Sistema IOT baseado na Web para controle de telescópio: 10 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Nós projetamos e construímos um sistema IOT baseado na web para controlar qualquer tipo de telescópio pela internet e obter a visão do telescópio com um custo mínimo

Nossa motivação por trás deste projeto era que tínhamos três telescópios em nosso clube de astronomia da faculdade de engenharia e queríamos que eles controlassem em qualquer lugar de nosso campus. Precisávamos que fosse o menor custo possível e deveria funcionar com qualquer telescópio

Portanto, este sistema IOT pode controlar qualquer tipo de telescópio de um site em qualquer tipo de dispositivo. também podemos ver a visualização ao vivo do telescópio a partir desse site. para isso ele usa stellarium (um software de código aberto) que roda em um raspberry pi 3 (atua como servidor) que é conectado ao Arduino mega em uma conexão mestre-escravo e a placa RAMPS 1.4 é conectada como escudo ao Arduino mega que controla os motores de passo via motoristas

Suprimentos

Framboesa pi 3

Arduino MEGA 2560 R3

Escudo RAMPS 1.4

2 motores de passo (400 etapas)

Mergulhadores motorizados (Motorista A4988)

Uma fonte de alimentação ATX

Uma boa webcam

Uma conexão decente de internet

Etapa 1: conexões e codificação do Arduino

precisamos obter as conexões reedy e o código carregado antes de conectarmos todos os componentes. então baixe e instale o software Arduino IDE em seu computador. conecte o Arduino MEGA R3 ao computador via cabo USB.

Aqui, usamos o software de controle do telescópio onstep e fizemos algumas alterações nele. você pode baixar nossa versão no seguinte link

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

Mas o crédito vai para os criadores da Onstep. nós apenas pegamos emprestado o código deles e fizemos algumas alterações de acordo com nossa necessidade. a seguir estão os links para os criadores originais do onstep

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

groups.io/g/onstep/wiki/home

depois de baixar nosso onstep modificado, abra o arquivo onstep.ino no arduino ide. conecte o mega ao computador e carregue o arquivo onstep no arduino mega

Etapa 2: RAMPS 1.4 e conexões e configurações do driver do motor

A placa Ramps 1.4 é usada principalmente para controlar os motores da impressora 3D, por isso é muito precisa, para que possamos usar para controlar o telescópio com precisão.

então você precisa escolher um driver de motor apropriado de acordo com seu motor de passo e seus vermes e engrenagens na montagem do telescópio para isso, fizemos uma folha de excel que pode fornecer os valores desejados de resistência e taxa de variação que deve ser ajustada no código arduino e link como segue

De acordo com nossa pesquisa, os drivers de motor DRV 8825 e A4988 podem ser usados com a maioria do telescópio e a maioria das montagens

conecte os drivers do motor em determinado local, conforme mostrado na imagem na placa das rampas 1.4 e use-o como escudo para o Arduino Mega. rampas é alimentado separadamente por 12V ATX fonte de alimentação.

Etapa 3: conexões e configurações do Raspberry Pi

Nosso Raspberry pi 3 foi carregado com o mais recente sistema operacional rasbian e instalamos o Linux stellarium nele a partir do seguinte link

stellarium.org/

e, em seguida, conecte o Arudino mega ao raspberry pi via cabo USB

também carregue o software arduino ide no raspberry pi

Além disso, a webcam está conectada ao raspberry pi via cabo USB e também instala o software webcam-streamer-master no raspberry pi. pode ser facilmente encontrado no github

Raspberry pi é alimentado separadamente de outros componentes

Etapa 4: configurações do software Stellarium

Stellarium é um software que dá a você as localizações e posições exatas de todos os objetos do céu noturno de sua localização, mas também dá os valores Ra / Dec de cada objeto do céu noturno

Depois de baixar o stellarium, digite sua localização exata nesse software

em seguida, habilite o controle de telescópio e os plug-ins de controle remoto no software acessando o menu de plug-ins e selecionando esses dois plug-ins e também selecionando carregar na opção de inicialização

Depois de habilitar o plugin de controle do telescópio, vá para configurar a opção de telescópio e selecione ADD para conectar o novo telescópio. em seguida, selecione o telescópio controlado diretamente pela porta serial e, em seguida, selecione a porta serial, que é o número da porta USB. no qual o arduino está conectado. e selecione o modelo do seu telescópio. se o seu modelo não estiver presente, você pode selecionar diretamente a opção LX200. selecione OK e pressione iniciar. então você pode visualizar o telescópio giratório para opção, onde você pode ver os valores de acesso e declinação à direita (Ra / Dec) do objeto atual para onde o telescópio está apontando.

Alguns telescópios não conseguem se conectar ao Stellarium. então primeiro você precisa baixar o software StellariumScope e, em seguida, conectá-lo ao stellarium

O controle remoto é o plugin que controla todas as funcionalidades do Stellarium via interface da web. após habilitar o plugin, vá para a opção de configuração e selecione o número da porta e o endereço IP do host local.

agora você pode acessar a interface da web através do IP localhost e da porta selecionada de qualquer computador ou smartphone que esteja conectado à mesma rede que o raspberry pi.

Na interface da web, você pode selecionar o objeto do céu noturno para onde deseja mover seu telescópio a partir do menu de seleção, em seguida, vá para a opção de controle do telescópio e selecione a opção para mover o telescópio selecionado para o objeto selecionado.

você também pode ver a visão atual do telescópio via webcam-streamer-master

Etapa 5: escolha do motor de passo e suas conexões

A seleção do motor de passo depende do tipo de montagem que seu telescópio está usando

ou seja,

• Altazimuth. Altazimuth
• Monte Dobsoniano
• Equatorial
• Fork Mount
• Monte Equatorial Alemão

Geralmente o motor de passo com 400 passos pode ser usado para todos os tipos de telescópios

você precisa conectar motores de passo aos mergulhadores de motor que estão conectados ao RAMPS 1.4. a potência dos motores pode ser obtida diretamente da RAMPS 1.4

Etapa 6: Webcam e suas conexões

A webcam é conectada ao telescópio na visão do telescópio e é conectada ao Raspberry pi via conexão USB e a webcam-streamer-master deve ser instalada no raspberry pi para que você possa ver a visão atual do telescópio via interface da web

Etapa 7: Fonte de alimentação

Arduino MEGA é alimentado por conexão USB do raspberry pi diretamente, portanto, não precisa de fonte de alimentação separada

A placa RAMPS 1.4 é alimentada por fonte de alimentação ATX. ele deve ser conectado por fonte de alimentação de 12v. os direcionadores de motor e motores de passo são alimentados por esta fonte de alimentação ATX

Raspberry pi é alimentado por banco de baterias diretamente pela conexão de energia do raspberry pi

A webcam é conectada ao raspberry pi via conexão USB, então a webcam é alimentada por conexão USB

Etapa 8: Montagem Completa

1. conecte os motores de passo à engrenagem do eixo de altitude e sem-fim do eixo azimute perfurando e soldando à engrenagem e sem-fim
2. conecte os fios do motor de passo aos drivers do motor por meio de solda
3. conecte os drivers do motor à placa Ramps 1.4 montando
4. conecte as rampas 1.4 ao Arduino como escudo
5. conecte a fonte de alimentação ATX às rampas via conexão de alimentação de 12v
6. conecte o Arduino ao Raspberry pi via conexão USB
7. A webcam está conectada ao Raspberry pi via conexão USB
8. O Raspberry pi deve ser conectado com uma conexão Ethernet decente

Etapa 9: Teste

Depois de montar totalmente a eletrônica e conectá-la ao telescópio

selecione um objeto do céu noturno na interface da web e então você pode através da visualização da webcam se o telescópio estiver apontado para o objeto correto ou não

testamos nosso sistema IOT com nosso telescópio impresso em 3D, que é chamado de autoscópio

Etapa 10: Resultado e Custo

Acima estão algumas das imagens tiradas do telescópio via interface web e custo de todo o projeto