Lav et radioteleskop med hindbær Pi: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Det er virkelig let at få et optisk teleskop. Du kan bare købe en fra en producent af sådanne teleskoper. Det samme kan imidlertid ikke rigtig siges om radioteleskoper. Normalt skal du lave dem selv. I denne Instructable vil jeg vise, hvordan man bygger et radioteleskop, der scanner himlen inden for frekvenserne 10,2 GHz og 12,75 GHz.

Trin 1: Få delene

For at lave dette radioteleskop skal du først få delene til det.

• Satellitfad med kun en LNB -holder (kan fås online, som dette eller andre steder)
• Nylon- eller teflonskiver
• LNB
• Brødbræt
• Analog satellitfinder
• DC Barrel Jack og passende AC-DC adapter (15 volt til denne finder)
• Raspberry Pi med standardudstyr og et SD -kort på mindst 16 GB
• Jumper ledninger
• 16-bit ADS1115 analog til digital konverter
• 100 µH microhenry RF -choker
• Tilslutningstråd (jeg brugte 22-Guage)
• F-type koaksialkabel på mindst 6 fod
• Standard loddematerialer

Du skal også bruge passende software for at kunne bruge radioteleskopet. Du skal have downloadet til Raspberry Pi Raspbian, som skal indeholde Python 3 og Python -biblioteket til ADS1115.

Til din smartphone vil du gerne bruge en satellit -sporing -app for at skelne mellem satellitter og stjerneformede objekter og en stjernesporingsapp til at vide, hvor himmelske objekter er på himlen.

Trin 2: Hardware

Følg diagrammet og billederne ved fremstilling af elektronikken til radioteleskopet.

Ledningerne, der går til søgerens skive, skal afbrydes fra skiven. Jordforbindelsen til ADS1115 tilsluttes den jordstift, der fører til skiven, og den analoge indgang skal tilsluttes den anden ledning.

På selve fadet skal der placeres en nylonskive mellem møtrikken og understøtningen.

Trin 3: Software

For at læse og gemme dataene kommer Raspberry Pi og ADS1115 i spil. Enhver Raspberry Pi med den nyeste version af Raspbian kan. Instruktionerne til softwarebiblioteket findes i PDF -filen på Adafruit -webstedet. Inden du downloader, skal du indstille Python 3 som standard Python. For at kontrollere skal du skrive i terminal

python -version

Hvis du får et svar, der læser Python 3.x.x, er Python -standardversionen Python 3, og du behøver ikke ændre standard Python -versionen. Men hvis din standardversion er version 2, bliver du nødt til at ændre den ved at gå til terminal og skrive ind

sudo update-alternativer --config python

Tryk derefter på 0 for at vælge Python 3 som standardversion. Når du har downloadet Python -biblioteket, kan du downloade koden til brug af radioteleskopet. På Raspberry Pi skal du oprette en mappe i /home /pi kaldet radio_telescope_files. Du skal naturligvis have standardudstyr til en Raspberry Pi, såsom tastatur, mus og skærm. Hvis du har Raspberry Pi Zero uden GPIO -ben, skal du selv lodde dem. Du bliver også nødt til at lodde stifterne på ADS1115 breakout board.

Trin 4: Korte test

Når du har den relevante software på Pi, og alle benene er loddet på, kan du slutte breakout -kortet til Raspberry Pi. For at gøre dette skal du sætte tapperne på brættet i et brødbræt. VDD-stiften skal tilsluttes en 3,3 volt eller 5 volt pin på Raspberry Pi, GND til en hvilken som helst jordstift på Pi, SCL til pin 5 på Pi, som er SCL, og SDA til pin 3 eller SDA, på Pi. Når ADS1115 er tilsluttet Pi, kan du nu slutte den grønne ledning i den modificerede Finder til A0 på ADS1115 og den sorte ledning til GND på kortet. Hvis det passer dig bedre, kan du tilslutte de respektive ledninger ved at fastgøre en alligatorklemme til ledningen og en jumperledning til den anden ende, der forbinder til den respektive kortforbindelse. Tilslut derefter LNB til indgangen på Finder ved hjælp af koaksialkabel. Sæt strømkablet i tøndejackstikket for at tænde søgeren.

For at teste radioteleskopet skal du rette fadet mod solen, som er den stærkeste udsender af radiobølger fra vores perspektiv på Jorden. For at gøre det skal du rette fadet mod solen, så toppen af skyggen af LNB rammer, hvor LNB -armen møder fadet. Nu skal du tænde din Raspberry Pi og køre toScreen.py, Python -scriptet til at læse resultater fra ADS1115 og udskrive dem på skærmen. Du kan køre dette i enten Python 3 IDLE eller terminalen. Uanset hvad, skal du få en prompt, der beder om gevinsten, efterfulgt af samplingshastigheden, og hvor længe du vil have, at Pi læser ADS1115s output. Med din tallerken rettet mod solen, kør scriptet i cirka 10 sekunder. Hvis der først vises meget lave tal, skal du dreje gain -knappen på Finder op meget langsomt. Tallene skal stige, indtil det når omkring 30700. Da kan du stoppe med at dreje knappen.

Trin 5: Gemme resultater

toScreen.py er en god måde at teste radioteleskopet på, men det gemmer ikke data. writeToFile.py kan gemme dataene, og du kan køre dette på samme måde i IDLE og terminal. Dette script gemmer data i en tekstfil, som skal findes i mappen med navnet 'Data'. Hvis du kører dette, vil det bede om gevinst, prøvehastighed, hvor lang tid du vil have Pi til at læse ADC, og navnet på den fil, hvor du gemmer disse data. Radioteleskopet vil opfange radiosignalstyrken på punkter i hele den tid radioteleskopet har scannet himlen vil blive lagret i Raspberry Pi.

Efter indsamling af dataene kan de grafiseres i et regnearksprogram ved først at hente dataets tidsstempler, sætte dem i kolonne A, derefter hente dataene og sætte dem i kolonne B. Dette kan opnås ved hjælp af kolonnen. py script. For at få tidsstemplerne skal du køre scriptet og derefter indtaste tid for meddelelsen, der spørger, hvilken der skal læses, tidsstemplerne eller dataværdierne. Ved læsning af grafen er det vigtigt at vide, at punktet til venstre på det repræsenterer det vestligste punkt på himlen, der blev scannet.

Trin 6: Yderligere brug

Radioteleskopet kan bruges til at observere ved frekvenser mellem 10,2 GHz og 12,75 GHz. Ikke kun solen kan observeres, men andre himmellegemer inden i f.eks. Stjerner ved hjælp af den samme metode som bruges til solen. Hvis du har spørgsmål, kommentarer eller bekymringer, så lad mig det vide i kommentarerne.