Raspberry Pi Planet Finder: 14 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Миний хотын Шинжлэх ухааны төвийн гадна талд гаригууд тэнгэрт байсан газрыг эргүүлж, зааж чадах том төмөр хийц бий. Би үүнийг ажиллаж байгааг нь хэзээ ч харж байгаагүй, гэхдээ миний хүрч очих боломжгүй бусад ертөнц миний бяцхан биетэй яг хаана байдгийг мэдэх нь ид шидийн зүйл гэж би үргэлж боддог байсан.

Саяхан би үхсэн энэ үзмэрийн хажуугаар өнгөрөхдөө "Би үүнийг хийж чадна гэж мөрий тавьсан" гэж бодсон бөгөөд тэгсэн!

Энэ бол гариг хайгчийг хэрхэн яаж хийх тухай гарын авлага юм (Сарны дүрс бүхий), ингэснээр та ч бас орон зайд гайхагдах үедээ хаашаа харахаа мэдэх боломжтой болно.

Алхам 1: Танд хэрэгтэй зүйл

1 x Raspberry Pi (wifi дээрх 3 ба түүнээс дээш хувилбар)

1 x LCD дэлгэц (16 x 2) (үүн шиг)

Жолоочтой 2 x Stepper мотор (28-BYJ48) (эдгээр шиг)

3 x товчлуур (эдгээртэй адил)

2 x Хоног холбогч (эдгээр шиг)

1 x Товчлуурын луужин (үүн шиг)

8 x М3 боолт, самар

Кейс болон дурангийн 3D хэвлэсэн эд анги

Алхам 2: Гаригийн координат

Одон орон судлалын биетүүд тэнгэрт хаана байгааг дүрслэх хэд хэдэн өөр арга байдаг.

Бидний хувьд ашиглахад хамгийн утга учиртай нь дээрх зураг дээр үзүүлсэн Хэвтээ координатын систем юм. Энэ зургийг энд холбосон Википедиа хуудаснаас авсан болно.

en.wikipedia.org/wiki/Horizontal_coordinat…

Хэвтээ координатын систем нь танд хойд зүгээс (Азимут) болон тэнгэрийн хаяанаас дээш (өндрөөс) дээш өнцөг өгдөг тул дэлхийн хаанаас хайж байгаагаас хамаарч өөр өөр байдаг. Тиймээс манай гаригийг хайгч хүн байршлыг харгалзан үзэх ёстой бөгөөд лавлахын тулд Хойд хэсгийг олох арга зам байх ёстой.

Цаг хугацаа, байршлаар өөрчлөгдөж буй Өндөр ба Азимутыг тооцоолохын оронд бид Raspberry Pi дээрх wifi холболтыг ашиглан НАСА -аас энэхүү өгөгдлийг хайх болно. Тэд иймэрхүү зүйлийг хянаж байдаг тул бид үүнийг хийх шаардлагагүй болно;)

Алхам 3: Гаригийн мэдээлэлд хандах

Бид мэдээллээ NASA -ийн тийрэлтэт хөдөлгүүрийн лаборатори (JPL) - https://ssd.jpl.nasa.gov/?horizons -аас авч байна.

Энэхүү өгөгдөлд хандахын тулд бид одон орны вэб маягт, мэдээллийн сангаас асуух хэрэгсэл болох AstroQuery хэмээх номын санг ашигладаг. Энэхүү номын сангийн баримт бичгийг эндээс олж болно:

Хэрэв энэ бол таны Raspberry Pi -ийн анхны төсөл бол https://projects.raspberrypi.org/en/projects/raspb… энэхүү гарын авлагыг дагаж эхлээрэй.

Хэрэв та Raspberry Pi -ийг Raspberry ашиглаж байгаа бол (хэрэв та дээрх зааврыг дагаж мөрдвөл тийм байх болно), хэрэв та python3 -ийг суулгасан бол хамгийн сүүлийн хувилбарыг суулгасан эсэхээ шалгаарай (би 3.7.3 хувилбарыг ашиглаж байна). Бид үүнийг ашиглан пип авах хэрэгтэй. Терминал нээгээд дараахь зүйлийг бичнэ үү.

sudo apt install python3-pip

Дараа нь бид зурхай зургийн сайжруулсан хувилбарыг суулгахын тулд pip ашиглаж болно.

pip3 install --pre -astroquery -ийг сайжруулах

Төслийн үлдсэн хэсгийг үргэлжлүүлэхийн өмнө энэ өгөгдөлд энгийн Python скриптээр хандаж, шаардлагатай бүх хамаарлыг зөв суулгасан эсэхийг шалгаарай.

astroquery.jplhorizons -аас Horizons импортлох

mars = Horizons (id = 499, location = '000', epochs = None, id_type = 'majorbody') eph = mars.ephemerides () print (eph)

Энэ нь танд Ангараг гаригийн байршлын дэлгэрэнгүй мэдээллийг харуулах ёстой!

Та энэ өгөгдөл зөв эсэхийг шалгахын тулд энэ сайтыг ашиглан гаригуудын амьд байрлалыг хайх боломжтой:

Энэ асуултыг бага зэрэг задлахын тулд id нь JPL -ийн өгөгдөл дэх Ангараг гаригтай холбоотой тоо, эрин үе бол бидний өгөгдлийг авахыг хүссэн цаг (яг одоо гэсэн үг биш) бөгөөд id_type нь нарны аймгийн гол биетүүдийг асууж байна. Энэ байршлыг одоогоор Их Британид тогтоосон бөгөөд '000' нь Гринвич дэх ажиглалтын байрны код юм. Бусад байршлыг эндээс олж болно:

Алдааг олж засварлах:

Хэрэв та алдаа гарвал: 'keyring.util.escape' нэртэй модуль байхгүй байна.

Терминал дээр дараах тушаалыг туршиж үзээрэй.

pip3 суулгах -keyrings.alt -ийг шинэчлэх

Алхам 4: Код

Энэхүү төсөлд ашигласан бүрэн питон скриптийг энэ алхамд хавсаргав.

Байршлынхаа зөв өгөгдлийг олохын тулд getPlanetInfo функц руу ороод өмнөх алхам дахь ажиглалтын газруудын жагсаалтыг ашиглан байршлыг өөрчилнө үү.

def getPlanetInfo (гариг):

obj = Horizons (id = гариг, байршил = '000', эрин үе = Аль нь ч биш, id_type = 'majorbody') eph = obj.ephemerides () буцах eph

Алхам 5: Тоног төхөөрөмжийг холбох

Талхны самбар болон холбогч утсыг ашиглан хоёр хэлхээний мотор, LCD дэлгэц, гурван товчлуурыг дээрх хэлхээний диаграммд үзүүлсэн шиг холбоно уу.

Raspberry Pi дээр ямар тооны зүү байгааг олж мэдэхийн тулд терминал руу очоод бичнэ үү

зүү

Энэ нь дээрх зургийг GPIO болон самбарын дугаараар бүрэн харуулах ёстой. Бид кодонд ямар зүү ашиглаж байгааг тодорхойлохын тулд самбарын дугаарыг ашиглаж байгаа тул тоонуудыг хаалтанд оруулах болно.

Хэлхээ диаграмд туслахын тулд хэсэг тус бүрт холбогдсон тээглүүрүүдийг энд харуулав.

1 -р Stepper мотор - 7, 11, 13, 15

2 -р Stepper мотор - 40, 38, 36, 32

Товчлуур 1-33

Товчлуур2-37

Товч 3 - 35

LCD дэлгэц - 26, 24, 22, 18, 16, 12

Энэ бүхэн холбогдсон үед python скриптийг ажиллуулна уу

python3 planetFinder.py

мөн та дэлгэцийн тохиргооны текстийг харах ёстой бөгөөд товчлуурууд нь stepper моторыг хөдөлгөх ёстой.

Алхам 6: Хэргийн загвар гаргах

Уг хэргийг 3D хэлбэрээр хялбархан хэвлэхээр бүтээжээ. Энэ нь салангид хэсгүүдэд хуваагдаж, электроникийг бэхлэсний дараа наалддаг.

Нүхнүүд нь миний ашигласан товчлуурууд ба М3 боолтны хэмжээтэй байдаг.

Дэмжих бүтэц хэт их байхаас зайлсхийхийн тулд би телескопыг хэсэг хэсгээр нь хэвлээд дараа нь наасан.

STL файлуудыг энэ алхамд хавсаргасан болно.

Алхам 7: Хэвийг шалгах

Бүх зүйлийг хэвлэсний дараа цавуу хийхээс өмнө бүх зүйл хоорондоо нягт нийцэж байгаа эсэхийг шалгаарай.

Товчлууруудыг байрлуулж, M3 боолтоор дэлгэц, алхам моторыг бэхлээд бүх зүйлийг сайн хөдөлгө. Барзгар ирмэгийг доош нь буулгах нь дараагийн алхамаас өмнө бүх зүйлийг дахин салгаж авна.

Алхам 8: Stepper моторыг өргөтгөх

Дурангийн өндрийн өнцгийг хянадаг stepper мотор нь үндсэн хайрцгийн дээгүүр байрлах бөгөөд эргүүлэхийн тулд утаснуудад бага зэрэг сулрах шаардлагатай болдог. Утаснуудыг stepper болон жолоодлогын хавтангийн хооронд огтолж, шинэ урт утсыг хооронд нь гагнах замаар сунгах шаардлагатай.

Шинэ утсыг бэхлэх цамхаг руу утас ашиглан бэхлэв. Миний ашиглаж байгаа утас нэлээд хатуу бөгөөд гацсаар л байв. Үүнийг хийсний дараа stepper мотор руу гагнах боломжтой бөгөөд нөгөө хэсгийг нь зөв холбохын тулд аль өнгийг нь холбож байгаарай. Утас руу дулаан агшилт оруулахаа бүү мартаарай!

Гагнуурын дараа бүх зүйл ажиллаж байгаа эсэхийг шалгахын тулд питон скриптийг ажиллуулаад дараа нь stepper моторыг байрлуулах хүртэл утсыг хоолойноос доош нь түлхээрэй. Дараа нь M3 боолт, самар бүхий stepper моторын орон сууцанд бэхлэх боломжтой бөгөөд энэ нь орон сууцны ар талыг наалдуулахаас өмнө болно.

Алхам 9: холбох товч ба LCD дэлгэц

Гагнахаасаа өмнө товчлууруудыг оруулаад самараа чангал. Би цэвэрхэн байхын тулд тэдгээрийн хооронд ажилладаг нийтлэг газардуулгын утас ашиглах дуртай.

LCD дэлгэцийг M3 боолт, самар ашиглан бэхлээрэй. LCD нь потенциометрийг түүний нэг зүү дээр хийхийг хүсч байгаа бөгөөд энэ үе шатанд би гагнасан.

Кодыг дахин шалгана уу! Бүгдийг нааж эхлэхээс өмнө бүх зүйл ажиллаж байгаа эсэхийг шалгаарай, учир нь энэ үе шатанд засах нь илүү хялбар болно.

Алхам 10: Хоног нэмэх

3D хэвлэсэн эд ангиудыг stepper мотортой холбохын тулд бид 5 мм -ийн фланцын холбогчийг ашигладаг бөгөөд энэ нь stepper хөдөлгүүрийн төгсгөлд байрладаг бөгөөд жижиг боолтоор бэхлэгдсэн байдаг.

Нэг фланцыг эргэдэг цамхагийн суурь дээр, нөгөө нь дурангаар наасан байна.

Телескопыг эргэдэг цамхагийн орой дээрх моторт холбох нь маш энгийн, учир нь түүнийг барьж байгаа жижиг эрэг рүү нэвтрэх зай маш их байдаг. Нөгөө фланцыг бэхлэх нь илүү хэцүү боловч гол хайрцаг ба эргэдэг цамхагийн суурийн хооронд жижиг аллен түлхүүрийг тааруулж боолтыг чангалахад хангалттай зай байна.

Дахин турших!

Одоо бүх зүйл эцсийн байдлаар байх ёстой. Хэрэв тийм биш бол одоо алдаагаа засах, холболтууд найдвартай эсэхийг шалгах цаг болжээ. Ил гарсан утаснууд бие биендээ хүрэхгүй байгаа эсэхийг шалгаарай, цахилгаан соронзон хальсаар тойрч, асуудал үүсгэж болзошгүй газруудыг нөхөөрэй.

Алхам 11: Эхлэх үед ажиллуулна уу

Гараг олохыг хүссэн болгондоо кодыг гараар ажиллуулахын оронд бид үүнийг бие даасан үзмэр болгон ажиллуулахыг хүсч байгаа тул Raspberry Pi -ийг асаах бүрт кодоо ажиллуулахаар тохируулах болно.

Терминал дээр бичнэ үү

crontab -e

Нээгдсэн файлд файлын төгсгөлд дараах зүйлийг нэмж, дараа нь шинэ мөр оруулна уу.

@дахин ачаалах python3 /home/pi/PlanetFinder/planetFinder.py &

Би кодоо PlanetFinder нэртэй фолдерт хадгалсан тул /home/pi/PlanetFinder/planetFinder.py бол миний файлын байршил юм. Хэрэв таных өөр газар хадгалагдсан бол энд өөрчилсөн эсэхээ шалгаарай.

Төгсгөлд нь & код нь цаана ажиллах боломжийг олгодог тул ачаалах явцад тохиолддог бусад процессуудыг хадгалдаггүй.

Алхам 12: Бүгдийг хамтад нь наа

Өмнө нь наасангүй бүх зүйлийг одоо засах ёстой.

Эцэст нь эргүүлэх суурийн дунд жижиг луужин нэмнэ.

Алхам 13: Хэрэглээ

Planet Finder асах үед энэ нь хэрэглэгчийг босоо тэнхлэгээ тохируулахыг хүсэх болно. Дээш, доош товчлууруудыг дарахад телескоп хөдөлж, түүнийг тэгшхэн болгож, баруун тийш зааж, дараа нь ok товчлуурыг (доод талд) дарна.

Дараа нь хэрэглэгч эргэлтийг тохируулж, товчлууруудыг ашиглан жижиг луужингийн дагуу хойд зүг рүү харуулах хүртэл товчлууруудыг ашиглана уу.

Та одоо дээш/доош товчлууруудыг ашиглан гаригуудаар эргэлдэж, ok товчлуураар хайж олохыг хүсч буйгаа сонгож болно. Энэ нь гаригийн өндөр ба Азимутыг харуулах бөгөөд дараа нь хэдэн секундын турш чиглүүлж, хойд зүг рүү эргэх болно.

Алхам 14: Дууссан

Бүгд бэлэн!

Бүх гаригууд хаана байгааг мэдээд таашаал аваарай:)

Сансрын сорилтын анхны шагнал