Allsky-Kamera zum Nachbauen

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svenk123

svenk123

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Hallo zusammen,

ich habe mir vor einigen Monaten eine Allsky-Kamera gebaut. Hier wollte ich Euch mal zum Nachbauen meine Bauanleitung zur Verfügung stellen.

Allsky_Camera14.png

Die Gehäuseteile könnt ihr mit einem 3D-Drucker herstellen. Ich habe PLA+-Filiament verwendet, da es gegenüber normalem PLA stabiler und wetterbeständiger ist.
Nur den inneren Puffering habe ich aus flexiblem TPU gedruckt. Das ganze kann dann entweder über einen Halter, so wie auf dem Bild verschraubt werden,
alternativ hat das Gehäuse an der Unterseite einen Kragen, so dass man es auch auf ein 49mm-Rohr (Zahnpfal, Besenstiel, etc.) gesteckt werden kann.

Ein großes Problem für die Elektronik ist ja die kondensierende Feuchtigkeit, vorallem innerhalb des Gehäuses. Da es sehr aufwendig ist ein Gehäuse so extrem Luftdicht zu bekommen, habe ich bewusst auf die Möglichkeit eines Luftaustauschs geachtet. Innerhalb der Kuppel befindet sich eine kleine Tropfrinne, so dass kondensierendes Schwitzwasser innerhalb der Kuppel aufgefangen und nach aussen geleitet werden kann. Damit von aussen keine zu feuchte Luft eindringen kann, habe ich eine kleine Membran eingesetzt. Das funktioniert im Prinzip wie ein GORE-Ventil. In meinem Fall habe ich einfach ein kleines Stück Stoff aus einer alten Outdoor-Jacke verwendet.
Zusätzlich empfehle ich noch 1-2 kleine Silikagel-Beutel mit unter die Kuppel zu legen.
Auf eine elektrische Tauheizung habe ich wegen des Energieverbrauchs erstmal verzichtet.

Um das ganze relativ kostengünstig zu halten habe ich mich für einen Raspberry Pi Zero W und der Raspberry Pi HQ-Kamera entschieden. Der Pi Zero ist sehr schön klein uns für die Aufgabe mehr als ausreichend. Hinzu kommt, dass es für die Pi HQ-Kamera passende Weitwinkelobjektive zu günstigen Preisen gibt.

Als Software kam die bekannte AllskyCamera-Software von Thomas Jacquin zum Einsatz.
github.com

GitHub - AllskyTeam/allsky: A Raspberry Pi operated allsky camera

A Raspberry Pi operated allsky camera. Contribute to AllskyTeam/allsky development by creating an account on GitHub.
github.com github.com

Folgende Teile werden benötigt:
Allsky_Camera01.png


Die STL-Dateien der 3D-Druckteile findet Ihr übrigends hier: AllSky Camera by svenk123


Für die 5V Stromversorgung des Raspberry muss das USB-C-Kabel wie folgt angelötet werden:
Allsky_Camera03.png


Die Raspberry HQ-Kamera wird einfach mit 4 M3 Schrauben auf der Basisplatte verschraubt. Hier sieht man auch die umlaufende Tropfrinne für das Schwitzwasser.
Allsky_Camera04.png


Die Fokussierung ist so eine Sache. Damit man auch im zusammengebauten Zustand einfach fokussieren kann, habe ich eine kleine Fokussierachse mit einem Zahnrad vorgesehen.
Allsky_Camera05.png
Allsky_Camera06.png


Um die Acrylkuppel möglichst dicht mit der Basisplatte zu verbinden, muss dieser Ring aus einem flexiblen Filiament gedruckt werden. Ich habe hier TPU verwendet.
Allsky_Camera08.png


Anschliessend wird das ganze verschraubt.
Allsky_Camera09.png
 
Es geht natürlich noch weiter mit der Beschreibung...

Im unteren Gehäuseteil wird nun der Raspberry PI mit 4 M3 Schrauben befestigt. Hier seht Ihr auch wofür die Kugellager sind.
Allsky_Camera11.png


Anschliessend wird noch die Bodenplatte und der Masthalter angeschraubt.
Allsky_Camera13.png


Von der Bodenplatte habe ich leider kein Bild. Sie schliesst das Gehäuse von unten ab und dort wird auch die USB-C-Anschlussbuchse befestigt.

Viel Spaß beim Nachbauen
Sven
 
Hallo Sven,

eine sehr schöne Konstruktion! Vielen Dank!

Dazu hab ich noch einige Fragen. Welches PLA hast Du genau verwendet? Ich suche noch nach einem guten PLA für draußen... Wie lange ist die Kamera denn schon im Außeneinsatz und wie bewährt sich die Konstruktion und das Material bisher? Warum hast Du mit schwarzem Filament gedruckt? Helle Farben würden sich doch bei Sonne nicht so aufheizen oder siehst Du da kein Problem?

Vielen Dank schon mal und viele Grüße,
steve

P.S. Zu der Acrykuppel kann ich nur sagen, das die oben hauchdünn ist und keinen Hagel aushält. Genau die hatte ich auch schon mal und die hat es letzten Sommer verhagelt (allerdings ging da auch massiveres zu Bruch...)
 
Hallo,

ich verwendet das PLA+ von eSun (soll natürlich keine Werbung an dieser Stelle sein :)).Prinzipiell sollte PETG wegen der Feuchtigkeitsbeständigkeit noch etwas besser sein, aber das ist mir im Vergleich zu PLA+ zu bröselig.

Für meine aktuelle Kamera hatte ich nur noch schwarzes Filiament. Die vorigen Designs waren in Rot und waren nach dem Sommer schon etwas verblichen.

@steve: Bei der dünnen Acrylkuppel hatte ich auch schon meine Bedenken. Zum Glück hat es noch nicht gehagelt.
Hast Du eine Empfehlung für eine bessere Kuppel? Ich suche noch eine kleinere Kuppel (z.B. 5cm Durchmesser), da mit das Gehäuse doch noch relativ groß erscheint.

CS
Sven
 
Zitat von svenk123:
Hallo,

@steve: Bei der dünnen Acrylkuppel hatte ich auch schon meine Bedenken. Zum Glück hat es noch nicht gehagelt.
Hast Du eine Empfehlung für eine bessere Kuppel? Ich suche noch eine kleinere Kuppel (z.B. 5cm Durchmesser), da mit das Gehäuse doch noch relativ groß erscheint.

CS
Sven
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Hallo Sven,

nach dem Hagelschlag muss ich schnell Ersatz beschaffen und bin bei einer Halbkugel aus dem Dekobedarf(zwei Halbkugeln zum befüllen mit irgendwas) gelandet. Die kosten echt wenig und immerhin ist die Wandstärke konstant, denn sie sind Spritzguss und kein tiefgezogene Halbkugel, bei der oben die Wandstärke am geringsten ist. Eine Halbkugel habe ich einfach mit 5min Epoxy auf den oberen Deckel geklebt und das Provisorium hält nun schon ein halbes Jahr.... Link zum Beitrag

Empfehlen möchte ich dir das aber nicht.

Auf Anregung in diesem Beitrag habe ich mir zwei Glaskuppeln bestellt. Es fehlt aber noch eine Fassung, denn die Kuppeln haben keinen Flansch zum anschrauben. Wenn die kleine Kuppel mit 6mm Wandstärke funktioniert ist sie auf jeden Fall hagelsicher :)

Aber dazu muss ich erst in die Werkstatt und die ist momentan echt kalt ...

Somit kann ich Dir leider gerade nichts empfehlen, was getestet ist. Acryl werde ich langfristig nicht mehr verwenden, wenn Kunststoff dann Polykarbonat. Das wird bei den professionellen Kameras eingesetzt.

Viele Grüße,
steve
 
Hallo Sven,

tolles Projekt.
Ich habe vor mit der selben technischen Konfiguration zu arbeiten. Mir ist aber aufgefallen dass der Pi0 zu wenig RAM hat. Ich habe dann die Größe der SWAP-File erhöht. Dann lief das Programm auch. Wenn ich eine Belichtungszeit von 1 Minute eingebe habe ich nur 27 Bilder/Stunde. Dass heißt dass der Pi 33 min rechnet und ich in dieser Zeit keine Aufnahmen habe. Ist dir das Problem bekannt, bzw. wie hast du das gelöst?

Gruß Jens
 
Hallo Jens,

der Pi-Zero ist zwar nicht der schnellste, aber ich hab ehrlich gesagt noch nicht darauf geachtet wieviele Bilder die Kamera pro Stunde liefert. Ich betreibe die Kamera im 2x2-Binning-Modus. Zum einen brauche ich nicht so extrem hochauflösende Bilder und zum anderes kann man dann den GPU-Speicher etwas verkleinern um mehr RAM zu haben. SWAP habe ich bewusst deaktiviert und alle unnötigen Tools die im Hintergrund laufen deaktiviert um möglichst viel freien RAM-Speicher zu haben.

CS
Sven
 
Hallo zusammen,

meiner erste Versuche mit der allsky Kamera habe ich mit einen RPi 1 B+ gemacht, der dem Zero sehr ähnlich ist. Nach 3 Tagen hab ich einen RPi 3 B+ eingebaut, denn mit dem RPI 1 B+ hat es nicht gut funktioniert. Insbesondere der Zugriff über ssh, wenn Bilder aufgenommen wurden war sehr langsam. Seit dem Wechsel auf den 3 B+ kann ich immer ganz normal arbeiten, Bilder runter laden, ... und es gibt keine Probleme mehr. Ich würde sagen, das der eine Kern des Zero das Hauptproblem ist, besonders wenn auch noch die Weboberfläche installiert ist. Mit dem wenigen RAM keine gute Kombi. Ich hatte damals die Erstellung der Thumbnails als den Performancekiller ausgemacht. Nach jeden aufgenommenen Bild wird ja das Thumbnail erzeugt, was der RPi 1 einfach nicht geschafft hat. Das kann man in der neuesten allsky Version ausschalten, wenn man es nicht benötigt.

Es gibt doch den Zero 2 W mit vier Kernen. Den hab ich schon liegen und werden ihn in einer neuen Version testen. Vielleicht ist der ja auch bei euch einen Versuch wert. Einen RPI 4 habe ich auch einige Wochen probiert, die Rechenleistung braucht man an der Stelle aber nicht und der Stromverbrauch war mir zu hoch. Der macht jetzt was anderes ...

Viele Grüße,
steve
 
Der Zero und der Zero W sind bis auf WLAN/Bluetooth identisch. Erst der neue Zero 2 W hat ein anderes SoC mir anderer CPU und 4 Kernen.
 
Der untere Gehäuseteil in dem der Pi sitzt ist natürlich nicht abgedichtet. Ich hatte da Anfangs in einer ersten Bauvariante einen Pi geschrottet, weil doch Feuchtigkeit eingedrungen ist. In der letzten Variante habe ich den PI mit Klarlack bepinselt um ihn vor Feuchtigkeit zu schützen.

Alternativ müsste ich den unteren Teil umdesignen, so dass der Pi noch mal mit einer Gummidichtung gekapselt ist.

CS
Sven
 
Für den Fernzugriff über einen Telegram-Messenger habe ich folgendes Bot installiert.

github.com

GitHub - topkecleon/telegram-bot-bash: Telegram bot written in bash

Telegram bot written in bash. Contribute to topkecleon/telegram-bot-bash development by creating an account on GitHub.
github.com github.com

So kann man bequem vom Smartphone aus auf die Kamera zugreifen.

Allsky_Camera15.png


Hier kann man in der mycommands.sh eigene Kommandos, z.B. für den Zugriff auf die Live-Bilder, Keogramme, Timelaps, etc. einbauen. Hier muss man allerdings aufpassen, dass man den Zugriff entsprechend abriegelt. Sonst können auch Fremde auf die Kamera zugreifen.

CS
Sven
 
Wasser kommt immer rein, man kann es nur am auslaufen hindern. :)
Vorschläge:
Bei Taugefahr könnte man die Energieaufnahme des Pi erhöhen - an so was wie Speicher- und Grafikkartenlast herum spielen, bitcoin mining?
Luftbewegung hilft oft was, damit sich die kalten Stellen (cold spots, sagt man da so dazu?) anpassen --> Lüfter, geschaltet von Pi und nem Mosfet.
Als äußerstes Mittel Heizwiderstand mit MOSFET schalten, ggf. Klimasensor wie BME280 an den Pi hängen zur Entscheidung ob sinnvoll oder nicht.

Gruß
HD
 
Zitat von svenk123:
Um das ganze relativ kostengünstig zu halten habe ich mich für einen Raspberry Pi Zero W und der Raspberry Pi HQ-Kamera entschieden. Der Pi Zero ist sehr schön klein uns für die Aufgabe mehr als ausreichend. Hinzu kommt, dass es für die Pi HQ-Kamera passende Weitwinkelobjektive zu günstigen Preisen gibt.
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Hallo Sven,
nur um sicher zu gehen, der Pi Zero reicht für das Projekt? Ich würde da einen 2 w verbauen mit PoE Hat.
 
Hallo Sven!

Vielen Dank für all deine Mühe und dass du sowohl die Links zu den Komponenten und Dateien bereitstellst! Das kommt wirklich zur besten Zeit, weil ich gerade mit meinem Sohn so eine AllSky Kamera bauen wollte.

Ich habe gleich versucht, die notwendige Hardware zu besorgen. Leider habe ich gesehen, dass das StarDot 1.55mm Kameraobjektiv vergriffen ist. Kennt jemand eine alternative Quelle?

Danke und klare Nächte!
Stephan
 
Hallo!
Angeregt durch die Verwendung eines Pi Zero habe ich auch ein wenig experimentiert. Ursprünglich war ein Pi 4 geplant, der ist dafür aber IMHO oversized. Ein Pi Zero 2 W tut es bestens, unter folgenden Bedingungen:
-Nutzen von Buster Lite, um ein RETCODE=137 aus dem Weg zu gehen wegen Speichermangel. Kann man auch fixen mit Heraufsetzen vom SWAP
-SV über POe, sprich "Raspitürmchen bauen" (POe HAT)

Nachteil: Die Nutzung von mSATA fällt damit allerdings aus oder noch weitere zusätzliche HW ist nötig.

Um von Anfang an auf den Pi per ssh zugreifen zu können, einfach eine Datei unter /boot mit dem Namen ssh anlegen. Nach dem Neustart im Pi kann man dann mit den Standartwerten User: pi und Passwd: raspberry zugreifen und den Rest erledigen.

Ansonsten Nutzen einer KG Muffe etc. ...
 

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Hallo!

Ich möchte die AllSky Kamera gerne nachbauen. Leider gibt es das verlinkte StarDot 1.55mm Kameraobjektiv schon länger nicht mehr. Kann jemand eine Alternative empfehlen?

Danke und viele Grüße
Stephan
 
Hallo Stephan,
für meine allsky verwende ich ein Objektiv mit Adapter.
z.B.:
www.ebay.de

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Die sind sicher auch bei anderen Anbietern zu bekommen.
Meine Cam im Netz: All Sky Camera
Gruß Gerd
 
Hallo Gerd,

danke für die Links. Ich habe dort bestellt. Insgesamt ist es derzeit nicht einfach, alle Komponenten zusammen zu bekommen. Einen Pi Zero 2W habe ich nicht lieferbar gefunden. Gibt es für den Druck (oder Alternative) einen Halterung für einen RPi3? So einen habe ich noch hier.

CS
Stephan
 
Hallo Stephan,

bei Ebay-Kleinanzeigen verkauft gerade jemand so ein Objektiv.

www.ebay-kleinanzeigen.de

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CS
Sven
 
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