Realizați un radiotelescop cu Raspberry Pi: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Este foarte ușor să obții un telescop optic. Puteți cumpăra unul de la un producător de astfel de telescoape. Cu toate acestea, același lucru nu se poate spune cu adevărat despre radiotelescoapele. De obicei, trebuie să le faci singur. În acest Instructable, voi arăta cum să construiți un radiotelescop care scanează cerul cu frecvențe de 10,2 GHz și 12,75 GHz.

Pasul 1: Obținerea pieselor

Pentru a realiza acest radiotelescop, mai întâi, va trebui să obțineți piesele pentru acesta.

• Antena satelit cu o singură montură LNB (poate fi obținută online, ca aceasta sau în altă parte)
• Șaibe din nailon sau teflon
• LNB
• Pană de pâine
• Căutare analogică prin satelit
• DC Barrel Jack și adaptor AC-DC de montare (15 volți pentru acest dispozitiv de căutare)
• Raspberry Pi cu periferice standard și un card SD de cel puțin 16 GB
• Sârme de jumper
• Convertor analog-digital ADS1115 pe 16 biți
• Sufocator RF microhenry 100 µH
• Sârmă de conectare (am folosit 22-Guage)
• Cablu coaxial de tip F de cel puțin 6 picioare
• Materiale standard de lipit

De asemenea, veți avea nevoie de software adecvat pentru a utiliza radiotelescopul. Trebuie să fi descărcat pe Raspberry Pi Raspbian, care ar trebui să includă Python 3 și biblioteca Python pentru ADS1115.

Pentru smartphone-ul dvs., veți dori să utilizați o aplicație de urmărire prin satelit pentru a discerne între sateliți și obiecte stelare și o aplicație de urmărire a stelelor pentru a afla unde sunt obiectele cerești pe cer.

Pasul 2: Hardware

Urmați diagrama și imaginile prezentate în realizarea componentelor electronice pentru radiotelescop.

Cablurile care merg la cadranul căutătorului trebuie deconectate de la cadran. Conexiunea la masă a ADS1115 se conectează la pinul de masă care duce la cadran, iar intrarea analogică ar trebui conectată la celălalt fir.

Pe vasul însuși, între piuliță și suportul de siguranță trebuie așezat un șaibă din nailon.

Pasul 3: Software

Pentru a citi și stoca datele, Raspberry Pi și ADS1115 intră în joc. O poate face orice Raspberry Pi cu cea mai recentă versiune a Raspbian. Instrucțiunile pentru biblioteca software sunt în PDF de pe site-ul web Adafruit. Înainte de descărcare, trebuie să setați Python 3 ca Python implicit. Pentru a verifica, tastați în terminal

python --versiune

Dacă primiți un răspuns care citește Python 3.x.x, versiunea implicită Python este Python 3 și nu este nevoie să modificați versiunea implicită Python. Cu toate acestea, dacă versiunea dvs. implicită este versiunea 2, va trebui să o modificați intrând în terminal și tastând

sudo update-alternatives --config python

Apoi, apăsați 0 pentru a selecta Python 3 ca versiune implicită. După ce ați descărcat biblioteca Python, puteți descărca codul pentru utilizarea radiotelescopului. Pe Raspberry Pi, creați un folder în / home / pi numit radio_telescope_files. Desigur, ar trebui să aveți periferice standard pentru un Raspberry Pi, cum ar fi tastatura, mouse-ul și monitorul. Dacă aveți Raspberry Pi Zero fără pini GPIO, va trebui să le lipiți singur. De asemenea, va trebui să lipiți pinii de pe placa ADS1115.

Pasul 4: Teste scurte

Odată ce aveți software-ul adecvat pe Pi și toate pinii lipiți, puteți conecta placa de rupere la Raspberry Pi. Pentru a face acest lucru, puneți știfturile plăcii într-o placă de măsurare. Pinul VDD trebuie conectat la un pin de 3,3 volți sau 5 volți de pe Raspberry Pi, GND la orice pin de masă de pe Pi, SCL la pinul 5 de pe Pi, care este SCL și SDA la pinul 3 sau SDA, pe Pi. Odată ce ADS1115 este conectat la Pi, puteți conecta acum firul verde al Finder-ului modificat la A0 pe ADS1115 și firul negru la GND de pe placă. Dacă vi se potrivește mai bine, puteți conecta firele respective atașând un fir de aligator la fir și un fir jumper la celălalt capăt, conectându-vă la conexiunea respectivă a plăcii. Apoi, conectați LNB la intrarea de pe Finder prin cablu coaxial. Conectați cablul de alimentare la mufa pentru a porni dispozitivul de căutare.

Pentru a testa radiotelescopul, îndreptați antena spre soare, cel mai puternic emițător de unde radio din perspectiva noastră de pe Pământ. Pentru a face acest lucru, îndreptați vasul spre soare, astfel încât vârful umbrei LNB să lovească acolo unde brațul LNB întâlnește vasul. Acum, porniți Raspberry Pi și rulați pe Screen.py, scriptul Python pentru citirea rezultatelor din ADS1115 și imprimarea lor pe ecran. Puteți rula acest lucru fie în Python 3 IDLE, fie în terminal. Oricum ar fi, ar trebui să primiți o solicitare de câștig, urmată de rata de eșantionare și cât timp doriți ca Pi să citească ieșirea ADS1115. Cu vasul îndreptat spre soare, rulați scenariul timp de aproximativ 10 secunde. Dacă se afișează inițial numere foarte mici, întoarceți butonul de câștig de pe Finder, foarte încet. Numerele ar trebui să crească până să ajungă la aproximativ 30700. Până atunci, puteți opri rotirea butonului.

Pasul 5: Salvarea rezultatelor

toScreen.py este o modalitate bună de a testa radiotelescopul, dar nu stochează date. writeToFile.py poate stoca datele și le puteți rula în același mod în IDLE și terminal. Acest script stochează date într-un fișier text, care ar trebui să fie găsit în folderul numit „Date”. Dacă rulați acest lucru, acesta va cere câștigul, rata de eșantionare, ce durată de timp doriți ca Pi să citească ADC, și numele fișierului în care stocați aceste date. Telescopul va prelua puterea semnalului radio în puncte pe tot parcursul timpului în care radiotelescopul scanează, cerul va fi stocat în Raspberry Pi.

După colectarea datelor, acesta poate fi grafic într-un program de foaie de calcul, obținând mai întâi marcajele temporale ale datelor, plasându-le în coloana A, apoi obținând datele și plasându-le în coloana B. Acest lucru se poate realiza folosind coloana. script Py. Pentru a obține marcajele de timp, rulați scriptul, apoi introduceți ora mesajului care vă cere să citiți, marcajele de timp sau valorile datelor. Când citiți graficul, este important să știți că cel mai stâng punct de pe acesta reprezintă cel mai vestic punct din cer care a fost scanat.

Pasul 6: Utilizare suplimentară

Telescopul poate fi utilizat pentru observarea la frecvențe cuprinse între 10,2 GHz și 12,75 GHz. Nu numai soarele poate fi observat, ci și alte obiecte cerești din interior, cum ar fi stelele, folosind aceeași metodă ca cea folosită pentru soare. Dacă aveți întrebări, comentarii sau nelămuriri, anunțați-mă în comentarii.