Hacer un radiotelescopio con Raspberry Pi: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Es realmente fácil conseguir un telescopio óptico. Puede simplemente comprar uno de un fabricante de tales telescopios. Sin embargo, no se puede decir lo mismo de los radiotelescopios. Por lo general, tienes que hacerlos tú mismo. En este Instructable, mostraré cómo construir un radiotelescopio que escanea el cielo dentro de las frecuencias de 10,2 GHz y 12,75 GHz.

Paso 1: obtener las piezas

Para fabricar este radiotelescopio, primero deberá obtener las piezas.

• Antena parabólica con solo un soporte LNB (se puede obtener en línea, como este, o en otro lugar)
• Arandelas de nailon o teflón
• LNB
• Tablero de circuitos
• Buscador de satélite analógico
• Conector de barril de CC y adaptador de CA-CC adecuado (15 voltios para este buscador)
• Raspberry Pi con periféricos estándar y una tarjeta SD de al menos 16 GB
• Cables de puente
• Convertidor analógico a digital ADS1115 de 16 bits
• Reactancia RF de microhenrio de 100 µH
• Cable de conexión (usé calibre 22)
• Cable coaxial tipo F de al menos 6 pies
• Materiales de soldadura estándar

También necesitará el software adecuado para utilizar el radiotelescopio. Debe haber descargado en Raspberry Pi Raspbian, que debería incluir Python 3, y la biblioteca de Python para ADS1115.

Para su teléfono inteligente, querrá usar una aplicación de seguimiento de satélites para discernir entre satélites y objetos estelares, y una aplicación de seguimiento de estrellas para saber dónde están los objetos celestes en el cielo.

Paso 2: hardware

Siga el diagrama y las imágenes que se muestran al hacer la electrónica del radiotelescopio.

Los cables que van al dial del buscador deben desconectarse del dial. La conexión a tierra del ADS1115 se conecta al pin de tierra que conduce al dial, y la entrada analógica debe conectarse al otro cable.

En el plato en sí, se debe colocar una arandela de nailon entre la tuerca y el soporte de respaldo.

Paso 3: software

Para leer y almacenar los datos entran en juego la Raspberry Pi y el ADS1115. Cualquier Raspberry Pi con la última versión de Raspbian puede funcionar. Las instrucciones para la biblioteca de software están en PDF en el sitio web de Adafruit. Antes de descargar, debe configurar Python 3 como Python predeterminado. Para verificar, escriba en la terminal

Python --versión

Si obtiene una respuesta que dice Python 3.x.x, la versión predeterminada de Python es Python 3 y no es necesario que cambie la versión predeterminada de Python. Sin embargo, si su versión predeterminada es la versión 2, tendrá que cambiarla yendo a la terminal y escribiendo

sudo update-alternativas --config python

Luego, presione 0 para seleccionar Python 3 como la versión predeterminada. Una vez que haya descargado la biblioteca de Python, puede descargar el código para usar el radiotelescopio. En Raspberry Pi, cree una carpeta en / home / pi llamada radio_telescope_files. Por supuesto, debe tener periféricos estándar para una Raspberry Pi, como teclado, mouse y monitor. Si tienes la Raspberry Pi Zero sin pines GPIO, tendrás que soldarlos tú mismo. También tendrá que soldar los pines de la placa de conexión ADS1115.

Paso 4: Pruebas breves

Una vez que tenga el software apropiado en la Pi y todos los pines soldados, puede conectar la placa de conexión a la Raspberry Pi. Para hacerlo, coloque los pines de la placa en una placa de pruebas. El pin VDD debe estar conectado a un pin de 3.3 voltios o 5 voltios en la Raspberry Pi, GND a cualquier pin de tierra en el Pi, SCL al pin 5 en el Pi, que es SCL, y SDA al pin 3, o SDA, en el Pi. Una vez que el ADS1115 está conectado al Pi, ahora puede conectar el cable verde del Finder modificado a A0 en el ADS1115, y el cable negro a GND en la placa. Si le conviene más, puede conectar los cables respectivos conectando un cable de pinza de cocodrilo al cable y un cable de puente al otro extremo, conectándolo a la conexión de la placa respectiva. Luego, conecte el LNB a la entrada del Finder mediante un cable coaxial. Enchufe el cable de alimentación en el conector de barril para encender el buscador.

Para probar el radiotelescopio, apunte el plato hacia el sol, el emisor más fuerte de ondas de radio desde nuestra perspectiva en la Tierra. Para hacerlo, apunte el plato hacia el sol de modo que la parte superior de la sombra del LNB golpee donde el brazo del LNB se encuentra con el plato. Ahora, encienda su Raspberry Pi y ejecute toScreen.py, el script de Python para leer los resultados del ADS1115 e imprimirlos en la pantalla. Puede ejecutar esto en Python 3 IDLE o en la terminal. De cualquier manera, debería recibir un mensaje pidiendo la ganancia, seguido de la frecuencia de muestreo y cuánto tiempo desea que Pi lea la salida del ADS1115. Con su plato apuntando al sol, ejecute el guión durante unos 10 segundos. Si inicialmente aparecen números muy bajos, gire la perilla de ganancia en el Finder, muy lentamente. Los números deberían aumentar hasta llegar a aproximadamente 30700. Para entonces, puede dejar de girar la perilla.

Paso 5: guardar los resultados

toScreen.py es una buena forma de probar el radiotelescopio, pero no almacena datos. writeToFile.py puede almacenar los datos, y puede ejecutar esto de la misma manera en IDLE y terminal. Este script almacena datos en un archivo de texto, que debe encontrarse en la carpeta llamada 'Datos'. Si ejecuta esto, le preguntará por la ganancia, la frecuencia de muestreo, la duración de tiempo que desea que el Pi lea el ADC, y el nombre del archivo en el que almacena estos datos. El radiotelescopio captará la intensidad de la señal de radio en puntos a lo largo del tiempo que el radiotelescopio ha estado escaneando el cielo y se almacenará en la Raspberry Pi.

Después de recopilar los datos, se pueden graficar en un programa de hoja de cálculo, primero obteniendo las marcas de tiempo de los datos, colocándolos en la columna A, luego obteniendo los datos y colocándolos en la columna B. Esto se puede lograr usando la columna. Py script. Para obtener las marcas de tiempo, ejecute el script, luego ingrese la hora del mensaje que pregunta cuál leer, las marcas de tiempo o los valores de los datos. Al leer el gráfico, es importante saber que el punto más a la izquierda representa el punto más occidental del cielo que se escaneó.

Paso 6: Uso posterior

El radiotelescopio se puede utilizar para observar en frecuencias entre 10,2 GHz y 12,75 GHz. No solo se puede observar el sol, sino otros objetos celestes dentro, como las estrellas, utilizando el mismo método que se utiliza para el sol. Si tiene alguna pregunta, comentario o inquietud, hágamelo saber en los comentarios.