Киевский клуб любителей астрономии "Астрополис"

astromagazin.net
* *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
28 Марта 2017, 16:50:31


Автор Тема: StarBrain - комп'ютер для астрономів  (Прочитано 757 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

cosmonaut

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 18
StarBrain - комп'ютер для астрономів
« : 28 Января 2016, 01:25:40 »
. - .

 Після того, як я проапгрейдився новим комп'ютеризованим монтуванням, (а точніше, комп'ютеризував існуюче HEQ-5 Upgrade Kit-ом), постало питання, як бути з астровилазками, коли телескоп треба виносити значно далі балкона. Крім проблеми живлення монтування, яка вирішується відносно просто, постало зразу ж питання ноутбука. В принципі, мій старенький Thinkpad X60 може протягнути годин 6-7 при економному використанні, якщо йому докупити нову батарею, тому, чисто для мене, вона вирішувалась відносно просто. Проте, якщо подивитися на це все ширше, то такої розкоші, як заряд ноутбучної батареї на 6-8 годин у більшості любителів астрономії, скоріш за все не буде. А буде 2-4 години від сили. Інша проблеми - це проблема з USB портами. Якщо живиться тільки монтування - то все ок. Але, якщо астроном бере з собою гід, астрокамеру і кільце фільтрів - з USB портами може початися "напряжонка" (особливо, якщо ще хочеться туди й мишку приєднати). Також, в силу специфіки USB протоколу, кабелі не можна робити достатньо довгими. В принципі, всі ці проблеми вирішуються, але всі разом приводять до суттєвих незручностей, як у випадку виїзду на природу з достатньо серйозним обладнанням, так і для стаціонарних обсерваторій. Тому, мені прийшла в голову думка вирішити їх "одним махом", зробивши такий-собі астрокомп'ютер, до якого можна було б з одного боку підключасти різні астродевайси, і який би міг працювати як самостійно, та і в парі з іншими комп'ютерами.

Отже
Задачі
Зробити девайс, який би:
  • живився від будь-якого підходящого джерела постійного струму - автомобільного акумулятора, різних літій-полімерних, літій-кадмієвих і т.п. батарей для електромоделей, блоків батарейок R20 (D), мережевих блоків живлення тощо
  • мав "на борту" активний USB хаб з максимальною кількістю портів
  • мав можливість виступати у вигляді точки, до якої можна було б під'єднуватись віддалено для керування телескопом
  • міг працювати в широкому діапазоні температур
  • був енергоекономним
  • був би максимально компактним
  • мав відносно невисоку собівартість

Рішення
Як швидко виявилось, кожна з цих задач сама по собі давно вирішена. Непритензійними до живлення, економічними та дешевими, як відомо, зараз є одноплатні комп'ютери, типу Raspberry Pi. В той же час, вони являються повноцінними універсальними комп'ютерами, на які можна поставити достатньо звичну операційку - Linux. У свою чергу, Linux може запропонувати для астрономів-любителів інфраструктуру, схожу на ASCOM для Windows - INDI (wikipedia), який - у свою чергу - реалізований у вигляді INDI-сервера, з одного боку до якого під'єднуються астродевайси, а з іншого - клієнти. Клієнти можуть знаходитись як на одній машині з сервером, так і з'єднуватися з ним по мережі.
Клієнти для INDI-сервера існують для всіх популярних операційних систем (включаючи Android та IOS) і, часто, вбудовані у віртуальні планетарії. Наприклад, потужні INDI клієнти ідуть в комплекті з планетаріями KStars та SkyChart.
Також, для віддаленого керування цілком можна використовувати VNC клієнти, якими можна під'єднуватись до астрокомп'ютера для віддаленого керування (клієнти теж існують для всіх популярних операційних систем).

Такий підхід робить можливим використовувати такий астрокомп'ютер не тільки в парі з ноутбуками, а й планшетами чи телефонами.

Апаратно віддалене з'єднання можна реалізувати по ethernet, або wifi, зробивши з астрокомп'ютера wifi-точку доступу (теоретично, при підключенні до такого комп'ютера 2G/3G модема, можна було б використовувати його ще й як інтернет-шлюз. Правда, не знаю, для чого це потрібно в любительській астрономії :) ). Так як у багатьох одноплатних комп'ютерах уже є вбудована wifi картка, з більшості з яких можна зробити точку доступу - така задача вирішується достатньо просто.

Підходящий недорогий активний USB хаб на 4-5-7 портів теж можна підібрати

І останнє - розводка живлення, яке можна реалізувати з використанням понижувачів постійного струму з підстройкою.

Для самостійної роботи також може знадобитися дисплей. На ринку можна знайти 5-7'' дисплеї з тачскріном, які можна було б використати для підключення до комп'ютера.
Реалізація
За основу я взяв LinkSprite PCDuino з кількох причин. По-перше, вона в мене вже була (хехе). По-друге - ця штуковина, являє собою щось типу гібриу Raspberry Pi та Arduino, а це значить, що плата, як мінімум, буде сумісною з Arduino Nano і "шити" Arduino-вську частину можна шити просто з одноплатного комп'ютера. Перша експериментальна реалізація астрокомп'ютера базується на першій версії PCDuino. Робочий варіант, можливо, переїде на третю (якщо мене не задушить жаба її купувати). WIFI у першій версії немає, на відміну від другої та третьої версій, але я підібрав USB WIFI, з якої теж можна зробити точку доступу. В якості USB хаба - 7 портовий USB адаптер Viewcon. Цікавою особливістю цього девайсу являється вимикач на кожен порт, що дуже практично - можна вимикати USB не виймаючи звідти девайса. Ще туди входить понижувач напруги з підстроєчним резистором, який дозволяє вмикати на вхід 8-40 вольт постійного струму (підлаштувавши вихідну напругу до 5 вольт, перед тим як вмикати девайси на виході). Ще сюди прикручена кнопка живлення (з фіксацією) і дуже цікавий перемикач, який переводить девайс в режим сервера (вмикається точка доступу, стартує DNS/DHCP сервер для роздачі IP-адрес, власне, INDI сервер тощо) чи клієнта (можна вмикати у звичайну мережу для технічних робіт, апгрейду, скачування/закачування даних тощо).

Базовий варіант не призначений для самостійного використання, тому буде комплектуватися 4-стрічковим дисплеєм, де будуть показані параметри підключення до WIFI та INDI сервера. Підключатися можна буде INDI клієнтом або через VNC з допомогою будь-якого девайсу з дисплеєм, для якого є VNC та/або INDI клієнт. За результатами польових випробувань, можливо, що туди зразу ж буде встановлено 5 чи 7 дюймовий дисплей з тачскріном
Реалізовано
Все вищесказане було запхнуте в пластиковий корпус, живлення, вимикачі й кнопки були розпаяні таким чином, щоб вивести їх на корпус. Основний функціонал виведений у вигляді механічних елементів (дуже зручно в умовах обмеженої видимості) і тепер я благополучно буду займатися дописуванням та конфігуруванням софта під цією коробкою. PCDuino крім стандартних Arduino-вських pin-ів має ще 4 GPIO роз'єми і пара I2C 6-пінових роз'ємів. Якщо вийде вивести на ці "додаткові" піни вимірювання температури та керування дисплеєм - ця штука буде повністю сумісна з Arduino-вськими шілдами, які можна програмувати й заливати зі StarBrain-а на його ж arduino-вський шматок

To be continued

PS як(що) закінчу остаточний варіант девайса - можна буде випускати такі невеликими партіями, тож, можна не соромитись і писати, якщо він вас зацікавив у контексті покупки

PPS якщо будуть поради, побажання чи бажання співпрацювати - з радістю вітатиму всі такі ініціативи :)

http://mosho-astro.blogspot.com/2016/01/starbrain.html
« Последнее редактирование: 28 Января 2016, 01:35:23 от cosmonaut »
Записан
SW 200/1000@heq5, Vixen VMC110L@eq3-1
Сказали спасибо

cosmonaut

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 18
Re: StarBrain - комп'ютер для астрономів
« Ответ #1 : 28 Января 2016, 01:32:22 »
. - .

Коробка з назвами :)
Записан
SW 200/1000@heq5, Vixen VMC110L@eq3-1

cosmonaut

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 18
Re: StarBrain - комп'ютер для астрономів
« Ответ #2 : 28 Января 2016, 01:33:15 »
. - .

Девайс працює від батарейного блоку з 8 батарейок R20 (D)
Записан
SW 200/1000@heq5, Vixen VMC110L@eq3-1

cosmonaut

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 18
Re: StarBrain - комп'ютер для астрономів
« Ответ #3 : 28 Января 2016, 01:34:41 »
. - .

А внутрє - нєонка  ;D
Записан
SW 200/1000@heq5, Vixen VMC110L@eq3-1
Сказали спасибо

bigol

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 1856
  • Благодарностей: 607
  • Разам і назаўжды!
Re: StarBrain - комп'ютер для астрономів
« Ответ #4 : 28 Января 2016, 09:03:50 »
. - .

С трудом могу себе представить астрофотографа на выезде без автомобиля.
А если есть автомобиль - значит иневертер 12-220 и подключай к нему всё как дома.
Но если кто ездит на выезды на велике с батарейками - тогда конечно да, вещь нужная.
 :starrynight:
Записан
Не знаю насчет лучшего, но худшее точно впереди.

Brahman

  • Клуб Астрополис
  • Онлайн Онлайн
  • Сообщений: 403
  • Благодарностей: 132
Re: StarBrain - комп'ютер для астрономів
« Ответ #5 : 28 Января 2016, 09:50:41 »
. - .

Добрый день,

Довольно интересный проект! :)
 
Хотелось бы узнать некоторые детали, например, девайс будет с графическим интерфейсом или просто консолька?

Пытался на распбери запускать графику в своё время и управлять стеллариумом - работало очень медленно. Также словил тогда "подводный" камень с ЮСБ Вай Фай донглом, что бы установить драйвер надо было изрядно попотеть)

Также интересно, что будет использоваться для управления (Клава\мышь\другой манипулятор?)) или настраиваем один раз дома и в поле только удаленное подключение?

Желаю дальнейших успехов :SLA:
Записан
SW Dob10
Если река завтра покроется льдом, то надо быть морально готовым к выезду в рабочий день.

cosmonaut

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 18
Re: StarBrain - комп'ютер для астрономів
« Ответ #6 : 28 Января 2016, 10:51:40 »
. - .

Цитировать
Пытался на распбери запускать графику в своё время и управлять стеллариумом - работало очень медленно
Ця штука значно потужніша класичного RPI. Аналогом цієї штуковини буде, мабуть, новенький Raspberry PI B+ (і то, процесор тут швидший). Стеларіум тут, мабуть, теж буде працювати досить повільно, а KStars працює на-ура (неочікувано для себе виявив, що його таки допиляли з рівня навчального проекту до досить толкового інструменту для астронома-любителя). Графічка буде, само собою (поки-що розглядаю варіанти на базі LXDM і Enlightenment DR17). По керуванню зараз розглядаю два варіанти: автономний - тоді буде дисплей з тачскріном і в парі з іншим девайсом (ноутом, планшетом, телефоном) - тоді керуючий девайс буде підключатися по ethernet/wifi (я писав вище про wifi точку доступу, якою може ставати девайс) у якості або клієнту до INDI сервера, або через VNC.

Цитировать
Также словил тогда "подводный" камень с ЮСБ Вай Фай донглом, что бы установить драйвер надо было изрядно попотеть
У мене в цьому 8 років досвіду (ггг). Думаю, якось поборю  ::)
Якщо буде робитися під замовлення - все працюватиме "з коробки" :)

Цитировать
Также интересно, что будет использоваться для управления (Клава\мышь\другой манипулятор?))
ну, там 7 USB й HDMI +можливо, екран з тачскріном, а-ля планшет. Напряму можна буде підключати все, що завгодно, але, основна ідея в тому, щоб можна було сидіти за кілька метрів (десятків метрів?) від телескопу і керувати ним звідти віддалено.

Цитировать
С трудом могу себе представить астрофотографа на выезде без автомобиля.
А если есть автомобиль - значит иневертер 12-220 и подключай к нему всё как дома.
Но если кто ездит на выезды на велике с батарейками - тогда конечно да, вещь нужная.

Значить, вам воно буде не потрібне :) А от у мене недалеко від дому є класний не засвічений задній двір. Не настільки близько, щоб можна було кинути з дому кабель і не настільки далеко, щоб тягнути туди щоразу машину. От, власне, одна з відповідей, для чого воно треба...
Записан
SW 200/1000@heq5, Vixen VMC110L@eq3-1


AndrewP

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 3157
  • Благодарностей: 366
  • Андрій, Дніпропетровськ
    • www.eqdrive.com.ua
Re: StarBrain - комп'ютер для астрономів
« Ответ #7 : 28 Января 2016, 19:22:15 »
. - .

Вибачте, читаю з телефона, не дуже зручно. Скажіть будьласка, а навіщо вимикачі на USB?
Записан
Celestron Omni XLT 120/eq5(steel-axis mod); Astro-Tech AT72ED; SW 909 AZ3-2;  МШР; "Алькор"; БПЦ 8х30.
Моторизация монтировок, ремонт оборудования.
In theory, theory and practice are the same. In practice, they are not. :)

cosmonaut

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 18
Re: StarBrain - комп'ютер для астрономів
« Ответ #8 : 29 Января 2016, 00:52:27 »
. - .

Цитировать
Вибачте, читаю з телефона, не дуже зручно. Скажіть будьласка, а навіщо вимикачі на USB?
Чесно кажучи, в планах цього не було, але сам хаб уже йшов з перемикачами :) Крім того, я подумав, що було б зручніше, якщо треба міняти конфігурацію "на льоту", просто вимикати чи вмикати USB замість виймати девайси з портів... загалом, можна це все буде просто закоротити, якщо можливість виявиться не юзабельною (це ще експериментальна штука).
Записан
SW 200/1000@heq5, Vixen VMC110L@eq3-1
Сказали спасибо

cosmonaut

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 18
Re: StarBrain - комп'ютер для астрономів
« Ответ #9 : 01 Марта 2016, 21:50:58 »
. - .

...так... нарешті дійшли руки зібрати все до купи, прикрутити екранчик (ядрьоними болтами  :gigi:), перепаяти те, що не було перепаяно, але треба було, і прикрутити отакий от симпатичний роз'єм (на 2 фото внизу корпусу), який попіново суміний з Arduino (якщо зробити невеликий перехідник, то можна вішати arduino-вські шілди). Тепер ви можете шити вбудовану ардуіну в той час, як спостерігаєте за зірками :)

Тепер лишилася програмна частина, за яку й сяду найближчим часом. Графічку планую зробити на базі Enlightenment E17 +треба написати кілька софтин. Думаю, python+pyQT має підійти
Записан
SW 200/1000@heq5, Vixen VMC110L@eq3-1
Сказали спасибо

Олег Малий

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 1871
  • Благодарностей: 345
Re: StarBrain - комп'ютер для астрономів
« Ответ #10 : 05 Июня 2016, 15:12:53 »
. - .

Як справи із проектом?
Записан
Скачиваем и тестируем дистрибутив Ubuntu Astronomy

mak

  • Модератор
  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 1108
  • Благодарностей: 109
    • Бердянское общество любителей астрономии "Орион"
Re: StarBrain - комп'ютер для астрономів
« Ответ #11 : 06 Июня 2016, 09:18:38 »
. - .

хорошая идея. но, даже не являясь потенциальным покупателем, однако обладая природной вредностью ;) задам вопрос, который, почему-то, ушел за рамки. весь этот девайс будет вполне хорошо работать в условиях "дома на столе". но как он себя поведет в поле? такие неприятные вещи как роса, или -20 и ниже (хоть и обозначено в целях, в реализации нет), или вобще внезапный дождь, или еще что-то, что обязательно может случится. как с этим всем? не вижу никакой защиты, подогрева, герметизации и пр. и самое главное - мне кажется, что изначальный выбор источника питания в виде кучи батареек, не лучшее решение. возможно стоило бы ориентироваться на акамули (как в бесперебойниках). но это всего лишь мое мнение и, возможно, я пока слишком спешу с выводами.

cosmonaut

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 18
Re: StarBrain - комп'ютер для астрономів
« Ответ #12 : 05 Сентября 2016, 21:05:43 »
. - .

Як справи із проектом?

Поки-що, на паузі... Нема часу займатися  :(
В принципі, сам девайс готовий, але треба возюкатися з лінуксовим ядром і збирати до нього модуль, щоб завести wifi. І прошивку "перековбасити". От на це ніяк часу не виділю...
« Последнее редактирование: 05 Сентября 2016, 21:25:55 от cosmonaut »
Записан
SW 200/1000@heq5, Vixen VMC110L@eq3-1

cosmonaut

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 18
Re: StarBrain - комп'ютер для астрономів
« Ответ #13 : 05 Сентября 2016, 21:20:59 »
. - .

хорошая идея. но, даже не являясь потенциальным покупателем, однако обладая природной вредностью ;) задам вопрос, который, почему-то, ушел за рамки. весь этот девайс будет вполне хорошо работать в условиях "дома на столе". но как он себя поведет в поле? такие неприятные вещи как роса, или -20 и ниже (хоть и обозначено в целях, в реализации нет), или вобще внезапный дождь, или еще что-то, что обязательно может случится. как с этим всем? не вижу никакой защиты, подогрева, герметизации и пр. и самое главное - мне кажется, что изначальный выбор источника питания в виде кучи батареек, не лучшее решение. возможно стоило бы ориентироваться на акамули (как в бесперебойниках). но это всего лишь мое мнение и, возможно, я пока слишком спешу с выводами.

Модель експериментальна, тому, цілком можливо, що у фінальну версію будуть внесені зміни :)
1. по росі не думав. Скоріш за все, роса на нього не осідатиме в робочому режимі, бо там гріє процесор мінікомп'ютера й понижувач 12-5 вольт. Тому, температура корпусу не буде опускатися до навколишньої в робочому стані. Хоча, можливо, треба буде щось подумати про герметизацію USB портів. Це вже покаже практика
2. по -20 - всередині є, власне, процесор мінікомп'ютера й понижувач 12-5 вольт. Думаю, їх тепла має вистачити, якщо вимкнути вентилятор (це передбачено: на корпусі є перемикач. Можливо, колись буде датчик температури, який сам вимикатиме. Але, знову ж таки, на практиці не перевірялося). В принципі, зробити додатковий підігрівач "для розгону" - не проблема.
3. від раптового дощу, чесно кажучи, не захищено більшість обладнання, включаючи фотоапарати, астрокамери й електроніку монтування. Тому, це вже придираєтесь ;)
4. джерело живлення - 12 вольт. Це може бути купа батарейок, акумулятор, блок живлення, "прикурювач" - все, що завгодно, аби 12 вольт постійного струму видавало (перевірено. Працює від усього). Це одна з основних цілей, до речі: мінімальна залежність від специфічних джерел живлення. Батарейки - це, просто, демонстрація, що навіть, від них воно здатне працювати ;) Скажу більше: можна, навіть, 9 вольт використовувати, якщо підлаштувати понижувач (теж перевірено).
Записан
SW 200/1000@heq5, Vixen VMC110L@eq3-1