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Cámara de Raspberry para Astrofotografía

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Autor Tema: Cámara de Raspberry para Astrofotografía  (Leído 7146 veces)
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boreack

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26  Oviedo, Asturias 
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« del : Sáb, 31-Mar-2018, UTC 07h.10m. »

Buenos días compañeros.
He estado investigando últimamente sobre la cámara de la raspberry, pero parece que nadie por el foro ha intentado nunca usarlas, no así en otros foros ingleses.
Para quien la tiene tirada por casa, puede ser una buena idea para trastear un poco y ver si le interesa antes de gastarse el dinero en una cámara de verdad.
Lo bueno que tiene, es que es completamente configurable, al ser de código abierto. Se puede tocar la ISO, ganancias, blances, tiempos de exposición, y un largo etc.

Los materiales son sencillos:
- Raspberry Pi 3 (o una zero, aunque son difíciles de conseguir).
- Módulo de energía, batería portable o un cable largo para enchufar a algo que de corriente (trabaja a 5V).
- Cámara, la cual modificaremos. En mi caso utilicé una V2 normal que tenía por casa, aunque existe una versión "noIR" sin dicho filtro (es negra y la normal verde).
- Si la raspberry que se utiliza no tiene una tarjeta de red Wifi, necesitaremos una.

Lo primero es realizar la instalación y configuración de la cámara (Todo está realizado desde una distro Raspbian limpia):
Para instalar la cámara simplemente se introduce en la ranura correspondiente:


Fuente: https://projects.raspberrypi.org/en/projects/getting-started-with-picamera/4

Accedemos a la "consola" y escribimos lo siguiente para actualizar nuestra raspberry:
Código:
sudo apt-get update -y
sudo apt-get upgrade -y

A continuación, nos dirigimos a "Preferences->Raspberry Pi Configuration" y en la pestaña "Interfaces" activamos la cámara. Si no estaba activada, hará falta reiniciar.

Con esto ya tendríamos acceso a la cámara desde, por ejemplo, un script en Python.
Lo que vamos a hacer ahora es crear un servidor web (en mi caso Apache, pero puede ser el que se quiera) para poder acceder a la cámara y sus configuraciones desde cualquier ordenador o móvil en la misma red.
Primero modificamos el fichero "interfaces" para darle una IP fija a la raspberry, de forma que siempre sepamos como "se llama":
Código:
sudo nano /etc/network/interfaces

Y añadimos dentro:
Código:
auto wlanX
iface wlanX inet static
address 192.168.1.ZZ
gateway 192.168.1.1
netmask 255.255.255.0
wpa-ssid redWifi
wpa-psk contraseñaWifi
Donde la "X" de "wlanX" corresponderá con el número de vuestra tarjeta de red (se puede comprobar escribiendo "ifconfig" en la consola), "ZZ" el número que vosotros querais (siempre que no esté ya ocupado por otra máquina) y el par de datos que faltan el nombre de la red wifi a la que os vais a conectar y su contraseña.

Posteriormente descargamos apache2 y php5, que es sobre lo que montaremos el servidor de la cámara y lo arrancamos:
Código:
sudo apt-get install apache2 php5 libapache2-mod-php5 -y
sudo /etc/init.d/apache2 restart

Y por último instalar y configurar el servidor de la cámara:
Código:
git clone https://github.com/silvanmelchior/RPi_Cam_Web_Interface.git
cd RPi_Cam_Web_Interface
./install.sh
NOTA: hay que cambiar donde pone "php     7" a "php    5". El resto puede dejarse como está.

Para dar permisos de autoarranque cuando iniciemos la raspberry, hace falta ejecutar también:
Código:
sudo chmod 755 /etc/rc.local
and restart

Y con esto ya podríamos acceder a la cámara a través de la URL que tengamos (por defecto: "192.168.1.XX/html", siendo "XX" el numero que se puso al configurar la red).

Ahora ya se podría prescindir de pantalla, teclado y demás, y nos quedaría algo así:
ndice" border="0


Solo faltaría encajar la cámara a la entrada del telescopio. Si se dispone de impresora 3D o de un sitio donde imprimir piezas, se puede hacer algo de este estilo (para 1.25"): https://www.thingiverse.com/thing:1812708/apps/print/

Fuente: https://www.thingiverse.com/thing:1812708/apps/print/

Antes de dejarlo todo encajado, hay que tener en cuenta que hace falta quitar la lente de la cámara para poder colocarla a foco primario en nuestro telescopio. Esto se hace fácil, quitando con una cuchilla el pegamento que pueda tener, y desenroscarla, para que quede así:

Fuente: https://blog.adafruit.com/2017/05/19/astrophotography-with-the-raspberry-pi-camera-piday-raspberrypi-raspberry_pi/

Para más información sobre todas las posibilidades de configuración o documentación: https://elinux.org/RPi-Cam-Web-Interface

Espero que alguno más se anime ha realizar pruebas y comprobar cuales son los parámetros adecuados de configuración para sacarle el máximo rendimiento.

Un saludo.

Tubo principal: Celestron C8 XLT, Celestron C6 XLT, SkyWatcher 72ED, Bresser 100/1400
Reductor:  Hyperstar V3 , Celestron x0,63.
Cámara principal: Atik 460Ex Mono ASI 183C Pro , QHY 294C, Nikon Z50 (stock), Nikon D5300 (stock), Altair 178M
Equipo de guiado: Altair 178M + APM 50mm F4.1 Svbony 30mm F4
Montura: Ioptron CEM40, Losmandy G11 Gemini 1v4 , AZGTI (EQ), EXOS 2 GoTo (AstroEQ)


Filtros:
Optolong L-Enhance 1.25"
ZWO RGB 1.25"
Baader Solar Continuum
Atronomik Pro Planet IR 742
Baader AstroSolar ND 5.0


Barlow:
GSO 2.5x
Svbony 5x

Alimentación:
Power box casera 12V 100A
Power box casera 12V 28A
Suaoki 150w

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villamany

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40  Cadiz 
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« respuesta #1 del : Sáb, 31-Mar-2018, UTC 11h.59m. »

Muy bueno y detallado! gracias
Sería interesante ver algún resultado cuando los tengas.

PD: Si necesitas algo impreso en 3D para las pruebas no dudes en decirmelo.

SW Mak127 con dieléctrica 2"
Synscan AZ GoTo con Bluetooth. Sobre trípode EQ5 y trípode de mesa adicional
Oculares 1.25": 6, 10, 12, 15, 20, 25, 32mm. Oculares 2": 26, 30, 42, 50mm
Balow 2x y filtros GSO
RisingCam IMX224

« Últ. modif.: Sáb, 31-Mar-2018, UTC 12h.01m. por villamany » En línea
boreack

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26  Oviedo, Asturias 
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« respuesta #2 del : Sáb, 31-Mar-2018, UTC 13h.45m. »

Justo ayer estaba imprimiendo la pieza, pero a mitad de impresión la impresora se apagó y no parece que vuelva a arrancar  tickedoff
Tengo un sitio cerca de casa que hace impresiones, así que la encargaré ahí (la pieza sale por entre 10€ y 15€) pero hasta el miércoles no llega el telescopio, y el clima por Asturias... está complicado últimamente.

Un saludo.

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villamany

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40  Cadiz 
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« respuesta #3 del : Sáb, 31-Mar-2018, UTC 17h.42m. »

 OKOK
Cualquiera de los componentes que ha petado... si no lo ves claro lo mejor cambiar todo, placa y drivers que son baratos. Precisamente acabo de migrar mis impresoras del sistema de Makerbot (Sailfish) a Marlin por el mismo motivo.

...pues ya sabes aquí tienes un par de ellas a tu disposición por si necesitas algo. Un saludo desde donde luce el sol  Sonrisa

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boreack

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26  Oviedo, Asturias 
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« respuesta #4 del : Mié, 04-Abr-2018, UTC 16h.38m. »

Tras recibir las piezas que tenía en camino, así queda el módulo completamente montado:


Por niveles sería:
- Raspberry Pi 3B + caja acrílica + ventilador.
- Módulo de alimentación (batería de litio con inductor de potencia para pasar de 3.7-4.2V de la batería a los 5V que necesita la RasPi).
- Cámara montada en la sujección para oculares y separada del modulo de alimentación para permitir el flujo de aire.



El módulo de alimentación y la RasPi están unidas mediante gomas elásticas, mientras la cámara va fijada con un tornillo al módulo de alimentación.
Con suerte si las nubes se van un poco haré alguna prueba esta noche.

Un saludo.

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boreack

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26  Oviedo, Asturias 
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« respuesta #5 del : Jue, 05-Abr-2018, UTC 07h.17m. »

La noche pasada he podido estrenarla, aunque no ha salido mucho.
No tenía ni la luna ni ningún planeta a tiro, así que intenté enfocar a Aldebaran con el 26mm y cambiar el ocular por la cámara.
Conseguí sacar algunas fotos de 0.5-1s de exposición a ISO 800, donde se pueden vislumbrar algunas estrellas. El problema es que en "tiempo real" no ves nada por la pantalla (la de un pc que utilicé como control de la cámara), así que no puedes enfocar a no ser que sea a través de las fotos.
Estuve jugando con algunos de los parámetros que permiten modificarse. Los más interesantes son:
- Sharpness (0 a 100, por defecto 0)
- Saturation (0 a 100, por defecto 0)
- Contrast (0 a 100, por defecto 0)
- Brightness (0 a 100, por defecto 50)
- ISO (100 a 800, por defecto 0 - Auto)
- Exposure_compensation (-10 a 10, por defecto 0)
- Shutter_speed  (0 a 33000, siendo 33000 el más lento, que es 1 segundo. Por defecto 0 - Auto)
- White_balance (por defecto Auto, hay un selector con predefinidos)
- Rotation (Por si la cámara está girada. Permite rotar la imagen en ángulos de 90º)
- Quality (10 por defecto. a 100 es la máxima calidad. Todas las fotos que he sacado son a 100)

Hay más opciones (bastantes) que se pueden comprobar la tabla del link del primer mensaje del post:
 
Cuando las procese un poco las subiré para que se vea alguna cosilla que se puede hacer con esta pequeña, aunque no tengo suficientes para apilar (y fueron echas con distintas configuraciones para buscar la óptima).

Un saludo.

En línea
boreack

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26  Oviedo, Asturias 
desde: feb, 2018
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« respuesta #6 del : Jue, 05-Abr-2018, UTC 14h.09m. »

Bueno, tras procesar una de las imagenes, esto es lo que ha salido. Son simplemente estrellas en el fondo, ya que no fui capaz de enfocar nada en particular, y tampoco había algún punto de referencia.
Lo único que puedo decir es que se trata de un fragmento del cielo con orientación WNW, a las 23:00 del 04/04/2018.
Debería ser una zona cercana de Aldebaran, aunque debido a que se usó un Mak de 1400mm de focal y el buscador era de punto rojo, poco puedo afirmar que esté centrado algo.
Es un gran aumento al juntar los 1400mm de focal con el sensor Sony IMX219 de la cámara ,que mide 3.68 x 2.76 mm (4.6 mm diagonal), y no se podía enfocar a través del ordenador (solo se veía una imagen en negro)

La imagen está procesada en Lightroom con los siguientes parámetros:
Exposición: +4.09
Contraste: +100
Altas luces: +51
Sombras: 0
Blancos: -37
Negros: -82



La he intentado pasar por Astrometry, perono ha dado resultado. La matriz de comparación obtenida ha sido la siguiente:


No es mucho, pero igual os sirve para haceros una idea de como funciona esta pequeña cámara.

Un saludo.

« Últ. modif.: Jue, 05-Abr-2018, UTC 14h.10m. por boreack » En línea
AIP
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Álvaro

31  Hortaleza, Madrid 
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« respuesta #7 del : Jue, 05-Abr-2018, UTC 14h.14m. »

viéndola en grande, yo creo que esos puntos son hotpixels, no estrellas hmmmm

Álvaro

Telescopios: Takahashi FSQ106EDX, Sky Watcher Maksutov 127/1500
Monturas: Takahashi EM-400 Temma2, NEQ6 Pro II Tuning Belts
Cámaras: Atik 16200, ASI290MC
Rueda portafiltros: SX USB Filter Wheel
Filtros: Astrodon LRGB Gen2 Tru-Balance 50.8mm, IDAS LPS P2
Guiado: Lunático EZG60 + SXLodestar
Panel de flats: RB Focus eXcalibur
Distribuidor: RB Focus Balinor Pro
Enfoque: RoboFocus Rev 3.1
Software: N.I.N.A. Polemaster, PixInsight Core, Photoshop CC
PC captura: HP ProBook G3 430 i5 6200U, 16GB RAM
PC procesado: Ryzen 9 5950X, ASRock B550 PG Velocita, RAM 64GB, Samsung 980 Pro, TX650M

http://www.aipastroimaging.com

En línea
boreack

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26  Oviedo, Asturias 
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« respuesta #8 del : Jue, 05-Abr-2018, UTC 14h.42m. »

Si fuesen hotpixels estarían en todas las imágenes obtenidas, pero no es así. También varían en intensidad.
Se ha modificado bastante para eliminar el ruido causado por disparar a Iso 800, pero igualmente debido al movimiento de las estrellas y a la falta de enfoque preciso han salido movidos los puntos.

Las originales sin corrección tenían en la zona inferior derecha una especie de nube con algunos puntos rojizos y otros blancos, pero me parecía un error de ruido y retoque hasta que desapareció.

Un saludo.

En línea
boreack

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26  Oviedo, Asturias 
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« respuesta #9 del : Jue, 05-Abr-2018, UTC 19h.21m. »

Esta tarde he realizado otra prueba, aprovechando que Venus estaba a tiro desde mi ventana.
He grabado un pequeño vídeo con la Raspberry. Os lo dejo a continuación, sin ninguna modificación.
He intentado enfocarlo, pero lo más que he podido ha sido como en el vídeo.
Haciendo cálculos, el aumento de la cámara de la Raspberry a foco primario es como poner un ocular de 8-7mm.






El vídeo es bastante chusquero, pero podéis haceros una imagen de la amplificación que se puede obtener con esta cámara sin barlows.


Un saludo.

« Últ. modif.: Jue, 05-Abr-2018, UTC 19h.29m. por boreack » En línea
GMJ

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Que pasa pulpillo!!!.....

41  Manresa 
desde: dic, 2011
mensajes: 2675
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« respuesta #10 del : Jue, 05-Abr-2018, UTC 21h.42m. »

Que tal Boreack  OKOK

Pues felicidades por envalentonarte con el proyecto  OKOK

Ten en cuenta que un Mak con una focal de 1400....1500 es mucha tela para cielo profundo, aunque no imposible y mas asequible para sensores grandotes como los DSLR....evidentemente empieza por planetaria, pero Venus es un planeta dificilillo para empezar....mucho brillo...muy bajo casi siempre y a no ser que le pongas un filtro especifico solo será una pequeña luna brillante...

Te aconsejo que empieces por objetos terrestres de dia...(o farolas de noche) y seguido metele caña a Jupiter que esta que lo va pidiendo ya  Giñar....es mucho mas grande y generoso....y con muchos mas detalles para poder ver bien el alcance de la cámara  OKOK

PD: Por cierto....la cámara tiene aun el filtro IR original?  hmmmm si es así creo que debes quitárselo y ponerle un filtro IR/UV especifico para astronomía....lo digo porque todas las cámaras wew que se han modificado se ha retirado el filtro IR original que es muy restrictivo para nuestra afición y le han puesto un filtro IR/UV de estos nuestros para astronomía de 1.25"....si no no podrás enfocar bien ningún planeta  hmmmm

« Últ. modif.: Jue, 05-Abr-2018, UTC 21h.48m. por GMJ » En línea
boreack

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26  Oviedo, Asturias 
desde: feb, 2018
mensajes: 630
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« respuesta #11 del : Vie, 06-Abr-2018, UTC 04h.36m. »

La versión de la cámara que tengo es, efectivamente, la que viene con el filtro IR. Tengo que buscar como removerlo y cual es ese filtro que me comentas para ver como se le podría poner.
Muchas gracias por los consejos, a ver si puedo escaparme un día de casa e intentar cazar júpiter, que le tengo ganas.

Edito: Ya mire y parece que puedo ponerle un filtro de 1.25" en el adaptador del ocular. Buscaré uno que no salga muy caro para las pruebas, y si merece la pena, ya saltar a uno bueno que pueda usar con más aparatos.
Edito2: Para quitar el filtro IR de la cámara he visto que viene dentro del encapsulado, así que hay que abrirla con cuidado de no cortar alguno de los condensadores y resistencias que se encuentran en el borde exterior del encapsulado, para posteriormente quitar el cristal del filtro y volver a cerrar todo. Cuando tenga tiempo a lo largo de la semana que viene me pondré a ello.

Un saludo. 

« Últ. modif.: Vie, 06-Abr-2018, UTC 07h.34m. por boreack » En línea
Mrenfurecido

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« respuesta #12 del : Dom, 10-Jun-2018, UTC 10h.06m. »

Muy interesante, has podido captura alguna imagne de jupiter?. Pronto estara saturno a tiro tambien.

Tambien podias dejarle la lente y crear un acople con tubo de pvc y entre medias meterle oculares y grabar directamente sobre ellos.

Un saludo.

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J.T.C.

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Girona 
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« respuesta #13 del : Jue, 26-Jul-2018, UTC 09h.01m. »

Hola buenos días a todos. Yo también estoy haciendo pruebas con una Pi Camera V2 NOIR + Una Raspberry pi 3 B+ y un telescopio celestron 114 slt.  El año pasado también estuve aprendiendo a hacer videos y fotos de larga exposición con la Pi camera. Hice videos muy parecidos al tuyo. El resultado era muy similar un poco mejor, pero no mucho. Yo soy novato en astronomia y en las Raspberry y no tengo experiencia. Pero con paciencia y tiempo no és difícil. También estuve probando con la luna y se veía bastante bien, muy ampliada. El problema que veo (en otros foros he leido) es que esta cámara tiene el sensor muy pequeño y los pixeles también. Lo bueno es que puedes probar muchos parametros diferentes para mejorar las fotos. En cuanto pueda publicaré alguna foto y mis configuraciones.

« Últ. modif.: Jue, 26-Jul-2018, UTC 09h.02m. por J.T.C. » En línea
J.T.C.

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Girona 
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« respuesta #14 del : Jue, 26-Jul-2018, UTC 09h.08m. »

Ojo con  sacar el filtro IR de la cámara. Tienes que ir con mucho cuidado. Ya que yo estuve también trasteando con mi CCD y ahora se ve alguna mota de polvo al hacer fotos. Busca en internet como hacerlo ya que cuesta mucho mantener el CCD límpio. Te aconsejo que no lo hagas y compres la PI camera V2 noir sin el filtro IR. Yo la compre en esta web xina a buen precio y la misma calidad;
http://www.dx.com/p/New-Official-Raspberry-Pi-Original-NoIR-Camera-V2-80MP-Night-Vision-Module-IMX219-Sensor-with-15Pin-Ribbon-Cable--916489747#.W1mdKdIzaUk

« Últ. modif.: Jue, 26-Jul-2018, UTC 09h.10m. por J.T.C. » En línea
Javejo

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Viladecans 
desde: ago, 2017
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« respuesta #15 del : Mar, 31-Jul-2018, UTC 18h.36m. »

Hola, yo también tengo una Raspberry Pi Zero W con la cámara 1.3 y estuve trasteando un poco. Conseguí hacer algunas fotos a Júpiter y se veían los satélites pero poco más.
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Estos días voy a estar probando varias configuraciones a ver si consiguiera algo más con lo que puede dar la cámara. Pero vamos, como un inventillo no está mal

Edito: voy a contar cómo lo hice porque es un detalle importante a tener en cuenta
Coloqué la cámara en un ocular de 4mm sin quitar nada. Para que se sujetase hice una especie de adaptador casero con un trozo de cartulina, ya que no dispongo de impresora 3D.
Lo hice con ISO 800 y 0.6s de exposición, una sola toma.
Para poder ver si estaba bien enfocado conecté la cámara a la misma red wifi que el portatil y activé el preview con raspistill. Cuando quería hacer una foto, tenía ya un script listo para activarlo y hacer la foto, así reduciendo el tiempo que pasaba entre que veía la preview y tomaba la foto. Obviamente, esto fue muy chapucero y sobre la marcha, ya que hubo unos cuantos problemas que solucionar mientras tanto  sudando

« Últ. modif.: Mar, 31-Jul-2018, UTC 20h.24m. por Javejo » En línea
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