Ekspozimi i gjatë dhe Astro-Fotografia duke përdorur Raspberry Pi: 13 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:15

Astrofotografia është fotografimi i objekteve astronomike, ngjarjeve qiellore dhe zonave të qiellit të natës. Përveç regjistrimit të detajeve të Hënës, Diellit dhe planetëve të tjerë, astrofotografia ka aftësinë për të kapur objekte të padukshme për syrin e njeriut si yjet e zbehtë, mjegullnajat dhe galaktikat. Kjo na magjepsi sepse rezultatet e marra janë befasuese dhe mund të arrihen me shkrepje të gjata ekspozimi.

Për të zgjeruar shkathtësinë e një aparati të rregullt, ne vendosëm të krijojmë dhe ndërtojmë një modul me mjedër pi që mund të lidhet me një aparat fotografik DSLR. Kjo i lejon fotografit të paracaktojë variabla të caktuar duke automatizuar kështu procesin e kapjes për kohëzgjatje të gjata. Përpos fotografive astrofotografike, ky modul mund të krijojë shtigje yjesh duke përdorur ndihmën e një programi të integruar dhe gjithashtu mund të krijojë kalime kohore.

Vazhdoni të ndërtoni modulin tuaj dhe të bëni fotografi të mahnitshme të qiellit të natës. Hidhni një votë në Konkursin Raspberry-Pi për të mbështetur projektin tonë.

Hapi 1: Pasqyrë e modulit

Programi që kemi bërë trajton tre procese të dallueshme:

Pjesa e përparme e aplikacionit, ose ndërfaqja grafike e përdoruesit - kjo është ajo që përdoruesi do të përdorë për të bashkëvepruar dhe kontrolluar modulin

Kontrolli i kamerës - kjo është pjesa e programit që është përgjegjëse për nxitjen e kamerës në kohën e duhur për kohën e duhur

Përpunimi i imazheve - kjo është pjesa e programit që është përgjegjëse për kombinimin dhe bashkimin e fotografive të marra në një imazh të bukur të gjurmëve të yjeve ose në një video timelapse

GUI mbledh parametrat si intervali midis fotografive dhe kohës së ekspozimit të kamerës nga përdoruesi. Pastaj udhëzon kamerën të kapë imazhe bazuar në këta faktorë. Pasi të kapen të gjitha imazhet, bëhet përpunimi pas. Dhe rezultati përfundimtar ruhet në kujtesën e brendshme të mjedrës pi që përdoruesi të ketë qasje përmes cloud ose në nivel lokal.

Hapi 2: Materialet e nevojshme

Pajisja për këtë projekt është mjaft e drejtpërdrejtë, lista e mëposhtme përmban të gjitha materialet e nevojshme.

Elektronikë dhe Pajisje Elektronike:

• Mjedër Pi
• Ekran me prekje LCD
• M3 Bulona x 8
• M3 Futje të nxehta x 8
• Një aparat fotografik që ekziston në listën e mëposhtme (https://www.gphoto.org/proj/libgphoto2/support.php)
• Një Standard Power Bank për të fuqizuar sistemin në zonat ku një prizë mund të mos jetë lehtësisht e arritshme

Programimi dhe konfigurimi i mjedrës pi do të kërkojë disa pajisje periferike:

• Një mi dhe tastierë
• Një monitor i jashtëm HDMI

Hapi 3: Pjesë të printuara në 3D

Ne printuam një kasë për të mbajtur të gjithë përbërësit dhe krijuam një kapëse për të montuar modulin në një trekëmbësh të rregullt. Pjesët marrin rreth 20 orë kohë printimi dhe ne kemi lidhur një skedar për skedarët e mëposhtëm STL më poshtë.

• Raspberry Pi Rast x 1, mbushje 20%
• Mbulesa x 1, mbushje 20%
• Mount Tripod x 1, 40% mbushje
• Kapësja e trekëmbëshit x 1, mbushje 40%

Pasi pjesët e printuara të jenë gati, mund t'i hiqni me kujdes mbështetëset.

Hapi 4: Ndërtimi i futjeve të nxehtësisë

Për të forcuar vrimat plastike të montimit, ne futëm futje të nxehtësisë. Duke përdorur një hekur bashkues shtyni butësisht futjet derisa ato të jenë të barabarta me sipërfaqen e sipërme. Përsëriteni procesin për tetë vrimat e montimit duke u siguruar që fijet e bulonave të futen lehtë dhe është pingul.

Hapi 5: Montimi i Raspberry Pi dhe Ekrani

Përdorimi i bulonave M3 siguron pi mjedrën në vend duke përdorur vrimat përkatëse të montimit. Pastaj lidhni ekranin duke rreshtuar kunjat e lidhësit. Së fundi, vendoseni kapakun mbi ekran dhe fiksoni bulonat. Moduli tani është gati që programi të ngarkohet.

Hapi 6: Bashkimi me trekëmbëshin

Për ta bërë modulin lehtësisht të arritshëm për kamerën, ne vendosëm ta pozicionojmë atë në trekëmbësh. Ne projektuam një kllapa montimi me porosi që i përshtatet një trekëmbëshi standard. Thjesht përdorni dy vida për të kapur montimin rreth një këmbe të trekëmbëshit. Kjo ju lejon të lidhni dhe hiqni modulin me lehtësi.

Hapi 7: Vendosja e sistemit operativ të Raspberry Pi

Pi mjedër në modul po drejton një sistem operativ të bazuar në Debian të quajtur Raspbian. Sa i përket kohës së Instructable, versioni më i fundit i OS është Raspbian Buster, që është ajo që vendosëm të përdorim. Sistemi operativ mund të shkarkohet duke përdorur lidhjen e mëposhtme. (Raspbian Buster OS) Sigurohuni që të shkarkoni opsionin që thotë "Raspbian Buster me desktop dhe softuer të rekomanduar" sepse disa nga programet e rekomanduar do të jenë të dobishëm për këtë projekt. Pasi të shkarkohet dosja e zipuar, do t'ju duhet një kartë mikro SD me një memorie prej 16 deri në 32 GB.

Për të ndezur kartën SD me OS, ne rekomandojmë përdorimin e softuerit Balena Etcher, pasi është i thjeshtë në përdorim. Mund të shkarkohet nga lidhja e mëposhtme. (Balena Etcher) Pasi të hapni softuerin, do të udhëzoheni të zgjidhni dosjen e zipuar që sapo keni shkarkuar, pastaj futni kartën SD në kompjuterin tuaj dhe softueri duhet të zbulojë automatikisht, më në fund klikoni në ikonën e blicit. Procesi duhet të zgjasë 2 deri në 3 minuta. Pasi të keni përfunduar, shkëputni kartën e kujtesës dhe lidheni atë në pi mjedrën tuaj.

Lidhni mjedrën pi me një monitor të jashtëm duke përdorur një kabllo HDMI dhe lidhni miun dhe tastierën përmes portave USB. Së fundi, fuqizoni pi duke përdorur portën mikro-USB dhe një përshtatës 5v, dhe pi duhet të fillojë procesin e nisjes. OS do t'ju përcjellë përmes përditësimeve të nevojshme dhe cilësimeve të tjera të ndryshme, të tilla si lidhja me një rrjet pa tel dhe vendosja e datës dhe orës, thjesht ndiqni. Pasi të përfundojë procesi, ju keni konfiguruar OS në pi tuaj dhe tani mund ta përdorni si një kompjuter të rregullt.

Hapi 8: Bibliotekat dhe kërkesat shtesë

Për tu siguruar që programi funksionon, mjedra pi kërkon që të instalohen disa biblioteka dhe varësi. Këtu është një listë e të gjithë atyre (vini re: ne përdorëm python3 për këtë projekt dhe ju rekomandojmë të bëni të njëjtën gjë):

• Tkinter (kjo vjen e integruar kur shkarkoni python)
• PIL (kjo gjithashtu vjen e para -instaluar me python)
• sh
• OpenCV
• gphoto2

Para instalimit të ndonjë pakete ne rekomandojmë përditësimin e sistemit operativ të mjedrës pi duke përdorur komandën sudo apt-get update. Biblioteka sh mund të shkarkohet dhe instalohet duke hapur një terminal dhe duke përdorur komandën e mëposhtme:

sudo pip3 install sh

Për të instaluar paketën gphoto2 thjesht përdorni komandën e mëposhtme:

sudo apt-get install gphoto2

Shkarkimi dhe instalimi i paketës OpenCV është një proces pak më i gjatë. Ne ju rekomandojmë të përdorni lidhjen e mëposhtme, e cila ju përcjell me hapat dhe siguron të gjitha komandat me shumë detaje: https://www.pyimagesearch.com/2018/09/26/install-opencv-4-on-your-raspberry- pi/

Hapi 9: Drejtues shtesë për ekranin me prekje në bord

Ekrani me prekje në bord kërkon disa konfigurime të thjeshta që të funksionojë. Fuqizoni mjedrën pi dhe hapni një terminal dhe përdorni komandat e mëposhtme:

• sudo rm -rf LCD -shfaqje
• git klon
• chmod -R 755 -shfaqje LCD
• cd-shfaqje LCD/
• sudo./LCD35-shfaq

Pasi të keni futur komandën e fundit, monitori juaj i jashtëm duhet të zbrazet dhe pi duhet të ndizet dhe të shfaqë desktopin në ekranin me prekje të bordit. Për t'u kthyer përsëri në monitorin tuaj të jashtëm, hapni një dritare terminale në ekranin e bordit dhe përdorni komandat e mëposhtme.

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

Hapi 10: Drejtimi i Programit të Modulit Timelapse

Së pari lidhni mjedrën pi me një bankë të jashtme të energjisë, duke përdorur portën e energjisë. Për të ekzekutuar programin, shkarkoni dhe hapni dosjen e zipuar që është bashkangjitur më poshtë. Kopjoni të gjithë dosjen në desktopin e mjedrës pi. Për të drejtuar programin dhe GUI, hapni skedarin me emrin UI.py dhe GUI duhet të shfaqet në ekranin me prekje të mjedrës pi.

Tjetra, lidhni kamerën me mjedrën pi duke përdorur një kabllo USB. Mbani vlerat e paracaktuara në GUI dhe klikoni në butonin e fillimit. Kjo duhet ta aktivizojë kamerën 5 herë në intervale prej 2 sekondash. Pasi të keni përfunduar, mund të shihni fotografitë që ka marrë kamera në dosjen Images.

Zgjidhja e problemeve: Në rast se kamera nuk aktivizon, sigurohuni që modeli i kamerës suaj të jetë i pranishëm në listën e mëposhtme. https://www.gphoto.org/proj/libgphoto2/support.php Nëse kamera juaj është në këtë listë, sigurohuni që lidhjet të jenë të sigurta dhe kamera juaj është e ndezur.

Hapi 11: Cilësimet e rekomanduara të kamerës për Astro-Fotografinë

Këtu janë disa cilësime të kamerës që rekomandojmë gjatë bërjes së astrofotografisë.

• Kamera juaj duhet të jetë në fokus manual dhe ta vendosë fokusin në pafundësi
• Vendoseni kamerën në një trekëmbësh
• Cilësimet e kamerës duhet të jenë në modalitetin manual
• Shpejtësia e shkrehësit: 15-30 sekonda
• Apertura: Më e ulëta e mundshme për lentet tuaja, f-2.8 është ideale
• ISO: 1600-6400

Përveç cilësimeve të kamerës, sigurohuni që të keni qiell të pastër. Në mënyrë ideale, dikush gjithashtu duhet të jetë në fshat larg nga të gjitha dritat e qytetit për rezultate ideale.

Hapi 12: Kuptimi i GUI

GUI përmban tre vlera që përdoruesi mund t'i rregullojë:

Koha e ekspozimit përcakton shpejtësinë e shkrehësit të kamerës suaj. Për shembull, kur jeni duke xhiruar yje në qiellin e natës, rekomandohet një shpejtësi qepëse prej 15 deri në 30 sekonda, në raste të tilla, vendoseni këtë vlerë në 30 sekonda. Nëse koha e ekspozimit është nën 1 sekondë, mund ta mbani vlerën si 0

Interval Time përcakton sasinë e kohës që dëshironi midis dy ekspozimeve. Në rast të kalimit të kohës, ne rekomandojmë një interval kohor prej diçkaje nga 1 deri në 5 minuta

Numri i ekspozimeve përcakton numrin e fotografive që dëshironi të bëni për kohën e kaluar. Videot standarde luajnë me rreth 30 fps, që do të thotë se nëse klikoni 30 fotografi do të merrni një sekondë video. Bazuar në këtë, përdoruesi mund të vendosë numrin e fotografive që kërkohen

UI përmban një ndërfaqe vetë-shpjeguese. Butonat me shigjeta përdoren për të shtuar ose zvogëluar vlerat dhe butonin e fillimit kur parametrat të jenë përfunduar. Kjo shkakton kamerën që duhet të ishte lidhur tashmë me njërën nga portat USB të pi. Imazhet më pas ruhen në kujtesën e mjedrës pi ku mund të bëhen modifikime të mëtejshme.

Hapi 13: Deri në Pafundësi dhe Përtej

Pasi e kemi përdorur shpesh këtë modul, ne jemi të kënaqur me rezultatet e marra. Me pak përvojë në astro-fotografi mund të kapni fotografi të bukura. Shpresojmë që ky projekt të ishte i dobishëm, nëse ju pëlqeu na mbështesni duke hedhur një votë.

Gatim i lumtur!

Vrapues në Konkursin Raspberry Pi 2020