रास्पबेरी पाई का उपयोग करके लंबा एक्सपोजर और एस्ट्रो-फोटोग्राफी: 13 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

एस्ट्रोफोटोग्राफी खगोलीय पिंडों, आकाशीय घटनाओं और रात के आकाश के क्षेत्रों की फोटोग्राफी है। चंद्रमा, सूर्य और अन्य ग्रहों के विवरण रिकॉर्ड करने के अलावा, एस्ट्रोफोटोग्राफी में मानव आंखों के लिए अदृश्य वस्तुओं जैसे कि मंद तारे, नेबुला और आकाशगंगाओं को पकड़ने की क्षमता है। इसने हमें मोहित किया क्योंकि प्राप्त परिणाम लुभावने हैं और लंबे एक्सपोज़र शॉट्स के साथ प्राप्त किए जा सकते हैं।

एक नियमित कैमरे की बहुमुखी प्रतिभा का विस्तार करने के लिए, हमने एक रास्पबेरी पाई संचालित मॉड्यूल को डिजाइन और बनाने का फैसला किया जो एक डीएसएलआर कैमरे से जुड़ सकता है। यह फोटोग्राफर को कुछ चर पूर्व निर्धारित करने की अनुमति देता है और इस प्रकार लंबी अवधि में कैप्चरिंग प्रक्रिया को स्वचालित करता है। एस्ट्रोफोटोग्राफी स्टिल्स के अलावा, यह मॉड्यूल एक इनबिल्ट प्रोग्राम की मदद से स्टार ट्रेल्स उत्पन्न कर सकता है और टाइम-लैप्स भी बना सकता है।

अपना स्वयं का मॉड्यूल बनाने के लिए अनुसरण करें और रात्रि-आसमान की अद्भुत तस्वीरें लें। हमारी परियोजना का समर्थन करने के लिए रास्पबेरी-पाई प्रतियोगिता में वोट दें।

चरण 1: मॉड्यूल का अवलोकन

हमने जो प्रोग्राम बनाया है वह तीन अलग-अलग प्रक्रियाओं को संभालता है:

एप्लिकेशन का फ्रंट-एंड, या ग्राफिकल यूजर इंटरफेस - यह वही है जो उपयोगकर्ता मॉड्यूल को इंटरैक्ट और नियंत्रित करने के लिए उपयोग करेगा

कैमरे को नियंत्रित करना - यह प्रोग्राम का वह हिस्सा है जो कैमरे को सही समय पर सही समय पर ट्रिगर करने के लिए जिम्मेदार होता है

छवियों को संसाधित करना - यह प्रोग्राम का वह भाग है जो एक सुंदर स्टार-ट्रेल छवि में या एक टाइमलैप्स वीडियो में ली गई तस्वीरों के संयोजन और विलय के लिए जिम्मेदार है।

GUI उपयोगकर्ता से कैमरे के चित्रों और एक्सपोज़र समय के बीच के अंतराल जैसे मापदंडों को इकट्ठा करता है। इसके बाद यह कैमरे को इन कारकों के आधार पर छवियों को कैप्चर करने का निर्देश देता है। एक बार सभी छवियों को कैप्चर करने के बाद पोस्ट-प्रोसेसिंग होती है। और अंतिम परिणाम उपयोगकर्ता के लिए क्लाउड या स्थानीय रूप से एक्सेस करने के लिए रास्पबेरी पीआई की आंतरिक मेमोरी पर संग्रहीत किया जाता है।

चरण 2: आवश्यक सामग्री

इस परियोजना के लिए हार्डवेयर बहुत सीधा है, निम्नलिखित सूची में आवश्यक सभी सामग्रियां शामिल हैं।

इलेक्ट्रॉनिक्स और हार्डवेयर:

• रास्पबेरी पाई
• एलसीडी टच डिस्प्ले
• M3 बोल्ट x 8
• M3 हीटेड इंसर्ट x 8
• एक कैमरा जो निम्न सूची में मौजूद है (https://www.gphoto.org/proj/libgphoto2/support.php)
• उन क्षेत्रों में सिस्टम को शक्ति प्रदान करने के लिए एक मानक पावर बैंक जहां प्लग आसानी से सुलभ नहीं हो सकता है

रास्पबेरी पाई को प्रोग्रामिंग और कॉन्फ़िगर करने के लिए कुछ बाह्य उपकरणों की आवश्यकता होगी:

• एक माउस और कीबोर्ड
• एक बाहरी एचडीएमआई मॉनिटर

चरण 3: 3 डी प्रिंटेड पार्ट्स

हमने सभी घटकों को पकड़ने के लिए एक केस को 3डी प्रिंट किया और एक नियमित तिपाई पर मॉड्यूल को माउंट करने के लिए एक क्लैंप तैयार किया। भागों को प्रिंट करने में लगभग 20 घंटे लगते हैं और हमने नीचे निम्नलिखित एसटीएल फाइलों के लिए एक फाइल लिंक की है।

• रास्पबेरी पाई केस x 1, 20% infill
• कवर x १, २०% infill
• तिपाई माउंट x १, ४०% infill
• तिपाई क्लैंप x 1, 40% infill

एक बार मुद्रित भाग तैयार हो जाने के बाद, कोई सावधानीपूर्वक समर्थन निकाल सकता है।

चरण 4: हीट इंसर्ट को एम्बेड करना

प्लास्टिक के बढ़ते छेद को मजबूत करने के लिए, हमने हीट इंसर्ट को एम्बेड किया। टांका लगाने वाले लोहे का उपयोग करके धीरे से आवेषण में धक्का दें जब तक कि वे शीर्ष सतह से फ्लश न हो जाएं। बोल्ट के धागे आसानी से और लंबवत हैं, यह सुनिश्चित करते हुए आठ बढ़ते छेदों के लिए प्रक्रिया को दोहराएं।

चरण 5: रास्पबेरी पाई और स्क्रीन को माउंट करना

M3 बोल्ट का उपयोग करते हुए संबंधित बढ़ते छेद का उपयोग करके रास्पबेरी पाई को सुरक्षित करें। फिर कनेक्टर पिन को संरेखित करके डिस्प्ले में प्लग करें। अंत में, कवर को स्क्रीन के ऊपर रखें और बोल्टों को जकड़ें। सॉफ्टवेयर अपलोड करने के लिए अब मॉड्यूल तैयार है।

चरण 6: तिपाई से जुड़ना

मॉड्यूल को कैमरे के लिए आसानी से सुलभ बनाने के लिए, हमने इसे तिपाई पर रखने का फैसला किया। हमने एक कस्टम माउंटिंग ब्रैकेट डिज़ाइन किया है जो एक मानक तिपाई फिट बैठता है। तिपाई के एक पैर के चारों ओर माउंट को जकड़ने के लिए बस दो स्क्रू का उपयोग करें। यह मॉड्यूल को आसानी से संलग्न करने और निकालने की अनुमति देता है।

चरण 7: रास्पबेरी पाई के ऑपरेटिंग सिस्टम की स्थापना

मॉड्यूल पर रास्पबेरी पाई एक डेबियन आधारित ऑपरेटिंग सिस्टम चला रही है जिसे रास्पियन कहा जाता है। इंस्ट्रक्शनल के समय तक, OS का नवीनतम संस्करण रास्पियन बस्टर है, जिसे हमने उपयोग करने का निर्णय लिया है। ओएस को निम्न लिंक का उपयोग करके डाउनलोड किया जा सकता है। (रास्पियन बस्टर ओएस) "डेस्कटॉप और अनुशंसित सॉफ़्टवेयर के साथ रास्पियन बस्टर" कहने वाले विकल्प को डाउनलोड करना सुनिश्चित करें क्योंकि कुछ अनुशंसित सॉफ़्टवेयर इस प्रोजेक्ट के लिए उपयोगी होंगे। एक बार ज़िप्ड फोल्डर डाउनलोड हो जाने के बाद, आपको लगभग 16 से 32 जीबी की मेमोरी वाले माइक्रो एसडी-कार्ड की आवश्यकता होगी।

ओएस के साथ एसडी-कार्ड फ्लैश करने के लिए, हम बलेना एचर सॉफ्टवेयर का उपयोग करने की सलाह देते हैं, क्योंकि इसका उपयोग करना आसान है। इसे निम्न लिंक से डाउनलोड किया जा सकता है। (बलेना एचर) एक बार जब आप सॉफ़्टवेयर खोलते हैं, तो आपको निर्देश दिया जाएगा कि आप अपने द्वारा अभी डाउनलोड किए गए ज़िप्ड फ़ोल्डर का चयन करें, फिर एसडी-कार्ड को अपने कंप्यूटर में प्लग करें, और सॉफ़्टवेयर को स्वचालित रूप से पता लगाना चाहिए, अंत में फ्लैश आइकन पर क्लिक करें। प्रक्रिया में 2 से 3 मिनट लगने चाहिए। एक बार पूरा होने पर, मेमोरी कार्ड को अनप्लग करें और इसे अपने रास्पबेरी पाई में प्लग करें।

रास्पबेरी पाई को एचडीएमआई केबल का उपयोग करके बाहरी मॉनिटर से कनेक्ट करें, और यूएसबी पोर्ट के माध्यम से माउस और कीबोर्ड को कनेक्ट करें। अंत में, माइक्रो-यूएसबी पोर्ट और 5v एडॉप्टर का उपयोग करके पाई को पावर दें, और पाई को बूटिंग प्रक्रिया शुरू करनी चाहिए। ओएस तब आपको आवश्यक अपडेट और कई अन्य सेटिंग्स के माध्यम से चलता है, जैसे कि वायरलेस नेटवर्क से कनेक्ट करना और दिनांक और समय सेट करना, बस साथ में पालन करें। एक बार प्रक्रिया पूरी हो जाने के बाद, आपने अपने पीआई पर ओएस सेट कर लिया है और अब आप इसे एक नियमित कंप्यूटर के रूप में उपयोग कर सकते हैं।

चरण 8: अतिरिक्त पुस्तकालय और आवश्यकताएँ

यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रोग्राम चलता है, रास्पबेरी पाई को कुछ पुस्तकालयों और निर्भरताओं को स्थापित करने की आवश्यकता होती है। यहां उन सभी की सूची दी गई है (नोट: हमने इस परियोजना के लिए python3 का उपयोग किया है और हम आपको ऐसा करने की सलाह देते हैं):

• टिंकर (जब आप अजगर डाउनलोड करते हैं तो यह इनबिल्ट आता है)
• जनहित याचिका (यह भी अजगर के साथ पूर्वस्थापित आता है)
• श्री
• ओपनसीवी
• जीफोटो2

किसी भी पैकेज को स्थापित करने से पहले हम sudo apt-get update कमांड का उपयोग करके रास्पबेरी पाई के ओएस को अपडेट करने की सलाह देते हैं। श लाइब्रेरी को टर्मिनल खोलकर और निम्न कमांड का उपयोग करके डाउनलोड और इंस्टॉल किया जा सकता है:

sudo pip3 शू स्थापित करें

Gphoto2 पैकेज को स्थापित करने के लिए बस निम्नलिखित कमांड का उपयोग करें:

sudo apt-get install gphoto2

OpenCV पैकेज को डाउनलोड और इंस्टॉल करना थोड़ी लंबी प्रक्रिया है। हम निम्नलिखित लिंक का उपयोग करने की सलाह देते हैं, जो आपको चरणों के माध्यम से चलता है और सभी आदेशों को बहुत विस्तार से प्रदान करता है: https://www.pyimagesearch.com/2018/09/26/install-opencv-4-on-your-raspberry- पाई/

चरण 9: ऑनबोर्ड टचस्क्रीन डिस्प्ले के लिए अतिरिक्त ड्राइवर

ऑनबोर्ड टच स्क्रीन को कार्य करने के लिए कुछ सरल विन्यास की आवश्यकता होती है। रास्पबेरी पाई को पावर दें और एक टर्मिनल खोलें और निम्नलिखित कमांड का उपयोग करें:

• सुडो आरएम-आरएफ एलसीडी-शो
• गिट क्लोन
• चामोद-आर ७५५ एलसीडी-शो
• सीडी एलसीडी-शो/
• सुडो./LCD35-शो

एक बार जब आप अंतिम कमांड दर्ज कर लेते हैं, तो आपका बाहरी मॉनिटर खाली हो जाना चाहिए और पाई को बूट होना चाहिए और डेस्कटॉप को ऑनबोर्ड टचस्क्रीन पर प्रदर्शित करना चाहिए। अपने बाहरी मॉनिटर पर वापस लौटने के लिए, ऑनबोर्ड स्क्रीन पर एक टर्मिनल विंडो खोलें और निम्न कमांड का उपयोग करें।

• चामोद-आर ७५५ एलसीडी-शो
• सीडी एलसीडी-शो/
• सुडो./एलसीडी-एचडीएमआई

चरण 10: टाइमलैप्स मॉड्यूल प्रोग्राम चलाना

पावर पोर्ट का उपयोग करके सबसे पहले रास्पबेरी पाई को बाहरी पावर बैंक से कनेक्ट करें। प्रोग्राम को चलाने के लिए, नीचे संलग्न ज़िप्ड फ़ोल्डर को डाउनलोड और अनज़िप करें। रास्पबेरी पाई के डेस्कटॉप पर पूरे फ़ोल्डर की प्रतिलिपि बनाएँ। प्रोग्राम और GUI को चलाने के लिए, UI.py नाम की फ़ाइल खोलें और GUI को रास्पबेरी पाई की टच स्क्रीन पर दिखाई देना चाहिए।

इसके बाद, USB केबल का उपयोग करके कैमरे को रास्पबेरी पाई से कनेक्ट करें। GUI पर डिफ़ॉल्ट मान रखें और स्टार्ट बटन पर क्लिक करें। इससे कैमरे को 2 सेकंड के अंतराल पर 5 बार ट्रिगर करना चाहिए। एक बार पूरा हो जाने पर, आप उन चित्रों को देख सकते हैं जो कैमरे ने छवियाँ फ़ोल्डर में लिए हैं।

समस्या निवारण: यदि कैमरा चालू नहीं होता है, तो सुनिश्चित करें कि आपके कैमरे का मॉडल निम्न सूची में मौजूद है। https://www.gphoto.org/proj/libgphoto2/support.php यदि आपका कैमरा इस सूची में है, तो सुनिश्चित करें कि कनेक्शन सुरक्षित हैं और आपका कैमरा चालू है।

चरण 11: एस्ट्रो-फोटोग्राफी के लिए अनुशंसित कैमरा सेटिंग्स

एस्ट्रोफोटोग्राफी करते समय हम यहां कुछ कैमरा सेटिंग्स की सलाह देते हैं।

• आपका कैमरा मैन्युअल फ़ोकस पर होना चाहिए और फ़ोकस को अनंत पर सेट करना चाहिए
• कैमरे को तिपाई पर माउंट करें
• कैमरा सेटिंग मैन्युअल मोड पर होनी चाहिए
• शटर गति: 15-30 सेकंड
• एपर्चर: आपके लेंस के लिए सबसे कम संभव, f-2.8 आदर्श है
• आईएसओ: 1600-6400

कैमरा सेटिंग्स के अलावा, सुनिश्चित करें कि आसमान साफ है। आदर्श परिणाम के लिए आदर्श रूप से ग्रामीण इलाकों में सभी शहर की रोशनी से दूर होना चाहिए।

चरण 12: GUI को समझना

GUI में तीन मान होते हैं जिन्हें उपयोगकर्ता समायोजित कर सकता है:

एक्सपोजर टाइम आपके कैमरे की शटर स्पीड को निर्धारित करता है। उदाहरण के लिए, जब आप रात के आकाश में सितारों की शूटिंग कर रहे हों, तो 15 से 30 सेकंड की शटर गति की सिफारिश की जाती है, ऐसे मामलों में, इस मान को 30 सेकंड पर सेट करें। यदि एक्सपोज़र का समय 1 सेकंड से कम है, तो आप मान को 0 के रूप में रख सकते हैं।

अंतराल समय निर्धारित करता है कि आप दो एक्सपोज़र के बीच कितना समय चाहते हैं। समय चूक के मामले में, हम 1 से 5 मिनट के बीच के अंतराल के समय की सलाह देते हैं।

एक्सपोज़र की संख्या निर्धारित करती है कि आप टाइमलैप्स के लिए कितनी तस्वीरें लेना चाहेंगे। मानक वीडियो लगभग 30 fps पर चलते हैं, जिसका अर्थ है कि यदि आप 30 चित्र क्लिक करते हैं तो आपको एक सेकंड का वीडियो प्राप्त होगा। इसके आधार पर उपयोगकर्ता आवश्यक चित्रों की संख्या तय कर सकता है।

यूआई में एक स्व-व्याख्यात्मक इंटरफ़ेस है। जब मापदंडों को अंतिम रूप दिया जाता है तो तीर बटन का उपयोग मूल्यों और स्टार्ट बटन को बढ़ाने या घटाने के लिए किया जाता है। यह कैमरे को ट्रिगर करता है जिसे पहले से ही पीआई के यूएसबी पोर्ट्स में से एक के माध्यम से जोड़ा जाना चाहिए था। छवियों को तब रास्पबेरी पाई की मेमोरी में सहेजा जाता है जहां आगे संशोधन किए जा सकते हैं।

चरण 13: अनंत और परे के लिए

इस मॉड्यूल का बार-बार उपयोग करने के बाद, हम प्राप्त परिणामों से खुश हैं। एस्ट्रो-फोटोग्राफी में थोड़े से अनुभव के साथ कोई भी सुंदर चित्र खींच सकता है। हमें उम्मीद है कि यह परियोजना मददगार थी, अगर आपको यह पसंद आया तो वोट देकर हमारा समर्थन करें।

हैप्पी मेकिंग!

रास्पबेरी पाई प्रतियोगिता 2020 में उपविजेता