Gör ett radioteleskop med hallon Pi: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Det är verkligen lätt att få ett optiskt teleskop. Du kan bara köpa en från en tillverkare av sådana teleskop. Detsamma kan dock inte riktigt sägas om radioteleskop. Vanligtvis måste du göra dem själv. I denna instruktionsbok kommer jag att visa hur man bygger ett radioteleskop som skannar himlen inom frekvenserna 10,2 GHz och 12,75 GHz.

Steg 1: Skaffa delarna

För att göra detta radioteleskop måste du först få delarna till det.

• Parabolantenn med endast ett LNB -fäste (kan erhållas online, så här eller någon annanstans)
• Nylon- eller teflonbrickor
• LNB
• Bakbord
• Analog satellitfinder
• DC-fatuttag och passande AC-DC-adapter (15 volt för denna sökare)
• Raspberry Pi med standardutrustning och ett SD -kort på minst 16 GB
• Bygelkablar
• 16-bitars ADS1115 analog till digital omvandlare
• 100 µH mikrohenry RF -drossel
• Anslutningstråd (jag använde 22-Guage)
• F-typ koaxialkabel på minst 6 fot
• Standardlödningsmaterial

Du behöver också lämplig programvara för att använda radioteleskopet. Du måste ha laddat ner till Raspberry Pi Raspbian, som bör innehålla Python 3 och Python -biblioteket för ADS1115.

För din smartphone vill du använda en satellitspårningsapp för att urskilja mellan satelliter och stjärnobjekt och en stjärnspårningsapp för att veta var himmelska föremål finns på himlen.

Steg 2: Hårdvara

Följ diagrammet och bilderna som visas när du gör elektroniken för radioteleskopet.

Ledningarna som går till sökarens urtavla ska kopplas bort från ratten. Jordanslutningen på ADS1115 ansluts till jordstiftet som leder till ratten, och den analoga ingången bör anslutas till den andra ledningen.

På själva fatet ska en nylonbricka placeras mellan muttern och reservstödet.

Steg 3: Programvara

För att kunna läsa och lagra data spelar Raspberry Pi och ADS1115 in. Alla Raspberry Pi med den senaste versionen av Raspbian kan göra. Instruktionerna för programvarubiblioteket finns i PDF -filen på Adafruit -webbplatsen. Innan du laddar ner måste du ställa in Python 3 som standard Python. För att kontrollera, skriv in i terminalen

python -version

Om du får ett svar som läser Python 3.x.x är Python -standardversionen Python 3 och du behöver inte ändra Python -standardversionen. Men om din standardversion är version 2 måste du ändra den genom att gå till terminalen och skriva in

sudo update-alternativer --config python

Tryck sedan på 0 för att välja Python 3 som standardversion. När du har laddat ner Python -biblioteket kan du ladda ner koden för användning av radioteleskopet. På Raspberry Pi, skapa en mapp i /home /pi som heter radio_telescope_files. Du bör naturligtvis ha standardutrustning för en Raspberry Pi, till exempel tangentbord, mus och bildskärm. Om du har Raspberry Pi Zero utan GPIO -stift måste du lödda dem själv. Du kommer också att behöva löda stiften på ADS1115 breakout board.

Steg 4: Korta tester

När du har rätt programvara på Pi och alla stift lödda kan du ansluta utbrottskortet till Raspberry Pi. För att göra detta, sätt in tapparna på brädet i en brödbräda. VDD-stiftet bör anslutas till en 3,3-volts eller 5-volts stift på Raspberry Pi, GND till en jordad stift på Pi, SCL till stift 5 på Pi, som är SCL, och SDA till stift 3 eller SDA, på Pi. När ADS1115 är ansluten till Pi kan du nu ansluta den gröna ledningen på den modifierade Finder till A0 på ADS1115 och den svarta ledningen till GND på kortet. Om det passar dig bättre kan du ansluta respektive ledningar genom att fästa en krokodilklämtråd till tråden och en bygelkabel till den andra änden och ansluta till respektive kortanslutning. Anslut sedan LNB till ingången på Finder med en koaxialkabel. Anslut strömkabeln till fatuttaget för att slå på sökaren.

För att testa radioteleskopet, rikta skålen mot t.ex. solen, den starkaste sändaren av radiovågor från vårt perspektiv på jorden. För att göra det, rikta skålen mot solen så att toppen av skuggan av LNB träffar där LNB -armen möter skålen. Slå nu på din Raspberry Pi och kör toScreen.py, Python -skriptet för att läsa resultat från ADS1115 och skriva ut dem på skärmen. Du kan köra detta i antingen Python 3 IDLE eller terminalen. Hur som helst bör du få en prompt som ber om förstärkning, följt av samplingshastigheten och hur länge du vill att Pi ska läsa ADS1115: s utdata. Med din maträtt riktad mot solen, kör manuset i cirka 10 sekunder. Om mycket låga siffror dyker upp först, vrid förstärkningsknappen på Finder upp mycket långsamt. Siffrorna ska öka tills de når cirka 30700. Då kan du sluta vrida på ratten.

Steg 5: Spara resultat

toScreen.py är ett bra sätt att testa radioteleskopet, men det lagrar inte data. writeToFile.py kan lagra data, och du kan köra detta på samma sätt i IDLE och terminal. Detta skript lagrar data i en textfil, som ska finnas i mappen med namnet 'Data'. Om du kör detta kommer det att fråga om förstärkning, samplingsfrekvens, hur lång tid du vill att Pi ska läsa ADC, och namnet på filen där du lagrar dessa data. Radioteleskopet kommer att få upp radiosignalstyrkan vid punkter under hela tiden radioteleskopet har skannat himlen kommer att lagras i Raspberry Pi.

Efter att ha samlat in data kan den graferas i ett kalkylprogram genom att först hämta tidens stämplar för data, placera dem i kolumn A, sedan hämta data och lägga dem i kolumn B. Detta kan uppnås genom att använda kolumnen. py -skript. För att få tidsstämplarna, kör skriptet och ange sedan tid för meddelandet som frågar vilket som ska läsas, tidsstämplarna eller datavärdena. När du läser grafen är det viktigt att veta att punkten längst till vänster på den representerar den västligaste punkten på himlen som skannades.

Steg 6: Vidare användning

Radioteleskopet kan användas för att observera vid frekvenser mellan 10,2 GHz och 12,75 GHz. Inte bara solen kan observeras, utan andra himmelska föremål inom sig, till exempel stjärnor, med samma metod som används för solen. Om du har några frågor, kommentarer eller funderingar, låt mig veta i kommentarerna.