חשיפה ארוכה וצילום אסטרו באמצעות פי פטל: 13 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

אסטרופוטוגרפיה היא צילום של אובייקטים אסטרונומיים, אירועים שמימיים ואזורים של שמי הלילה. מלבד רישום פרטי הירח, השמש וכוכבי לכת אחרים, לאסטרופוטוגרפיה יש יכולת ללכוד אובייקטים בלתי נראים לעין האנושית כגון כוכבים עמומים, ערפיליות וגלקסיות. זה ריתק אותנו מכיוון שהתוצאות המתקבלות עוצרות נשימה וניתן להשיג אותן בעזרת צילומי חשיפה ארוכה.

כדי להרחיב את הרבגוניות של מצלמה רגילה, החלטנו לעצב ולבנות מודול המופעל על ידי פטל פאי שיכול להתחבר למצלמת DSLR. זה מאפשר לצלם להגדיר מראש משתנים מסוימים ובכך להפוך את תהליך הלכידה לאוטומטי לאורך משך זמן ארוך. פרט לסטילס אסטרופוטוגרפי, מודול זה יכול ליצור שבילי כוכבים בעזרת תוכנית מובנית ויכול גם ליצור חלופות זמן.

המשך לבנות מודול משלך וצלם תמונות מדהימות של שמי הלילה. צא בהצבעה בתחרות פטל-פי לתמיכה בפרויקט שלנו.

שלב 1: סקירה כללית של המודול

התוכנית שהכנו מטפלת בשלושה תהליכים מובחנים:

הקצה הקדמי של היישום, או ממשק המשתמש הגרפי - זה מה שהמשתמש ישתמש בו לאינטראקציה ושליטה במודול

שליטה במצלמה - זהו החלק של התוכנית שאחראי להפעיל את המצלמה בזמן הנכון לפרק הזמן הנכון

עיבוד התמונות - זהו קטע התוכנית שאחראי על שילוב ומיזוג התמונות שצולמו לתמונת כוכב יפה או לסרטון timelapse

GUI אוסף את הפרמטרים כגון המרווח בין תמונות לזמן החשיפה של המצלמה מהמשתמש. לאחר מכן הוא מורה למצלמה לצלם תמונות המבוססות על גורמים אלה. ברגע שכל התמונות נלכדות מתבצע עיבוד לאחר. והתוצאה הסופית מאוחסנת בזיכרון הפנימי של הפטל פאי כדי שהמשתמש יוכל לגשת אליו באמצעות הענן או באופן מקומי.

שלב 2: חומרים דרושים

החומרה לפרויקט זה די פשוטה, הרשימה הבאה מכילה את כל החומרים הדרושים.

מוצרי אלקטרוניקה וחומרה:

• פאי פטל
• תצוגת מגע LCD
• ברגים M3 x 8
• תוספות מחוממות M3 x 8
• מצלמה הקיימת ברשימה הבאה (https://www.gphoto.org/proj/libgphoto2/support.php)
• בנק חשמל סטנדרטי שיפעיל את המערכת באזורים שבהם תקע לא נגיש בקלות

תכנות והגדרת פאי הפטל ידרשו מספר ציוד היקפי:

• עכבר ומקלדת
• צג HDMI חיצוני

שלב 3: חלקים מודפסים בתלת מימד

הדפסנו מארז כדי להכיל את כל הרכיבים ותכננו מהדק להרכבת המודול על חצובה רגילה. החלקים לוקחים בערך 20 שעות הדפסה וקישרנו קובץ עבור קבצי ה- STL הבאים להלן.

• מארז Raspberry Pi x 1, 20% מילוי
• כריכה x 1, 20% מילוי
• הר חצובה x 1, מילוי של 40%
• מהדק חצובה x 1, 40% מילוי

לאחר שהחלקים המודפסים מוכנים, ניתן להוציא בזהירות את התומכים.

שלב 4: הטמעת תוספות החום

כדי לחזק את חורי ההרכבה מפלסטיק, הטמענו תוספות חום. בעזרת מלחם דחפו בעדינות את התוספות פנימה עד שהן נשטפות עם המשטח העליון. חזור על התהליך עבור שמונה חורי ההרכבה תוך הקפדה על הברגה של החוטים בניצב.

שלב 5: הרכבה של ה- Raspberry Pi והמסך

שימוש בברגי M3 מאבטח את פאי הפטל במקומו באמצעות חורי ההרכבה המתאימים. לאחר מכן חבר את הצג על ידי יישור סיכות המחבר. לבסוף, הנח את המכסה על המסך והדק את הברגים. המודול מוכן כעת להעלאת התוכנה.

שלב 6: חיבור לחצובה

כדי להפוך את המודול לנגיש בקלות למצלמה, החלטנו למקם אותו על החצובה. עיצבנו סוגר הרכבה מותאם אישית המתאים לחצובה רגילה. פשוט השתמש בשני ברגים כדי להדק את התושבת סביב רגל החצובה. זה מאפשר לצרף ולהסיר את המודול בקלות.

שלב 7: הגדרת מערכת ההפעלה של ה- Raspberry Pi

פטל הפטל במודול מפעיל מערכת הפעלה מבוססת דביאן בשם Raspbian. נכון למועד Instructable, הגרסה העדכנית ביותר של מערכת ההפעלה היא Raspbian Buster, וזה מה שהחלטנו להשתמש בו. ניתן להוריד את מערכת ההפעלה באמצעות הקישור הבא. (מערכת ההפעלה Raspbian Buster) הקפד להוריד את האפשרות "Raspbian Buster עם שולחן עבודה ותוכנה מומלצת" מכיוון שחלק מהתוכנות המומלצות יהיו שימושיות לפרויקט זה. לאחר הורדת התיקייה המכווצת, תזדקק לכרטיס מיקרו SD עם זיכרון של כ -16 עד 32 ג'יגה-בתים.

כדי להבהב את כרטיס ה- SD עם מערכת ההפעלה, אנו ממליצים להשתמש בתוכנת Balena Etcher, מכיוון שהיא פשוטה לשימוש. ניתן להוריד אותו מהקישור הבא. (Balena Etcher) לאחר שתפתח את התוכנה, תתבקש לבחור את התיקיה המכווצת שהורדת זה עתה, חבר את כרטיס ה- SD למחשב והתוכנה אמורה לזהות אוטומטית ולבסוף לחץ על סמל הפלאש. התהליך אמור להימשך 2 עד 3 דקות. לאחר השלמתו, נתק את כרטיס הזיכרון וחבר אותו לפאי הפטל שלך.

חבר את פטל הפאי למסך חיצוני באמצעות כבל HDMI, וחבר עכבר ומקלדת באמצעות יציאות ה- USB. לבסוף, הפעל את ה- pi באמצעות יציאת המיקרו- USB ומתאם 5V, וה- pi צריך להתחיל בתהליך האתחול. מערכת ההפעלה תדריך אותך בין העדכונים הדרושים והגדרות שונות אחרות, כגון חיבור לרשת אלחוטית והגדרת התאריך והשעה, פשוט עקוב אחר. לאחר השלמת התהליך, הגדרת את מערכת ההפעלה ב- pi שלך ועכשיו תוכל להשתמש בה כמחשב רגיל.

שלב 8: ספריות ודרישות נוספות

כדי לוודא שהתוכנית פועלת, פטל הפטל דורש התקנת מספר ספריות ותלות. להלן רשימה של כולם (הערה: השתמשנו ב- python3 לפרויקט זה ואנו ממליצים לך לעשות אותו הדבר):

• Tkinter (זה נבנה כאשר הורדת פייתון)
• PIL (זה גם מותקן מראש עם פייתון)
• ש
• OpenCV
• gphoto2

לפני התקנת חבילות כלשהן אנו ממליצים לעדכן את מערכת ההפעלה של הפטל pi באמצעות הפקודה sudo apt-get update. ניתן להוריד ולהתקין את ספריית sh על ידי פתיחת מסוף והשימוש בפקודה הבאה:

sudo pip3 התקן sh

כדי להתקין את חבילת gphoto2 פשוט השתמש בפקודה הבאה:

sudo apt-get להתקין gphoto2

הורדה והתקנה של חבילת OpenCV היא תהליך מעט ארוך יותר. אנו ממליצים להשתמש בקישור הבא, שמדריך אותך את השלבים ומספק את כל הפקודות בפירוט רב: https://www.pyimagesearch.com/2018/09/26/install-opencv-4-on-your-raspberry- פאי/

שלב 9: מנהלי התקנים נוספים לתצוגת מסך המגע המשולב

מסך המגע המשולב דורש כמה הגדרות פשוטות כדי שיתפקד. הפעל את פטל הפטל ופתח מסוף והשתמש בפקודות הבאות:

• sudo rm -rf תצוגת LCD
• שיבוט git
• מופע LCD מסוג chmod -R 755
• מופע LCD/
• sudo./LCD35-show

לאחר שהזנת את הפקודה האחרונה, הצג החיצוני שלך צריך להיות ריק וה- pi צריך לאתחל ולהציג את שולחן העבודה במסך המגע המשולב. כדי לחזור למסך החיצוני שלך, פתח חלון מסוף במסך המשולב והשתמש בפקודות הבאות.

• מופע LCD מסוג chmod -R 755
• מופע LCD/
• sudo./LCD-hdmi

שלב 10: הפעלת תוכנית המודול Timelapse

ראשית חבר את פי הפטל לבנק חשמל חיצוני, באמצעות יציאת החשמל. כדי להפעיל את התוכנית, הורד ופתח את התיקייה המכווצת המצורפת למטה. העתק את כל התיקיה לשולחן העבודה של פטל הפאי. כדי להפעיל את התוכנית ואת ה- GUI, פתח את הקובץ בשם UI.py וה- GUI אמור להופיע במסך המגע של הפטל פטל.

לאחר מכן, חבר את המצלמה לפאי הפטל באמצעות כבל USB. שמור את ערכי ברירת המחדל ב- GUI ולחץ על כפתור ההתחלה. זה אמור להפעיל את המצלמה 5 פעמים במרווחים של 2 שניות. לאחר השלמתם, תוכלו לראות את התמונות שהמצלמה צילמה בתיקיית התמונות.

פתרון בעיות: במקרה שהמצלמה לא מפעילה, ודא שדגם המצלמה שלך מופיע ברשימה הבאה. https://www.gphoto.org/proj/libgphoto2/support.php אם המצלמה שלך נמצאת ברשימה זו, ודא שהחיבורים מאובטחים והמצלמה מופעלת.

שלב 11: הגדרות מצלמה מומלצות לצילום אסטרו

להלן כמה הגדרות מצלמה שאנו ממליצים עליהן בעת ביצוע אסטרופוטוגרפיה.

• המצלמה שלך צריכה להיות בפוקוס ידני ולהגדיר את המיקוד לאינסוף
• הרכיב את המצלמה על חצובה
• הגדרות המצלמה צריכות להיות במצב ידני
• מהירות תריס: 15-30 שניות
• צמצם: העדשה הנמוכה ביותר האפשרית עבור העדשה שלך, f-2.8 היא אידיאלית
• ISO: 1600-6400

מלבד הגדרות המצלמה, הקפידו על שמיים בהירים. באופן אידיאלי צריך להיות גם בכפר הרחק מכל אורות העיר לתוצאות אידיאליות.

שלב 12: הבנת ה- GUI

GUI מכיל שלושה ערכים שהמשתמש יכול להתאים:

זמן החשיפה קובע את מהירות התריס של המצלמה שלך. לדוגמה, כאשר אתה מצלם כוכבים בשמי הלילה, מומלץ לסגור מהירות תריס של 15 עד 30 שניות, במקרים כאלה, הגדר ערך זה ל -30 שניות. אם זמן החשיפה הוא מתחת לשנייה אחת, תוכל לשמור את הערך כ- 0

זמן המרווח קובע את משך הזמן שאתה רוצה בין שתי חשיפות. במקרה של חלופות זמן, אנו ממליצים על זמן מרווח של משהו בין 1 עד 5 דקות

מספר החשיפות קובע את מספר התמונות שתרצו לצלם עבור הזמן שחלף. סרטונים סטנדרטיים מופעלים בכ -30 פריימים לשנייה, מה שאומר שאם תלחץ על 30 תמונות תקבל שנייה אחת של סרטון. על סמך זה המשתמש יכול להחליט את מספר התמונות הנדרשות

ממשק המשתמש כולל ממשק שמסביר את עצמו. לחצני החצים משמשים להעלאה או הפחתה של הערכים ולחצן ההתחלה בעת סיום הפרמטרים. זה מפעיל את המצלמה שהייתה צריכה להיות מחוברת כבר דרך אחת מיציאות ה- USB של ה- pi. התמונות נשמרות אז בזיכרון של הפטל פטל, שם ניתן לבצע שינויים נוספים.

שלב 13: אל האינסוף ומעבר לו

לאחר שהשתמשנו במודול זה לעתים קרובות, אנו שמחים מהתוצאות שהתקבלו. עם קצת ניסיון בצילום אסטרו אפשר לצלם תמונות סטילס יפות. אנו מקווים שהפרויקט הזה היה מועיל, אם אהבת אותו תמך בנו על ידי הורדת הצבעה.

ביצוע שמח!

סגנית בתחרות Raspberry Pi 2020