نوردهی طولانی و عکاسی نجومی با استفاده از تمشک پای: 13 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

عکاسی نجومی عکاسی از اجرام نجومی ، رویدادهای آسمانی و مناطق آسمان شب است. عکاسی نجومی علاوه بر ثبت جزئیات ماه ، خورشید و سایر سیارات ، توانایی ثبت اجسام نامرئی برای چشم انسان مانند ستارگان کم نور ، سحابی ها و کهکشان ها را نیز دارد. این ما را مجذوب خود کرد زیرا نتایج بدست آمده خیره کننده است و با عکس های طولانی مدت می توان به آنها دست یافت.

برای گسترش همه کاره بودن یک دوربین معمولی ، ما تصمیم گرفتیم که یک ماژول با رزبری pi طراحی و بسازیم که بتواند به یک دوربین DSLR متصل شود. این به عکاس اجازه می دهد تا متغیرهای خاصی را از پیش تعیین کرده و در نتیجه فرآیند ضبط را در مدت زمان طولانی خودکار کند. این ماژول به غیر از عکس های عکاسی نجومی ، می تواند با استفاده از یک برنامه داخلی مسیرهای ستاره ای ایجاد کند و همچنین می تواند وقفه های زمانی ایجاد کند.

برای ساختن ماژول شخصی خود و گرفتن عکسهای شگفت انگیز از آسمان شب ، ادامه دهید. برای حمایت از پروژه ما در مسابقه رزبری پای رای دهید.

مرحله 1: مروری بر ماژول

برنامه ای که ما تهیه کردیم سه فرایند مجزا را اداره می کند:

قسمت جلویی برنامه یا رابط کاربری گرافیکی - این چیزی است که کاربر برای تعامل و کنترل ماژول استفاده می کند

کنترل دوربین - این قسمتی از برنامه است که وظیفه راه اندازی دوربین در زمان مناسب و زمان مناسب را بر عهده دارد

پردازش تصاویر - این قسمتی از برنامه است که وظیفه ترکیب و ادغام تصاویر گرفته شده را در یک تصویر زیبا از مسیر ستاره یا در یک فیلم تایم لپس بر عهده دارد

GUI پارامترهایی مانند فاصله بین تصاویر و زمان نوردهی دوربین را از کاربر جمع آوری می کند. سپس به دوربین دستور می دهد تا بر اساس این عوامل تصاویر را ثبت کند. پس از ثبت همه تصاویر ، پس از پردازش انجام می شود. و نتیجه نهایی بر روی حافظه داخلی تمشک pi ذخیره می شود تا کاربر از طریق ابر یا محلی به آن دسترسی پیدا کند.

مرحله 2: مواد مورد نیاز

سخت افزار این پروژه بسیار ساده است ، لیست زیر شامل تمام مواد مورد نیاز است.

الکترونیک و سخت افزار:

• تمشک پای
• صفحه نمایش لمسی LCD
• پیچ و مهره M3 x 8
• M3 درج گرم شده x 8
• دوربینی که در لیست زیر وجود دارد (https://www.gphoto.org/proj/libgphoto2/support.php)
• یک پاوربانک استاندارد برای تغذیه سیستم در مناطقی که ممکن است به راحتی به دوشاخه دسترسی نداشته باشید

برنامه نویسی و پیکربندی raspberry pi به چند وسیله جانبی نیاز دارد:

• ماوس و صفحه کلید
• مانیتور HDMI خارجی

مرحله 3: قطعات چاپ سه بعدی

ما یک قاب را برای نگهداری همه اجزا چاپ کردیم و یک گیره برای نصب ماژول بر روی یک سه پایه معمولی طراحی کردیم. قطعات حدود 20 ساعت زمان نیاز به چاپ دارند و ما یک فایل را برای فایل های STL زیر در زیر پیوند داده ایم.

• Raspberry Pi Case x 1 ، 20٪ پر می شود
• روی جلد 1 ، 20٪ پر کنید
• پایه سه پایه x 1 ، 40 inf پر می شود
• گیره سه پایه x 1 ، پر شدن 40٪

پس از آماده شدن قطعات چاپ شده ، می توان تکیه گاه ها را با دقت بیرون آورد.

مرحله 4: تعبیه ورودی های حرارتی

برای تقویت سوراخ های نصب پلاستیک ، درج های حرارتی را تعبیه کردیم. با استفاده از آهن لحیم کاری به آرامی داخل درج ها را فشار دهید تا با سطح بالایی هم سطح شوند. این فرآیند را برای هشت سوراخ نصب تکرار کنید در حالی که مطمئن می شوید که پیچ ها به راحتی وارد شده و عمود هستند.

مرحله 5: نصب Raspberry Pi و Screen

با استفاده از پیچ و مهره M3 با استفاده از سوراخ های نصب مربوطه ، تمشک pi را در جای خود محکم کنید. سپس با تراز کردن پین های اتصال ، صفحه نمایش را وصل کنید. در نهایت ، پوشش را روی صفحه قرار دهید و پیچ ها را محکم کنید. ماژول اکنون آماده بارگذاری نرم افزار است.

مرحله 6: اتصال به سه پایه

برای اینکه ماژول به راحتی در دسترس دوربین قرار گیرد ، تصمیم گرفتیم آن را روی سه پایه قرار دهیم. ما یک براکت نصب سفارشی طراحی کردیم که مناسب یک سه پایه استاندارد است. به سادگی از دو پیچ برای بستن پایه اطراف یک پایه سه پایه استفاده کنید. این به شما امکان می دهد ماژول را به راحتی متصل و حذف کنید.

مرحله 7: راه اندازی سیستم عامل رزبری پای

تمشک pi روی ماژول دارای سیستم عامل مبتنی بر Debian به نام Raspbian است. از زمان Instructable ، آخرین نسخه سیستم عامل Raspbian Buster است ، چیزی که ما تصمیم گرفتیم از آن استفاده کنیم. سیستم عامل را می توان با استفاده از پیوند زیر بارگیری کرد. (سیستم عامل Raspbian Buster) مطمئن شوید که گزینه ای را که می گوید "Raspbian Buster with desktop and نرم افزار توصیه شده" بارگیری کنید زیرا برخی از نرم افزارهای توصیه شده برای این پروژه مفید خواهند بود. پس از بارگیری پوشه فشرده ، به یک کارت حافظه micro SD با حافظه حدود 16 تا 32 گیگابایت نیاز دارید.

برای فلش کردن کارت SD با سیستم عامل ، توصیه می کنیم از نرم افزار Balena Etcher استفاده کنید ، زیرا استفاده از آن ساده است. می توانید آن را از لینک زیر بارگیری کنید. (Balena Etcher) هنگامی که نرم افزار را باز می کنید ، به شما دستور داده می شود پوشه فشرده شده ای را که بارگیری کرده اید انتخاب کنید ، سپس کارت SD را به رایانه خود وصل کنید ، و نرم افزار باید به طور خودکار تشخیص دهد ، در نهایت روی نماد فلش کلیک کنید. روند باید 2 تا 3 دقیقه طول بکشد. پس از اتمام ، کارت حافظه را جدا کرده و آن را به تمشک pi خود وصل کنید.

رزبری pi را با استفاده از کابل HDMI به مانیتور خارجی وصل کنید و موس و صفحه کلید را از طریق درگاه های USB متصل کنید. سرانجام ، Pi را با استفاده از پورت micro-USB و آداپتور 5v تغذیه کنید ، و pi باید روند بوت شدن را آغاز کند. سپس سیستم عامل شما را از طریق به روزرسانی های لازم و تنظیمات مختلف دیگر ، مانند اتصال به شبکه بی سیم و تنظیم تاریخ و زمان ، به سادگی دنبال می کند. پس از اتمام فرآیند ، سیستم عامل خود را روی pi خود راه اندازی کرده اید و اکنون می توانید از آن به عنوان یک رایانه معمولی استفاده کنید.

مرحله 8: کتابخانه ها و الزامات اضافی

برای اطمینان از اجرای برنامه ، raspberry pi نیاز به برخی کتابخانه ها و وابستگی ها دارد. در اینجا لیستی از همه آنها وجود دارد (توجه: ما از python3 برای این پروژه استفاده کردیم و به شما توصیه می کنیم همین کار را انجام دهید):

• Tkinter (هنگامی که پایتون را بارگیری می کنید ، داخلی می شود)
• PIL (این نیز با پایتون از قبل نصب شده است)
• sh
• OpenCV
• gphoto2

قبل از نصب هر بسته ای ، توصیه می کنیم سیستم عامل raspberry pi را با استفاده از دستور sudo apt-get update به روز کنید. کتابخانه sh را می توان با باز کردن ترمینال و استفاده از دستور زیر بارگیری و نصب کرد:

sudo pip3 install sh

برای نصب بسته gphoto2 کافی است از دستور زیر استفاده کنید:

sudo apt-get gphoto2 را نصب کنید

بارگیری و نصب بسته OpenCV یک فرایند کمی طولانی تر است. توصیه می کنیم از پیوند زیر استفاده کنید ، که مراحل را طی می کند و تمام دستورات را با جزئیات کامل ارائه می دهد: https://www.pyimagesearch.com/2018/09/26/install-opencv-4-on-your-raspberry- pi/

مرحله 9: درایورهای اضافی برای صفحه نمایش لمسی روی صفحه

صفحه لمسی روی صفحه نیاز به پیکربندی ساده ای برای عملکرد دارد. raspberry pi را روشن کنید و یک ترمینال باز کنید و از دستورات زیر استفاده کنید:

• sudo rm -rf LCD -show
• git clone
• نمایش chmod -R 755 LCD
• cd LCD-show/
• sudo./LCD35- نمایش دهید

هنگامی که آخرین فرمان را وارد کردید ، مانیتور خارجی شما باید خالی شود و pi باید بوت شود و دسکتاپ را روی صفحه لمسی روی صفحه نمایش دهد. برای بازگشت به مانیتور خارجی خود ، یک پنجره ترمینال را در صفحه روی صفحه باز کنید و از دستورات زیر استفاده کنید.

• نمایش chmod -R 755 LCD
• cd LCD-show/
• sudo./LCD-hdmi

مرحله 10: اجرای برنامه ماژول Timelapse

ابتدا رزبری pi را با استفاده از پورت برق به یک پاوربانک خارجی وصل کنید. برای اجرای برنامه ، پوشه فشرده شده زیر را بارگیری و از حالت فشرده خارج کنید. کل پوشه را روی دسکتاپ رزبری pi کپی کنید. برای اجرای برنامه و GUI ، پرونده ای با نام UI.py باز کنید و GUI باید روی صفحه لمسی رزبری pi ظاهر شود.

سپس ، دوربین را با استفاده از کابل USB به تمشک pi وصل کنید. مقادیر پیش فرض را در GUI نگه دارید و روی دکمه شروع کلیک کنید. این باید 5 بار در فواصل 2 ثانیه دوربین را روشن کند. پس از اتمام کار ، می توانید تصاویری را که دوربین گرفته است را در پوشه Images مشاهده کنید.

عیب یابی: در صورت عدم فعال شدن دوربین ، مطمئن شوید که مدل دوربین شما در لیست زیر وجود دارد. https://www.gphoto.org/proj/libgphoto2/support.php اگر دوربین شما در این لیست است ، مطمئن شوید که اتصالات ایمن هستند و دوربین شما روشن است.

مرحله 11: تنظیمات دوربین توصیه شده برای عکاسی نجومی

در اینجا برخی از تنظیمات دوربین که هنگام انجام عکاسی نجومی توصیه می کنیم ، آمده است.

• دوربین شما باید روی فوکوس دستی باشد و فوکوس را روی بی نهایت تنظیم کند
• دوربین را روی سه پایه نصب کنید
• تنظیمات دوربین باید در حالت دستی باشد
• سرعت شاتر: 15-30 ثانیه
• دیافراگم: کمترین میزان ممکن برای لنز شما ، f-2.8 ایده آل است
• ISO: 1600-6400

جدا از تنظیمات دوربین ، مطمئن شوید که آسمان صاف دارید. در حالت ایده آل ، شما باید در حومه شهر دور از همه چراغ های شهر باشید تا نتایج ایده آل را بدست آورید.

مرحله 12: درک GUI

GUI شامل سه مقدار است که کاربر می تواند آنها را تنظیم کند:

زمان نوردهی سرعت شاتر دوربین شما را تعیین می کند. به عنوان مثال ، هنگامی که در آسمان شب در حال عکاسی از ستاره ها هستید ، سرعت شاتر 15 تا 30 ثانیه توصیه می شود ، در چنین مواردی این مقدار را روی 30 ثانیه تنظیم کنید. اگر زمان نوردهی چیزی کمتر از 1 ثانیه باشد ، می توانید مقدار را صفر نگه دارید

Interval Time میزان زمانی را که بین دو نوردهی می خواهید تعیین می کند. در مورد وقفه های زمانی ، ما فاصله زمانی بین 1 تا 5 دقیقه را توصیه می کنیم

تعداد نوردهی ها تعداد تصاویری را که می خواهید برای تایم لپس بگیرید ، تعیین می کند. فیلم های استاندارد با سرعت 30 فریم در ثانیه پخش می شوند ، به این معنی که اگر روی 30 عکس کلیک کنید ، یک ثانیه فیلم دریافت خواهید کرد. بر این اساس کاربر می تواند تعداد عکس های مورد نیاز را تعیین کند

رابط کاربری دارای یک رابط کاربری توضیح دهنده است. دکمه های فلش برای افزایش یا کاهش مقادیر و دکمه شروع هنگام نهایی شدن پارامترها استفاده می شود. این باعث فعال شدن دوربینی می شود که قبلاً باید از طریق یکی از درگاه های USB pi متصل شده بود. سپس تصاویر در حافظه تمشک pi ذخیره می شوند و در آنجا می توان تغییرات بیشتری را انجام داد.

مرحله 13: به بی نهایت و فراتر از آن

پس از استفاده مکرر از این ماژول ، از نتایج بدست آمده خوشحال هستیم. با کمی تجربه در زمینه عکاسی نجومی می توانید عکسهای زیبایی را ثبت کنید. امیدواریم این پروژه مفید بوده باشد ، اگر دوست داشتید با رأی دادن از ما حمایت کنید.

ساخت خوشحالم!

نفر دوم مسابقه رزبری پای 2020