ラズパイ4 撮影システム

新しく作ったラズパイ4の環境は、OSをラズパイ標準のOSである
Raspbianで作りました。
Raspbianを使うメリットは、VNCとSSHが標準にインストールされて
いて、ラズパイのGPIOやVNC、SSHの設定が、簡単にできることです。
ただ、デメリットもあって、IPアドレスの固定とクセスポイント化が、
UbuntuMateのように簡単にできないところところです。
今回作った環境では、自宅と遠征で使うWifiルーターのIPアドレスを
固定しましたが、アクセスポイント化は、面倒だったので、していません。
ネットワークに接続して機器を制御する場合、Wifiルーターを使う方が、
アクセス制御しやすいですからね。

インストールしたソフトは、KStars、PHD2、Ciel、CCDcielとGPSを
接続すためにGPSDの5本です。
あまり沢山のソフトを入れても使わないですかね。
OSの環境は、日本語モードにしてあるので、KStarsもかなりのところ
日本語化されています。


Raspberrypi INDI Web Managerも入れてあるので、CielとCCDcielも
連携して使うこともできます。


PHD2は、日本語化されているので、これは、
Linux版でも完全に日本語化されています。


Cielは、日本語化のファイルが、公開されてるので、これを組み
込んで日本語化しました。
Ciel、PHD2共に操作はWindows版と同じですが、機器選択が、Linux版
ではASCOMが使えないので、INDIドライバーなのが、違うところですね。


あと、ラズパイのハード関係で、システムの時刻データの校正については、
ラズパイは、OSが載っていると言っても、基本マイコンボード
なので、インターネットの繋がる環境では、起動時にNTPサーバー
から時刻データを取得して、システムの時刻を公正しますが、
インターネットに繋がらない環境では、前回シャットダウンした
時刻を記憶していて、この時刻をシステムの時刻して設定するので
遠征での撮影では、システムの日付と時刻が、一致しません。
そこで、遠征先のインターネットの無い環境でも正確な時刻を
ラズパイに持たせるためにRTCユニットを組み込みました。
IMG_0690[1]

ラズパイは、GPIOにI2Cの端子が、あるので、これを使えば簡単に
RTCユニットを組み込むことが、できて、起動時にインターネットに
繋がっているときは、NTPサーバーからシステムとRTCの時刻校正を
行って、インターネットに繋がっていない時は、RTCからシステムの
時刻校正を行うように起動スクリプトを組みました。
これで、システムの時刻は、RTCのバックアップ電池が、つきるまで
くるうことはありません。

ここまで撮影と望遠鏡の制御環境を作っておけば、ラズパイを
望遠鏡の上に乗せて、USBで、各機器をつなぐだけで、遠隔操作
望遠鏡の完成です。
KStarsは、冷却CCDや冷却CMOSの他にキャノンとニコンの一眼デジ
カメも制御できますし、ステラショット同じように自動導入補正も
使えるので、ラズパイの撮影システムを作れば、撮影に余計な
ソフトの出費は、必要ないと思いますね。

ただ、一番の問題は、OSが、Linuxで、一般の人には、非常に敷居が
高いことでしょうね。
[ 2020/05/24 17:28 ] 機材 | TB(-) | CM(0)

天体撮影システムのリモート操作

最近は、ネットワーク機器の発達で、天体撮影も比較的簡単にリモート
操作できるようになってきています。
以下は、私が、遠征で、使っている天体撮影のリモート操作です。

機器構成
天体撮影システムをWifiで、リモート操作を行う場合の機器の構成が、
下記の図になります。
カメラと望遠鏡を制御するのは、PCでもラズパイでの可能です。
ちなみに、図のWifiルーターが、インターネットになったのが、リモート
天文台になります。
無線図1

カメラと望遠鏡は、PCに繋がっているので、このPCが、Wifiで、ネットワークに
繋がればリモート操作可能になります。
天体撮影システムをリモートリモート操作する要は、カメラと望遠鏡を制御する
PCとリモート操作を行うPCやタブレットにIPアドレスを割り当てて、Wifiの中継を
行う無線ルーターになります。

自宅の環境で、リモート操作を行う場合は、Wifiの無線ルーターは、自宅でWifi接続
している無線ルーターを使いますが、遠征先で、リモート操作を行う場合は、自宅で
使っている無線ルーターを持って行くわけにはいかないので、別途用意する
必要が、あります。
最近は、旅行用の小さなトラベルルーターという無線ルーターがあり、USB給電で
コンパクトな物が、いくつかあるので、これらを使えば遠征先での無線環境を
簡単に作ることができます。
ここで注意することは、トラベルルーターの中には、インターネットと繋がって
いないと機能しない機種もあるので、注意が、必要です。

私は、GL.iNetのGL-MT300N-V2 NanoとTP-LinkのWIFI Nano 無線LAN ルーター
TL-WR802Nを使っていますが、どちらも特別な設定なしで、インターネットの
無い環境で、無線ルーターとして使えます。
これらのルーターで、屋外の開放環境で、半径約25mは、通信可能です。
また、Wifiが切れても、電波の届く所に戻れば自動復帰します。

GL.iNetのGL-MT300N-V2 Nano
IMG_0676[1]

TP-LinkのTL-WR802N
IMG_0677[1]

必要なソフト
天体撮影システムをリモート操作するのに必要な機器構成は、上記になりますが、
PCやラズパイをリモート操作するにはリモート操作を行うソフトが、必要に
なります。

Windowsには、リモートデスクトップという機能が、ありますが、これは、
OSに大きなセキュリティーホールを作ることになるので、決して使っては、
いけません。

UNIX、Linux、iOS、Windowsをリモート操作するVNCソフトは、フリーソフトで、
いくつもありますが、私は、UltraVNCというソフトを使っています。
UltraVNCの詳しい設定と使い方などは、ここが、参考になります。

ラズパイを使う場合は、X11VNC等のVNCソフトが、使えないとリモート
操作できないので、撮影に使うラズパイにX11VNCなどのVNCソフトが
インストールされていない場合は、X11VNC等のVNCソフトをインストール
して、使えるように設定しておく必要が、あります。

次にリモート操作する側のPCやタブレットにもVNCソフトを入れておく
必要が、あります。PCでは、UltraVNCを入れておけば、UltraVNCの
クライアントで、リモート接続できます。
タブレットの場合は、VNC Viewer - Remote Desktopなどのアプリを
インストールする必要が、あります。

リモート操作
リモート操作を行うためには、天体撮影システムのPCやラズパイのIPアドレスを
知らなければ接続することが、できません。
Windows10のIPアドレスをする方法は、ここが参考になります。
他にもネットワークに接続されたPCなどのIPアドレスを検索、表示するソフトも
多くあるので、それらを活用するの良いと思います。

ラズパイを使う場合、ラズパイのIPアドレスを固定して、設定しておけばIP
アドレスを検査する必要は、なくなります。

下は、いつも撮影に使っているThinkPadX201にUltraVNCのクライアントで、
リモートログインした画像です。


こちらは、タブレットで、VNC Viewerで、リモートログインした画像です。


こちらは、PCからラズパイにUltraVNCのクライアントで、
リモートログインした画像です。


UltraVNCのクライアントとVNC Viewerは、リモート操作で、繋がっているPCの
マウスとキーボード操作が、できます。

このように遠征先でもWifiルーターとVNCソフトがあれば、簡単にリモート撮影
環境を作ることが、できます。
このシステムのメリットは、ルーターのDHPサーバーが、繋がっているPC等に
IPアドレスを割り当てるので、撮影システムが、複数になっても簡単にリモート
操作環境を作れるので、非常に便利です。

何より遠征で、電子極望での極軸合わせやピント合わせが、手元の画面を
見ながらできるのは、とっても楽です。

[ 2020/02/16 18:12 ] 機材 | TB(-) | CM(0)

遠征のときの電源を変更

天体撮影では、冷却CCDや冷却CMOS、それを制御するノートPCに
自動導入の赤道儀を動かすために大容量のバッテリーが、必要に
なりますが、これが、重くて、大きい、私は、ACDelcoの12V 80Ahの
ディープサイクルバッテリーを使っていましたが、重量が、約18Kgで、
持って行く機材の中で、一番重いものでした。
これを去年11月の遠征からバッテリーをACDelcoのディープサイクル
バッテリーからポータブルのリチウムイオン電池に変更しました。
IMG_0633[1]
写真は、私が購入したポータブルリチウムイオン電池です。
出力は、AC100V300W DC24V5A DC12V8A USB出力5V3.1A(Max)、
USB TypeC出力12V1.5A 9V2A 5V3Aを持っています。重さは、3.2Kgです。
価格は、キャッシュレス決済5%引きや、クーポンなどの割引を入れて
約29000円でした。
天体撮影に使うポータブルリチウムイオン電池は、AC100Vの出力が、
あるもので、価格の相場は、AC100V出力で、100W当たり約1万円くらいです。

最近のポータブルのリチウムイオン電池は、小さくても大容量の物が、
多く出ており、スマホ用の大容量ポータブルバッテリーの普及と価格の
低下で、価格も2、3年前に比べると格段に安くなっています。
また、重さが、同じクラスのディープサイクルバッテリーと比べると
約1/3以下になり、片手で持つことのできる重さになるのと小さくコン
パクトになるので、持ち運びも楽になります。

IMG_0630[1]
写真は、ディープサイクルバッテリーとポータブルリチウムイオン電池を
並べたところです。両方とも同じ程度のバッテリーですが、ポータブ
ルリチウムイオン電池は、大きさ、重量共に1/3以下です。
[訂正と追加」
リチウムイオン電池の基準電圧は、セル電圧の3.7Vで、ディープ
サイクルバッテリーの基準電圧とは異なるので、電池の容量は、
ポータブルリチウムイオン電池の方が、小さくなります。


ポータブルリチウムイオン電池のもう1つのメリットは、AC100V出力を
持っていることです。ディープサイクルバッテリーは、出力は、DC12V
だけで、AC100Vを得るためには、別途DC-ACインバータが、必要になり
ますが、ポータブルリチウムイオン電池にこれが、内蔵されていて、かつ
AC100Vは、正弦波出力なので、AC電源の質は、DC-ACインバータよりも
よいのです。

以下、選び方と使い方を説明します。
選び方ですが、使う機器構成が、まちまちだと思いますが、私の場合、
冷却CCD、ガイドカメラ、ノートPC、赤道儀、USBハブなどに電源供給
していて、電源容量は、トータルで、AC100Vで、約100Wになります。
なので、AC100Vの容量は、300Wあれば十分な容量を確保できます。
ポータブルリチウムイオン電池を選ぶときに目安になるのが、電池容量
です。これが、大きいものほど同じ出力でも長時間使えることになります。
ですので、電池容量が大きなものを選ぶことをお勧めします。
私の使っているポータブルリチウムイオン電池の電池容量は、110000mAh
になります。分かりにくい数値ですが、この値に1000を掛けるとAhに
なります。この場合、110Ahになります。
私のシステムの場合、使っているポータブルリチウムイオン電池で、
使う気温にも寄りますが、AC100V 100Wで、約7時間は、十分使えます。
これから考えるとAC100V出力で、300Wか400Wクラスならば一晩は、十分に
使えます。

使い方、これが、一番重要と思います。
ポータブルリチウムイオン電池は、AC100V電源と複数のDC電源を持って
いますが、天体撮影のような長時間使う場合は、使う電源をAC100Vか
DC電源かどちらか1つで、使わないと使える時間が、かなり短くなります。
私は、昨年11月の遠征では、AC100Vで、ノートPCと冷却CCDをDC12Vで
赤道儀に電源供給していましたが、5時間程度で、バッテリー残量0に
なり撮影できなくなりました。これ以降、電源は、AC100Vだけで使って
いますが、今のところ問題は、ありません。
この辺りは、1つの電池で、複数の出力を作るのは、内部の消費電力も
大きくなるので、バッテリーの持ちが、悪くなるようです。

バッテリーの充電は、専用のACアダプターの他にDC12Vからでも充電できる
ものが、多いので、車の移動中でもシガーソケットから充電できますし、
ものによっては、別売りのソーラーパネルから充電できるものもあつたり
するので、連泊遠征には、使えると思います。

最後にバッテリーの廃棄ですが、ディープサイクルバッテリーなどの
鉛電池は、最近は、簡単に廃棄できなくなっていますが、リチウムイオン
電池やニッケル水素電池などの充電池は、リサイクル対象品で、大きな
家電量販店などで、無料で、回収してくれるので、最後の廃棄も楽です。
私もこれまでにノートPCのバッテリーやスマホのバッテリーを回収して
もらっています。

ポータブルリチウムイオン電池は、軽量、コンパクトですし、購入して、
使って、廃棄までトータルで、考えるとディープサイクルバッテリーなどの
鉛電池よりも使い勝手が、よいので、遠征時の電源をポータブルリチウム
イオン電池に乗り換えるは、お勧めです。
[ 2020/01/19 14:32 ] 機材 | TB(-) | CM(2)

システムを強化

撮影のサブ機で、”スカイメモS”と言ってもSky-WatcherのStar
Adventurerなのですが、これを使っていますが、撮影すると20枚中
4枚かから6枚ガイドエラーで、星が、流れているコマが、出ていたので、
いろいろテストして調べると赤道儀本体と三脚を繋ぐポーラーウェジの
”首”が、細くて長いので、”頭”が、重くなる分上下方向の振動に
弱いようで、わずかな風や振動で、ガイドエラーを起こしていたよう
なので、William Opticsのベースマウントを台湾のWilliam Opticsから
購入しました。今回は、台湾からの購入だったので、3日で届きました。
IMG_0621[1]

購入したベースマウントがこれですが、正直言って、日本のメーカーの
物より作りは、良いですし、価格も日本の同じものよりも安いです。

で、三脚もカメラ三脚からシュミットで、扱っているSIGHTRONのカー
ボン三脚に変更したシステムが下になります。
IMG_0624[1]
SIGHTRONのカーボン三脚は、標準で、SkyWatcherのEQ5赤道儀やビクセンの
接合部直径60mmのGP、GPD赤道儀をのせるアダプターが、付属しているので
GP赤道儀用の三脚として使う予定です。
三脚としては、GP赤道儀用のAL90三脚と同じくらいの大きさですが、重さが
半分以下になり、専用の三脚バッグも付いているので、持ち運びが、楽に
なりました。
IMG_0611[1]
ここ最近、自分の撮影機材の変更、強化を行いましたが、購入した
パーツは全て海外メーカーで、一部は、海外から購入して、国内
メーカーのパーツは、ありません。
欲しい物や使えそうな物は、国内メーカーには無いという現状では
日本の国内メーカーも終わりですね。
[ 2019/11/03 04:51 ] 機材 | TB(-) | CM(0)

OnStep操作ソフト

OnStepは、少し前にブームになって作られた方が、沢山おられて、
ブログなどで、いろいろ書かれていましたが、ここ最近は、情報が、
出てこないので、作られた皆さんは、使えているのでしょうか?
私もOnStepを作って、いろいろいイジッテいますが、設定の書き
換えが、ソースコードを変更しなければならないので、結構面倒です。

操作についてもハンドコントローラーの考えがなく、全て通信で、
操作するので、操作する側にOnStepを操作するソフトが、無いと、
何もできないので、結構面倒です。
これまで、いろいろと触った感想は、操作する側が、Linuxで、
INDIならばフル操作可能。さすがにオープンソースで、開発されて
て、世界中で、使って、バグフィックスされているので、一番使い
勝手が、良いです。

Androidで、Skysafariは、自動導入と微動はできますが、ガイド
レートの変更などは、できない。AndroidのOnStepのアプリは、
OnStepの操作専用アプリなので、フル機能操作できるけれども自動
導入が、データ入力形式なので使い勝手が、悪いです。

Windowsについては、ASCOMのドライバーがありますが、自動導入と
導入速度の変更ができるだけで、ガイドレートの変更、微動操作が、
できない。
Cielには、LX200コマンド互換機を操作できる機能が、あり、これ
から自動導入と微動操作は、できますが、古い規格なので、シリアル
通信で、制御する場合、OnStepと接続できるCOMポートが、8までしか
ないので、Bluetooth経由で接続すると使用可能なポート番号を超えた
ポートになるので、接続すらできないなどWindowsでは、操作性が、
とにかく悪いので、シリアル通信で、微動操作を行うソフトをVB.netで
作りました。
これ、LX200コマンドを使っているので、OnStepだけでなくLX200
コマンドを使用しているMTS-3やFS2などでも使えます。
LX200pad
今のところの機能は、高速、中速、低速での微動と東西南北の入れ替え
だけですがこれだけで、高速から低速までの微動操作が、PCからできるので、
操作性は、よくなりました。

OnStepは、全ての操作を通信で、行うことが、前提で、作られている
ので、LinuxでINDI経由で、使うのが、本来の使い方なのでしょうね。

追記
OnStepにはオートガイド端子に繋ぐスマートハンドコントローラーと
シンプルハンドコントローラーが、あります。
スマートハンドコントローラーは、CPU内蔵で、ハンドコントローラー
から自動導入などが、できますが、シンプルハンドコントローラーは、
RAとDec、東西南北の切り替えのスイッチのみで構成されています。
ハンドコントローラーを使うためには、ソースコードで、
  #define ST4_HAND_CONTROL_ON
としなければなりませんが、これをONの状態では、オートガイド時に
高速モードで、動くので、オートガイドできません。
ST4_HAND_CONTROL_ONで、オートガイドするためにはAndroidのOnStep
アプリから、ガイドレートを変更しなければなりませんが、電源を
切ると元の状態戻ります。
標準で、オートガイドを使うためには、ST4_HAND_CONTROL_OFFにして
ファームを作る必要が、あります。
こういうところが、OnStepは、イケてないところだと思いますね。
[ 2019/09/16 15:17 ] 機材 | TB(-) | CM(4)