Mục lục:

Đài quan sát năng lượng mặt trời: 11 bước (có hình ảnh)
Đài quan sát năng lượng mặt trời: 11 bước (có hình ảnh)

Video: Đài quan sát năng lượng mặt trời: 11 bước (có hình ảnh)

Video: Đài quan sát năng lượng mặt trời: 11 bước (có hình ảnh)
Video: Kính Thiên Văn Hubble - “Mắt Thần” Quan Sát Vũ Trụ Của Con Người 2024, Tháng bảy
Anonim
Đài quan sát năng lượng mặt trời
Đài quan sát năng lượng mặt trời

Độ nghiêng của trục Trái đất là gì? Tôi đang ở vĩ độ nào?

Nếu bạn muốn có câu trả lời nhanh chóng, bạn có thể chuyển sang Google hoặc ứng dụng GPS trên điện thoại thông minh của mình. Nhưng nếu bạn có Raspberry Pi, một mô-đun máy ảnh và một năm hoặc lâu hơn để thực hiện một số quan sát, bạn có thể tự mình xác định câu trả lời cho những câu hỏi này. Bằng cách đặt máy ảnh có bộ lọc năng lượng mặt trời ở một vị trí cố định và sử dụng Pi để chụp ảnh vào cùng một thời điểm mỗi ngày, bạn có thể thu thập nhiều dữ liệu về đường đi của Mặt trời qua bầu trời và nói rộng ra là đường đi của Trái đất xung quanh mặt trời. Trong phần Có thể hướng dẫn này, tôi chỉ cho bạn cách tôi tự tạo đài quan sát mặt trời của riêng mình với giá dưới 100 đô la.

Tuy nhiên, trước khi chúng ta đi xa hơn, tôi nên chỉ ra rằng tôi chỉ còn hai tháng nữa trong cuộc thử nghiệm kéo dài một năm của mình, vì vậy tôi sẽ không thể đưa vào kết quả cuối cùng. Tuy nhiên, tôi có thể chia sẻ kinh nghiệm xây dựng dự án này và hy vọng sẽ cung cấp cho bạn ý tưởng về cách xây dựng dự án của riêng bạn.

Mặc dù không khó chút nào, nhưng dự án này cung cấp cơ hội để thực hiện một số kỹ năng khác nhau. Tối thiểu, bạn cần có khả năng kết nối Raspberry Pi với máy ảnh và servo và bạn sẽ cần có khả năng thực hiện một số cấp độ phát triển phần mềm để trích xuất dữ liệu từ ảnh bạn chụp. Tôi cũng đã sử dụng các công cụ chế biến gỗ cơ bản và máy in 3D nhưng những thứ này không quan trọng đối với dự án này.

Tôi cũng sẽ mô tả nỗ lực thu thập dữ liệu dài hạn mà tôi đã thực hiện và cách tôi sẽ sử dụng OpenCV để biến hàng trăm bức ảnh thành dữ liệu số có thể được phân tích bằng bảng tính hoặc ngôn ngữ lập trình bạn chọn. Như một phần thưởng, chúng tôi cũng sẽ khai thác khía cạnh nghệ thuật của chúng tôi và xem một số hình ảnh trực quan thú vị.

Bước 1: Tldr; Hướng dẫn ngắn gọn

Tldr; Hướng dẫn ngắn gọn
Tldr; Hướng dẫn ngắn gọn

Hướng dẫn này hơi dài nên để bắt đầu, đây là những hướng dẫn đơn giản, không có chi tiết bổ sung.

  1. Nhận Raspberry Pi, máy ảnh, servo, rơ le, phim năng lượng mặt trời, mụn cóc trên tường và các loại phần cứng
  2. Kết nối tất cả phần cứng đó
  3. Định cấu hình Pi và viết một số tập lệnh đơn giản để chụp ảnh và lưu kết quả
  4. Xây dựng một hộp dự án và gắn tất cả phần cứng đó vào đó
  5. Tìm một vị trí để đặt dự án nơi nó có thể nhìn thấy mặt trời và nó sẽ không bị va chạm hoặc chen lấn
  6. Đặt nó ở đó
  7. Bắt đầu chụp ảnh
  8. Vài ngày một lần, hãy di chuyển ảnh sang máy tính khác để bạn không làm đầy thẻ SD của mình
  9. Bắt đầu học OpenCV để bạn có thể trích xuất dữ liệu từ hình ảnh của mình
  10. Đợi một năm

Tóm lại, đó là dự án. Bây giờ hãy tiếp tục đọc để biết thêm chi tiết về các bước này.

Bước 2: Nền

Tiểu sử
Tiểu sử

Con người đã quan sát mặt trời, mặt trăng và các vì sao từ rất lâu rồi và dự án này không thực hiện được bất cứ điều gì mà tổ tiên của chúng ta đã không làm hàng nghìn năm trước. Nhưng thay vì đặt một cây gậy dưới đất và sử dụng đá để đánh dấu vị trí của bóng tối vào những thời điểm quan trọng, chúng tôi sẽ sử dụng Raspberry Pi và một máy ảnh và làm tất cả từ bên trong ngôi nhà của chúng tôi một cách thoải mái. Dự án của bạn sẽ không còn là một địa điểm du lịch sau một nghìn năm nữa nhưng về mặt tích cực, bạn cũng sẽ không phải vất vả để đưa những tảng đá khổng lồ vào vị trí.

Ý tưởng chung trong dự án này là hướng một camera vào một vị trí cố định trên bầu trời và chụp ảnh vào cùng một thời điểm mỗi ngày. Nếu bạn có một bộ lọc phù hợp trên máy ảnh của mình và tốc độ cửa trập phù hợp, bạn sẽ có những hình ảnh sắc nét, rõ nét về đĩa mặt trời. Sử dụng những bức tranh này, bạn có thể đặt một chiếc gậy ảo xuống đất và học được nhiều điều thú vị.

Để có thể quản lý được kích thước của hình ảnh Có thể hướng dẫn này, tất cả những gì tôi sẽ đề cập là cách xác định độ nghiêng của trục Trái đất và vĩ độ nơi ảnh được chụp. Nếu phần nhận xét cho thấy đủ sự quan tâm, tôi có thể nói về một số điều khác mà bạn có thể học được từ đài quan sát mặt trời của mình trong một bài viết tiếp theo.

Độ nghiêng trục Góc giữa mặt trời vào ngày nó ở xa nhất về phía bắc và ngày nó ở xa nhất về phía nam bằng với độ nghiêng của trục Trái đất. Bạn có thể đã học ở trường rằng đây là 23,5 độ nhưng bây giờ bạn sẽ biết điều này từ quan sát của riêng bạn chứ không chỉ đơn giản từ sách giáo khoa.

Latitude Bây giờ chúng ta biết độ nghiêng của trục Trái đất, trừ độ nghiêng của đường đi của mặt trời vào ngày dài nhất trong năm để tìm hiểu vĩ độ của vị trí hiện tại của bạn.

Rõ ràng là bạn có thể tìm thấy những giá trị này một cách chính xác và nhanh chóng hơn nhiều nhưng nếu bạn là kiểu người đọc các bài Hướng dẫn, bạn biết rằng sẽ có rất nhiều sự hài lòng khi tự mình làm điều đó. Tìm hiểu sự thật về thế giới xung quanh bạn chỉ bằng một số quan sát đơn giản, trực tiếp và toán học chuyển tiếp là toàn bộ điểm của dự án này.

Bước 3: Các thành phần bắt buộc

Mặc dù bạn có thể thực hiện toàn bộ dự án này với một chiếc máy ảnh đắt tiền và thích hợp, nhưng tôi không có một chiếc trong số đó. Mục tiêu của dự án này là tận dụng những gì tôi đã có trong tay từ các dự án trước. Điều này bao gồm Raspberry Pi, mô-đun máy ảnh và hầu hết các mặt hàng khác được liệt kê bên dưới mặc dù tôi đã phải đến Amazon để mua một vài trong số chúng. Tổng chi phí nếu bạn phải mua mọi thứ sẽ vào khoảng 100 USD.

  • Raspberry Pi (bất kỳ kiểu máy nào cũng được)
  • Mô-đun máy ảnh Raspberry Pi
  • Cáp ruy-băng dài hơn cho máy ảnh (tùy chọn)
  • Dongle không dây
  • Servo tiêu chuẩn
  • Rơ le 5V
  • Bộ chia USB được cấp nguồn
  • Dải nguồn và dây nối dài
  • Tấm phim năng lượng mặt trời
  • Gỗ vụn, nhựa, HDPE, v.v.
  • Ban dự án sóng

Tôi cũng đã sử dụng máy in 3D Monoprice của mình nhưng đó là một sự tiện lợi chứ không phải là điều cần thiết. Một chút sáng tạo từ phía bạn sẽ cho phép bạn nghĩ ra một cách phù hợp để vượt qua mà không cần điều đó.

Bước 4: Định cấu hình Raspberry Pi

Cài đặt

Tôi sẽ không đi chi tiết nhiều ở đây và sẽ cho rằng bạn cảm thấy thoải mái với việc cài đặt hệ điều hành trên Pi và cấu hình nó. Nếu không, có rất nhiều tài nguyên trên web để giúp bạn bắt đầu.

Dưới đây là những điều quan trọng nhất cần chú ý trong quá trình thiết lập.

  • Đảm bảo rằng kết nối WiFi của bạn tự động khởi động khi Pi khởi động lại
  • Kích hoạt ssh Dự án có thể sẽ được cài đặt ở một nơi khác nên bạn sẽ không phải kết nối nó với màn hình và bàn phím. Bạn sẽ sử dụng ssh & scp khá nhiều để cấu hình nó và sao chép ảnh sang máy tính khác.
  • Đảm bảo bật tự động đăng nhập qua ssh để bạn không phải nhập mật khẩu của mình theo cách thủ công mỗi lần
  • Kích hoạt mô-đun máy ảnh Rất nhiều người cắm máy ảnh vào nhưng quên bật nó
  • Tắt chế độ GUI Bạn sẽ chạy không cần đầu, vì vậy không cần tốn tài nguyên hệ thống để chạy máy chủ X
  • Cài đặt gói gpio bằng apt-get hoặc tương tự
  • Đặt múi giờ thành UTC Bạn muốn ảnh của mình vào cùng một thời điểm mỗi ngày và không muốn bị tắt bởi Giờ tiết kiệm ánh sáng ban ngày. Dễ nhất là chỉ sử dụng UTC.

Bây giờ sẽ là thời điểm tốt để thử nghiệm với mô-đun máy ảnh. Sử dụng chương trình 'raspistill' để chụp một vài bức ảnh. Bạn cũng nên thử nghiệm với các tùy chọn dòng lệnh để xem tốc độ cửa trập được điều khiển như thế nào.

Giao diện phần cứng

Mô-đun máy ảnh có giao diện cáp ruy-băng chuyên dụng riêng nhưng chúng tôi sử dụng các chân GPIO để điều khiển rơ le và servo. Lưu ý rằng có hai cách đánh số khác nhau đang được sử dụng phổ biến và rất dễ bị nhầm lẫn. Tôi thích sử dụng tùy chọn '-g' cho lệnh gpio để tôi có thể sử dụng số pin chính thức.

Lựa chọn chân cắm của bạn có thể thay đổi nếu bạn có kiểu Pi khác với kiểu tôi đang sử dụng. Tham khảo sơ đồ sơ đồ chân cho mô hình cụ thể của bạn để tham khảo.

  • Chân 23 - Digital out to Relay Tín hiệu này bật relay, cung cấp năng lượng cho servo
  • Chân 18 - PWM tới servo Vị trí servo được điều khiển bởi tín hiệu Điều chế độ rộng xung
  • Nối đất - Bất kỳ chốt nối đất nào cũng đủ

Xem các tập lệnh shell đính kèm để kiểm soát các chân này.

Lưu ý: Hộp thoại tải lên trên trang web này phản đối nỗ lực của tôi để tải lên các tệp kết thúc bằng '.sh'. Vì vậy, tôi đã đổi tên chúng bằng phần mở rộng '.notsh' và quá trình tải lên hoạt động tốt. Bạn có thể sẽ muốn đổi tên chúng trở lại thành '.sh' trước khi sử dụng.

crontab

Vì tôi muốn chụp ảnh năm phút một lần trong khoảng thời gian khoảng 2,5 giờ, tôi đã sử dụng crontab, đây là một tiện ích hệ thống để chạy các lệnh theo lịch trình ngay cả khi bạn không đăng nhập. Cú pháp của điều này hơi rắc rối vì vậy hãy sử dụng công cụ tìm kiếm bạn chọn để biết thêm chi tiết. Các dòng liên quan từ crontab của tôi được đính kèm.

Những gì các mục này làm là a) chụp ảnh năm phút một lần với bộ lọc năng lượng mặt trời tại chỗ và b) đợi vài giờ và chụp một vài bức ảnh mà không có bộ lọc.

Bước 5: Hộp dự án

Hộp dự án
Hộp dự án

Tôi sẽ thực sự bỏ qua các hướng dẫn trong phần này và để bạn tự tưởng tượng. Lý do là mọi cài đặt sẽ khác nhau và sẽ phụ thuộc vào nơi bạn lắp đặt dự án và loại vật liệu bạn đang làm việc.

Khía cạnh quan trọng nhất của hộp dự án là nó được đặt theo cách mà nó sẽ không di chuyển dễ dàng. Máy ảnh không được di chuyển khi bạn bắt đầu chụp ảnh. Nếu không, bạn sẽ phải viết phần mềm để thực hiện đăng ký hình ảnh và xếp tất cả các hình ảnh bằng kỹ thuật số. Tốt hơn nên có một nền tảng cố định để bạn không phải đối phó với vấn đề đó.

Đối với hộp dự án của tôi, tôi đã sử dụng 1/2 "MDF, một miếng ván ép nhỏ 1/4", một khung in 3D để giữ máy ảnh ở góc mong muốn và một số bảng dự án bằng sóng trắng. Phần cuối cùng đó được đặt trước khung in 3D để bảo vệ nó khỏi ánh nắng trực tiếp và tránh các vấn đề tiềm ẩn về cong vênh.

Tôi đã để mặt sau và mặt trên của hộp để phòng trường hợp tôi cần lấy đồ điện tử nhưng điều đó vẫn chưa xảy ra. Nó đã hoạt động được bảy tuần nay mà không cần bất kỳ bản sửa lỗi hoặc chỉnh sửa nào từ phía tôi.

Lọ hút có thể di chuyển được

Phần duy nhất của hộp dự án đáng được giải thích là servo với cánh tay di chuyển.

Mô-đun máy ảnh Raspberry Pi tiêu chuẩn không hoạt động tốt nếu bạn chỉ hướng nó vào mặt trời và chụp ảnh. Hãy tin tưởng tôi về điều này… Tôi đã cố gắng.

Để có được một bức ảnh mặt trời có thể sử dụng được, bạn phải đặt một bộ lọc mặt trời trước ống kính. Có thể có những bộ lọc làm sẵn đắt tiền mà bạn có thể mua cho cái này nhưng tôi đã tự sản xuất bằng cách sử dụng một miếng phim năng lượng mặt trời nhỏ và một miếng HDPE 1/4 có khoét một lỗ tròn trên đó. Bạn có thể mua phim năng lượng mặt trời từ Amazon với giá khoảng 12 đô la. Nhìn lại, tôi có thể đã đặt một phần nhỏ hơn nhiều và tiết kiệm được một ít tiền. Nếu bạn có một số kính nhật thực cũ chưa sử dụng đến, bạn có thể cắt một trong các thấu kính và tạo một bộ lọc phù hợp.

Làm cho bộ lọc di chuyển

Mặc dù hầu hết các bức ảnh bạn chụp sẽ có bộ lọc tại chỗ, nhưng bạn cũng muốn chụp ảnh vào những thời điểm khác trong ngày khi mặt trời khuất bóng. Đây là những gì bạn sẽ sử dụng làm hình nền để phủ lên hình ảnh mặt trời đã lọc của mình. Bạn có thể xây dựng nó để di chuyển thủ công bộ lọc và chụp những hình ảnh nền này nhưng tôi có thêm một servo đặt xung quanh và muốn tự động hóa bước đó.

Relay For là gì?

Giữa cách Pi tạo tín hiệu PWM và servo cấp thấp mà tôi đã sử dụng, đã có lúc tôi bật nguồn mọi thứ lên và servo chỉ ngồi đó và "nói nhảm". Có nghĩa là, nó sẽ di chuyển tới lui trong những bước rất nhỏ khi cố gắng tìm ra vị trí chính xác mà Pi đang chỉ huy. Điều này làm cho servo rất nóng và phát ra tiếng ồn khó chịu. Vì vậy, tôi quyết định chỉ sử dụng một rơ le để cung cấp điện cho servo trong hai lần một ngày mà tôi muốn chụp ảnh chưa được lọc. Điều này yêu cầu sử dụng một chân đầu ra kỹ thuật số khác trên Pi để cung cấp tín hiệu điều khiển cho rơle.

Bước 6: Cung cấp năng lượng

Cung cấp năng lượng
Cung cấp năng lượng

Có bốn hạng mục cần năng lượng trong dự án này:

  1. Raspberry Pi
  2. Wi-Fi dongle (Nếu bạn đang sử dụng mẫu Pi mới hơn có Wi-Fi tích hợp, điều này sẽ không cần thiết)
  3. Rơ le 5V
  4. Servo

Quan trọng: Không cố cấp nguồn trực tiếp cho servo từ chân 5V trên Raspberry Pi. Servo hút dòng điện nhiều hơn mức Pi có thể cung cấp và bạn sẽ gây hại không thể khắc phục được cho bo mạch. Thay vào đó, hãy sử dụng nguồn điện riêng để cấp nguồn cho servo và rơ le.

Những gì tôi đã làm là sử dụng một ổ cắm điện 5V để cấp nguồn cho Pi và một cái khác để cấp nguồn cho một trung tâm USB cũ. Trung tâm được sử dụng để cắm vào dongle Wi-fi và cung cấp điện cho rơ le và servo. Servo và rơ le không có giắc cắm USB nên tôi đã lấy một cáp USB cũ và cắt đầu nối khỏi đầu thiết bị. Sau đó, tôi rút dây 5V và dây nối đất và kết nối chúng với rơ le và servo. Điều này cung cấp một nguồn năng lượng cho các thiết bị đó mà không có nguy cơ làm hỏng Pi.

Lưu ý: Pi và các thành phần bên ngoài không hoàn toàn độc lập. Bởi vì bạn có các tín hiệu điều khiển đến từ Pi đến rơ le và servo, bạn cũng phải có một đường dây nối đất đi ngược lại từ các mục đó đến Pi. Ngoài ra còn có một kết nối USB giữa trung tâm và Pi để wi-fi có thể hoạt động. Một kỹ sư điện có thể sẽ rùng mình trước khả năng xảy ra các vòng nối đất và các trò nghịch điện khác nhưng tất cả đều hoạt động nên tôi sẽ không lo lắng về việc thiếu kỹ thuật xuất sắc.:)

Bước 7: Kết hợp tất cả lại với nhau

Để tất cả chúng cùng nhau
Để tất cả chúng cùng nhau
Để tất cả chúng cùng nhau
Để tất cả chúng cùng nhau

Khi bạn đã nối tất cả các bộ phận, bước tiếp theo là lắp servo, tay chụp và máy ảnh lên tấm gắn.

Trong một bức ảnh ở trên, bạn có thể thấy cánh tay chụp ở vị trí (trừ phim năng lượng mặt trời mà tôi chưa dán vào). Cánh tay chụp được làm từ nhựa HDPE 1/4 và được gắn vào bằng một trong những trung tâm tiêu chuẩn đi kèm với servo.

Trong hình khác, bạn có thể thấy mặt sau của tấm gắn và cách gắn servo và máy ảnh. Sau khi bức ảnh này được chụp, tôi đã thiết kế lại phần màu trắng mà bạn thấy để đưa ống kính máy ảnh đến gần tay chụp hơn và sau đó in lại nó bằng màu xanh lục. Đó là lý do tại sao trong các bức tranh khác, phần màu trắng không xuất hiện.

Lời cảnh báo

Mô-đun máy ảnh có một cáp ruy-băng nhỏ rất nhỏ trên bảng kết nối máy ảnh thực tế với phần còn lại của thiết bị điện tử. Đầu nối nhỏ này có xu hướng khó chịu thường xuyên bật ra khỏi ổ cắm của nó. Khi nó bật ra, raspistill báo rằng máy ảnh không được kết nối. Tôi đã dành rất nhiều thời gian để đặt lại cả hai đầu của cáp ruy-băng lớn hơn một cách không hiệu quả trước khi nhận ra vấn đề thực sự nằm ở đâu.

Sau khi tôi nhận ra rằng vấn đề là do sợi cáp nhỏ trên bo mạch, tôi đã cố gắng giữ nó bằng băng Kapton nhưng điều đó không hiệu quả và cuối cùng tôi phải dùng đến một miếng keo nóng. Cho đến nay, keo đã giữ nó tại chỗ.

Bước 8: Lựa chọn địa điểm

Vị tri được lựa chọn
Vị tri được lựa chọn

Các kính thiên văn vĩ đại của thế giới được đặt trên đỉnh núi ở Peru, Hawaii, hoặc một số vị trí tương đối xa khác. Đối với dự án này, danh sách đầy đủ các trang web ứng cử viên của tôi bao gồm:

  • Bệ cửa sổ hướng đông trong nhà tôi
  • Bệ cửa sổ hướng Tây trong nhà tôi
  • Bệ cửa sổ hướng Nam trong nhà tôi

Đáng chú ý vắng mặt trong danh sách này là Peru và Hawaii. Vì vậy, với những lựa chọn này, tôi phải làm gì?

Cửa sổ hướng Nam có một khoảng rộng mở ra không có tòa nhà nào trong tầm nhìn nhưng do có vấn đề với niêm phong thời tiết nên nó không rõ ràng về mặt quang học. Cửa sổ hướng Tây có tầm nhìn tuyệt vời ra Đỉnh Pikes và lẽ ra nó sẽ cho một tầm nhìn tuyệt vời nhưng nó nằm trong phòng gia đình và vợ tôi có thể không thích để dự án khoa học của tôi được trưng bày nổi bật trong suốt một năm. Điều đó khiến tôi có tầm nhìn hướng về phía đông nhìn ra một cột ăng ten lớn và mặt sau của Safeway địa phương. Không đẹp lắm nhưng đó là sự lựa chọn tốt nhất.

Thực sự, điều quan trọng nhất là tìm một nơi mà dự án sẽ không bị chen lấn, di chuyển hoặc bị xáo trộn. Miễn là bạn có thể đón mặt trời trong khung giờ hai giờ mỗi ngày, thì bất kỳ hướng nào cũng sẽ hoạt động.

Bước 9: Chụp ảnh

Chụp ảnh
Chụp ảnh

Trời nhiều mây

Tôi tình cờ sống ở một nơi nào đó có nhiều ánh nắng mặt trời mỗi năm, điều đó thật tốt vì những đám mây thực sự tàn phá những bức tranh. Nếu trời hơi nhiều mây, mặt trời xuất hiện dưới dạng đĩa màu xanh lá cây nhạt chứ không phải là đĩa màu cam được xác định rõ ràng mà tôi nhận được vào một ngày không có mây. Nếu trời khá nhiều mây, không có gì hiển thị trên ảnh.

Tôi đã bắt đầu viết một số phần mềm xử lý hình ảnh để giúp giảm bớt những vấn đề này nhưng mã đó vẫn chưa sẵn sàng. Cho đến lúc đó, tôi chỉ phải làm việc xung quanh sự thay đổi thất thường của thời tiết.

Sao lưu dữ liệu của bạn

Với chiếc máy ảnh tôi đang sử dụng và số lượng ảnh tôi chụp, tôi tạo ra khoảng 70 MB ảnh mỗi ngày. Ngay cả khi thẻ micro-SD trên Pi đủ lớn để chứa dữ liệu của một năm, tôi sẽ không tin vào nó. Vài ngày một lần, tôi sử dụng scp để sao chép dữ liệu gần đây vào máy tính để bàn của mình. Ở đó, tôi xem các hình ảnh để đảm bảo rằng chúng ổn và không có gì kỳ lạ xảy ra. Sau đó, tôi sao chép tất cả các tệp đó vào NAS của mình để tôi có hai bản sao dữ liệu độc lập. Sau đó, tôi quay lại Pi và xóa các tệp gốc.

Bước 10: Analemma (hoặc… một Hình số tám lớn về mặt thiên văn học)

Analemma (hoặc… một Hình số tám lớn về mặt thiên văn)
Analemma (hoặc… một Hình số tám lớn về mặt thiên văn)
Analemma (hoặc… một Hình số tám lớn về mặt thiên văn)
Analemma (hoặc… một Hình số tám lớn về mặt thiên văn)

Bên cạnh việc xác định độ nghiêng trục và vĩ độ, chụp ảnh vào cùng một thời điểm mỗi ngày cũng có thể cung cấp cho chúng ta một cái nhìn tuyệt vời về đường đi của Mặt trời trong suốt một năm.

Nếu bạn đã từng xem bộ phim Cast Away với Tom Hanks, bạn có thể nhớ cảnh trong hang động nơi anh ấy đánh dấu đường đi của mặt trời theo thời gian và nó tạo thành hình số tám. Khi tôi lần đầu tiên nhìn thấy cảnh đó, tôi muốn tìm hiểu thêm về hiện tượng đó và chỉ mười bảy năm sau, tôi cuối cùng đã bắt đầu làm được điều đó!

Hình dạng này được gọi là hình dạng tương tự và nó là kết quả của độ nghiêng của trục Trái đất và thực tế là quỹ đạo của Trái đất là hình elip và không phải là một hình tròn hoàn hảo. Chụp ảnh trên phim đơn giản như việc thiết lập máy ảnh và chụp ảnh vào cùng một thời điểm mỗi ngày. Mặc dù có rất nhiều hình ảnh rất hay về analemma trên mạng, nhưng một trong những điều chúng tôi sẽ làm trong dự án này là tạo ra bức tranh của riêng chúng tôi. Để biết thêm nhiều điều về phép so sánh và cách một người có thể trở thành trung tâm của một cuốn niên giám khá hữu ích, hãy xem bài viết này.

Trước khi nhiếp ảnh kỹ thuật số ra đời, việc chụp một bức ảnh phản cảm đòi hỏi kỹ năng chụp ảnh thực tế vì bạn sẽ phải cẩn thận chụp nhiều lần phơi sáng trên cùng một đoạn phim. Rõ ràng là máy ảnh Raspberry Pi không có phim nên thay vì kỹ năng và sự kiên nhẫn, chúng ta sẽ chỉ cần kết hợp nhiều hình ảnh kỹ thuật số để có được hiệu ứng tương tự.

Bước 11: Tiếp theo là gì?

Bây giờ, robot máy ảnh nhỏ đã có mặt và chụp ảnh trung thực mỗi ngày, điều gì tiếp theo? Hóa ra, vẫn còn khá nhiều việc phải làm. Lưu ý rằng hầu hết những điều này sẽ liên quan đến việc viết python và sử dụng OpenCV. Tôi thích python và luôn muốn có một cái cớ để học OpenCV, vì vậy đó là một lợi ích đôi bên cùng có lợi đối với tôi!

  1. Tự động phát hiện những ngày có mây Nếu trời quá nhiều mây, phim năng lượng mặt trời và tốc độ cửa trập ngắn sẽ tạo ra hình ảnh mờ đục. Tôi muốn tự động phát hiện tình trạng đó và sau đó tăng tốc độ cửa trập hoặc di chuyển bộ lọc năng lượng mặt trời ra xa.
  2. Sử dụng xử lý hình ảnh để tìm mặt trời ngay cả trong những bức ảnh có nhiều mây Tôi nghi ngờ rằng có thể tìm thấy điểm trung tâm của mặt trời ngay cả khi có mây cản trở.
  3. Chồng các đĩa năng lượng mặt trời trên một hình nền rõ ràng để tạo thành một đường đi của mặt trời vào ban ngày
  4. Tạo kỹ thuật tương tự Đặt tên kỹ thuật cơ bản là bước cuối cùng nhưng sử dụng các bức ảnh được chụp vào cùng một thời điểm mỗi ngày
  5. Đo độ phân giải góc của máy ảnh (độ / pixel) Tôi sẽ cần cái này cho các tính toán sau này

Còn nhiều hơn thế nữa nhưng điều đó sẽ khiến tôi bận rộn trong một thời gian ngắn.

Cảm ơn vì đã gắn bó với tôi đến cùng. Tôi hy vọng bạn thích mô tả dự án này và nó thúc đẩy bạn thực hiện dự án tiếp theo của riêng bạn!

Đề xuất: