Webbasiertes IOT-System zur Teleskopsteuerung - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Wir haben ein webbasiertes IOT-System entwickelt und hergestellt, um jede Art von Teleskop über das Internet zu steuern und die Sicht vom Teleskop mit minimalen Kosten zu erhalten

Unsere Motivation hinter diesem Projekt war, dass wir drei Teleskope in unserem Astronomieclub an der Ingenieurhochschule hatten und wir wollten, dass sie von unserem Campus aus gesteuert werden. Wir brauchten es, um die Kosten so gering wie möglich zu halten und es sollte mit jedem Teleskop funktionieren

Dieses IOT-System kann also jede Art von Teleskop von der Website auf jedem Gerät steuern. Außerdem können wir die Live-Ansicht des Teleskops von dieser Website aus anzeigen. Dazu verwendet es Stellarium (eine Open-Source-Software), das auf einem Himbeer-Pi 3 läuft (als Server fungiert), der in einer Master-Slave-Verbindung mit Arduino Mega verbunden ist, und das RAMPS 1.4-Board ist als Schild mit Arduino Mega verbunden, das die Schrittmotoren steuert über Motortreiber

Lieferungen

Himbeer-Pi 3

Arduino MEGA 2560 R3

RAMPS 1.4 Schild

2 Schrittmotoren (400 Schritte)

Motortaucher (A4988 Fahrer)

Ein ATX-Netzteil

Eine gute Webcam

Eine anständige Internetverbindung

Schritt 1: Arduino-Verbindungen und -Codierung

Wir müssen die Verbindungen reedy und den Code laden, bevor wir alle Komponenten miteinander verbinden. Laden Sie also die Arduino IDE-Software herunter und installieren Sie sie auf Ihrem Computer. Verbinden Sie Arduino MEGA R3 über ein USB-Kabel mit dem Computer.

Hier verwenden wir die Onstep-Teleskopsteuerungssoftware, an der wir einige Änderungen vorgenommen haben. Sie können unsere Version unter folgendem Link herunterladen

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

Aber der Kredit geht an die Onstep-Schöpfer. Wir haben uns gerade ihren Code ausgeliehen und einige Änderungen daran vorgenommen, je nach Bedarf. Im Folgenden finden Sie die Links für die ursprünglichen Onstep-Ersteller

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

groups.io/g/onstep/wiki/home

Nachdem Sie unser modifiziertes onstep heruntergeladen haben, öffnen Sie die Datei onstep.ino in arduino ide. Verbinden Sie Mega mit dem Computer und laden Sie die Onstep-Datei in arduino mega

Schritt 2: RAMPS 1.4 und Motortreiberverbindungen und Einstellungen

Das Ramps 1.4-Board wird hauptsächlich zur Steuerung von 3D-Druckermotoren verwendet, so dass es sehr genau ist, sodass wir das Teleskop präzise steuern können.

Sie müssen also einen geeigneten Motortreiber entsprechend Ihrem Schrittmotor und Ihren Schnecken und Zahnrädern auf der Teleskophalterung auswählen. Dafür haben wir ein Excel-Blatt erstellt, das die gewünschten Werte für Widerstand und Anstiegsgeschwindigkeit angeben kann, die im Arduino-Code eingestellt werden müssen und wie folgt verlinken

Nach unseren Recherchen können die Motortreiber DRV 8825 und A4988 mit den meisten Teleskopen und den meisten Montierungen verwendet werden

Verbinden Sie die Motortreiber an einem bestimmten Ort, wie im Bild auf der Platine der Rampen 1.4 gezeigt, und verwenden Sie sie als Schild für Arduino Mega. Rampen werden separat über ein 12V ATX Netzteil versorgt.

Schritt 3: Raspberry Pi-Verbindungen und -Einstellungen

Unser Raspberry Pi 3 wurde mit dem neuesten rasbianischen Betriebssystem geladen und wir haben Linux stellarium über den folgenden Link installiert

stellarium.org/

und dann den Arudino mega per USB-Kabel mit dem Himbeer-Pi verbinden

Laden Sie auch die Arduino-Ide-Software auf Raspberry Pi

Außerdem ist die Webcam über ein USB-Kabel mit dem Raspberry Pi verbunden und installiert auch die Webcam-Streamer-Master-Software auf dem Raspberry Pi. es kann leicht auf github gefunden werden

Raspberry Pi wird getrennt von anderen Komponenten mit Strom versorgt

Schritt 4: Einstellungen der Stellarium-Software

Stellarium ist eine Software, die Ihnen die genauen Positionen und Positionen aller Nachthimmelsobjekte von Ihrem Standort aus anzeigt

Geben Sie nach dem Herunterladen von stellarium Ihren genauen Standort in diese Software ein

Aktivieren Sie dann die Teleskopsteuerungs- und Fernsteuerungs-Plugins in der Software, indem Sie in das Plugin-Menü gehen und diese beiden Plugins auswählen und auch bei der Startoption Laden auswählen

Nachdem Sie das Telescope Control Plugin aktiviert haben, gehen Sie zur Konfiguration der Teleskopoption und wählen Sie dann HINZUFÜGEN, um ein neues Teleskop zu verbinden. Wählen Sie dann das Teleskop, das direkt über den seriellen Port gesteuert wird, und wählen Sie dann Ihren seriellen Port aus, der die USB-Port-Nr. auf dem arduino verbunden ist. und wählen Sie dann Ihr Teleskopmodell aus. Wenn Ihr Modell nicht vorhanden ist, können Sie die Option LX200 direkt auswählen. Wählen Sie OK und drücken Sie dann Start. dann können Sie das Schwenkteleskop zur Option anzeigen, Hier können Sie die rechten Akzessions- und Deklinationswerte (Ra/Dec) des aktuellen Objekts anzeigen, auf das das Teleskop zeigt.

Einige Teleskope können keine Verbindung zu Stellarium herstellen. Als erstes müssen Sie die Software StellariumScope herunterladen und dann mit stellarium verbinden

Remote Control ist das Plugin, das alle Funktionen von Stellarium über das Webinterface steuert. Nachdem Sie das Plugin aktiviert haben, gehen Sie zur Konfigurationsoption und wählen Sie die Portnummer und die lokale Host-IP-Adresse aus.

Jetzt können Sie von jedem Computer oder Smartphone, der mit demselben Netzwerk wie der Raspberry Pi verbunden ist, über die Localhost-IP und den ausgewählten Port auf das Webinterface zugreifen.

Im Webinterface können Sie das Nachthimmelobjekt auswählen, zu dem Sie Ihr Teleskop aus dem Auswahlmenü bewegen möchten, Gehen Sie dann zur Option Teleskopsteuerung die Option auswählen Ausgewähltes Teleskop zum ausgewählten Objekt bewegen.

Sie können auch die aktuelle Ansicht vom Teleskop über Webcam-Streamer-Master anzeigen

Schritt 5: Auswahl des Schrittmotors und seiner Anschlüsse

Die Auswahl des Schrittmotors hängt von der Art der Montierung ab, die Ihr Teleskop verwendet

d.h.

• Altazimut. Altazimut
• Dobson-Berg
• Äquatorial
• Gabelhalterung
• Deutscher äquatorialer Berg

Schrittmotor mit 400 Schritt kann generell für alle Arten von Teleskopen verwendet werden

Sie müssen Schrittmotoren an die Motortaucher anschließen, die an RAMPS 1.4 angeschlossen sind. Motorleistung kann direkt aus RAMPS 1.4. gewonnen werden

Schritt 6: Webcam und ihre Verbindungen

Die Webcam ist mit dem Teleskop in der Augenansicht des Teleskops verbunden und sie ist über eine USB-Verbindung mit dem Raspberry Pi verbunden und der Webcam-Streamer-Master sollte auf dem Raspberry Pi installiert sein, damit Sie die aktuelle Ansicht des Teleskops über das Webinterface anzeigen können

Schritt 7: Netzteil

Arduino MEGA wird über eine USB-Verbindung direkt von Raspberry Pi mit Strom versorgt, sodass keine separate Stromversorgung erforderlich ist

Das RAMPS 1.4-Board wird von einem ATX-Netzteil mit Strom versorgt. es sollte mit 12v stromversorgung verbunden sein. die Motortreiber und Schrittmotoren werden von diesem ATX-Netzteil gespeist

Raspberry Pi wird von der Batteriebank direkt über den Stromanschluss des Raspberry Pi mit Strom versorgt

Die Webcam ist über eine USB-Verbindung mit dem Raspberry Pi verbunden, sodass die Webcam über eine USB-Verbindung mit Strom versorgt wird

Schritt 8: Vollständige Montage

1. Verbinden Sie die Schrittmotoren mit dem Höhenachsengetriebe und der Azimutachsenschnecke durch Bohren und Schweißen an das Getriebe und die Schnecke
2. Verbinden Sie die Schrittmotordrähte durch Löten mit den Motortreibern
3. Verbinden Sie die Motortreiber durch die Montage mit der Ramps 1.4-Platine
4. Verbinden Sie Ramps 1.4 mit Arduino als Shield
5. Verbinden Sie das ATX-Netzteil über einen 12-V-Stromanschluss mit Ramps
6. Arduino über USB-Verbindung mit Raspberry Pi verbinden
7. Webcam ist über USB mit Raspberry Pi verbunden
8. Raspberry Pi sollte mit einer anständigen Ethernet-Internetverbindung verbunden sein

Schritt 9: Testen

Nachdem Sie die Elektronik vollständig zusammengebaut und an das Teleskop angeschlossen haben

Wählen Sie ein Nachthimmelobjekt aus dem Webinterface aus und dann können Sie die Webcam-Ansicht durchsuchen, ob das Teleskop auf das richtige Objekt ausgerichtet ist oder nicht

Wir haben unser IOT-System mit unserem 3D-gedruckten Teleskop getestet, das Autoscope genannt wird

Schritt 10: Ergebnis und Kosten

Oben sind einige der Bilder, die vom Teleskop über die Webschnittstelle aufgenommen wurden, und die Kosten des gesamten Projekts