جدول المحتويات:

المرصد الشمسي: 11 خطوة (بالصور)
المرصد الشمسي: 11 خطوة (بالصور)

فيديو: المرصد الشمسي: 11 خطوة (بالصور)

فيديو: المرصد الشمسي: 11 خطوة (بالصور)
فيديو: شوفنا القمر وكوكب من التليسكوب!! 2024, يوليو
Anonim
المرصد الشمسي
المرصد الشمسي

ما هو ميل محور الأرض؟ ما خط العرض الذي أنا عليه؟

إذا كنت تريد الإجابة بسرعة ، يمكنك إما اللجوء إلى Google أو تطبيق GPS على هاتفك الذكي. ولكن إذا كان لديك Raspberry Pi ، ووحدة كاميرا ، وسنة أو نحو ذلك لإجراء بعض الملاحظات ، يمكنك تحديد الإجابات على هذه الأسئلة بنفسك. من خلال إعداد كاميرا بفلتر شمسي في موقع ثابت واستخدام Pi لالتقاط الصور في نفس الوقت كل يوم ، يمكنك جمع الكثير من البيانات حول مسار الشمس عبر السماء ، وبالتالي ، مسار الأرض حولها الشمس. في Instructable ، أريكم كيف صنعت مرصدًا شمسيًا خاصًا بأقل من 100 دولار.

قبل أن نذهب إلى أبعد من ذلك بكثير ، يجب أن أشير إلى أنني لم أمض سوى شهرين على تجربتي التي استمرت لمدة عام ، لذا لن أتمكن من تضمين النتائج النهائية. ومع ذلك ، يمكنني مشاركة تجربتي في بناء هذا المشروع وآمل أن أعطيك فكرة عن كيفية بناء مشروعك الخاص.

على الرغم من أن هذا المشروع ليس صعبًا على الإطلاق ، إلا أنه يوفر الفرصة لممارسة العديد من المهارات المختلفة. كحد أدنى ، يجب أن تكون قادرًا على توصيل Raspberry Pi بكاميرا ومؤازرة وستحتاج إلى أن تكون قادرًا على القيام بمستوى معين من تطوير البرامج لاستخراج البيانات من الصور التي تلتقطها. لقد استفدت أيضًا من أدوات النجارة الأساسية وطابعة ثلاثية الأبعاد ولكنها ليست مهمة لهذا المشروع.

سأصف أيضًا جهود جمع البيانات طويلة المدى التي قمت بها وكيف سأستخدم OpenCV لتحويل مئات الصور إلى بيانات رقمية يمكن تحليلها باستخدام جدول بيانات أو لغة البرمجة التي تختارها. على سبيل المكافأة ، سنستفيد أيضًا من جانبنا الفني وننظر إلى بعض الصور المرئية الشيقة.

الخطوة 1: Tldr ؛ تعليمات قصيرة

Tldr. تعليمات قصيرة
Tldr. تعليمات قصيرة

هذا Instructable على الجانب الطويل قليلاً ، لذا للبدء ، فإليك العظام المجردة ، ولا توجد إرشادات إضافية مقدمة.

  1. احصل على Raspberry Pi ، وكاميرا ، ومؤازرة ، ومرحل ، وفيلم شمسي ، وثآليل جدارية ، وأجهزة متنوعة
  2. ربط كل تلك الأجهزة
  3. قم بتكوين Pi واكتب بعض النصوص البسيطة لالتقاط الصور وحفظ النتائج
  4. قم ببناء صندوق مشروع وقم بتركيب كل تلك الأجهزة فيه
  5. ابحث عن مكان لوضع المشروع حيث يمكنه رؤية الشمس ولا يصطدم أو يتزاحم
  6. ضعها هناك
  7. ابدأ في التقاط الصور
  8. كل بضعة أيام ، انقل الصور إلى كمبيوتر آخر حتى لا تملأ بطاقة SD الخاصة بك
  9. ابدأ في تعلم OpenCV حتى تتمكن من استخراج البيانات من صورك
  10. انتظر سنة

هذا هو المشروع باختصار. استمر الآن في القراءة للحصول على تفاصيل إضافية حول هذه الخطوات.

الخطوة 2: الخلفية

خلفية
خلفية

ظل البشر يشاهدون الشمس والقمر والنجوم طوال فترة وجودنا في الجوار ولا يحقق هذا المشروع أي شيء لم يفعله أسلافنا منذ آلاف السنين. ولكن بدلاً من وضع عصا في الأرض واستخدام الصخور لتحديد مواقع الظلال في الأوقات الحاسمة ، سنستخدم Raspberry Pi وكاميرا ونفعل كل ذلك من داخل منازلنا المريحة. لن يكون مشروعك موقعًا سياحيًا بعد ألف عام من الآن ، ولكن على الجانب الإيجابي ، لن تضطر إلى الكفاح من أجل الحصول على صخور عملاقة في مكانها أيضًا.

الفكرة العامة في هذا المشروع هي توجيه الكاميرا إلى مكان ثابت في السماء والتقاط الصور في نفس الوقت كل يوم. إذا كان لديك مرشح مناسب في الكاميرا وسرعة الغالق المناسبة ، فستحصل على صور واضحة ومحددة جيدًا لقرص الشمس. باستخدام هذه الصور ، يمكنك وضع عصا افتراضية في الأرض وتعلم بعض الأشياء المثيرة للاهتمام.

للحفاظ على حجم هذا Instructable قابلاً للإدارة ، كل ما سأغطيه هو كيفية تحديد ميل محور الأرض وخط العرض حيث يتم التقاط الصور. إذا كان قسم التعليقات يشير إلى اهتمام كافٍ ، فيمكنني التحدث عن بعض الأشياء الأخرى التي يمكنك تعلمها من مرصدك الشمسي في مقالة متابعة.

الميل المحوري الزاوية بين الشمس في اليوم الذي تكون فيه في أقصى الشمال واليوم الذي تكون فيه في أقصى الجنوب هي نفس زاوية ميل محور الأرض. ربما تكون قد تعلمت في المدرسة أن هذه هي 23.5 درجة ، لكنك الآن ستعرف ذلك من خلال ملاحظاتك الخاصة وليس فقط من كتاب مدرسي.

الآن بعد أن عرفنا ميل محور الأرض ، اطرح ذلك من ارتفاع مسار الشمس في أطول يوم في السنة لمعرفة خط العرض لموقعك الحالي.

لماذا تهتم؟ من الواضح أنه يمكنك العثور على هذه القيم بشكل أكثر دقة وسرعة ، ولكن إذا كنت من النوع الذي يقرأ Instructables ، فأنت تعلم أن هناك الكثير من الرضا عند القيام بذلك بنفسك. إن تعلم الحقائق حول العالم من حولك باستخدام لا شيء أكثر من بعض الملاحظات البسيطة والمباشرة والرياضيات المباشرة هو بيت القصيد من هذا المشروع.

الخطوة 3: المكونات المطلوبة

بينما يمكنك القيام بهذا المشروع بأكمله بكاميرا باهظة الثمن وفاخرة بشكل مناسب ، ليس لدي واحدة من هؤلاء. كان الهدف من هذا المشروع هو الاستفادة مما كان لدي بالفعل من المشاريع السابقة. وشمل ذلك Raspberry Pi ووحدة الكاميرا ومعظم العناصر الأخرى المدرجة أدناه على الرغم من أنني اضطررت إلى الذهاب إلى Amazon للحصول على عدد قليل منهم. التكلفة الإجمالية إذا كان عليك شراء كل شيء سيكون حوالي 100 دولار أمريكي.

  • Raspberry Pi (أي نموذج سيفي بالغرض)
  • وحدة كاميرا Raspberry Pi
  • كابل شريط أطول للكاميرا (اختياري)
  • دونجل لاسلكي
  • أجهزة قياسية
  • تتابع 5V
  • محور USB بالطاقة
  • قطاع الطاقة وسلك التمديد
  • ورقة من الفيلم الشمسي
  • خردة الخشب ، البلاستيك ، HDPE ، إلخ
  • مجلس المشروع المموج

لقد استفدت أيضًا من طابعة Monoprice ثلاثية الأبعاد الخاصة بي ، لكن ذلك كان وسيلة راحة وليست ضرورة. سيسمح لك القليل من الإبداع من جانبك بالتوصل إلى طريقة مناسبة للتغلب عليها بدون ذلك.

الخطوة 4: تكوين Raspberry Pi

اقامة

لن أخوض في الكثير من التفاصيل هنا وسأفترض أنك مرتاح لتثبيت نظام تشغيل على Pi وتكوينه. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فهناك الكثير من الموارد على الويب لمساعدتك على البدء.

فيما يلي أهم الأشياء التي يجب الانتباه إليها أثناء الإعداد.

  • تأكد من بدء اتصال WiFi تلقائيًا عند إعادة تشغيل Pi
  • تمكين ssh من المحتمل أن يتم تثبيت المشروع في مكان بعيد المنال لذلك لن يتم توصيله بشاشة ولوحة مفاتيح. ستستخدم ssh & scp قليلاً لتكوينه ونسخ الصور إلى كمبيوتر آخر.
  • تأكد من تمكين تسجيل الدخول التلقائي عبر ssh حتى لا تضطر إلى إدخال كلمة المرور يدويًا في كل مرة
  • تمكين وحدة الكاميرا: يقوم الكثير من الأشخاص بتوصيل الكاميرا ولكن ينسون تمكينها
  • تعطيل وضع واجهة المستخدم الرسومية: ستعمل بلا رأس لذلك ليست هناك حاجة لإنفاق موارد النظام على تشغيل خادم X.
  • قم بتثبيت حزمة gpio باستخدام apt-get أو ما شابه
  • اضبط المنطقة الزمنية على التوقيت العالمي المنسق (UTC). تريد صورك في نفس الوقت كل يوم ولا تريد التخلص من التوقيت الصيفي. الأسهل فقط لاستخدام التوقيت العالمي المنسق (UTC).

الآن سيكون الوقت المناسب لتجربة وحدة الكاميرا. استخدم برنامج "raspistill" لالتقاط بعض الصور. يجب عليك أيضًا تجربة خيارات سطر الأوامر لمعرفة كيفية التحكم في سرعة الغالق.

واجهات الأجهزة

تحتوي وحدة الكاميرا على واجهة كابل الشريط المخصصة الخاصة بها ولكننا نستخدم دبابيس GPIO للتحكم في المرحل والمؤازرة. لاحظ أن هناك نظامين مختلفين للترقيم في الاستخدام الشائع ومن السهل الخلط بينهما. أفضل استخدام الخيار "-g" لأمر gpio حتى أتمكن من استخدام أرقام التعريف الشخصية الرسمية.

قد يختلف اختيارك للدبابيس إذا كان لديك طراز Pi مختلف عن النموذج الذي أستخدمه. راجع الرسوم التخطيطية pinout لطرازك المحدد للرجوع إليها.

  • دبوس 23 - إخراج رقمي إلى Relay تعمل هذه الإشارة على تشغيل المرحل ، مما يوفر الطاقة إلى المؤازرة
  • دبوس 18 - PWM إلى المؤازرة يتم التحكم في موضع المؤازرة عن طريق إشارة تعديل عرض النبض
  • الأرض - يكفي أي دبوس أرضي

راجع البرامج النصية للقشرة المرفقة للتحكم في هذه المسامير.

ملاحظة: يعترض مربع حوار التحميل في هذا الموقع على محاولاتي لتحميل الملفات التي انتهت بـ ".sh". لذلك أعدت تسميتها بامتداد ".notsh" وعمل التحميل بشكل جيد. قد ترغب في إعادة تسميتها مرة أخرى إلى ".sh" قبل الاستخدام.

كرونتاب

نظرًا لأنني أريد التقاط صور كل خمس دقائق على مدار 2.5 ساعة تقريبًا ، فقد استخدمت crontab ، وهي أداة مساعدة للنظام لتشغيل الأوامر المجدولة حتى عندما لا تكون مسجلاً الدخول. محرك بحث من اختيارك للحصول على مزيد من التفاصيل. الأسطر ذات الصلة من crontab مرفقة.

ما تفعله هذه الإدخالات هو أ) التقاط صورة كل خمس دقائق مع وجود الفلتر الشمسي في مكانه و ب) انتظر بضع ساعات والتقط صورتين بدون مرشح.

الخطوة 5: صندوق المشروع

صندوق المشروع
صندوق المشروع

سأبخل حقًا في التعليمات الواردة في هذا القسم وأتركك لمخيلتك. والسبب هو أن كل تثبيت سيكون مختلفًا وسيعتمد على مكان تثبيت المشروع وأنواع المواد التي تعمل بها.

أهم جانب في صندوق المشروع هو أنه يتم وضعه بطريقة لا تتحرك بسهولة. يجب ألا تتحرك الكاميرا بمجرد أن تبدأ في التقاط الصور. وإلا فسيتعين عليك كتابة برنامج لإجراء تسجيل الصور وتصطف جميع الصور رقميًا. من الأفضل أن يكون لديك نظام أساسي ثابت حتى لا تضطر للتعامل مع هذه المشكلة.

بالنسبة لصندوق مشروعي ، استخدمت 1/2 "MDF ، قطعة صغيرة من الخشب الرقائقي 1/4" ، إطار مطبوع ثلاثي الأبعاد لإمساك الكاميرا بالزاوية المرغوبة وبعض لوحة المشروع المموجة البيضاء. يتم وضع هذه القطعة الأخيرة أمام الإطار المطبوع ثلاثي الأبعاد لحمايتها من أشعة الشمس المباشرة وتجنب المشاكل المحتملة في الالتواء.

تركت الجزء الخلفي والجزء العلوي من الصندوق مفتوحًا في حال احتجت إلى الوصول إلى الإلكترونيات ولكن هذا لم يحدث بعد. لقد كان يعمل منذ سبعة أسابيع حتى الآن دون الحاجة إلى أي إصلاحات أو تعديلات من جانبي.

مرشح متحرك

الجزء الوحيد من صندوق المشروع الذي يستحق بعض الشرح هو المؤازرة ذات الذراع المتحركة.

لا تعمل وحدة كاميرا Raspberry Pi القياسية بشكل جيد إذا وجهتها إلى الشمس والتقطت صورة. صدقني في هذا … حاولت.

للحصول على صورة قابلة للاستخدام للشمس ، يجب عليك وضع مرشح شمسي أمام العدسة. من المحتمل أن تكون هناك فلاتر مسبقة الصنع باهظة الثمن يمكنك شراؤها لهذا الغرض ، لكنني صنعت بلدي باستخدام قطعة صغيرة من الفيلم الشمسي وقطعة من 1/4 HDPE مع فتحة دائرية مقطوعة فيها. يمكن شراء الفيلم الشمسي من أمازون مقابل حوالي 12 دولارًا. في الماضي ، كان بإمكاني طلب قطعة أصغر بكثير وتوفير القليل من المال.إذا كان لديك بعض نظارات كسوف الشمس القديمة غير مستخدمة ، فقد تتمكن من قطع إحدى العدسات وإنشاء مرشح مناسب.

جعل المرشح يتحرك

في حين أن معظم الصور التي تلتقطها ستكون مع وجود المرشح في مكانه ، فأنت تريد أيضًا الحصول على صور في أوقات أخرى من اليوم عندما تكون الشمس خارج الإطار. هذه هي ما ستستخدمه كصور خلفية لتراكب صور الشمس التي تمت تصفيتها. يمكنك بناؤه بحيث يمكنك تحريك الفلتر يدويًا والتقاط صور الخلفية هذه ولكن كان لديّ مؤازر إضافي موجود وأردت أتمتة هذه الخطوة.

ما هو التتابع؟

بين الطريقة التي يولد بها Pi إشارات PWM ومؤازرة النهاية المنخفضة التي استخدمتها ، كانت هناك أوقات يمكنني فيها تشغيل كل شيء وكان المؤازر يجلس هناك و "ثرثرة". أي أنه سيتحرك ذهابًا وإيابًا في خطوات صغيرة جدًا حيث حاول العثور على الموضع الدقيق الذي كان باي يأمر به. أدى ذلك إلى ارتفاع درجة حرارة المؤازرة وإحداث ضوضاء مزعجة. لذلك قررت استخدام مرحل لتوفير الطاقة إلى المؤازرة فقط خلال المرتين في اليوم اللذين أرغب فيهما في التقاط صور غير مصفاة. يتطلب هذا استخدام دبوس إخراج رقمي آخر على Pi لتوفير إشارة التحكم إلى المرحل.

الخطوة السادسة: توفير الطاقة

توفير الطاقة
توفير الطاقة

هناك أربعة عناصر تحتاج إلى طاقة في هذا المشروع:

  1. فطيرة التوت
  2. Wi-Fi dongle (إذا كنت تستخدم طرازًا أحدث Pi مع اتصال wi-fi مدمج ، فلن يكون ذلك ضروريًا)
  3. 5V التقوية
  4. المؤازرة

هام: لا تحاول تشغيل المؤازرة مباشرة من دبوس 5V على Raspberry Pi. تجذب المؤازرة تيارًا أكثر مما يمكن لـ Pi توفيره وستلحق ضررًا لا يمكن إصلاحه باللوحة. بدلاً من ذلك ، استخدم مصدر طاقة منفصل لتشغيل المؤازرة والترحيل.

ما فعلته هو استخدام ثؤلول حائط بجهد 5 فولت لتشغيل Pi والآخر لتشغيل محور USB قديم. يستخدم المحور لتوصيل دونجل Wi-fi ولتزويد الطاقة بالترحيل والمؤازرة. لا تحتوي المؤازرة والمرحل على مقابس USB ، لذا أخذت كبل USB قديمًا وقطعت الموصل من طرف الجهاز. ثم قمت بتجريد الأسلاك 5V والأرضية وربطها بالمرحل والمؤازرة. قدم هذا مصدر طاقة لتلك الأجهزة دون المخاطرة بإلحاق الضرر بـ Pi.

ملاحظة: Pi والمكونات الخارجية ليست مستقلة تمامًا. نظرًا لأن لديك إشارات تحكم قادمة من Pi إلى المرحل والمؤازرة ، يجب أن يكون لديك أيضًا خط أرضي يعود من تلك العناصر إلى Pi. يوجد أيضًا اتصال USB بين المحور و Pi بحيث يمكن تشغيل wi-fi. من المحتمل أن يرتجف مهندس كهربائي من احتمال حدوث حلقات أرضية وغيرها من الأذى الكهربائي ، لكن كل ذلك يعمل ، لذا لن أقلق بشأن نقص التميز الهندسي.:)

الخطوة 7: وضع كل ذلك معًا

ضع كل شيء معا
ضع كل شيء معا
ضع كل شيء معا
ضع كل شيء معا

بمجرد توصيل جميع الأجزاء ، فإن الخطوة التالية هي تركيب المؤازرة وذراع الغالق والكاميرا على لوحة التركيب.

في إحدى الصور أعلاه ، يمكنك رؤية ذراع الغالق في موضعه (باستثناء الفيلم الشمسي ، الذي لم أقم بتسجيله بعد). إن ذراع الغالق مصنوع من 1/4 بوصة HDPE ويتم توصيله باستخدام أحد المحاور القياسية التي تأتي مع المؤازرة.

في الصورة الأخرى ، يمكنك رؤية الجزء الخلفي من لوحة التركيب وكيفية توصيل المؤازرة والكاميرا. بعد التقاط هذه الصورة ، قمت بإعادة تصميم القطعة البيضاء التي تراها لتقريب عدسة الكاميرا من ذراع الغالق ثم أعدت طباعتها باللون الأخضر. هذا هو السبب في عدم وجود الجزء الأبيض في الصور الأخرى.

كلمة تحذير

تحتوي وحدة الكاميرا على كابل شريط صغير جدًا على اللوحة يصل الكاميرا الفعلية ببقية الأجهزة الإلكترونية. هذا الموصل الصغير لديه ميل مزعج للخروج من المقبس بشكل متكرر. عندما تنبثق ، يبلغ raspistill أن الكاميرا غير متصلة. قضيت الكثير من الوقت دون جدوى في إعادة ترتيب طرفي كابل الشريط الأكبر قبل أن أدرك مكان المشكلة الحقيقية.

بعد أن أدركت أن المشكلة كانت في الكبل الصغير الموجود على السبورة ، حاولت الضغط عليه بشريط Kapton لكن ذلك لم ينجح ، ولجأت أخيرًا إلى رشة من الغراء الساخن. حتى الآن ، قام الغراء بتثبيته في مكانه.

الخطوة 8: اختيار الموقع

اختيار الموقع
اختيار الموقع

توجد التلسكوبات العظيمة في العالم على قمم الجبال في بيرو أو هاواي أو في مكان آخر بعيد نسبيًا. بالنسبة لهذا المشروع ، تضمنت القائمة الكاملة للمواقع المرشحة ما يلي:

  • عتبة النافذة في بيتي تواجه الشرق
  • عتبة نافذة تواجه الغرب في منزلي
  • عتبة نافذة تواجه الجنوب في منزلي

تغيب بشكل ملحوظ عن هذه القائمة بيرو وهاواي. إذن ، في ضوء هذه الاختيارات ، ماذا كان علي أن أفعل؟

تحتوي النافذة المواجهة للجنوب على مساحة مفتوحة على مصراعيها مع عدم وجود مبانٍ معروضة ، ولكن نظرًا لوجود مشكلة في ختم الطقس ، فهي ليست واضحة بصريًا. تحتوي النافذة المواجهة للغرب على إطلالة رائعة على Pikes Peak وكان من الممكن أن توفر منظرًا رائعًا ولكنها تقع في غرفة العائلة وقد لا ترغب زوجتي في عرض مشروعي العلمي بشكل بارز لمدة عام كامل. تركني هذا المنظر المواجه للشرق والذي يطل على برج هوائي كبير والجزء الخلفي من السيفوي المحلي. ليست جميلة جدًا ولكن هذا كان الخيار الأفضل.

حقًا ، الشيء الأكثر أهمية هو العثور على مكان لا يتعرض فيه المشروع للتزاحم أو النقل أو الإزعاج بأي شكل آخر. طالما يمكنك وضع الشمس في الإطار لمدة ساعتين كل يوم ، فسيعمل أي اتجاه.

الخطوة 9: التقاط الصور

التقاط الصور
التقاط الصور

سماء ملبدة بالغيوم

تصادف أنني أعيش في مكان يحصل فيه على الكثير من أشعة الشمس كل عام ، وهو أمر جيد لأن السحب تلعب دورًا فسادًا مع الصور. إذا كان الجو غائمًا قليلاً ، فإن الشمس تظهر كقرص أخضر شاحب بدلاً من القرص البرتقالي المحدد جيدًا الذي أحصل عليه في يوم صافٍ. إذا كان الجو غائمًا تمامًا ، فلن يظهر أي شيء على الصورة.

لقد بدأت في كتابة بعض برامج معالجة الصور للمساعدة في التخفيف من هذه المشكلات ولكن هذا الرمز ليس جاهزًا بعد. حتى ذلك الحين ، لا بد لي من التغلب على تقلبات الطقس.

النسخ الاحتياطي لبياناتك

باستخدام الكاميرا التي أستخدمها وعدد الصور التي ألتقطها ، أقوم بإنشاء حوالي 70 ميغابايت من الصور كل يوم. حتى لو كانت بطاقة micro-SD الموجودة على Pi كبيرة بما يكفي لاستيعاب بيانات لمدة عام ، فلن أثق بها. كل بضعة أيام ، أستخدم scp لنسخ البيانات الحديثة إلى سطح المكتب. هناك ، أعرض الصور للتأكد من أنها بخير وأنه لم يحدث شيء غريب. ثم أنسخ كل هذه الملفات إلى NAS الخاص بي بحيث يكون لدي نسختان مستقلتان من البيانات. بعد ذلك ، أعود إلى Pi وحذف الملفات الأصلية.

الخطوة 10: أناليما (أو … شكل ثمانية كبير فلكيًا)

أناليما (أو … شكل ثمانية كبير فلكيًا)
أناليما (أو … شكل ثمانية كبير فلكيًا)
أناليما (أو … شكل ثمانية كبير فلكيًا)
أناليما (أو … شكل ثمانية كبير فلكيًا)

إلى جانب تحديد الميل المحوري وخط العرض ، يمكن أن يوفر لنا التقاط الصور في نفس الوقت كل يوم أيضًا منظرًا رائعًا لمسار الشمس على مدار عام.

إذا سبق لك أن شاهدت فيلم Cast Away مع Tom Hanks ، فقد تتذكر المشهد في الكهف حيث حدد مسار الشمس بمرور الوقت وصنع الرقم ثمانية. عندما رأيت هذا المشهد لأول مرة ، كنت أرغب في معرفة المزيد عن هذه الظاهرة وبعد سبعة عشر عامًا فقط ، أخيرًا أقوم بفعل ذلك بالضبط!

يسمى هذا الشكل أنالما وهو ناتج عن ميل محور الأرض وحقيقة أن مدار الأرض بيضاوي الشكل وليس دائرة كاملة. يعد التقاط صورة على فيلم أمرًا بسيطًا مثل إعداد الكاميرا والتقاط صورة في نفس الوقت كل يوم. في حين أن هناك الكثير من الصور الجيدة جدًا لـ analemma على الويب ، فإن أحد الأشياء التي سنفعلها في هذا المشروع هو إنشاء صورنا الخاصة. لمزيد من المعلومات حول analemma وكيف يمكن للمرء أن يكون محور تقويم مفيد جدًا ، راجع هذا المقال.

قبل ظهور التصوير الرقمي ، كان التقاط صورة أنالما يتطلب مهارات تصوير فوتوغرافي فعلية نظرًا لأنه سيتعين عليك التقاط عدة تعريضات ضوئية على نفس القطعة من الفيلم بعناية. من الواضح أن كاميرا Raspberry Pi لا تحتوي على فيلم لذا فبدلاً من المهارة والصبر ، سنقوم ببساطة بدمج صور رقمية متعددة للحصول على نفس التأثير.

الخطوة 11: ماذا بعد؟

الآن بعد أن أصبح روبوت الكاميرا الصغير في مكانه ويلتقط الصور بأمانة كل يوم ، فماذا بعد؟ كما اتضح ، لا يزال هناك عدد غير قليل من الأشياء التي يجب القيام بها. لاحظ أن معظمها سيتضمن كتابة Python واستخدام OpenCV. أنا أحب الثعبان وكنت أرغب في الحصول على عذر لتعلم OpenCV ، وهذا هو الفوز بالنسبة لي!

  1. اكتشاف الأيام الملبدة بالغيوم تلقائيًا إذا كان الجو غائمًا جدًا ، فإن الفيلم الشمسي وسرعة الغالق القصيرة تجعل الصورة معتمة. أرغب في اكتشاف هذه الحالة تلقائيًا ثم زيادة سرعة الغالق أو تحريك المرشح الشمسي بعيدًا عن الطريق.
  2. استخدم معالجة الصور للعثور على الشمس حتى في الصور الملبدة بالغيوم ، أظن أنه من الممكن العثور على نقطة مركز الشمس حتى لو كانت السحب في الطريق.
  3. قم بتراكب الأقراص الشمسية على صورة خلفية واضحة لتشكيل مسار لمسار الشمس خلال النهار
  4. إنشاء تحليل نفس التقنية الأساسية كخطوة أخيرة ولكن باستخدام الصور التي تم التقاطها في نفس الوقت كل يوم
  5. قم بقياس الدقة الزاويّة للكاميرا (بالدرجات / البكسل) سأحتاج إلى هذا لحساباتي اللاحقة

هناك ما هو أكثر من ذلك ، لكن هذا سيجعلني مشغولاً لبعض الوقت.

شكرا لبقائك معي حتى النهاية. أتمنى أن تكون قد استمتعت بوصف هذا المشروع وأنه يحفزك على معالجة مشروعك القادم!

موصى به: