Raspberry Pi Planet Finder: 14 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Väljaspool minu linna teaduskeskust on suur metallkonstruktsioon, mis võib pöörduda ja suunata planeetide taevasse. Ma ei näinud seda kunagi töötamas, kuid arvasin alati, et oleks maagiline teada, kus need kättesaamatud maailmad mu pisikese minaga tegelikult olid.

Hiljuti sellest ammu surnud näitusest mööda kõndides mõtlesin, et "võin kihla vedada, et suudan seda teha" ja nii ma ka tegin!

See on juhend selle kohta, kuidas teha planeetide leidja (koos Kuuga), et ka teie saaksite teada, kust otsida, kui tunnete end kosmosest hämmingus.

Samm: mida vajate

1 x Raspberry Pi (versioon 3 või uuem sisseehitatud WiFi jaoks)

1 x LCD -ekraan (16 x 2) (niimoodi)

2 x samm-mootor koos juhtidega (28-BYJ48) (nagu need)

3 x nuppe (nagu need)

2 x äärikühendused (nagu need)

1 x nupukompass (selline)

8 x M3 poldid ja mutrid

Korpuse ja teleskoobi 3D -prinditud osad

2. etapp: planeedikoordinaadid

Astronoomiliste objektide taevas paiknemise kirjeldamiseks on mitmeid erinevaid viise.

Meie jaoks on kõige mõistlikum kasutada horisontaalset koordinaatsüsteemi, nagu on näidatud ülaltoodud pildil. See pilt on siit lingitud Vikipeedia lehelt:

en.wikipedia.org/wiki/Horizontal_coordinat…

Horisontaalsete koordinaatide süsteem annab teile nurga põhjast (asimuut) ja horisondist ülespoole (kõrgus), nii et see on erinev sõltuvalt sellest, kust maailma otsite. Seega peab meie planeedi leidja võtma arvesse asukohta ja leidma viite Põhja leidmiseks.

Selle asemel, et proovida arvutada kõrgust ja asimuuti, mis muutuvad aja ja asukohaga, kasutame NASA andmete otsimiseks Raspberry Pi pardal olevat WiFi -ühendust. Nad jälgivad selliseid asju, et me ei peaks;)

Samm: juurdepääs planeedi andmetele

Me saame oma andmed NASA reaktiivmootorite laboratooriumist (JPL) -

Nendele andmetele juurdepääsemiseks kasutame raamatukogu nimega AstroQuery, mis on tööriistakomplekt astronoomiliste veebivormide ja andmebaaside päringute tegemiseks. Selle raamatukogu dokumentatsiooni leiate siit:

Kui see on teie esimene Raspberry Pi projekt, siis järgige seda seadistusjuhendit:

Kui kasutate oma Raspberry Pi -s Raspbiani (seda teete, kui järgite ülaltoodud juhendit), siis on teil juba python3 installitud, veenduge, et teil oleks uusim versioon (ma kasutan versiooni 3.7.3). Peame seda pipi saamiseks kasutama. Avage terminal ja tippige järgmine tekst:

sudo apt install python3-pip

Seejärel saame pip abil kasutada astroquery täiendatud versiooni.

pip3 install --pre --upgrade astroquery

Enne selle projekti ülejäänud osa jätkamist proovige neile andmetele juurde pääseda lihtsa Pythoni skripti abil, et veenduda, et kõik õiged sõltuvused on õigesti installitud.

saidilt astroquery.jplhorizons impordivad Horisondi

mars = Horizons (id = 499, asukoht = '000', epohh = puudub, id_type = 'majorbody') eph = mars.ephemerides () print (eph)

See peaks näitama teile Marsi asukoha üksikasju!

Saate kontrollida, kas need andmed on õiged, kasutades seda saiti planeedi reaalajas positsioonide otsimiseks:

Selle päringu natuke lammutamiseks on id JPL -i andmetes Marsiga seotud number, epohh on aeg, millest me andmeid soovime (ükski ei tähenda praegu) ja id_type küsib päikesesüsteemi peamisi kehaid. Asukohaks on praegu määratud Ühendkuningriik, kuna „000” on Greenwichi vaatluskeskuse asukoha kood. Teised asukohad leiate siit:

Veaotsing:

Kui saate vea: ükski moodul nimega 'keyring.util.escape'

proovige terminalis järgmist käsku:

pip3 install -uuenda võtmehoidjad.alt

4. samm: kood

Sellele sammule on lisatud selles projektis kasutatud täielik pythoni skript.

Oma asukoha jaoks õigete andmete leidmiseks minge funktsioonile getPlanetInfo ja muutke asukohta, kasutades eelmise sammu vaatluskeskuste loendit.

def getPlanetInfo (planeet):

obj = Horisondid (id = planeet, asukoht = '000', ajajärgud = puudub, id_type = 'majorbody') eph = obj.ephemerides () return eph

Samm: riistvara ühendamine

Ühendage leivaplaatide ja hüppajajuhtmete abil kaks samm -mootorit, LCD -ekraan ja kolm nuppu, nagu on näidatud ülaltoodud skeemil.

Kui soovite teada saada, millise numbri tihvtid teie Raspberry Pi -l on, minge terminali ja tippige

pinout

See peaks näitama ülaltoodud pilti koos GPIO numbrite ja tahvlite numbritega. Kasutame tahvlinumbreid, et määrata, milliseid tihvte koodis kasutatakse, seega viitan sulgudes olevatele numbritele.

Lülitusskeemi abina on siin iga osaga ühendatud tihvtid:

1. samm -mootor - 7, 11, 13, 15

2. samm -mootor - 40, 38, 36, 32

Nupp 1-33

Nupp 2 - 37

Nupp 3 - 35

LCD -ekraan - 26, 24, 22, 18, 16, 12

Kui see kõik on ühendatud, käivitage pythoni skript

python3 planetFinder.py

ja peaksite nägema ekraanil seadistusteksti ning nupud peaksid liigutama samm -mootoreid.

6. samm: korpuse kujundamine

Korpus oli mõeldud hõlpsasti 3D -printimiseks. See laguneb eraldi osadeks, mis liimitakse kokku, kui elektroonika on oma kohale kinnitatud.

Avad on suurused minu kasutatud nuppude ja M3 poltide jaoks.

Trükkisin teleskoobi osadeks ja liimisin hiljem kokku, et vältida liigset tugistruktuuri.

Sellele sammule on lisatud STL -failid.

7. samm: väljatrükkide testimine

Kui kõik on trükitud, veenduge enne liimimist, et kõik sobiks tihedalt kokku.

Paigaldage nupud oma kohale ja kinnitage ekraan ja samm -mootorid M3 poltidega ning andke kõigele hea raputamine. Viilige kõik karmid servad enne järgmist sammu uuesti lahti.

8. samm: samm -mootori pikendamine

Astmemootor, mis juhib teleskoobi tõusunurka, asub põhikorpuse kohal ja vajab pöörlemiseks juhtmeid pisut. Juhtmeid tuleb pikendada, lõigates need sammu ja juhtplaadi vahele ning jootes vahele uue pikkusega traadi.

Sisestasin uue traadi tugitorni, kasutades selleks niiditükki, mis aitab seda läbi meelitada, kuna kasutatav traat on üsna jäik ja jääb pidevalt kinni. Kui see on läbitud, saab selle samm -mootorile jootma, jälgides kindlasti, milline värv on ühendatud, et teisest otsast õiged kinnitada. Ärge unustage juhtmetele lisada kahandust!

Pärast jootmist käivitage pythoni skript, et kontrollida, kas kõik töötab endiselt, seejärel lükake juhtmed toru alla tagasi, kuni samm -mootor on paigas. Seejärel saab selle kinnitada samm -mootori korpuse külge M3 poltide ja mutritega, enne kui korpuse tagakülg on oma kohale liimitud.

9. samm: kinnitusnupud ja LCD -ekraan

Sisestage nupud ja pingutage mutrid, et need enne jootmist oma kohale kinnitada. Mulle meeldib kasutada tavalist maandusjuhet, mis jookseb nende vahel puhtuse tagamiseks.

Kinnitage LCD -ekraan M3 poltide ja mutritega. LCD soovib ühele selle tihvtidele potentsiomeetrit, mille ma ka selles etapis jootsin.

Testige koodi uuesti! Veenduge, et kõik töötab endiselt, enne kui kõik kokku liimime, kuna seda on selles etapis palju lihtsam parandada.

Samm: äärikute lisamine

3D -prinditud osade ühendamiseks samm -mootoritega kasutame 5 mm äärikühendust, mis sobib samm -mootori otsa peale ja on väikeste kruvidega paigas.

Üks äärik on liimitud pöörleva torni alusele ja teine teleskoobi külge.

Teleskoobi kinnitamine pöörleva torni ülaosas asuvale mootorile on lihtne, kuna seal on palju ruumi, et pääseda ligi väikestele kruvidele, mis seda hoiavad. Teist äärikut on raskem kinnitada, kuid põhikorpuse ja pöörleva torni aluse vahel on piisavalt tühikut, et sinna saaks väikese kuuskantvõtme paigaldada ja kruvi kinni keerata.

Testi uuesti!

Nüüd peaks kõik toimima nii, nagu see on oma lõplikus olekus. Kui ei, siis nüüd on õige aeg viga parandada ja veenduda, et kõik ühendused on turvalised. Veenduge, et avatud juhtmed ei puutuks üksteisega kokku, minge elektrilindiga ringi ja kinnitage kõik kohad, mis võivad probleemi põhjustada.

Samm: käivitage käivitamisel

Selle asemel, et käivitada kood käsitsi iga kord, kui tahame planeeti leida, tahame, et see töötaks eraldiseisva eksponaadina, seega seadistame selle koodi käivitamiseks alati, kui Raspberry Pi sisse lülitub.

Tippige terminali

crontab -e

Lisage avanevas failis faili lõppu järgmine ja seejärel uus rida.

@reboot python3 /home/pi/PlanetFinder/planetFinder.py &

Minu kood on salvestatud kausta nimega PlanetFinder, seega /home/pi/PlanetFinder/planetFinder.py on minu faili asukoht. Kui teie oma on kusagil mujal salvestatud, muutke seda kindlasti siin.

Lõpus olev & on oluline, kuna see laseb koodil taustal töötada, nii et see ei pea vastu muudele protsessidele, mis toimuvad ka alglaadimisel.

12. samm: liimige see kõik kokku

Kõik, mis pole juba oma kohale liimitud, tuleks nüüd kinnitada.

Lõpuks lisage väike kompass pöörleva aluse keskele.

13. samm: kasutamine

Kui Planet Finder lülitub sisse, palub see kasutajal vertikaaltelge reguleerida. Üles ja alla nuppude vajutamine liigutab teleskoopi, proovige viia see tasapinnale, osutades paremale, seejärel vajutage nuppu OK (allosas).

Seejärel palutakse kasutajal reguleerida pöörlemist, keerata teleskoopi nuppudega, kuni see osutab väikese kompassi järgi põhja poole, seejärel vajutage nuppu OK.

Nüüd saate üles/alla nuppude abil planeetide vahel ringi liikuda ja valida nupu OK abil üks, mida soovite leida. See kuvab planeedi kõrguse ja asimuudi, seejärel minge ja osutage sellele mõneks sekundiks, enne kui pöördute tagasi põhja poole.

14. samm: lõpetatud

Kõik tehtud!

Naudi teadmist, kus kõik planeedid asuvad:)

Esimene auhind kosmose väljakutses