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基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用

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online_member 发表于 2023-2-24 17:48:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用806 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
我想对于拍摄过或想拍摄天体的天文爱好者来说,都会考虑拍摄与控制终端。也就是说我们怎么控制相机记录、控制赤道仪导星与目标寻找、控制滤镜轮切换滤镜、控制相机制冷工作;以至于远程控制调焦、控制望远镜盖掀起、控制天文台屋顶开启关闭、控制相场旋转等,前几年对于大多数爱好者,一台笔记本电脑基本就是控制的中心,但笔记本比较体积大,供电续航短,爱好者需要忍受夏季的蚊虫和冬季的严寒蹲守在望远镜旁操作。
近年来便携式天文拍摄终端成为越来越多爱好者的选择,最具代表性的当属两大天文电子器材巨头:振旺ZWO的ASIAIR系列和QHYCCD的StarMaster。两家设备以其稳定的性能、低廉的价格、小巧的体积及易用的操作方式获得全世界广大天文爱好者的喜欢。
那么作为另外一种选择,严格的说Astroberry不是一款天文控制终端,它只是一个操作系统,因为它是基于树莓派硬件打造的,所以从稳定性、易用性、功能性上来将都不如ASIAIR和StarMaster。那么什么人适合玩这套系统呢?首先你是一个把折腾当乐趣的人,因为Astroberry是全英文操作,所以它对操作者的英语水平是有要求的。而且它不像ASIAIR和StarMaster处于出厂就调式好的状态,这个系统需要你自己去根据自己的器材与环境做调试,那么就需要使用者会一些Linux系统的操作。其次你手里刚好有一个闲置的树莓派(如果为安装这个东西去买个树莓派我还是劝你直接买ASIAIR或StarMaster吧,便宜不了几个钱的,性能功能还差不少),起码要3B以上。第三你手里的天文相机是QHY和ZWO混用的,由于QHY与ZWO只针对自己的产品做了设计,所以两家的天文盒子和相机也是互不兼容的,但是Astroberry是集百家驱动与一身,它基本什么硬件都可以用(QHY PoleMaster我目前还没成功驱动,APP安装上了,但是Astroberry把Linux底层做修改了,所以按QHY的说明装不上,但这个问题不大,PoleMaster可以用手机操作)
<hr/>然后我讲一下它在功能上与ASIAIR和StarMaster相差的地方:
第一、树莓派不具备12V插排功能,另外两个都有这个功能;树莓派需要你为它单独准备一个5V3A的电源,而其它两个都是标准12V输入。
第二、树莓派不带eMMC,而另两家的盒子都是带eMMC的,所以它的存储速度受TF卡写入速度的限制,这个限制相当于掐死了行星拍摄这个场景,它导致拍摄行星的时候帧率明显受限,我正常使用ASI178 USB3.0口800x600的分辨率在M.2固态硬盘的笔记本上可以跑到80-110帧,在树莓派上640x480只能跑40帧(当然我用的3代树莓派,瓶颈也可能出在USB2.0接口上,但SD卡写入速度一定会成为瓶颈),但这个情况可能是有解决方案的,例如说4代树莓派其中一个USB3.0接一个固态硬盘盒,系统做在固态硬盘里,可能可以绕开传输速率这个问题,另外存储放在远程NAS上,也可以提高传输速率。我没做过这些,不知道是否可行。
第三、操作界面复杂,与其它两家不一样的是,Astroberry它本质还是一个电脑,需要调用不同的软件进行控制与拍摄工作,而其他两家是所有功能集成在一起的。
当然它也不是没有优点,它的优点是——如果你有了一个闲置的树莓派,它是免费的。另外如果你只是深空拍摄,它的功能足够了。
<hr/>如果看到这还没有成功的劝退你,那么你可以继续看这套系统的安装与使用了,截至发文时我没有在国内哪个平台上看到关于Astroberry的使用教程(这也侧面反映了那两家天文盒子的成功),这篇教程是我看着英文说明并实际操作得出的。
首先,需要在Astroberry官方网站上下载他们最新的镜像文件。
拉到下面找到Download and Install,点击那个红色的Download,下载后解压出img镜像文件。

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用135 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
下载下来的镜像文件不是直接复制粘贴到TF卡中的,而是需要“烧录”到TF卡中,官方给了一个建议烧录软件,免费的。
<hr/>1、安装:
准备一张32G以上的TF卡,将TF卡(或读卡器)插到电脑上,使用烧录工具(如BalenaEtcher),将astroberry-server_2.0.4.img烧录至TF卡上。

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用128 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239

Select target选择TF卡那个盘符

将烧录好的TF卡查到树莓派的插槽中,给树莓派上电,等待一下。不需要外接屏幕和键盘这些外设,系统启动后会自动开启VNC,届时就可以通过远程控制对树莓派进行操作。
<hr/>2、首次连接及设置:
启动后查找WiFi SSID:Astroberry,连接输入Wi-Fi密码astroberry。连接后打开浏览器在搜索栏输入https://astroberry.local/desktop/,点击“连接”输入系统密码“astroberry”(不含引号)进入系统。

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用682 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
3、更新网络连接:
在树莓派系统左上角左键点击网络图标,选择Create New Wi-Fi Network。

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用537 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
在Network name处输入你当前Wi-Fi的SSID,Wi-Fi security选择默认的WEP 128-bit Passphrase,Key处输入你当前Wi-Fi的密码。点击Create。

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用838 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
右击左上角网络图标,选择Edit Connections,点击Wireless connection,点击下面的齿轮图标,将SSID处(默认显示为CHANGE,我当时在想为什么是“嫦娥”)改为当前Wi-Fi的SSID,Mode选Client,Band选Automatic,Channel选default,BSSID为空,Device选wlan0,Cloned MAC address选Stable,MTU选automatic。Wi-Fi Security选项卡中输入密码。此后可以通过同一个Wi-Fi下无线连接控制。

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用721 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
以上两个都要做,不然就连不上Wi-Fi,我也不知道为什么,如果第一个不做,只有第二个改了连不上,如果第一个做了第二个没改也连不上,两个都做了第一个显示未连接,但第二个可以连接上了。
有了网络连接后就不用连接它那个SSID为Astroberry的热点了(因为连接热点控制Astroberry的电脑就上不了网,除非用有线上网,无线连接Astroberry热点),例如我就是把赤道仪放到院子里,然后坐在屋里就可以使用电脑边看剧变控制望远镜拍摄了。
<hr/>4、配置虚拟GPS:
因为树莓派是没有自带GPS模块的,所以多数情况下都需要手动把你拍摄地的GPS录入到系统中,坐标与海拔使用手机自带的指南针就可以查到。剩下的就是写到位置文件location.conf中。
进入命令行输入:
cd #进入根目录
cd /etc #进入etc文件夹
sudo nano location.conf

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用66 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
修改latitude处填入当前纬度坐标,longitude处填入经度,正值表示北纬/东经,负值表示南纬/西经,经纬度要使用xx.xxxx(度)的格式填入,不可填入xx度xx分xx秒,elevation处填入当前海拔。Alt+0保存。

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用76 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
<hr/>系统最常应用的三个软件都在快速启动栏上,Kstars(望远镜图标)、FireCapture(FC火球图标)、PHD2(绿色寻星镜图标),Kstars是拍摄用主程序、FireCapture是天阳系天体拍摄用(受树莓派性能影响不用它)、PHD2是导星软件。我们主要会用到Kstars和其内置的Ekos。
5、配置KStars:
首先设置地点,点击小地球图标或Setting选择Geographic,进入Set Geographic Location,在Country filter中填入China选择离自己最近的地方,然后点击OK。也可以在下方自己新增地点,先点击Clear Fields,在Latitude处填入纬度,正值为北纬/负值为南纬,度分秒用空格隔开,在Longitude处填入经度,正值为东经/负值为西经,度分秒用空格隔开,在Elevation处填入海拔,单位为米;UT offset选择时区,东区为正西区为负;在City处填入城市名,Province处填入省/州名,Country处填入国家名。点击+即可在系统中生成新地址。点击OK确认

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用236 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
Ekos是使用INDI标准的硬件控制系统,它可以对赤道仪、主相机、导星相机、电调器(包含调焦、加热、场旋器控制)、滤镜轮、天文圆顶和小型气象台的控制与数据采集。
配置Ekos,启动软件后点击Ekos图标(小天文台),编辑Profile Editor,我以我手里的器材为例:我的赤道仪是信达的AZ-EQ5,主相机是一个改装过的佳能60D,导星相机是振旺的ASI178MM,其它器材没有。
Name处起一个名,Mode处选Local,Guideing可以选Ekos自带的也可以选PHD2,我选的PHD2,Mount选SkyWatcher——EQMod Mount(此处根据你自己的赤道仪选择型号),CCD选DSLRs——Canon DSLR(此处根据你自己的主相机选择型号),Guider选ZWO——ZWO CCD(此处根据你自己的导星相机选择型号)。

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用108 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
赤道仪端的设置:将USB线一端插在赤道仪另一端插在树莓派任意一个USB接口上,开机后在手控上正常输入时间与坐标后进入系统(可校准可不校准),赤经赤纬轴都处于0位(即望远镜朝向北天极),对于星特朗或信达的赤道仪:选择CHOOSE MENU——Utility Function——PC Direct Mode,选择后保持PC Direct Mode模式不要退出。

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用796 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用193 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
点击Start & Stop Ekos处的start按钮,弹出各硬件设备的详细设置与状态。

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用410 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
第一次连接要进行一些设置,例如赤道仪的通讯频率,根据自己赤道仪的通讯频率选择,我的AZ-EQ5是115200。

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用273 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
Ekos拍摄设置,如果使用天文相机,直接使用USB线连接相机与树莓派即可,(如果使用单反相机,相机端设置B门模式,选择RAW格式,关闭机内降噪,先开启相机,启动HDMI控制,再把数据线连接到相机上),选择相机选项卡,在Capture Settings中,Exposure为曝光时间,单位为秒;Filter选择对应的色彩滤镜,彩色相机选择Luminance;Count为计划中曝光张数;Delay是两次曝光的间隔时间,单位为秒;Format选项两个,FITS是标准天文图片格式、Native是相机自己的RAW格式;Type为当前文件的图像场Light、本底Bias【盖镜头盖最小快门拍摄】、暗场Dark【盖镜头盖与图像场曝光时间、环境一致拍摄】、平场Flat【对准白底自动曝光拍摄】设置好后点击Sequence Queue侧的“+”,将设置好的计划添加进计划栏中,然后再点击下方的Start Sequence按钮,相机将开始按计划拍摄。

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用905 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
<hr/>6、Kstar的使用:
在星图上点击任意目标,或点击功能栏上的Find Object放大镜按键,查询目标,选择后右键点击目标可弹出选项菜单:

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用980 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
选择Center & Track可以将目标居中并跟踪,左上角显示当前跟踪目标,选择赤道仪菜单下面的Goto,赤道仪将对准当前选择目标(前提为赤道仪已经对好极轴、做好Align)并开启跟踪,选择Abort赤道仪停止追踪。连接好相机后星图中会出现模拟视场,开启Goto后赤道仪的红色准星会自动移动到目标处。

基于树莓派的免费天文控制系统Astroberry的设置与使用71 / 作者:静静的等258 / 帖子ID:113239
<hr/>7、PHD2的设置
可以在“Guide——Advanced Settings”第一个Global选项卡,Global Settings的Language处更改界面语言,选择Chinese(Simplified)将更改为简体中文,点击OK后软件自动重启,界面变更为简体中文版。
对于外置导星,可在“Guide——Advanced Settings”第三个导星选项卡,导星设置中勾选Use multiple stars可以开启多星导星,提高系统精度。同轴导星不用开启。
在“暗场”选项中选择“暗场库”可以盖好导星镜盖拍摄导星CCD的暗场,避免系统将CCD的噪点误认为星点导致导星失误。
<hr/>以上就是基于树莓派的免费天文盒子Astroberry的搭建方式,有了这个东西,不管闷热的夏日夜晚还是寒冷的冬夜,你只需要提前设置好参数,用较短的时间给系统加上电,对好极轴,然后就可以回屋里边吹着空调刷着剧边操控外面的设备拍摄星空了。
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