskop zu testen, aber es speichert keine Daten. writeToFile.py kann die Daten speichern, und Sie können dies in IDLE und Terminal auf die gleiche Weise ausführen. Dieses Skript speichert Daten in einer Textdatei, die sich im Ordner namens 'Data' befinden sollte. und den Namen der Datei, in der Sie diese Daten speichern. Das Radioteleskop erfasst die Radiosignalstärke an Punkten während der gesamten Zeit, in der das Radioteleskop den Himmel gescannt hat, und wird im Raspberry Pi gespeichert.

Nachdem die Daten gesammelt wurden, können sie in einem Tabellenkalkulationsprogramm grafisch dargestellt werden, indem zuerst die Zeitstempel der Daten abgerufen, in Spalte A eingegeben, dann die Daten abgerufen und in Spalte B eingegeben werden. Dies kann mithilfe der Spalte erreicht werden. py-Skript. Um die Zeitstempel abzurufen, führen Sie das Skript aus, und geben Sie dann die Zeit für die Nachricht ein, die fragt, was gelesen werden soll, die Zeitstempel oder die Datenwerte. Beim Lesen des Diagramms ist es wichtig zu wissen, dass der Punkt ganz links den westlichsten Punkt des gescannten Himmels darstellt.

Schritt 6: Weiterverwendung

Das Radioteleskop kann zur Beobachtung bei Frequenzen zwischen 10,2 GHz und 12,75 GHz verwendet werden. Nicht nur die Sonne kann beobachtet werden, sondern auch andere Himmelsobjekte wie Sterne, mit der gleichen Methode wie für die Sonne. Wenn Sie Fragen, Kommentare oder Bedenken haben, lassen Sie es mich in den Kommentaren wissen.