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Meteorbeobachtung - Global Meteor Network (GMN)

todo abstract

Dieses Projekt befindet sich in der Aufbauphase!

  • September 2023, es geht los :-)

Team

  • Oberstufe
  • Astronomie-AG

Hardware

Die Liste aller zur Verfügung gestellten Bauteile sind in der folgenden Tabelle aufgeführt. Es existieren verschiedene Hardwarelisten.

  • Bauteileliste Stand Juli 2023
Nr. Bild Bauteil Bemerkung
0x01 Raspberry Pi 4 4 GB-Version
0x02 Speicher
  • SD-Karte: SanDisk 128 GB
    • Extreme PRO UHS-I Card 200 MB/s 90 MB/s
  • USB-Stick: Kingston 256 GB
0x03 Netzteil (Raspberry)
  • Hersteller: Stontronics
  • Leistung: 15.3 W
  • Spannung: 5.1 V
  • Stromstärke: 3 A
0x04 Raspberry Pi Gehäuse
  • Gehäusename: joy-it aluminium case for Rasperry Pi 4
  • Material: Aluminium (passiv)
0x05 Kameramodul
  • Webcam: IP-Camera (iStor Networks)
  • Sensor: Sony Starvis IMX291
  • PixelSize: 2.9μm × 2.9μm
  • Pixel (H×W): 1947×1109
0x06 Linse
  • Brennweite: 4mm
  • Öffnungsverhältnis: f/0.95
  • Gesichtsfeld (FOV): ~88×45°

Die Linse besitzt einen IR-Schutzfilter, der für unsere Zwecke hinderlich ist und deshalb entfernt werden muss.

0x07 Kameragehäuse Die Glasscheibe muss absolut Regendicht sein!
0x08 Adapter Kamera-Lan (I) Es wurden zwei Kabel geliefert. Wir verwenden das Kabel mit vorhandenen Steckern.
0x09 Adapter Stecker (2) -
0x10 Kamerahalter manuell mit einer Schraube verstellbar
0x11 Befestigung Kamera Die Befestigung war verbogen. Dies lies sich reparieren :-)
0x12 POE Adapter Strom u. Datenverbindung Raspberry ⇔ Kamera
0x13 Werkzeugset Der Kabeltester war leider defekt :-x

Zusammenbau

Für den Zusammenbau muss das Gehäuse vor Regenwasser geschützt werden, die Kameralinse soll ohne IR-Schutzfilter arbeiten. Anschließend muss alles richtig verkabelt werden. Im Folgenden werden die einzelnen Schritte ausführlich dargestellt.

Wir folgen dieser Anleitung: Anleitung zum Aufbau

  1. Gehäuse
  2. Kamera
    1. Kamera Linse
    2. Kamera Verbindung
  3. Rasperry PI

Gehäuse

Kamera

Kamera Linse

Die von uns verwendete Kamera besitzt eine Linse, die Infrarotlicht blockiert. Diese Linse muss ausgebaut werden.(siehe Abbildung Infrarotschutzfilter).

lolol
Infrarotschutzfilter: Der Infrarotschutzfilter wird herausgebrochen.

Kamera Verbindung

Das mitgelieferte Kamerakabel besitzt 3 Stecker. Für unsere Kamera sind nur zwei nötig. Der dritte Stecker ist für motorisierte Linsen vorbehalten. Für den Betrieb (Strom/Datenleitung) reicht deshalb ein LAN-Kabel aus.

Es handelt sich hier um eine IP-Kamera, d.h. die Kamera wird in das lokale Netzwerk eingebunden und erhält i.d.R. automatisch (sofern ein DHCP-Server vorhanden ist)eine IP-Adresse vom Netzwerk. Die Aufgabe besteht darin diese IP-Adresse herauszufinden. Unsere Kamera ergab:

IP Adresse (lokale) MAC INFO
192.168.42.10 00:12:15:c5:a3:ad iStor Networks

Die Kamera kann und sollte im lokalen Netzwerk mit Hilfe des VLC-Players (Medien → Netzwerkstream öffnen) überprüft werden. Dieser Schritt ist unabhängig vom Raspberry Pi, jeder lokaler Rechner im Netzwerk mit installierten VLC-Player kann hierfür verwendet werden.

Test: Überprüfen der Kamera lokal auf dem Raspberry Pi

# vlc player
rtsp://192.168.42.10:554/user=admin&password=&channel=1&stream=0.sdp
Kameraverbindung: Erfolgreich =), die Kamera ist im Netzwerk erreichbar. Im nächsten Abschnitt wird gezeigt, wie die Kamera fokussiert wird. Warum ist das Bild so rot :-o

Kamera fokussieren

Folgende Schritte sind abzuarbeiten bzw. zu überprüfen.

  1. Bildausrichtung
  2. Obstruktion
  3. Fokussierung

Raspberry Pi

Betriebssystem

Es wird ein Raspian OS installiert.

  • os (todo)

GlobalMeteorNetwork (s.u) stellt hierfür ein Image zur Verfügung, d.h. es wurde kein Image von der Raspberry Foundation verwendet.

Installation

Mit dem Tool Startmedien erstellen in Ubuntu kann ein Installationsmedium (sogenanntes Image) einfach erstellt werden.

  1. Herunterladen:
    1. Das jeweils aktuelle Image ist hier als Link verfügbar!
  2. Entpacken: Das Tool benötigt das Image ('*.img'), deshalb muss die Zip-Datei noch entpackt werden.
  3. USB-Stick (oder SD-Card) einstecken. Das Tool ''Startmedien erstellen' aufrufen und das Image auswählen

SSH/Remmina

  • user: Benutzer mit gültigen Passwort!
  • host: IP-Adresse des Computers zu dem eine Verbindung aufgebaut werden soll (sogenannter Remotehost).
  # ssh -X user@host
  # user: pi
  # hostname: raspberrypi-wlan@fsg-preetz.org
   
sudo update
sudo upgrade
sudo autoremove

Remmina

Manchmal ist es nützlich den gesamten Deskptop des Raspberry Pi zur Verfügung zu haben, hierzu wurde xrdp auf den Raspi installiert. Anschließend kann z.B. mit Remmina bequem (aber langsamer als mit ssh) auf dem Raspberry Pi gearbeitet werden.

Protokoll: RDP
Server: 172.16.33.222  (raspberrypi-wlan@fsg-preetz.org)
User: pi
Passwd: @see Maintainer

Einstellung des Systems

Geo-Koordinaten: latitude: 54°13‘32‘‘ longitude: 10°16‘48‘‘

Troubleshooting

IP-Kamera

Die IP-Kamera wird ohne technische Dokumentation geliefert, des weiteren fehlt ein „ordentliches Webinterface“. Probleme mit der Kamera bekamen wir, weil die IP-Zuweisung der Kamera (DHCP) leider nicht korrekt arbeitete.

Problem: :-?

Wir hatten die IP-Kamera am Schulnetz (172.X.X.X) getestet, nachdem wir anschließend die Kamera am Raspberry Pi verwenden wollten, war die Kamera nicht in der Lage eine neue IP-Adresse (192.X.X.X) zu beziehen. Da die Kamera über kein „ordentliches Webinterface“ verfügt, war die Lösung ein wenig tricky.

Vielen Dank an H. Radano vom GSM-Team hierfür :-)

Im folgenden beschreiben wir die Schritte um nachträglich die IP-Adresse zu ändern. Hierfür existieren Python Scripte um die Kamera anzusprechen.

Lösung

# Wir fügen eine IP-Addresse des aktuellen Netzwerks der  Kamera dem 
# eth0 Port hinzu (bei uns eine im 172er Netzwerk):
sudo ip a add 172.16.104.2/24 dev eth0
# Wir setzen die neue IP Addresse für die Kamera über das Pythonscript 
# Utils.SetCameraAddress auf die vorgegebene Addresse:
python -m Utils.SetCameraAddress 172.16.104.74 192.168.42.10
# Wir entfernen die Addresse des alten Netzwerks von eth0
sudo ip a del 172.16.104.2/24 dev eth0
# Wir fügen die zweite vorgegebene Addresse hinzu
sudo ip a add 192.168.42.1/24 dev eth0
# Dazu muss die range für die Addressvergabe in der dhcpcd.conf 
# angepasst werden, da die Addresse dort fest definiert ist
# Danach muss der dhcp.service gestartet werden
service dhcpcd start
# Danach sollte der Status mit service dhcpcd status geprüft werden
# Neustart des Systems
shutdown -r now
# Prüfen, ob die neue Addresse übernommen wurde
ifconfig
# Test, ob nun die neue Addresse der Kamera erreichbar ist
ping 192.168.42.10
# Zur kompletten Absicherung, dass die Kamera die Addresse übernommen 
# hat, prüfen wir in Wireshark die IP Addresse zur MAC Addresse der #Kamera
sudo wireshark
# Danach muss die neue IP Addresse der Kamera in der config.txt unter 
# device eingetragen werden

VLC Player

Problem: Failed To Allocate CMA Buffer :-?

Falls der VLC-Player nicht richtig funktioniert, hilft hoffentlich folgender Workaround.

Lösung

In den Systemeinstellungen (raspi-config) wird der entsprechende GL-Driver eingestellt.

  1. sudo raspi-config
  2. Menu “Advanced Options” → “GL Driver”
    1. Treiber: “GL (Fake KMS) OpenGL desktop driver with fake KMS” auswählen

Nach einem Neustart sollte jetzt alles funktionieren.

Kamerakonfiguration

Kamerainstallation

Die letzten Schritte

Detektionsmaske

Kalibrierung

SSH-Key

TODO

  • pointing Information (zu Einstellung des Systems)
  • Wikikoordinaten
  • English Translation (als letztes)
  • Abstract schreiben
  • (Troubleshooting)
  • Kamerabild checken
  • Maske erstellen (Skyfit2)
    • Beobachtungsabend kalibrieren
  • Kapitel für Maske und Kalibrierung, sowie SSH-Key
  • aktualisieren des Punktes Installation (Hostname, Überschriften… + Remmina)
  • Troubleshooting aktualisieren → Gliederung in Unterkapitel/ Ergänzung neuer Unterkapitel notwendig (Webinterface und Skript zur Kamerakonfiguration!,
  • Collage aus „guten“ Daten
  • VLC Command aktualisieren
  • Vorbereitung des Gehäuses, Fokussierung, Installation der Kamera (mit Bildern)
  • first steps
  • START DER BEOBACHUNGEN!
ceres.txt · Zuletzt geändert: 2024/02/23 12:05 von astronomie