Hệ thống IOT dựa trên web để điều khiển kính thiên văn: 10 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Chúng tôi đã thiết kế và tạo hệ thống IOT dựa trên web để điều khiển bất kỳ loại kính thiên văn nào qua internet và có được tầm nhìn từ kính thiên văn với chi phí tối thiểu

Động lực của chúng tôi đằng sau dự án này là, chúng tôi đã có ba kính viễn vọng trong câu lạc bộ thiên văn học của trường đại học kỹ thuật và chúng tôi muốn chúng kiểm soát mọi nơi trong khuôn viên của chúng tôi. Chúng tôi cần nó có chi phí tối thiểu nhất có thể và nó sẽ hoạt động với bất kỳ kính thiên văn nào

Vì vậy, hệ thống IOT này có thể điều khiển bất kỳ loại kính thiên văn nào từ trang web trên bất kỳ loại thiết bị nào. chúng ta cũng có thể xem trực tiếp kính viễn vọng từ trang web đó. đối với điều này, nó sử dụng stellarium (một phần mềm mã nguồn mở) chạy trên raspberry pi 3 (hoạt động như Máy chủ) được kết nối với Arduino mega trong kết nối master slave và bo mạch RAMPS 1.4 được kết nối như lá chắn với Arduino mega điều khiển động cơ bước thông qua trình điều khiển động cơ

Quân nhu

Raspberry pi 3

Arduino MEGA 2560 R3

Tấm chắn RAMPS 1.4

2 Động cơ bước (400 bước)

Thợ lặn mô tô (Lái xe A4988)

Nguồn cung cấp ATX

Một Webcam tốt

Một kết nối internet tốt

Bước 1: Kết nối và mã hóa Arduino

chúng ta cần phải tải lại các kết nối và mã trước khi kết nối tất cả các thành phần lại với nhau. vì vậy hãy tải xuống và cài đặt phần mềm Arduino IDE trên máy tính của bạn. kết nối Arduino MEGA R3 với máy tính qua cáp USB.

Ở đây chúng tôi sử dụng phần mềm điều khiển kính thiên văn tại chỗ, chúng tôi đã thực hiện một số thay đổi đối với nó. bạn có thể tải xuống phiên bản của chúng tôi tại liên kết sau

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

Nhưng tín dụng sẽ thuộc về những người sáng tạo ngay lập tức. chúng tôi chỉ mượn mã của họ để thực hiện một số thay đổi đối với nó theo nhu cầu của chúng tôi. sau đây là các liên kết dành cho những người sáng tạo ban đầu

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

groups.io/g/onstep/wiki/home

sau khi tải xuống onstep đã sửa đổi của chúng tôi, hãy mở tệp onstep.ino trong arduino Ide. kết nối mega với máy tính và tải tệp onstep trong arduino mega

Bước 2: RAMPS 1.4 và các kết nối và thiết lập trình điều khiển động cơ

Bo mạch Ramps 1.4 được sử dụng chủ yếu để điều khiển động cơ máy in 3d nên rất chính xác, vì vậy chúng ta có thể sử dụng để điều khiển kính thiên văn một cách chính xác.

vì vậy bạn cần chọn một trình điều khiển động cơ thích hợp theo động cơ bước của bạn và các sâu và bánh răng của bạn trên giá đỡ kính thiên văn mà chúng tôi đã tạo bảng excel có thể cung cấp các giá trị mong muốn của điện trở và tốc độ quay mà phải điều chỉnh trong mã arduino và liên kết như sau

Theo nghiên cứu của chúng tôi, trình điều khiển động cơ DRV 8825 và A4988 có thể được sử dụng với hầu hết các kính thiên văn và hầu hết các giá đỡ

kết nối các trình điều khiển động cơ vào vị trí nhất định như trong hình ảnh trên bảng đường dốc 1.4 và sử dụng nó làm lá chắn cho arduino mega. đường dốc được cấp nguồn riêng bằng nguồn điện 12V ATX.

Bước 3: Kết nối và cài đặt Raspberry Pi

Raspberry pi 3 của chúng tôi đã được tải với hệ điều hành rasbian mới nhất và chúng tôi đã cài đặt hệ điều hành Linux trên đó từ liên kết sau

stellarium.org/

và sau đó kết nối Arudino mega với pi raspberry qua cáp USB

cũng tải phần mềm arduino Ide trên raspberry pi

aslo webcam được kết nối với raspberry pi qua cáp usb và cài phần mềm webcam-streamer-master trên raspberry pi. nó có thể dễ dàng tìm thấy trên github

Raspberry pi được cấp nguồn riêng biệt với các thành phần khác

Bước 4: Cài đặt phần mềm Stellarium

Stellarium là phần mềm cung cấp cho bạn vị trí và vị trí chính xác của tất cả các đối tượng bầu trời đêm từ vị trí của bạn, nó cũng cung cấp cho bạn giá trị Ra / Dec của mọi đối tượng bầu trời đêm

Sau khi tải xuống stellarium, hãy nhập vị trí chính xác của bạn vào phần mềm đó

sau đó bật plugin điều khiển kính thiên văn và điều khiển từ xa trong phần mềm bằng cách vào menu plugin và chọn hai plugin này và cũng chọn tải ở tùy chọn khởi động

Sau khi bật plugin điều khiển Kính thiên văn, hãy chuyển đến cấu hình tùy chọn kính thiên văn và sau đó chọn THÊM để kết nối kính thiên văn mới. sau đó chọn kính thiên văn được điều khiển trực tiếp thông qua cổng nối tiếp, sau đó chọn cổng nối tiếp của bạn là cổng USB không. trên đó arduino được kết nối. và sau đó chọn mô hình kính thiên văn của bạn. nếu mô hình của bạn không có mặt, bạn có thể chọn trực tiếp tùy chọn LX200. chọn OK và sau đó nhấn bắt đầu. sau đó bạn có thể xem kính thiên văn xoay theo tùy chọn, nơi bạn có thể xem các giá trị Quyền truy cập và Độ nghiêng (Ra / Dec) của đối tượng hiện tại nơi kính thiên văn đang trỏ.

Một số kính thiên văn không thể kết nối với Stellarium. vì vậy đầu tiên bạn cần tải xuống phần mềm StellariumScope và sau đó kết nối nó với stellarium

Điều khiển từ xa là plugin điều khiển tất cả các chức năng của Stellarium thông qua giao diện web. sau khi bật plugin, hãy chuyển đến tùy chọn cấu hình và chọn số cổng và địa chỉ IP localhost.

bây giờ bạn có thể truy cập giao diện web thông qua IP localhost và cổng đã chọn từ bất kỳ máy tính hoặc điện thoại thông minh nào được kết nối với cùng một mạng với raspberry pi.

Trong giao diện web, bạn có thể chọn đối tượng bầu trời đêm nơi bạn muốn di chuyển kính thiên văn của mình từ menu lựa chọn, sau đó đi đến tùy chọn điều khiển kính thiên văn tùy chọn chọn di chuyển kính thiên văn đã chọn đến đối tượng đã chọn.

bạn cũng có thể xem chế độ xem hiện tại từ kính thiên văn qua webcam-streamer-master

Bước 5: Chọn Động cơ bước và Kết nối của nó

Lựa chọn động cơ bước phụ thuộc vào loại giá đỡ mà kính thiên văn của bạn đang sử dụng

I E.

• Altazimuth. Altazimuth
• Núi Dobsonian
• Xích đạo
• Ngã ba
• Núi xích đạo Đức

Nói chung động cơ bước với 400 bước có thể được sử dụng cho tất cả các loại kính thiên văn

bạn cần kết nối động cơ bước với động cơ lặn được kết nối với RAMPS 1.4. công suất động cơ có thể được trực tiếp thu được từ RAMPS 1.4

Bước 6: Webcam và kết nối của nó

Webcam được kết nối với kính thiên văn ở chế độ xem mắt của kính thiên văn và nó được kết nối với Raspberry pi thông qua kết nối USB và webcam-streamer-master nên được cài đặt trên raspberry pi để bạn có thể xem chế độ xem hiện tại từ kính thiên văn qua giao diện web

Bước 7: Cung cấp điện

Arduino MEGA được cấp nguồn bằng kết nối USB từ mâm xôi pi trực tiếp nên nó không cần nguồn điện riêng

Bo mạch RAMPS 1.4 được cung cấp bởi nguồn ATX. nó sẽ được kết nối bằng nguồn điện 12v. bộ điều khiển động cơ và động cơ bước được cung cấp bởi bộ nguồn ATX này

Raspberry pi được cung cấp bởi Ngân hàng pin trực tiếp bằng kết nối nguồn của Raspberry pi

Webcam được kết nối với pi raspberry qua kết nối USB nên webcam được cấp nguồn bằng kết nối USB

Bước 8: Toàn bộ lắp ráp

1. kết nối động cơ bước với bánh răng trục độ cao và trục phương vị bằng cách khoan và hàn với bánh răng và trục sâu
2. kết nối dây động cơ bước với trình điều khiển động cơ thông qua hàn
3. kết nối trình điều khiển động cơ với bảng Ramps 1.4 bằng cách lắp
4. kết nối Ramps 1.4 với Arduino làm lá chắn
5. kết nối nguồn ATX với Ramps thông qua kết nối nguồn 12v
6. kết nối Arduino với Raspberry pi qua Kết nối USB
7. Webcam được kết nối với Raspberry pi thông qua kết nối USB
8. Raspberry pi nên được kết nối với kết nối internet Ethernet tốt

Bước 9: Kiểm tra

Sau khi lắp ráp hoàn chỉnh các thiết bị điện tử và kết nối nó với kính thiên văn

chọn một đối tượng bầu trời đêm từ giao diện web và sau đó bạn có thể chuyển sang chế độ xem webcam nếu kính thiên văn có hướng vào đối tượng chính xác hay không

chúng tôi đã thử nghiệm hệ thống IOT của mình với kính thiên văn in 3d của chúng tôi được gọi là kính tự động

Bước 10: Kết quả và chi phí

Trên đây là một số hình ảnh chụp từ kính thiên văn qua giao diện web và chi phí của toàn bộ công trình