Интернет-система IOT для управления телескопом: 10 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Мы разработали и создали веб-систему IOT для управления любым типом телескопа через Интернет и получения изображения с телескопа с минимальными затратами.

Нашей мотивацией для этого проекта было то, что у нас было три телескопа в нашем астрономическом клубе инженерного колледжа, и мы хотели, чтобы ими управляли откуда угодно из нашего кампуса. Нам нужно было, чтобы он был минимальным по стоимости и работал с любым телескопом.

Таким образом, эта система IOT может управлять любым типом телескопа с веб-сайта на любом типе устройства. также мы можем просматривать изображение телескопа в реальном времени с этого веб-сайта. для этого он использует stellarium (программное обеспечение с открытым исходным кодом), который работает на raspberry pi 3 (действует как сервер), который подключен к Arduino Mega в главном подчиненном соединении, а плата RAMPS 1.4 подключена как щит к Arduino Mega, который управляет шаговыми двигателями. через драйверы двигателя

Запасы

Малина пи 3

Ардуино MEGA 2560 R3

RAMPS 1.4 Shield

2 шаговых двигателя (400 шагов)

Водолазы (водитель A4988)

Блок питания ATX

Хорошая веб-камера

Приличное интернет-соединение

Шаг 1: подключения и кодирование Arduino

нам нужно правильно настроить соединения и загрузить код, прежде чем мы соединим все компоненты вместе. поэтому загрузите и установите программное обеспечение Arduino IDE на свой компьютер. подключите Arduino MEGA R3 к компьютеру через USB-кабель.

Здесь мы используем программное обеспечение для пошагового управления телескопом, в которое мы внесли некоторые изменения. вы можете скачать нашу версию по следующей ссылке

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

Но заслуга создателей onstep. мы просто позаимствовали их код и внесли в него некоторые изменения в соответствии с нашими потребностями. Ниже приведены ссылки для оригинальных поэтапных создателей.

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

groups.io/g/onstep/wiki/home

после загрузки нашего модифицированного onstep откройте файл onstep.ino в arduino ide. подключите mega к компьютеру и загрузите файл onstep в arduino mega

Шаг 2: RAMPS 1.4 и подключения и настройки драйвера двигателя

Плата Ramps 1.4 в основном используется для управления двигателями 3D-принтеров, поэтому она очень точная, поэтому мы можем использовать ее для точного управления телескопом.

поэтому вам нужно выбрать подходящий драйвер двигателя в соответствии с вашим шаговым двигателем и вашими червяками и шестернями на креплении телескопа, для этого мы сделали лист Excel, который может дать желаемые значения сопротивления и скорости нарастания, которые должны быть отрегулированы в коде Arduino и ссылка следующим образом

Согласно нашим исследованиям приводы двигателей DRV 8825 и A4988 могут использоваться с большей частью телескопов и большинством креплений.

подключите драйверы двигателя в указанном месте, как показано на изображении на плате пандусов 1.4, и используйте их в качестве щита для Arduino Mega. пандусы питаются отдельно от блока питания 12V ATX.

Шаг 3: Подключения и настройки Raspberry Pi

Наш Raspberry pi 3 был загружен с последней версией rasbian os, и мы установили на него Linux stellarium по следующей ссылке

stellarium.org/

а затем подключите Arudino mega к raspberry pi через USB-кабель

также загрузите программное обеспечение arduino ide на raspberry pi

Также веб-камера подключена к raspberry pi через usb-кабель, а также установите программное обеспечение webcam-streamer-master на raspberry pi. его легко найти на github

Raspberry Pi питается отдельно от других компонентов

Шаг 4: настройки программного обеспечения Stellarium

Stellarium - это программное обеспечение, которое дает вам точное местоположение и положение всех объектов ночного неба из вашего местоположения, а также дает вам значения Ra / Dec для каждого объекта ночного неба.

После загрузки stellarium введите свое точное местоположение в этой программе.

затем включите плагины управления телескопом и дистанционного управления в программном обеспечении, зайдя в меню плагинов и выбрав эти два плагина, а также выбрав опцию загрузки при запуске

После включения плагина управления телескопом перейдите к настройке опции телескопа, а затем выберите ДОБАВИТЬ, чтобы подключить новый телескоп. затем выберите телескоп, управляемый напрямую через последовательный порт, затем выберите свой последовательный порт, который является портом USB №. к которому подключен ардуино. а затем выберите модель телескопа. если вашей модели нет, вы можете напрямую выбрать вариант LX200. выберите ОК, а затем нажмите Пуск. затем вы можете просмотреть опцию поворота телескопа, где вы можете просмотреть значения правого присоединения и склонения (Ra / Dec) текущего объекта, на который указывает телескоп.

Некоторые телескопы не могут подключиться к Stellarium. поэтому сначала вам нужно загрузить программное обеспечение StellariumScope, а затем подключить его к stellarium

Remote control - это плагин, который управляет всеми функциями Stellarium через веб-интерфейс. после включения плагина перейдите к параметрам настройки и выберите номер порта и IP-адрес локального хоста.

теперь вы можете получить доступ к веб-интерфейсу через IP-адрес localhost и выбранный порт с любого компьютера или смартфона, которые подключены к той же сети, что и raspberry pi.

В веб-интерфейсе вы можете выбрать объект ночного неба, куда вы хотите переместить телескоп, из меню выбора, затем перейдите в опцию управления телескопом. опцию выбора переместите выбранный телескоп к выбранному объекту.

вы также можете просмотреть текущий вид с телескопа через webcam-streamer-master

Шаг 5: выбор шагового двигателя и его подключения

Выбор шагового двигателя зависит от типа крепления, которое использует ваш телескоп.

т.е.

• Альтазимут. Альтазимут
• Гора Добсониан
• Экваториальный
• Крепление для вилки
• Немецкая экваториальная гора

Обычно шаговый двигатель с шагом 400 может использоваться для всех типов телескопов.

Вам необходимо подключить шаговые двигатели к моторным водолазам, которые подключены к RAMPS 1.4. мощность двигателей может быть получена напрямую от RAMPS 1.4

Шаг 6. Веб-камера и ее подключения

Веб-камера подключена к телескопу в поле зрения телескопа, и она подключена к Raspberry pi через USB-соединение, а webcam-streamer-master должен быть установлен на raspberry pi, чтобы вы могли просматривать текущий вид с телескопа через веб-интерфейс.

Шаг 7: Источник питания

Arduino MEGA питается от USB-подключения напрямую от raspberry pi, поэтому отдельный источник питания не требуется.

Плата RAMPS 1.4 питается от блока питания ATX. он должен быть подключен к источнику питания 12 В. приводы двигателей и шаговые двигатели питаются от этого блока питания ATX

Raspberry pi питается от батареи напрямую от Raspberry Pi.

Веб-камера подключается к raspberry pi через USB-соединение, поэтому питание веб-камеры осуществляется через USB-соединение.

Шаг 8: Полная сборка

1. Подключите шаговые двигатели к шестерне высотной оси и червяку азимутальной оси, просверлив и приварив шестерню и червяк
2. подключите провода шаговых двигателей к драйверам двигателей с помощью пайки
3. подключите драйверы двигателя к плате Ramps 1.4, установив
4. подключите Ramps 1.4 к Arduino как Shield
5. Подключите блок питания ATX к рампам через разъем питания 12 В
6. подключите Arduino к Raspberry pi через USB-соединение
7. Веб-камера подключена к Raspberry pi через USB-соединение
8. Raspberry pi должен быть подключен к приличному интернет-соединению Ethernet

Шаг 9: Тестирование

После полной сборки электроники и подключения ее к телескопу

выберите объект ночного неба в веб-интерфейсе, а затем вы сможете просматривать изображение с веб-камеры, если телескоп направлен на правильный объект или нет

мы протестировали нашу систему IOT с помощью нашего 3D-печатного телескопа, который называется autoscope

Шаг 10: результат и стоимость

Выше приведены некоторые изображения, полученные с телескопа через веб-интерфейс, и стоимость всего проекта.