اصنع تلسكوب راديو باستخدام Raspberry Pi: 6 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

من السهل حقًا الحصول على تلسكوب بصري. يمكنك فقط شراء واحدة من الشركة المصنعة لمثل هذه التلسكوبات. ومع ذلك ، لا يمكن قول الشيء نفسه حقًا عن التلسكوبات الراديوية. عادة ، عليك أن تصنعها بنفسك. في Instructable ، سأوضح كيفية بناء تلسكوب لاسلكي يقوم بمسح السماء ضمن ترددات 10.2 جيجاهرتز و 12.75 جيجاهرتز.

الخطوة 1: الحصول على الأجزاء

من أجل صنع هذا التلسكوب الراديوي ، أولاً ، ستحتاج إلى الحصول على الأجزاء الخاصة به.

• طبق القمر الصناعي مع حامل LNB واحد فقط (يمكن الحصول عليه عبر الإنترنت ، مثل هذا ، أو في أي مكان آخر)
• غسالات نايلون أو تفلون
• LNB
• اللوح
• مكتشف الأقمار الصناعية التناظرية
• مقبس برميل تيار مستمر ومحول تيار متردد تيار متردد (15 فولت لجهاز البحث هذا)
• Raspberry Pi مع الأجهزة الطرفية القياسية وبطاقة SD بسعة 16 جيجابايت على الأقل
• أسلاك العبور
• 16 بت ADS1115 محول تناظري إلى رقمي
• 100 µH microhenry RF خنق
• سلك ربط (استخدمت 22-Guage)
• كابل متحد المحور من النوع F بطول 6 أقدام على الأقل
• مواد اللحام القياسية

ستحتاج أيضًا إلى برنامج مناسب لاستخدام التلسكوب اللاسلكي. تحتاج إلى التنزيل على Raspberry Pi Raspbian ، والذي يجب أن يتضمن Python 3 ومكتبة Python لـ ADS1115.

بالنسبة لهاتفك الذكي ، ستحتاج إلى استخدام تطبيق تتبع الأقمار الصناعية للتمييز بين الأقمار الصناعية والأجسام النجمية ، وتطبيق تتبع النجوم لمعرفة مكان وجود الأجرام السماوية في السماء.

الخطوة 2: الأجهزة

اتبع الرسم التخطيطي والصور الموضحة في صنع الإلكترونيات للتلسكوب الراديوي.

يجب فصل الأسلاك الموصلة إلى قرص جهاز البحث عن الاتصال الهاتفي. يتصل التوصيل الأرضي لجهاز ADS1115 بالدبوس الأرضي الذي يؤدي إلى القرص ، ويجب توصيل الإدخال التناظري بالسلك الآخر.

على الطبق نفسه ، يجب وضع حلقة من النايلون بين الجوز والدعامة الاحتياطية.

الخطوة الثالثة: البرمجيات

من أجل قراءة البيانات وتخزينها ، يتم تشغيل Raspberry Pi و ADS1115. أي Raspberry Pi مع أحدث إصدار من Raspbian يمكنه القيام بذلك. التعليمات الخاصة بمكتبة البرامج موجودة في ملف PDF على موقع Adafruit على الويب. قبل التنزيل ، يجب عليك تعيين Python 3 على أنها Python الافتراضية. من أجل التحقق ، اكتب في Terminal

بيثون - الإصدار

إذا حصلت على رد يقرأ Python 3.x.x ، فإن إصدار Python الافتراضي هو Python 3 ، ولست بحاجة إلى تغيير إصدار Python الافتراضي. ومع ذلك ، إذا كان الإصدار الافتراضي هو الإصدار 2 ، فسيتعين عليك تغييره بالانتقال إلى Terminal والكتابة

sudo update-بدائل --config python

ثم اضغط على 0 لتحديد Python 3 كإصدار افتراضي. بمجرد تنزيل مكتبة Python ، يمكنك تنزيل الكود الخاص باستخدام التلسكوب الراديوي. في Raspberry Pi ، أنشئ مجلدًا في / home / pi يسمى radio_telescope_files. يجب أن يكون لديك بالطبع أجهزة طرفية قياسية لـ Raspberry Pi ، مثل لوحة المفاتيح والماوس والشاشة. إذا كان لديك Raspberry Pi Zero بدون دبابيس GPIO ، فسيتعين عليك لحامها بنفسك. سيكون عليك أيضًا لحام المسامير الموجودة على لوحة الاختراق ADS1115.

الخطوة 4: الاختبارات القصيرة

بمجرد حصولك على البرنامج المناسب على Pi ، وجميع الدبابيس الملحومة ، يمكنك توصيل لوحة الاختراق بـ Raspberry Pi. للقيام بذلك ، ضع دبابيس اللوح في لوح التجارب. يجب توصيل دبوس VDD بدبوس 3.3 فولت أو 5 فولت على Raspberry Pi ، أو GND بأي دبوس أرضي على Pi ، و SCL إلى الطرف 5 على Pi ، وهو SCL ، و SDA إلى الطرف 3 ، أو SDA ، على Pi. بمجرد توصيل ADS1115 بـ Pi ، يمكنك الآن توصيل السلك الأخضر الخاص بـ Finder المعدل بـ A0 على ADS1115 ، والسلك الأسود بـ GND على اللوحة. إذا كان ذلك يناسبك بشكل أفضل ، فيمكنك توصيل الأسلاك المعنية عن طريق توصيل سلك مشبك التمساح بالسلك ، وسلك توصيل بالطرف الآخر ، والاتصال بوصلة اللوحة المعنية. بعد ذلك ، قم بتوصيل LNB بالإدخال على Finder بواسطة كابل محوري. قم بتوصيل كابل الطاقة بالمقبس الأسطواني لتشغيل أداة البحث.

من أجل اختبار التلسكوب الراديوي ، وجه الطبق إلى الشمس ، أقوى باعث لموجات الراديو من منظورنا على الأرض. للقيام بذلك ، وجه الطبق نحو الشمس بحيث يضرب الجزء العلوي من ظل LNB حيث يلتقي ذراع LNB بالطبق. الآن ، قم بتشغيل Raspberry Pi وتشغيله إلىScreen.py ، نص Python لقراءة النتائج من ADS1115 وطباعتها على الشاشة. يمكنك تشغيل هذا إما في Python 3 IDLE ، أو المحطة الطرفية. في كلتا الحالتين ، يجب أن تحصل على مطالبة سريعة تطلب الربح ، متبوعًا بمعدل العينة ، والمدة التي تريد أن يقرأ فيها Pi إخراج ADS1115. مع توجيه الطبق إلى الشمس ، قم بتشغيل البرنامج النصي لمدة 10 ثوانٍ تقريبًا. في حالة ظهور أرقام منخفضة جدًا في البداية ، أدر مقبض الكسب في Finder لأعلى ببطء شديد. يجب أن تزيد الأرقام حتى تصل إلى حوالي 30700. بحلول ذلك الوقت ، يمكنك التوقف عن تدوير المقبض.

الخطوة 5: حفظ النتائج

تعد toScreen.py طريقة جيدة لاختبار التلسكوب الراديوي ، لكنها لا تخزن البيانات. يمكن لـ writeToFile.py تخزين البيانات ، ويمكنك تشغيلها بنفس الطريقة في IDLE والمحطة الطرفية. يخزن هذا البرنامج النصي البيانات في ملف نصي ، والذي يجب العثور عليه في المجلد المسمى "البيانات". إذا قمت بتشغيل هذا ، فسوف يطلب الكسب ، ومعدل العينة ، والمدة الزمنية التي تريد أن يقرأها Pi في ADC ، واسم الملف الذي تخزن فيه هذه البيانات. سوف يلتقط التلسكوب الراديوي قوة إشارة الراديو في نقاط طوال الوقت الذي كان فيه التلسكوب الراديوي يمسح السماء وسيتم تخزينه في Raspberry Pi.

بعد جمع البيانات ، يمكن رسمها في برنامج جداول بيانات ، عن طريق الحصول أولاً على الطوابع الزمنية للبيانات ، ووضعها في العمود A ، ثم الحصول على البيانات ، ووضعها في العمود B. ويمكن تحقيق ذلك باستخدام العمود. النصي الحمر. للحصول على الطوابع الزمنية ، قم بتشغيل البرنامج النصي ، ثم أدخل الوقت للرسالة التي تسأل عن أيهما تقرأ ، أو الطوابع الزمنية أو قيم البيانات. عند قراءة الرسم البياني ، من المهم معرفة أن أقصى نقطة على اليسار تمثل النقطة الغربية في السماء التي تم مسحها ضوئيًا.

الخطوة 6: مزيد من الاستخدام

يمكن استخدام التلسكوب الراديوي للرصد على ترددات بين 10.2 جيجاهرتز و 12.75 جيجاهرتز. لا يمكن ملاحظة الشمس فقط ، ولكن يمكن ملاحظة الأجرام السماوية الأخرى داخلها مثل النجوم ، وذلك باستخدام نفس الطريقة المستخدمة للشمس. إذا كان لديك أي أسئلة أو تعليقات أو مخاوف ، فأعلمني بذلك في التعليقات.