سیستم IOT مبتنی بر وب برای کنترل تلسکوپ: 10 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

ما سیستم IOT مبتنی بر وب را طراحی و ساخته ایم که هر نوع تلسکوپ را از طریق اینترنت کنترل می کند و با حداقل هزینه از تلسکوپ دیدن می کند.

انگیزه ما در پشت این پروژه این بود که ما سه تلسکوپ در باشگاه نجوم کالج مهندسی خود داشتیم و می خواستیم آنها در هر نقطه از محوطه دانشگاه ما کنترل شوند. ما به حداقل هزینه ممکن نیاز داریم و باید با هر تلسکوپی کار کند

بنابراین این سیستم IOT می تواند هر نوع تلسکوپی را از وب سایت بر روی هر نوع دستگاهی کنترل کند. همچنین می توانیم نمای زنده تلسکوپ را از آن وب سایت مشاهده کنیم. برای این کار از stellarium (یک نرم افزار منبع باز) استفاده می کند که روی رزبری pi 3 اجرا می شود (به عنوان سرور عمل می کند) که در اتصال اصلی slave به Arduino mega متصل است و برد RAMPS 1.4 به عنوان سپر به Arduino mega متصل است که موتورهای پله ای را کنترل می کند از طریق رانندگان موتور

تدارکات

تمشک پی 3

آردوینو MEGA 2560 R3

RAMPS 1.4 Shield

2 موتور پله ای (400 مرحله)

غواصان موتور (راننده A4988)

منبع تغذیه ATX

یک وب کم خوب

اتصال به اینترنت مناسب

مرحله 1: اتصالات و کدنویسی آردوینو

قبل از اینکه همه اجزا را به هم متصل کنیم ، باید اتصالات را به صورت نی و کد بارگذاری کنیم. بنابراین نرم افزار Arduino IDE را در رایانه خود بارگیری و نصب کنید. Arduino MEGA R3 را از طریق کابل USB به رایانه وصل کنید.

در اینجا ما از نرم افزار کنترل تلسکوپ onstep استفاده می کنیم و تغییراتی در آن ایجاد کرده ایم. می توانید نسخه ما را در لینک زیر بارگیری کنید

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

اما اعتبار به سازندگان اولیه می رسد. ما فقط کد آنها را وام گرفتیم و بر اساس نیاز خود تغییراتی در آن ایجاد کردیم. در زیر پیوندهایی برای سازندگان اصلی onstep آمده است

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

groups.io/g/onstep/wiki/home

پس از بارگیری onstep اصلاح شده ، فایل onstep.ino را در arduino ide باز کنید. mega را به رایانه وصل کنید و فایل onstep را در arduino mega بارگذاری کنید

مرحله 2: RAMPS 1.4 و اتصالات و تنظیمات درایور موتور

صفحه Ramps 1.4 عمدتا برای کنترل موتورهای چاپگر سه بعدی استفاده می شود ، بنابراین بسیار دقیق است ، بنابراین می توانیم برای کنترل دقیق تلسکوپ استفاده کنیم.

بنابراین شما باید راننده مناسب موتور را با توجه به موتور پله ای خود و کرم ها و چرخ دنده های خود روی پایه تلسکوپ انتخاب کنید ، زیرا ما ورق اکسل را ایجاد کرده ایم که می تواند مقادیر مطلوب مقاومت و نرخ کوبش را که باید در کد آردوینو تنظیم شود ، ارائه دهد. پیوند به شرح زیر است

طبق تحقیقات ما رانندگان موتور DRV 8825 و A4988 را می توان با اکثر تلسکوپ ها و اکثر پایه ها استفاده کرد

رانندگان موتور را در محل مشخص شده مانند تصویر روی صفحه رمپ 1.4 متصل کرده و از آن به عنوان سپر برای arduino mega استفاده کنید. رمپ ها به طور جداگانه از منبع تغذیه 12 ولت ATX تغذیه می کنند.

مرحله 3: اتصالات و تنظیمات Raspberry Pi

Raspberry pi 3 ما دارای آخرین سیستم عامل rasbian بود و از لینک زیر استلاریوم لینوکس را روی آن نصب کردیم

stellarium.org/

و سپس Arudino mega را از طریق کابل USB به تمشک pi وصل کنید

همچنین نرم افزار arduino ide را روی raspberry pi بارگذاری کنید

وب کم aslo از طریق کابل usb به raspberry pi متصل می شود و همچنین نرم افزار webcam-streamer-master را روی تمشک pi نصب می کند. می توان آن را به راحتی در github پیدا کرد

Raspberry pi به طور جداگانه از سایر اجزا تغذیه می شود

مرحله 4: تنظیمات نرم افزار Stellarium

Stellarium نرم افزاری است که مکانها و موقعیتهای دقیق همه اجسام آسمان شب را از مکان شما به شما می دهد ، همچنین مقدار Ra/Dec هر شیء آسمان شب را به شما می دهد

پس از بارگیری stellarium ، مکان دقیق خود را در آن نرم افزار وارد کنید

سپس با رفتن به منوی افزونه ها و انتخاب این دو افزونه و همچنین انتخاب گزینه load at startup ، افزونه های کنترل تلسکوپ و کنترل از راه دور را در نرم افزار فعال کنید.

پس از فعال کردن افزونه کنترل تلسکوپ ، به پیکربندی گزینه تلسکوپ بروید و سپس ADD را برای اتصال تلسکوپ جدید انتخاب کنید. سپس تلسکوپ را که مستقیماً از طریق پورت سریال کنترل می شود انتخاب کنید ، سپس پورت سریال خود را که شماره پورت USB است انتخاب کنید. که آردوینو روی آن متصل است و سپس مدل تلسکوپ خود را انتخاب کنید. اگر مدل شما وجود ندارد می توانید مستقیماً گزینه LX200 را انتخاب کنید. OK را انتخاب کرده و سپس start را فشار دهید. سپس می توانید تلسکوپ چرخشی را به گزینه مشاهده کنید ،

جایی که می توانید مقادیر صحیح پیوستن و انحراف (Ra/Dec) شیء فعلی را که تلسکوپ به آن اشاره می کند مشاهده کنید.

برخی از تلسکوپ ها قادر به اتصال به Stellarium نیستند. بنابراین ابتدا باید نرم افزار StellariumScope را بارگیری کرده و سپس آن را به stellarium وصل کنید

کنترل از راه دور افزونه ای است که تمام عملکردهای Stellarium را از طریق رابط وب کنترل می کند. پس از فعال کردن افزونه به گزینه configure بروید و شماره پورت و آدرس IP localhost را انتخاب کنید.

اکنون می توانید از طریق رایانه localhost IP و پورت انتخاب شده از هر رایانه یا تلفن هوشمندی که به همان شبکه رزبری پای متصل شده اند ، به رابط وب دسترسی داشته باشید.

در رابط وب می توانید شیء آسمان شب را که می خواهید تلسکوپ خود را در آن حرکت دهید از منوی انتخاب انتخاب کنید ،

سپس به گزینه کنترل تلسکوپ بروید ، گزینه select تلسکوپ انتخاب شده را به شی انتخاب شده منتقل می کند.

همچنین می توانید نمای فعلی را از طریق تلسکوپ از طریق webcam-streamer-master مشاهده کنید

مرحله 5: انتخاب استپر موتور و اتصالات آن

انتخاب موتور پله ای بستگی به نوع سوار تلسکوپ شما دارد

یعنی

• آلتازیموث. آلتازیموث
• کوه دوبسونین
• استوایی
• کوه چنگال
• کوه استوایی آلمان

به طور کلی موتور پله ای با پله 400 می تواند برای همه نوع تلسکوپ استفاده شود

شما باید موتورهای پله ای را به غواصان موتور متصل به RAMPS 1.4 متصل کنید. نیروی موتور را می توان مستقیماً از RAMPS 1.4 به دست آورد

مرحله 6: وب کم و اتصالات آن

وب کم به نمای تلسکوپ به تلسکوپ متصل است و از طریق اتصال USB به Raspberry pi متصل می شود و وب کم-streamer-master باید بر روی Raspberry pi نصب شود تا بتوانید نمای فعلی را از طریق رابط وب از تلسکوپ مشاهده کنید.

مرحله 7: منبع تغذیه

آردوینو MEGA از طریق اتصال USB از Rasberry Pi مستقیماً تغذیه می شود ، بنابراین نیازی به منبع تغذیه جداگانه ندارد

برد RAMPS 1.4 از منبع تغذیه ATX تغذیه می کند. باید با منبع تغذیه 12 ولت متصل شود. جهت دهنده های موتور و موتورهای پله ای از این منبع تغذیه ATX تغذیه می کنند

Raspberry pi به طور مستقیم از طریق Battery Bank با اتصال برق تمشک pi تغذیه می شود

وب کم از طریق اتصال USB به تمشک pi متصل می شود بنابراین وب کم با اتصال USB تغذیه می شود

مرحله 8: مونتاژ کامل

1. اتصال موتورهای پله ای به چرخ دنده محور ارتفاع و کرم محور آزیموت با حفاری و جوش به چرخ دنده و کرم
2. سیمهای موتورهای پله ای را از طریق لحیم کاری به رانندگان موتور وصل کنید
3. با نصب رانندگان موتور را به برد Ramps 1.4 متصل کنید
4. Ramps 1.4 را به عنوان Shield به آردوینو وصل کنید
5. منبع تغذیه ATX را از طریق اتصال برق 12 ولت به رمپ ها وصل کنید
6. آردوینو را از طریق اتصال USB به Raspberry pi متصل کنید
7. وب کم از طریق اتصال USB به Raspberry pi متصل می شود
8. Raspberry pi باید با اتصال به اینترنت اترنت مناسب متصل شود

مرحله 9: آزمایش

پس از مونتاژ کامل وسایل الکترونیکی و اتصال آن به تلسکوپ

یک شیء آسمان شب را از رابط وب انتخاب کنید و سپس می توانید از طریق نمای وب کم ، تلسکوپ را به سمت شیء درست نشان دهید یا خیر.

ما سیستم IOT خود را با تلسکوپ چاپی سه بعدی خود که اتوسکوپ نامیده می شود آزمایش کردیم

مرحله 10: نتیجه و هزینه

در بالا برخی از تصاویر گرفته شده از تلسکوپ از طریق رابط وب و هزینه کل پروژه آمده است