सौर वेधशाला: 11 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

पृथ्वी की धुरी का झुकाव क्या है? मैं किस अक्षांश पर हूँ?

यदि आप जल्दी से उत्तर चाहते हैं, तो आप या तो Google की ओर रुख कर सकते हैं या अपने स्मार्टफ़ोन पर GPS ऐप का उपयोग कर सकते हैं। लेकिन अगर आपके पास रास्पबेरी पाई, एक कैमरा मॉड्यूल, और कुछ अवलोकन करने के लिए एक या एक वर्ष है, तो आप इन प्रश्नों के उत्तर स्वयं निर्धारित कर सकते हैं। एक निश्चित स्थान पर एक सौर फिल्टर के साथ एक कैमरा स्थापित करके और हर दिन एक ही समय पर तस्वीरें लेने के लिए पाई का उपयोग करके, आप आकाश के माध्यम से सूर्य के पथ के बारे में बहुत सारे डेटा एकत्र कर सकते हैं और विस्तार से, पृथ्वी के चारों ओर पथ सूरज। इस निर्देश में, मैं आपको दिखाता हूँ कि कैसे मैंने $ 100 से कम में अपनी सौर वेधशाला बनाई।

इससे पहले कि हम और आगे बढ़ें, मुझे यह बताना चाहिए कि मैं अपने साल भर के प्रयोग में केवल दो महीने का हूं इसलिए मैं अंतिम परिणामों को शामिल नहीं कर पाऊंगा। हालांकि, मैं इस परियोजना के निर्माण के अपने अनुभव को साझा कर सकता हूं और उम्मीद है कि आपको अपना खुद का निर्माण करने का एक विचार दे सकता हूं।

जबकि बिल्कुल भी मुश्किल नहीं है, यह परियोजना कई अलग-अलग कौशल का प्रयोग करने का अवसर प्रदान करती है। कम से कम, आपको एक रास्पबेरी पाई को एक कैमरे और एक सर्वो से जोड़ने में सक्षम होने की आवश्यकता है और आपके द्वारा ली गई तस्वीरों से डेटा निकालने के लिए आपको कुछ स्तर के सॉफ़्टवेयर विकास करने में सक्षम होने की आवश्यकता होगी। मैंने बेसिक वुडवर्किंग टूल्स और एक 3D प्रिंटर का भी उपयोग किया लेकिन ये इस प्रोजेक्ट के लिए महत्वपूर्ण नहीं हैं।

मैं अपने द्वारा किए गए दीर्घकालिक डेटा-एकत्रण प्रयास का भी वर्णन करूंगा और सैकड़ों चित्रों को संख्यात्मक डेटा में बदलने के लिए मैं OpenCV का उपयोग कैसे करूंगा, जिसका विश्लेषण स्प्रेडशीट या आपकी पसंद की प्रोग्रामिंग भाषा का उपयोग करके किया जा सकता है। एक बोनस के रूप में, हम अपने कलात्मक पक्ष में भी टैप करेंगे और कुछ दिलचस्प दृश्य छवियों को देखेंगे।

चरण 1: Tldr; संक्षिप्त निर्देश

यह निर्देश थोड़ा लंबा है इसलिए आरंभ करने के लिए, यहाँ नंगे-हड्डियाँ हैं, कोई अतिरिक्त विवरण प्रदान नहीं किया गया है।

1. रास्पबेरी पाई, कैमरा, सर्वो, रिले, सोलर फिल्म, वॉल वार्ट्स और मिश्रित हार्डवेयर प्राप्त करें
2. उस सारे हार्डवेयर को हुक अप करें
3. पाई को कॉन्फ़िगर करें और चित्र लेने और परिणामों को सहेजने के लिए कुछ सरल स्क्रिप्ट लिखें
4. एक प्रोजेक्ट बॉक्स बनाएं और उसमें सभी हार्डवेयर माउंट करें
5. प्रोजेक्ट को रखने के लिए एक जगह खोजें जहां यह सूरज देख सके और यह टकरा या झटका न लगे
6. इसे वहाँ रखो
7. तस्वीरें लेना शुरू करें
8. हर कुछ दिनों में, चित्रों को दूसरे कंप्यूटर पर ले जाएं ताकि आप अपना एसडी कार्ड न भरें
9. OpenCV सीखना शुरू करें ताकि आप अपनी छवियों से डेटा निकाल सकें
10. एक साल रुको

यही परियोजना संक्षेप में है। अब इन चरणों के बारे में अतिरिक्त विवरण के लिए पढ़ते रहें।

चरण 2: पृष्ठभूमि

जब तक हम आसपास रहे हैं तब तक मनुष्य सूर्य, चंद्रमा और सितारों को देख रहा है और यह परियोजना ऐसा कुछ भी पूरा नहीं करती है जो हमारे पूर्वजों ने हजारों साल पहले नहीं किया था। लेकिन महत्वपूर्ण समय पर छाया के स्थानों को चिह्नित करने के लिए जमीन में एक छड़ी रखने और चट्टानों का उपयोग करने के बजाय, हम रास्पबेरी पाई और एक कैमरे का उपयोग करेंगे और यह सब हमारे घरों के आराम से करेंगे। आपकी परियोजना अब से एक हज़ार साल बाद एक पर्यटन स्थल नहीं होगी, लेकिन साथ ही, आपको बड़े-बड़े शिलाखंडों को लगाने के लिए भी संघर्ष नहीं करना पड़ेगा।

इस परियोजना में सामान्य विचार आकाश में एक निश्चित स्थान पर एक कैमरा इंगित करना और हर दिन एक ही समय पर तस्वीरें लेना है। यदि आपके कैमरे में उपयुक्त फिल्टर है और शटर गति सही है, तो आपके पास सूर्य की डिस्क की स्पष्ट, अच्छी तरह से परिभाषित छवियां होंगी। इन तस्वीरों का उपयोग करके आप जमीन में एक आभासी छड़ी रख सकते हैं और कुछ दिलचस्प चीजें सीख सकते हैं।

इस निर्देश के आकार को प्रबंधनीय रखने के लिए, मैं केवल यह कवर करूंगा कि पृथ्वी की धुरी के झुकाव और उस अक्षांश का निर्धारण कैसे किया जाए जहां चित्र लिए गए हैं। यदि टिप्पणी अनुभाग पर्याप्त रुचि दर्शाता है, तो मैं कुछ अन्य चीजों के बारे में बात कर सकता हूं जो आप अपने सौर वेधशाला से सीख सकते हैं एक अनुवर्ती लेख में।

अक्षीय झुकाव जिस दिन सूर्य सबसे दूर उत्तर में होता है और जिस दिन वह सबसे दूर दक्षिण में होता है, वह पृथ्वी की धुरी के झुकाव के समान होता है। आपने स्कूल में सीखा होगा कि यह 23.5 डिग्री है लेकिन अब आप इसे अपने स्वयं के अवलोकन से जान पाएंगे, न कि केवल एक पाठ्यपुस्तक से।

अक्षांशअब जबकि हम पृथ्वी की धुरी के झुकाव को जानते हैं, अपने वर्तमान स्थान का अक्षांश जानने के लिए वर्ष के सबसे लंबे दिन पर सूर्य के पथ की ऊंचाई से घटाएं।

क्यों परेशान?जाहिर है कि आप इन मूल्यों को अधिक सटीक और जल्दी से पा सकते हैं, लेकिन यदि आप उस प्रकार के व्यक्ति हैं जो इंस्ट्रक्शंस को पढ़ता है, तो आप जानते हैं कि इसे स्वयं करने में बहुत संतुष्टि होती है। अपने आस-पास की दुनिया के बारे में कुछ सरल, प्रत्यक्ष अवलोकन और सीधे-सीधे गणित का उपयोग करके सीखना इस परियोजना का संपूर्ण बिंदु है।

चरण 3: आवश्यक घटक

जबकि आप इस पूरे प्रोजेक्ट को एक उपयुक्त महंगे और फैंसी कैमरे के साथ कर सकते हैं, मेरे पास उनमें से एक नहीं है। इस परियोजना का लक्ष्य पिछली परियोजनाओं से मेरे पास पहले से मौजूद चीजों का उपयोग करना था। इसमें रास्पबेरी पाई, कैमरा मॉड्यूल और नीचे सूचीबद्ध अधिकांश अन्य आइटम शामिल थे, हालांकि मुझे उनमें से कुछ के लिए अमेज़ॅन जाना पड़ा। अगर आपको सब कुछ खरीदना है तो कुल लागत लगभग 100 अमरीकी डालर होगी।

• रास्पबेरी पाई (कोई भी मॉडल करेगा)
• रास्पबेरी पाई कैमरा मॉड्यूल
• कैमरे के लिए लंबी रिबन केबल (वैकल्पिक)
• वायरलेस डोंगल
• मानक सर्वो
• 5 वी रिले
• संचालित यूएसबी हब
• पावर स्ट्रिप और एक्स्टेंशन कॉर्ड
• सौर फिल्म की शीट
• स्क्रैप लकड़ी, प्लास्टिक, एचडीपीई, आदि
• नालीदार परियोजना बोर्ड

मैंने अपने मोनोप्राइस 3डी प्रिंटर का भी उपयोग किया लेकिन यह एक सुविधा थी और आवश्यकता नहीं थी। आपकी ओर से थोड़ी सी रचनात्मकता आपको इसके बिना प्राप्त करने के लिए एक उपयुक्त तरीका के साथ आने देगी।

चरण 4: रास्पबेरी पाई को कॉन्फ़िगर करना

सेट अप

मैं यहां अधिक विस्तार से नहीं जा रहा हूं और यह मानूंगा कि आप पीआई पर ओएस स्थापित करने और इसे कॉन्फ़िगर करने में सहज हैं। यदि नहीं, तो आरंभ करने में आपकी सहायता के लिए वेब पर बहुत सारे संसाधन हैं।

सेटअप के दौरान ध्यान देने योग्य सबसे महत्वपूर्ण बातें यहां दी गई हैं।

• सुनिश्चित करें कि पाई रीबूट होने पर आपका वाईफाई कनेक्शन स्वचालित रूप से शुरू हो जाता है
• ssh सक्षम करेंपरियोजना संभवत: बाहर के स्थान पर स्थापित की जाएगी ताकि आपने इसे मॉनिटर और कीबोर्ड से न जोड़ा हो। आप इसे कॉन्फ़िगर करने के लिए ssh और scp का काफी उपयोग करेंगे और चित्रों को दूसरे कंप्यूटर पर कॉपी करेंगे।
• एसएसएच के माध्यम से ऑटो-लॉगिन सक्षम करना सुनिश्चित करें ताकि आपको हर बार अपना पासवर्ड मैन्युअल रूप से दर्ज न करना पड़े
• कैमरा मॉड्यूल सक्षम करेंबहुत से लोग कैमरे को प्लग इन करते हैं लेकिन इसे सक्षम करना भूल जाते हैं
• GUI मोड को अक्षम करें आप बिना सिर के चलेंगे, इसलिए X सर्वर चलाने वाले सिस्टम संसाधनों को खर्च करने की कोई आवश्यकता नहीं है
• apt-get या समान का उपयोग करके gpio पैकेज स्थापित करें
• यूटीसी के लिए समय क्षेत्र सेट करें आप प्रत्येक दिन एक ही समय पर अपनी तस्वीरें चाहते हैं और डेलाइट सेविंग टाइम द्वारा फेंका नहीं जाना चाहते हैं। यूटीसी का उपयोग करने के लिए सबसे आसान।

अब कैमरा मॉड्यूल के साथ प्रयोग करने का अच्छा समय होगा। कुछ तस्वीरें लेने के लिए प्रोग्राम 'रास्पिस्टिल' का उपयोग करें। शटर गति को कैसे नियंत्रित किया जाता है, यह देखने के लिए आपको कमांड-लाइन विकल्पों के साथ भी प्रयोग करना चाहिए।

हार्डवेयर इंटरफेस

कैमरा मॉड्यूल का अपना समर्पित रिबन केबल इंटरफ़ेस है लेकिन हम रिले और सर्वो को नियंत्रित करने के लिए GPIO पिन का उपयोग करते हैं। ध्यान दें कि आम उपयोग में दो अलग-अलग नंबरिंग योजनाएं हैं और भ्रमित होना आसान है। मैं gpio कमांड के लिए '-g' विकल्प का उपयोग करना पसंद करता हूं ताकि मैं आधिकारिक पिन नंबरों का उपयोग कर सकूं।

यदि आपके पास मेरे द्वारा उपयोग किए जा रहे मॉडल की तुलना में एक अलग मॉडल पाई है, तो आपके पिन का चयन भिन्न हो सकता है। संदर्भ के लिए अपने विशिष्ट मॉडल के लिए पिनआउट आरेख देखें।

• पिन 23 - डिजिटल आउट टू रिलेयह सिग्नल रिले को चालू करता है, जो सर्वो को शक्ति प्रदान करता है
• पिन 18 - सर्वो को पीडब्लूएम सर्वो स्थिति को पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन सिग्नल द्वारा नियंत्रित किया जाता है
• ग्राउंड - कोई भी ग्राउंड पिन पर्याप्त होगा

इन पिनों को नियंत्रित करने के लिए संलग्न शेल स्क्रिप्ट देखें।

नोट: इस साइट पर अपलोड डायलॉग ने '.sh' में समाप्त होने वाली फ़ाइलों को अपलोड करने के मेरे प्रयासों पर आपत्ति जताई। इसलिए मैंने उनका नाम बदलकर '.notsh' एक्सटेंशन कर दिया और अपलोड ने ठीक काम किया। आप शायद उपयोग करने से पहले उनका नाम बदलकर '.sh' करना चाहेंगे।

क्रोंटैब

चूंकि मैं लगभग 2.5 घंटे की अवधि में हर पांच मिनट में तस्वीरें लेना चाहता हूं, इसलिए मैंने crontab का उपयोग किया, जो कि शेड्यूल किए गए कमांड को चलाने के लिए एक सिस्टम उपयोगिता है, भले ही आप लॉग इन न हों। इसके लिए सिंटैक्स थोड़ा क्लंकी है इसलिए इसका उपयोग करें अधिक विवरण प्राप्त करने के लिए अपनी पसंद का सर्च इंजन। मेरे क्रोंटैब से संबंधित लाइनें संलग्न हैं।

ये प्रविष्टियाँ क्या करती हैं a) हर पांच मिनट में सोलर फिल्टर के साथ एक तस्वीर लें और b) कुछ घंटों तक प्रतीक्षा करें और बिना किसी फिल्टर के कुछ तस्वीरें लें।

चरण 5: प्रोजेक्ट बॉक्स

मैं वास्तव में इस खंड में निर्देशों पर कंजूसी करने जा रहा हूं और आपको अपनी कल्पना पर छोड़ दूंगा। इसका कारण यह है कि प्रत्येक इंस्टॉलेशन अलग होगा और यह इस बात पर निर्भर करेगा कि आप प्रोजेक्ट को कहां स्थापित करते हैं और आप किस प्रकार की सामग्री के साथ काम कर रहे हैं।

प्रोजेक्ट बॉक्स का सबसे महत्वपूर्ण पहलू यह है कि इसे इस तरह से रखा गया है कि यह आसानी से इधर-उधर न हो। एक बार जब आप तस्वीरें लेना शुरू करते हैं तो कैमरा हिलना नहीं चाहिए। अन्यथा आपको छवि पंजीकरण करने के लिए सॉफ्टवेयर लिखना होगा और सभी चित्रों को डिजिटल रूप से पंक्तिबद्ध करना होगा। एक निश्चित मंच होना बेहतर है ताकि आपको उस समस्या से जूझना न पड़े।

अपने प्रोजेक्ट बॉक्स के लिए, मैंने 1/2 "एमडीएफ, 1/4" प्लाईवुड का एक छोटा टुकड़ा, वांछित कोण पर कैमरा रखने के लिए एक 3 डी प्रिंटेड फ्रेम और कुछ सफेद नालीदार प्रोजेक्ट बोर्ड का उपयोग किया। उस आखिरी टुकड़े को 3डी प्रिंटेड फ्रेम के सामने रखा जाता है ताकि इसे सीधे धूप से बचाया जा सके और युद्ध की संभावित समस्याओं से बचा जा सके।

अगर मुझे इलेक्ट्रॉनिक्स में जाना है तो मैंने बॉक्स के पीछे और ऊपर को खुला छोड़ दिया, लेकिन अभी तक ऐसा नहीं हुआ है। यह अब सात सप्ताह से काम कर रहा है, बिना मेरी ओर से किसी सुधार या ट्वीक की आवश्यकता के।

चल फ़िल्टर

प्रोजेक्ट बॉक्स का एकमात्र हिस्सा जो कुछ स्पष्टीकरण के योग्य है, वह चल हाथ के साथ सर्वो है।

मानक रास्पबेरी पाई कैमरा मॉड्यूल इतनी अच्छी तरह से काम नहीं करता है यदि आप इसे केवल सूर्य की ओर इंगित करते हैं और एक तस्वीर लेते हैं। इस पर मेरा विश्वास करो … मैंने कोशिश की।

सूर्य का एक उपयोगी चित्र प्राप्त करने के लिए आपको लेंस के सामने एक सोलर फिल्टर लगाना होगा। इसके लिए आप शायद महंगे प्री-मेड फिल्टर खरीद सकते हैं, लेकिन मैंने सोलर फिल्म के एक छोटे टुकड़े और 1/4 एचडीपीई के एक टुकड़े का उपयोग करके अपना खुद का बनाया है जिसमें एक गोलाकार छेद काटा हुआ है। सौर फिल्म से खरीदा जा सकता है। अमेज़ॅन के बारे में $ 12 के लिए। पूर्व-निरीक्षण में, मैं एक बहुत छोटा टुकड़ा ऑर्डर कर सकता था और थोड़ा पैसा बचा सकता था। यदि आपके पास कुछ पुराने सूर्य ग्रहण के चश्मे अप्रयुक्त हैं, तो आप लेंस में से एक को काटने और उपयुक्त फ़िल्टर बनाने में सक्षम हो सकते हैं।

फ़िल्टर मूव करना

जबकि आपके द्वारा ली गई अधिकांश तस्वीरें फ़िल्टर के साथ होंगी, आप दिन के अन्य समय में भी चित्र प्राप्त करना चाहते हैं जब सूरज फ्रेम से बाहर हो। ये वही हैं जिनका उपयोग आप अपने फ़िल्टर किए गए सूर्य चित्रों को ओवरले करने के लिए पृष्ठभूमि छवियों के रूप में करेंगे। आप इसे बना सकते हैं ताकि आप मैन्युअल रूप से फ़िल्टर को स्थानांतरित कर सकें और इन पृष्ठभूमि छवियों को ले सकें लेकिन मेरे पास एक अतिरिक्त सर्वो था और उस चरण को स्वचालित करना चाहता था।

रिले किस लिए है?

जिस तरह से पाई पीडब्लूएम सिग्नल उत्पन्न करता है और मेरे द्वारा उपयोग किए जाने वाले लो-एंड सर्वो के बीच, कई बार ऐसा होता है कि मैं सब कुछ चालू कर देता हूं और सर्वो वहीं बैठ जाता है और "बकबक" करता है। यही है, यह बहुत छोटे चरणों में आगे-पीछे होगा क्योंकि यह ठीक उसी स्थिति को खोजने की कोशिश कर रहा था जिस पर पाई कमांड कर रहा था। इससे सर्वो बहुत गर्म हो गया और एक कष्टप्रद शोर हुआ। इसलिए मैंने सर्वो को शक्ति प्रदान करने के लिए एक रिले का उपयोग करने का निर्णय लिया, केवल दिन में दो बार कि मैं अनफ़िल्टर्ड तस्वीरें लेना चाहता हूं। रिले को नियंत्रण संकेत प्रदान करने के लिए पीआई पर एक और डिजिटल आउटपुट पिन के उपयोग की आवश्यकता थी।

चरण 6: शक्ति प्रदान करना

इस परियोजना में चार आइटम हैं जिन्हें बिजली की आवश्यकता है:

1. रास्पबेरी पाई
2. वाई-फाई डोंगल (यदि आप बिल्ट-इन वाई-फाई के साथ बाद के मॉडल पाई का उपयोग कर रहे हैं, तो यह आवश्यक नहीं होगा)
3. 5वी रिले
4. इमदादी

महत्वपूर्ण: रास्पबेरी पाई पर सीधे 5V पिन से सर्वो को पावर देने का प्रयास न करें। सर्वो पीआई की आपूर्ति की तुलना में अधिक करंट खींचता है और आप बोर्ड को अपूरणीय क्षति करेंगे। इसके बजाय, सर्वो और रिले को पावर देने के लिए एक अलग पावर स्रोत का उपयोग करें।

मैंने जो किया वह एक 5V वॉल वार्ट का उपयोग पाई को पावर देने के लिए और दूसरा एक पुराने USB हब को पावर देने के लिए किया गया था। हब का उपयोग वाई-फाई डोंगल में प्लगिंग और रिले और सर्वो को बिजली की आपूर्ति के लिए किया जाता है। सर्वो और रिले में USB जैक नहीं है इसलिए मैंने एक पुराना USB केबल लिया और कनेक्टर को डिवाइस के सिरे से काट दिया। फिर मैंने 5V और जमीन के तारों को छीन लिया और उन्हें रिले और सर्वो से जोड़ दिया। इसने उन उपकरणों को पीआई को नुकसान पहुंचाए बिना शक्ति का स्रोत प्रदान किया।

नोट: पाई और बाहरी घटक पूरी तरह से स्वतंत्र नहीं हैं। चूंकि आपके पास पीआई से रिले और सर्वो में आने वाले नियंत्रण संकेत हैं, इसलिए आपके पास उन वस्तुओं से पीआई तक वापस जाने वाली एक ग्राउंड लाइन भी होनी चाहिए। हब और पाई के बीच एक यूएसबी कनेक्शन भी है ताकि वाई-फाई काम कर सके। एक इलेक्ट्रिकल इंजीनियर शायद ग्राउंड लूप और अन्य इलेक्ट्रिकल शरारत की संभावना पर थरथराएगा, लेकिन यह सब काम करता है इसलिए मैं इंजीनियरिंग उत्कृष्टता की कमी के बारे में चिंता करने वाला नहीं हूं।:)

चरण 7: यह सब एक साथ रखना

एक बार जब आप सभी भागों को जोड़ लेते हैं, तो अगला कदम माउंटिंग प्लेट पर सर्वो, शटर आर्म और कैमरा को माउंट करना है।

ऊपर की एक तस्वीर में, आप शटर आर्म को स्थिति में देख सकते हैं (माइनस द सोलर फिल्म, जिसे मैंने अभी तक टेप नहीं किया था)। शटर आर्म 1/4 एचडीपीई से बना है और सर्वो के साथ आए मानक हब में से एक का उपयोग करके जुड़ा हुआ है।

दूसरी तस्वीर में, आप बढ़ते प्लेट के पीछे और सर्वो और कैमरा कैसे जुड़े हुए हैं, देख सकते हैं। इस तस्वीर को लेने के बाद, मैंने कैमरे के लेंस को शटर आर्म के करीब लाने के लिए दिखाई देने वाले सफेद टुकड़े को फिर से डिज़ाइन किया और फिर इसे हरे रंग में फिर से प्रिंट किया। इसलिए अन्य तस्वीरों में सफेद भाग मौजूद नहीं है।

सावधानी के शब्द

कैमरा मॉड्यूल में बोर्ड पर एक बहुत छोटा रिबन केबल होता है जो वास्तविक कैमरे को बाकी इलेक्ट्रॉनिक्स से जोड़ता है। इस छोटे कनेक्टर में अक्सर अपने सॉकेट से बाहर निकलने की कष्टप्रद प्रवृत्ति होती है। जब यह पॉप आउट होता है, रास्पिस्टिल रिपोर्ट करता है कि कैमरा कनेक्ट नहीं है। वास्तविक समस्या कहाँ है, यह महसूस करने से पहले मैंने बड़े रिबन केबल के दोनों सिरों को फिर से बैठने में बहुत समय बिताया।

जब मुझे एहसास हुआ कि समस्या बोर्ड पर छोटी केबल थी, तो मैंने इसे कैप्टन टेप से पकड़ने की कोशिश की, लेकिन यह काम नहीं किया और मैंने अंत में गर्म गोंद का सहारा लिया। अब तक, गोंद ने इसे जगह में रखा है।

चरण 8: साइट चयन

दुनिया की महान दूरबीनें पेरू, हवाई, या किसी अन्य अपेक्षाकृत दूरस्थ स्थान पर पहाड़ की चोटी पर स्थित हैं। इस परियोजना के लिए, मेरी उम्मीदवार साइटों की पूरी सूची में शामिल हैं:

• मेरे घर में एक पूर्वमुखी खिड़की
• मेरे घर में एक पश्चिम की ओर की खिड़की
• मेरे घर में एक दक्षिणमुखी खिड़की

इस सूची से उल्लेखनीय रूप से अनुपस्थित पेरू और हवाई हैं। तो इन विकल्पों को देखते हुए, मुझे क्या करना था?

दक्षिण की ओर की खिड़की में एक चौड़ा खुला विस्तार है जिसमें कोई इमारत नहीं है, लेकिन मौसम की मुहर के साथ एक समस्या के कारण, यह वैकल्पिक रूप से स्पष्ट नहीं है। पश्चिम की ओर की खिड़की में पाइक्स पीक का एक शानदार दृश्य शामिल है और यह एक शानदार दृश्य के लिए बना होगा, लेकिन यह परिवार के कमरे में स्थित है और मेरी पत्नी को यह पसंद नहीं हो सकता है कि मेरी विज्ञान परियोजना को पूरे वर्ष के लिए इतनी प्रमुखता से प्रदर्शित किया जाए। इसने मुझे पूर्व-मुखी दृश्य के साथ छोड़ दिया जो एक बड़े एंटीना टॉवर और स्थानीय सेफवे के पीछे दिखता है। बहुत सुंदर नहीं लेकिन वह सबसे अच्छा विकल्प था।

वास्तव में, सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि ऐसी जगह की तलाश की जाए जहां परियोजना को धक्का न दिया जाए, स्थानांतरित न किया जाए या अन्यथा बाधित न किया जाए। जब तक आप प्रत्येक दिन एक घंटे दो घंटे के लिए सूर्य को फ्रेम में प्राप्त कर सकते हैं, तब तक कोई भी दिशा काम करेगी।

चरण 9: तस्वीरें लेना

बादल से भरा आसमान

मैं कहीं ऐसा रहता हूं जहां हर साल बहुत धूप मिलती है, जो कि अच्छा है क्योंकि बादल वास्तव में चित्रों के साथ कहर ढाते हैं। यदि यह थोड़ा बादल छाए हुए है, तो सूरज एक हल्के हरे रंग की डिस्क के रूप में निकलता है, न कि एक अच्छी तरह से परिभाषित नारंगी डिस्क जो मुझे बादल रहित दिन पर मिलती है। यदि यह काफी बादल है, तो छवि पर कुछ भी दिखाई नहीं देता है।

मैंने इन समस्याओं को कम करने में मदद के लिए कुछ इमेज प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर लिखना शुरू कर दिया है लेकिन वह कोड अभी तक तैयार नहीं है। तब तक, मुझे बस मौसम की अनिश्चितताओं के आसपास काम करना है।

अपने डेटा का बैकअप लें

मैं जिस कैमरे का उपयोग कर रहा हूं और जितनी तस्वीरें लेता हूं, उसके साथ मैं हर दिन लगभग 70 एमबी छवियां उत्पन्न करता हूं। यहां तक कि अगर पीआई पर माइक्रो-एसडी कार्ड एक साल के लायक डेटा रखने के लिए काफी बड़ा था, तो मुझे इस पर भरोसा नहीं होगा। हर कुछ दिनों में, मैं हाल के डेटा को अपने डेस्कटॉप पर कॉपी करने के लिए scp का उपयोग करता हूं। वहां, मैं यह सुनिश्चित करने के लिए छवियों को देखता हूं कि वे ठीक हैं और कुछ भी अजीब नहीं हुआ है। फिर मैं उन सभी फाइलों को अपने NAS में कॉपी करता हूं ताकि मेरे पास डेटा की दो स्वतंत्र प्रतियां हों। उसके बाद, मैं वापस पीआई पर जाता हूं और मूल फाइलों को हटा देता हूं।

चरण 10: एनालेम्मा (या … एक खगोलीय रूप से बड़ी आकृति आठ)

अक्षीय झुकाव और अक्षांश का निर्धारण करने के अलावा, हर दिन एक ही समय पर तस्वीरें लेना भी हमें एक वर्ष के दौरान सूर्य के पथ का एक बहुत अच्छा दृश्य प्रदान कर सकता है।

यदि आपने कभी टॉम हैंक्स के साथ कास्ट अवे फिल्म देखी है, तो आपको गुफा में वह दृश्य याद होगा जहां उन्होंने समय के साथ सूर्य के मार्ग को चिह्नित किया था और इसने एक आंकड़ा आठ बना दिया था। जब मैंने पहली बार उस दृश्य को देखा, तो मैं उस घटना के बारे में और जानना चाहता था और केवल सत्रह साल बाद, मैं आखिरकार बस यही करने के लिए तैयार हो गया!

इस आकृति को एनालेम्मा कहा जाता है और यह पृथ्वी की धुरी के झुकाव और इस तथ्य का परिणाम है कि पृथ्वी की कक्षा अण्डाकार है और एक पूर्ण वृत्त नहीं है। किसी एक को फिल्म में कैद करना उतना ही सरल है जितना कि एक कैमरा लगाना और हर दिन एक ही समय पर एक तस्वीर लेना। जबकि वेब पर एनालेम्मा की बहुत सारी बहुत अच्छी तस्वीरें हैं, इस परियोजना में हम जो कुछ करेंगे, वह है अपना खुद का बनाना। एनालेम्मा के बारे में और भी बहुत कुछ के लिए और कैसे एक बहुत उपयोगी पंचांग का केंद्रबिंदु हो सकता है, इस लेख को देखें।

डिजिटल फोटोग्राफी के आगमन से पहले, एनालेम्मा की एक तस्वीर को कैप्चर करने के लिए वास्तविक फोटोग्राफिक कौशल की आवश्यकता होती है क्योंकि आपको फिल्म के एक ही टुकड़े पर कई एक्सपोजर सावधानी से लेना होगा। जाहिर है रास्पबेरी पाई कैमरे में फिल्म नहीं है इसलिए कौशल और धैर्य के बजाय, हम समान प्रभाव प्राप्त करने के लिए बस कई डिजिटल छवियों को संयोजित करने जा रहे हैं।

चरण 11: आगे क्या है?

अब जबकि छोटा कैमरा-रोबोट जगह पर है और ईमानदारी से हर दिन तस्वीरें ले रहा है, आगे क्या? जैसा कि यह पता चला है, अभी भी काफी कुछ करना बाकी है। ध्यान दें कि इनमें से अधिकतर में पायथन लिखना और ओपनसीवी का उपयोग करना शामिल होगा। मुझे अजगर पसंद है और मैं ओपनसीवी सीखने का बहाना चाहता हूं ताकि मेरे लिए यह एक जीत हो!

1. स्वचालित रूप से बादल के दिनों का पता लगाएंयदि यह बहुत अधिक बादल है, तो सौर फिल्म और छोटी शटर गति एक अपारदर्शी तस्वीर बनाती है। मैं स्वचालित रूप से उस स्थिति का पता लगाना चाहता हूं और फिर शटर गति को बढ़ाना चाहता हूं या सौर फिल्टर को रास्ते से हटाना चाहता हूं।
2. बादल चित्रों में भी सूर्य को खोजने के लिए इमेज प्रोसेसिंग का उपयोग करेंमुझे संदेह है कि सूर्य के केंद्र बिंदु को खोजना संभव है, भले ही बादल रास्ते में हों।
3. दिन के दौरान सूर्य के पथ का ट्रैक बनाने के लिए एक स्पष्ट पृष्ठभूमि चित्र पर सौर डिस्क ओवरले करें
4. अंतिम चरण की तरह एक ही मूल तकनीक बनाएं लेकिन प्रत्येक दिन एक ही समय पर लिए गए चित्रों का उपयोग करें
5. कैमरे के कोणीय रिज़ॉल्यूशन को मापें (डिग्री/पिक्सेल)मुझे अपनी बाद की गणनाओं के लिए इसकी आवश्यकता होगी

इसके अलावा और भी बहुत कुछ है लेकिन यह मुझे थोड़ी देर के लिए व्यस्त रखेगा।

मेरे साथ अंत तक बने रहने के लिए धन्यवाद। मुझे आशा है कि आपने इस परियोजना विवरण का आनंद लिया है और यह आपको अपनी अगली परियोजना से निपटने के लिए प्रेरित करता है!