მზის ობსერვატორია: 11 საფეხური (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

რა არის დედამიწის ღერძის დახრილობა? რა განედზე ვარ?

თუ გსურთ სწრაფად მიიღოთ პასუხი, ან მიმართეთ Google- ს ან სმარტფონის GPS აპს. მაგრამ თუ თქვენ გაქვთ Raspberry Pi, კამერის მოდული და დაახლოებით ერთი წელი დაკვირვების გასაკეთებლად, თქვენ თავად შეგიძლიათ განსაზღვროთ ამ კითხვებზე პასუხი. მზის ფილტრის მქონე კამერის დაყენებით ფიქსირებულ ადგილას და Pi– ს ყოველდღიურად ერთსა და იმავე დროს სურათების გადასაღებად, თქვენ შეგიძლიათ შეაგროვოთ ბევრი მონაცემი მზის გზაზე ცაში და, გაფართოებით, დედამიწის ბილიკის გარშემო. მზე. ამ ინსტრუქციაში მე გაჩვენებთ თუ როგორ გავაკეთე ჩემი საკუთარი მზის ობსერვატორია 100 დოლარად.

სანამ უფრო შორს წავალთ, უნდა აღვნიშნო, რომ მე მხოლოდ ორი თვის ვარ ჩემს ერთწლიან ექსპერიმენტში, ასე რომ მე ვერ შევძლებ საბოლოო შედეგების ჩართვას. თუმცა, შემიძლია გაგიზიაროთ ჩემი გამოცდილება ამ პროექტის შექმნისას და ვიმედოვნებ, რომ მოგაწოდოთ იდეა იმის შესახებ, თუ როგორ უნდა ავაშენოთ საკუთარი.

მიუხედავად იმისა, რომ ეს არ არის რთული, ეს პროექტი იძლევა შესაძლებლობას გამოავლინოთ რამდენიმე განსხვავებული უნარი. მინიმუმ, თქვენ უნდა შეგეძლოთ Raspberry Pi- ს კამერასა და სერვოზე მიერთება და თქვენ უნდა შეგეძლოთ პროგრამული უზრუნველყოფის შემუშავების გარკვეული დონის გაკეთება, რათა მიიღოთ მონაცემები თქვენს მიერ გადაღებული სურათებიდან. მე ასევე გამოვიყენე ხის ძირითადი ინსტრუმენტები და 3D პრინტერი, მაგრამ ეს არ არის გადამწყვეტი ამ პროექტისთვის.

მე ასევე აღვწერ მონაცემთა შეგროვების გრძელვადიან ძალისხმევას, რაც მე ჩავიტარე და როგორ გამოვიყენებ OpenCV ასობით სურათს ციფრულ მონაცემებად გადასაყვანად, რომელთა გაანალიზება შესაძლებელია ცხრილების ან თქვენი არჩეული პროგრამირების ენის გამოყენებით. როგორც ბონუსი, ჩვენ ასევე შევეხებით ჩვენს ხელოვან მხარეს და შევხედავთ რამდენიმე საინტერესო ვიზუალურ სურათს.

ნაბიჯი 1: Tldr; მოკლე ინსტრუქციები

ეს ინსტრუქცია ცოტა გრძელია, ასე რომ დასაწყებად, აქ არის შიშველი ძვლები, დამატებითი დეტალები არ არის მითითებული.

1. მიიღეთ Raspberry Pi, კამერა, სერვო, სარელეო, მზის ფილმი, კედლის მეჭეჭები და ტექნიკის ასორტიმენტი
2. შეაერთეთ ყველა ეს ტექნიკა
3. დააკონფიგურირეთ Pi და დაწერეთ რამდენიმე მარტივი სკრიპტი სურათების გადასაღებად და შედეგების შესანახად
4. შექმენით პროექტის ყუთი და დააინსტალირეთ მასში არსებული ყველა ტექნიკა
5. იპოვნეთ ადგილი, სადაც განათავსებთ პროექტს, სადაც ის დაინახავს მზეს და ის არ დაარტყამს და არ შეაწუხებს
6. დადე იქ
7. დაიწყეთ სურათების გადაღება
8. ყოველ რამდენიმე დღეში გადაიტანეთ სურათები სხვა კომპიუტერზე ისე, რომ არ შეავსოთ თქვენი SD ბარათი
9. დაიწყეთ OpenCV სწავლა, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ ამოიღოთ მონაცემები თქვენი სურათებიდან
10. დაელოდე ერთი წელი

ეს არის პროექტი მოკლედ. ახლა განაგრძეთ კითხვა ამ ნაბიჯების შესახებ დამატებითი დეტალებისთვის.

ნაბიჯი 2: ფონი

ადამიანები დიდი ხანია უყურებენ მზეს, მთვარეს და ვარსკვლავებს, ვიდრე ჩვენ ვართ და ეს პროექტი არ აღასრულებს იმას, რასაც ჩვენი წინაპრები არ აკეთებდნენ ათასობით წლის წინ. ნაცვლად იმისა, რომ ჯოხი ჩავდოთ მიწაში და კლდეები გამოვიყენოთ ჩრდილების ადგილების გასაღებად დროს, ჩვენ გამოვიყენებთ ჟოლოს Pi და კამერას და ყველაფერს გავაკეთებთ ჩვენი სახლის კომფორტიდან. თქვენი პროექტი არ იქნება ტურისტული ადგილი ათასი წლის შემდეგ, მაგრამ პლიუს ის არის, რომ თქვენ არც გიჭირთ გიგანტური ლოდების დაყენება.

ამ პროექტის ზოგადი იდეა არის კამერის მითითება ცაში, ფიქსირებულ ადგილას და სურათების გადაღება ყოველდღე ერთსა და იმავე დროს. თუ კამერაზე გაქვთ შესაბამისი ფილტრი და ჩამკეტის სწორი სიჩქარე, გექნებათ მზის დისკის მკვეთრი, კარგად განსაზღვრული სურათები. ამ სურათების გამოყენებით შეგიძლიათ ჩაყაროთ ვირტუალური ჯოხი მიწაში და ისწავლოთ საკმაოდ ბევრი საინტერესო რამ.

იმისათვის, რომ შევინარჩუნო ამ ინსტრუქციის ზომის მართვა, მე მხოლოდ იმას განვიხილავ, თუ როგორ უნდა განვსაზღვროთ დედამიწის ღერძის დახრილობა და გრძედი, სადაც სურათები არის გადაღებული. თუ კომენტარების განყოფილება მიუთითებს საკმარის ინტერესზე, შემიძლია ვისაუბრო სხვა საკითხებზე, რომელთა სწავლაც შეგიძლიათ თქვენი მზის ობსერვატორიიდან მომდევნო სტატიაში.

კუთხე მზეს შორის იმ დღეს, როდესაც ის არის ყველაზე შორს ჩრდილოეთიდან და სამხრეთით არის იგივე, რაც დედამიწის ღერძის დახრილობა. თქვენ ალბათ ისწავლეთ სკოლაში, რომ ეს არის 23.5 გრადუსი, მაგრამ ახლა თქვენ ამას გაიგებთ საკუთარი დაკვირვებით და არა უბრალოდ სახელმძღვანელოდან.

ახლა, როდესაც ჩვენ ვიცით დედამიწის ღერძის დახრილობა, გამოვაკლოთ ის მზის ბილიკიდან წლის ყველაზე ხანგრძლივ დღეს, რათა გაეცნოთ თქვენი ამჟამინდელი მდებარეობის განედს.

რატომ აწუხებთ? ცხადია, თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ეს ფასეულობები ბევრად უფრო ზუსტად და სწრაფად, მაგრამ თუ თქვენ ხართ ისეთი ადამიანი, ვინც კითხულობს ინსტრუქციებს, თქვენ იცით, რომ დიდი კმაყოფილება გაქვთ ამას. თქვენს ირგვლივ არსებული სამყაროს შესახებ ფაქტების სწავლა სხვა არაფერი, თუ არა რაიმე მარტივი, პირდაპირი დაკვირვება და მათემატიკა არის ამ პროექტის მთავარი მიზანი.

ნაბიჯი 3: საჭირო კომპონენტები

მიუხედავად იმისა, რომ თქვენ შეგიძლიათ მთელი ეს პროექტი გააკეთოთ საკმაოდ ძვირადღირებული და ლამაზი კამერით, მე არ მაქვს ასეთი. ამ პროექტის მიზანი იყო გამომეყენებინა ის, რაც მე უკვე მქონდა წინა პროექტებიდან. ეს მოიცავდა ჟოლოს Pi, კამერის მოდულს და ქვემოთ ჩამოთვლილ სხვა ნივთებს, თუმცა რამდენიმე მათგანზე ამაზონში წასვლა მომიწია. მთლიანი ღირებულება, თუ თქვენ უნდა იყიდოთ ყველაფერი იქნება დაახლოებით 100 აშშ დოლარი.

• ჟოლო Pi (ნებისმიერი მოდელი გააკეთებს)
• Raspberry Pi კამერის მოდული
• უფრო გრძელი ლენტი კაბელი კამერისთვის (სურვილისამებრ)
• უკაბელო დონგლი
• სტანდარტული სერვო
• 5V სარელეო
• იკვებება USB კერა
• დენის ზოლები და გაფართოების კაბელი
• მზის ფილმის ფურცელი
• ჯართი ხის, პლასტმასის, HDPE და ა.შ
• გოფრირებული პროექტის დაფა

მე ასევე გამოვიყენე ჩემი Monoprice 3D პრინტერი, მაგრამ ეს იყო მოხერხებულობა და არა აუცილებლობა. თქვენი მხრიდან მცირეოდენი კრეატიულობა მოგცემთ საშუალებას იპოვოთ შესაფერისი გზა ამის გარეშე.

ნაბიჯი 4: Raspberry Pi– ის კონფიგურაცია

Აწყობა

მე არ ვაპირებ აქ უფრო დეტალურად წასვლას და ვივარაუდებ, რომ თქვენთვის მოსახერხებელია Pi- ზე OS- ის დაყენება და მისი კონფიგურაცია. თუ არა, ინტერნეტში არის უამრავი რესურსი, რომელიც დაგეხმარებათ დაიწყოთ.

აქ არის ყველაზე მნიშვნელოვანი რამ, რასაც ყურადღება უნდა მიაქციოთ დაყენების დროს.

• დარწმუნდით, რომ თქვენი WiFi კავშირი ავტომატურად იწყება Pi- ს გადატვირთვისას
• ჩართეთ ssh პროექტი, ალბათ, დაინსტალირდება უგზო ადგილზე, ასე რომ თქვენ არ გექნებათ იგი მონიტორზე და კლავიატურაზე მიბმული. თქვენ საკმაოდ ხშირად გამოიყენებთ ssh & scp– ს მისი კონფიგურაციისთვის და სურათების სხვა კომპიუტერზე კოპირებისთვის.
• დარწმუნდით, რომ ჩართეთ ავტომატური შესვლა ssh– ის საშუალებით, ასე რომ თქვენ არ გჭირდებათ პაროლის ხელით შეყვანა ყოველ ჯერზე
• ბევრი ადამიანი ჩართავს კამერას, მაგრამ ავიწყდება მისი ჩართვა
• გამორთეთ GUI რეჟიმი თქვენ იმუშავებთ უთავო, ასე რომ არ არის საჭირო სისტემის რესურსების დახარჯვა X სერვერზე
• დააინსტალირეთ gpio პაკეტი apt-get ან მსგავსი საშუალებების გამოყენებით
• დააყენეთ დროის სარტყელი UTC– ზე გსურთ თქვენი სურათები ყოველდღე ერთსა და იმავე დროს და არ გსურთ გადააგდოთ დღისით დაზოგვის დროს. უმარტივესია მხოლოდ UTC- ის გამოყენება.

ახლა კარგი დრო იქნება კამერის მოდულის ექსპერიმენტისთვის. გამოიყენეთ პროგრამა 'raspistill' რამდენიმე სურათის გადასაღებად. თქვენ ასევე უნდა ექსპერიმენტი გაუწიოთ ბრძანების ხაზის პარამეტრებს, რომ ნახოთ როგორ კონტროლდება ჩამკეტის სიჩქარე.

აპარატურის ინტერფეისები

კამერის მოდულს აქვს საკუთარი სპეციალური ლენტი საკაბელო ინტერფეისი, მაგრამ ჩვენ ვიყენებთ GPIO ქინძისთავებს სარელეო და სერვოს გასაკონტროლებლად. გაითვალისწინეთ, რომ არსებობს ორი განსხვავებული ნუმერაციის სქემა და მათი დაბნეულობა ადვილია. მე მირჩევნია გამოვიყენო '-g' ვარიანტი gpio ბრძანებასთან შედარებით, რათა შემიძლია გამოვიყენო ოფიციალური პინ ნომრები.

თქვენი ქინძისთავების არჩევანი შეიძლება განსხვავდებოდეს, თუ თქვენ გაქვთ განსხვავებული მოდელი Pi, ვიდრე მე ვიყენებ. მიმართეთ თქვენი კონკრეტული მოდელის pinout დიაგრამებს მითითებისთვის.

• პინი 23 - ციფრული გასვლა სარელეოზე ეს სიგნალი რელეს ჩართავს, რომელიც უზრუნველყოფს სერვოს ენერგიას
• Pin 18 - PWM servo სერვო პოზიცია კონტროლდება Pulse Width Modulation სიგნალით
• გრუნტი - ნებისმიერი დაფა საკმარისი იქნება

იხილეთ თანდართული shell სკრიპტები ამ ქინძისთავების გასაკონტროლებლად.

შენიშვნა: ამ საიტის ატვირთვის დიალოგი აპროტესტებდა ჩემს მცდელობებს ატვირთო ფაილები, რომლებიც დასრულდა ".sh" - ით. ასე რომ, მე გადაარქვი მათ ".notsh" გაფართოებით და ატვირთვა კარგად მუშაობდა. თქვენ ალბათ მოგინდებათ მათი გადარქმევა '.sh' გამოყენებამდე.

crontab

ვინაიდან მსურს სურათების გადაღება ყოველ 2.5 წუთში, დაახლოებით 2.5 საათის განმავლობაში, მე გამოვიყენე crontab, რომელიც არის სისტემური პროგრამა დაგეგმილი ბრძანებების გასაშვებად მაშინაც კი, როდესაც არ ხართ შესული სისტემაში. ამის სინტაქსი ცოტა არ იყოს, ასე რომ გამოიყენეთ თქვენი არჩევანის საძიებო სისტემა უფრო დეტალური ინფორმაციის მისაღებად. ჩემი crontab– ის შესაბამისი სტრიქონები ერთვის.

რას აკეთებენ ეს ჩანაწერები: ა) გადაიღეთ სურათი ყოველ ხუთ წუთში მზის ფილტრის ადგილზე და ბ) დაელოდეთ რამდენიმე საათს და გადაიღეთ რამდენიმე სურათი ფილტრის გარეშე.

ნაბიჯი 5: პროექტის ყუთი

მე ვაპირებ ნამდვილად გავარბილო ამ განყოფილების მითითებებზე და დაგტოვო საკუთარი ფანტაზია. მიზეზი ის არის, რომ ყველა ინსტალაცია განსხვავებული იქნება და დამოკიდებული იქნება იმაზე, თუ სად დააინსტალირებთ პროექტს და რა სახის მასალასთან მუშაობთ.

პროექტის ყუთის ყველაზე მნიშვნელოვანი ასპექტი ის არის, რომ ის ისეა განთავსებული, რომ ადვილად არ იმოძრავებს. როდესაც ფოტოების გადაღებას დაიწყებთ, კამერა არ უნდა იმოძრაოს. წინააღმდეგ შემთხვევაში თქვენ მოგიწევთ პროგრამული უზრუნველყოფის დაწერა სურათის რეგისტრაციის შესასრულებლად და ყველა სურათის ციფრულად დალაგებისთვის. უმჯობესია გქონდეთ ფიქსირებული პლატფორმა, ასე რომ თქვენ არ უნდა გაუმკლავდეთ ამ პრობლემას.

ჩემი პროექტის ყუთისთვის, მე გამოვიყენე 1/2 "MDF, პლაივუდის პატარა ნაჭერი, 1/4" პლაივუდის პატარა ნაჭერი, 3D დაბეჭდილი ჩარჩო კამერის სასურველ კუთხეზე დასაყენებლად და რამდენიმე თეთრი გოფრირებული პროექტის დაფა. ეს ბოლო ნაჭერი მოთავსებულია 3D დაბეჭდილი ჩარჩოს წინ, რათა დაიცვას იგი მზის პირდაპირი სხივებისგან და თავიდან აიცილოს პოტენციური პრობლემები გადახრაზე.

ყუთის უკანა და ზედა ნაწილი ღია დავტოვე იმ შემთხვევაში, თუ მე მჭირდება ელექტრონიკასთან მისვლა, მაგრამ ეს ჯერ არ მომხდარა. ის უკვე შვიდი კვირაა მუშაობს ჩემი მხრიდან რაიმე სახის შესწორების ან შესწორების გარეშე.

მოძრავი ფილტრი

საპროექტო ყუთის ერთადერთი ნაწილი, რომელიც გარკვეულ ახსნას იმსახურებს არის სერვო მოძრავი მკლავით.

სტანდარტული Raspberry Pi კამერის მოდული არ მუშაობს ისე კარგად, თუ თქვენ უბრალოდ მიანიშნებთ მზეზე და იღებთ სურათს. დამიჯერე … შევეცადე.

მზის გამოსაყენებელი სურათის მისაღებად თქვენ უნდა მოათავსოთ მზის ფილტრი ობიექტივის წინ. ალბათ არის ძვირადღირებული წინასწარ გამზადებული ფილტრები, რომელთა შეძენაც შეგიძლიათ, მაგრამ მე თვითონ გავაკეთე მზის ფილმის პატარა ნაჭერი და 1/4 HDPE ნაჭერი მრგვალი ხვრელით მასში. მზის ფილმის შეძენა შესაძლებელია ამაზონი დაახლოებით 12 დოლარად. რეტროსპექტული თვალსაზრისით, შეკვეთა შეიძლებოდა ბევრად უფრო პატარა ნაწილისთვის და მცირე თანხის დაზოგვისთვის. თუ თქვენ გაქვთ მზის ძველი დაბნელების სათვალეები გამოუყენებელი, შესაძლოა შეგეძლოთ ერთი ლინზის მოჭრა და შესაფერისი ფილტრის გაკეთება.

ფილტრის გადაადგილება

მიუხედავად იმისა, რომ სურათების უმეტესობა გადაღებული იქნება ფილტრით, თქვენ ასევე გსურთ სურათების გადაღება დღის სხვა დროს, როდესაც მზე კადრის მიღმაა. ეს არის ის, რასაც თქვენ გამოიყენებთ როგორც ფონის სურათებს თქვენი გაფილტრული მზის სურათების დასაფარად. თქვენ შეგიძლიათ ააწყოთ ის ისე, რომ თქვენ ხელით გადააადგილოთ ფილტრი და გადაიღოთ ეს ფონის სურათები, მაგრამ მე მქონდა დამატებითი სერვისი და მინდოდა ამ ნაბიჯის ავტომატიზაცია.

რისთვის არის სარელეო?

იმ გზას შორის, როდესაც Pi წარმოქმნის PWM სიგნალებს და დაბალი დონის სერვოს, რომელსაც მე ვიყენებდი, იყო დრო, როდესაც მე ყველაფერს ვამუშავებდი და სერვო უბრალოდ იჯდა იქ და "ლაპარაკობდა". ანუ, ის გადაადგილდებოდა წინ და უკან ძალიან მცირე ნაბიჯებით, რადგან ცდილობდა ეპოვა ზუსტი პოზიცია, რასაც Pi ბრძანებდა. ამან გამოიწვია, რომ სერვო ძალიან გაცხელდა და შემაშფოთებელი ხმაური გამოიწვია. ამიტომ გადავწყვიტე სარელეო გამომეყენებინა სერვოზე ენერგიის უზრუნველსაყოფად მხოლოდ დღეში ორჯერ, როცა მინდა გაუფილტრავი სურათების გადაღება. ეს მოითხოვდა Pi- ზე სხვა ციფრული გამომავალი პინის გამოყენებას სარელეოზე საკონტროლო სიგნალის უზრუნველსაყოფად.

ნაბიჯი 6: ენერგიის უზრუნველყოფა

არსებობს ოთხი ელემენტი, რომლებიც საჭიროებენ ენერგიას ამ პროექტში:

1. ჟოლო პი
2. Wi-Fi dongle (თუ თქვენ იყენებთ უფრო გვიანდელ მოდელს Pi- ს ჩამონტაჟებული wi-fi– ით, ეს არ იქნება საჭირო)
3. 5V სარელეო
4. სერვო

მნიშვნელოვანია: ნუ ეცდებით სერვოს ჩართვას Raspberry Pi– ზე 5V პინიდან პირდაპირ. სერვო უფრო მეტ დენს იძენს, ვიდრე Pi- ს შეუძლია და თქვენ გამოუსწორებელ ზიანს მიაყენებთ დაფას. სამაგიეროდ, გამოიყენეთ ცალკე დენის წყარო სერვოსა და რელეს გასაძლიერებლად.

მე გავაკეთე ის, რომ გამოვიყენე ერთი 5V კედლის მეჭეჭა Pi- ს გასაძლიერებლად, ხოლო მეორე ძველ USB კერაზე. კერა გამოიყენება Wi-fi დონგის ჩასართავად და სარელეო და სერვო ენერგიის მიწოდებისთვის. სერვოსა და სარელეოს არ აქვს USB ბუდეები, ამიტომ ავიღე ძველი USB კაბელი და შეწყვიტა კონექტორი მოწყობილობის ბოლოდან. შემდეგ გავხსენი 5 ვ და მიწის მავთულები და დავუკავშირე რელე და სერვო. ეს უზრუნველყოფდა ენერგიის წყაროს ამ მოწყობილობებს Pi- ს დაზიანების რისკის გარეშე.

შენიშვნა: Pi და გარე კომპონენტები არ არის სრულიად დამოუკიდებელი. იმის გამო, რომ თქვენ გაქვთ კონტროლის სიგნალები Pi- დან სარელეოსა და სერვოზე, თქვენ ასევე უნდა გქონდეთ სახმელეთო ხაზი, რომელიც ბრუნდება ამ ნივთებიდან Pi- ზე. ასევე არსებობს USB კავშირი კერასა და Pi- ს შორის, რათა wi-fi- მა იმუშაოს. ელექტრო ინჟინერი ალბათ შეკრთა მიწის მარყუჟების და სხვა ელექტრული ბოროტების პოტენციალზე, მაგრამ ეს ყველაფერი მუშაობს, ასე რომ მე არ ვაპირებ ინერვიულოთ ინჟინერიის სრულყოფის ნაკლებობაზე.:)

ნაბიჯი 7: ყველაფერი ერთად ააწყვეთ

მას შემდეგ რაც ყველა ნაწილი ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, შემდეგი ნაბიჯი არის სამონტაჟო ფირფიტაზე სერვო, ჩამკეტის ხელი და კამერა.

ერთ -ერთ სურათზე, თქვენ ხედავთ ჩამკეტის მკლავს პოზიციაში (მინუს მზის ფილმი, რომელიც მე ჯერ არ მქონდა ჩაწერილი). ჩამკეტის ხელი დამზადებულია 1/4 დიუმიანი HDPE- სგან და მიმაგრებულია ერთ -ერთი სტანდარტული ჰაბის გამოყენებით, რომელიც მოყვა სერვოს.

მეორე სურათზე თქვენ ხედავთ სამონტაჟო ფირფიტის უკანა ნაწილს და როგორ არის მიმაგრებული სერვო და კამერა. ამ სურათის გადაღების შემდეგ, მე შევქმენი თეთრი ნაჭერი, რომელსაც ხედავთ, რომ კამერის ობიექტივი მიუახლოვდეს ჩამკეტის მკლავს და შემდეგ დავბეჭდე იგი მწვანედ. ამიტომ სხვა სურათებში თეთრი ნაწილი არ არის.

სიფრთხილის სიტყვა

კამერის მოდულს აქვს დაფაზე ძალიან პატარა ლენტიანი კაბელი, რომელიც აკავშირებს რეალურ კამერას დანარჩენ ელექტრონიკასთან. ამ პატარა კონექტორს აქვს შემაშფოთებელი ტენდენცია, ხშირად გამოდიოდეს მისი ბუდედან. როდესაც ის გამოჩნდება, raspistill იუწყება, რომ კამერა არ არის დაკავშირებული. ბევრი დრო გავატარე უნაყოფოდ ხელახლა დასაჯდომად უფრო დიდი ლენტის კაბელის ორივე ბოლომდე, სანამ გავაცნობიერე, თუ სად მდგომარეობდა რეალური პრობლემა.

მას შემდეგ რაც მივხვდი, რომ პრობლემა დაფაზე იყო პატარა კაბელი, შევეცადე მისი ჩაკეტვა კაპტონის ლენტით, მაგრამ ეს არ გამოვიდა და საბოლოოდ მივმართე ცხელ წებოს დაბინდვას. ჯერჯერობით, წებოვამ შეინარჩუნა იგი.

ნაბიჯი 8: საიტის შერჩევა

მსოფლიოს უდიდესი ტელესკოპები მდებარეობს მთის მწვერვალებზე პერუში, ჰავაიზე, ან სხვა შედარებით შორეულ ადგილას. ამ პროექტისთვის, ჩემი სრული ჩამონათვალი კანდიდატებისა იყო:

• ჩემს სახლში აღმოსავლეთით ფანჯრის რაფა
• დასავლეთით ფანჯრის რაფა ჩემს სახლში
• სამხრეთით ფანჯრის რაფა ჩემს სახლში

ამ სიიდან განსაკუთრებით არ არიან პერუ და ჰავაი. ამ არჩევანის გათვალისწინებით, რა უნდა მექნა?

სამხრეთისკენ მიმავალ ფანჯარას აქვს ფართო გახსნა, რომლის შენობებიც არ ჩანს, მაგრამ ამინდის ბეჭდის პრობლემის გამო, ის ოპტიკურად არ არის ნათელი. დასავლეთისკენ მიმავალი ფანჯარა მოიცავს ულამაზეს ხედს პიკესის მწვერვალზე და შესანიშნავი ხედი იქნებოდა, მაგრამ ის მდებარეობს ოჯახის ოთახში და ჩემს მეუღლეს შეიძლება არ მოეწონოს, რომ ჩემი სამეცნიერო პროექტი ასე გამოჩენილი იყოს მთელი წლის განმავლობაში. ამან დამიტოვა აღმოსავლეთისკენ მიმავალი ხედი, რომელიც გამოიყურება დიდი ანტენის კოშკზე და ადგილობრივი სეიფუეის უკანა მხარეს. არც ისე ლამაზი, მაგრამ ეს იყო საუკეთესო არჩევანი.

მართლაც, ყველაზე მნიშვნელოვანი ის არის, რომ იპოვოთ ადგილი, სადაც პროექტი არ იქნება შერყეული, გადატანილი ან სხვაგვარად შეწუხებული. სანამ თქვენ შეძლებთ მზის ჩასვლას დღეში ორი საათის განმავლობაში, ნებისმიერი მიმართულება იმუშავებს.

ნაბიჯი 9: სურათების გადაღება

მოღრუბლული ცა

მე შემთხვევით ვცხოვრობ ისეთ ადგილას, სადაც ყოველწლიურად ბევრი მზე ანათებს, რაც კარგია, რადგან ღრუბლები ნამდვილად არღვევს სურათებს. თუ ოდნავ მოღრუბლულია, მზე გამოდის როგორც ღია მწვანე დისკი, ვიდრე კარგად განსაზღვრული ფორთოხლის დისკი, რომელსაც ვიღებ უღრუბლო დღეს. თუ საკმაოდ მოღრუბლულია, არაფერი ჩანს სურათზე.

მე დავიწყე სურათების დამუშავების პროგრამული უზრუნველყოფის წერა ამ პრობლემების შემსუბუქებაში, მაგრამ ეს კოდი ჯერ მზად არ არის. მანამდე, მე უბრალოდ უნდა ვიმუშაო ამინდის უცნაურობების გარშემო.

შექმენით თქვენი მონაცემების სარეზერვო ასლები

კამერას, რომელსაც ვიყენებ და სურათების რაოდენობას, ყოველდღიურად ვიღებ დაახლოებით 70 მბ სურათს. მაშინაც კი, თუ Pi- ზე მიკრო SD ბარათი საკმარისად დიდი იყო ერთი წლის მონაცემების შესანახად, მე ამას არ ვენდობოდი. ყოველ რამდენიმე დღეში, მე ვიყენებ scp- ს, რომ დავაკოპირო უახლესი მონაცემები ჩემს სამუშაო მაგიდაზე. იქ, მე ვხედავ სურათებს, რათა დავრწმუნდე, რომ ისინი კარგად არიან და რომ არაფერი უცნაური არ მომხდარა. შემდეგ მე ვაკოპირებ ყველა იმ ფაილს ჩემს NAS- ში, რომ მქონდეს მონაცემების ორი დამოუკიდებელი ასლი. ამის შემდეგ, მე ვუბრუნდები Pi- ს და ვშლი ორიგინალურ ფაილებს.

ნაბიჯი 10: ანალემა (ან… ასტრონომიულად დიდი ფიგურა რვა)

გარდა ღერძული დახრისა და განედის განსაზღვრისა, ყოველდღე ერთსა და იმავე დროს სურათების გადაღებამ ასევე შეიძლება მოგვაწოდოს ძალიან მაგარი ხედი მზის გზაზე ერთი წლის განმავლობაში.

თუ ოდესმე გინახავთ ფილმი ტომ ჰენქსთან ერთად გადაყრილი, შეიძლება გახსოვდეთ სცენა გამოქვაბულში, სადაც მან დროთა განმავლობაში გამოყო მზის გზა და მან რვა ფიგურა შეადგინა. როდესაც პირველად ვნახე ეს სცენა, მინდოდა მეტი გამეგო ამ ფენომენის შესახებ და სულ რაღაც ჩვიდმეტი წლის შემდეგ, ბოლოს და ბოლოს, სწორედ ამას ვაკეთებ!

ამ ფორმას ეწოდება ანალემა და ის არის დედამიწის ღერძის დახრის შედეგი და ის ფაქტი, რომ დედამიწის ორბიტა არის ელიფსური და არა სრულყოფილი წრე. ფილმის გადაღება ისეთივე მარტივია, როგორც კამერის დაყენება და სურათის გადაღება ყოველდღე ერთსა და იმავე დროს. მიუხედავად იმისა, რომ ინტერნეტში არის ძალიან კარგი სურათები ანალემის შესახებ, ერთ – ერთი რასაც ჩვენ გავაკეთებთ ამ პროექტში არის საკუთარი საკუთარი თავის შექმნა. ბევრად მეტი ანლემაზე და იმაზე, თუ როგორ შეიძლება იყოს საკმაოდ სასარგებლო ალმანახის ცენტრი, იხილეთ ეს სტატია.

ციფრული ფოტოგრაფიის მოსვლამდე, ანალემის სურათის გადაღება მოითხოვდა რეალურ ფოტოგრაფიულ უნარებს, ვინაიდან თქვენ მოგიწევთ ფრთხილად გადახედოთ ერთ ფილმს. ცხადია, რომ Raspberry Pi კამერას არ აქვს ფილმი, ასე რომ, ოსტატობისა და მოთმინების ნაცვლად, ჩვენ უბრალოდ ვაერთიანებთ მრავალ ციფრულ სურათს ერთი და იგივე ეფექტის მისაღწევად.

ნაბიჯი 11: რა არის შემდეგი?

ახლა, როდესაც პატარა კამერა-რობოტი ადგილზეა და ერთგულად იღებს სურათებს, რა იქნება შემდეგ? როგორც ირკვევა, ჯერ კიდევ ბევრი რამ არის გასაკეთებელი. გაითვალისწინეთ, რომ უმეტესობა მოიცავს პითონის წერას და OpenCV– ს გამოყენებას. მე მომწონს პითონი და მსურს საბაბი ვისწავლო OpenCV, ასე რომ ეს ჩემთვის მომგებიანია!

1. ღრუბლიანი დღეების ავტომატური გამოვლენა თუ ძალიან მოღრუბლულია, მზის ფილმი და მოკლე ჩამკეტის სიჩქარე ქმნის გაუმჭვირვალე სურათს. მინდა ავტომატურად გამოვავლინო ეს მდგომარეობა და შემდეგ ან გავზარდო ჩამკეტის სიჩქარე ან გადავიტანო მზის ფილტრი გზიდან.
2. გამოიყენეთ გამოსახულების დამუშავება მზის მოსაძებნად თუნდაც ღრუბლიან სურათებში მე ეჭვი მაქვს, რომ შესაძლებელია მზის ცენტრის პოვნა მაშინაც კი, თუ ღრუბლები გვევლინება.
3. დაფარეთ მზის დისკები ნათელ ფონურ სურათზე, დღის მანძილზე მზის ბილიკის შესაქმნელად
4. შექმენით ანალემა იგივე ძირითადი ტექნიკა, როგორც ბოლო ნაბიჯი, მაგრამ ყოველდღე ერთსა და იმავე დროს გადაღებული სურათების გამოყენებით
5. გაზომეთ კამერის კუთხოვანი გარჩევადობა (გრადუსი/პიქსელი) მე მჭირდება ეს ჩემი შემდგომი გამოთვლებისთვის

ამაზე მეტია, მაგრამ ეს ცოტა ხნით დამიკავებს.

მადლობა რომ ბოლომდე დამიდექი. ვიმედოვნებ, რომ მოგეწონათ პროექტის აღწერა და ეს მოტივაცია მოგცემთ გაუმკლავდეთ თქვენს მომავალ პროექტს!