Mit dem Arduino in die Sterne schauen
Mithilfe eines Arduinos, eines GPS-Moduls und eines Displays kann man sich in Echtzeit Informationen zum Sternenhimmel an der eigenen Position anzeigen lassen.
- Daniel Schwabe
Maker Shabaz hat eine digitale Sternenkarte gebaut, die automatisch die aktuellen Sternenkonstellationen für die Position des Anwenders anzeigt. Diese digitale Sternenkarte funktioniert komplett ohne Internetverbindung oder einen angeschlossenen Computer.
Dafür benutzt er einen Arduino Uno R4 Minima, den er von 5 V auf 3,3 V umgebaut hat. Das hat er durch die Modifikation des DC-DC-Schaltkreises mit zusätzlichen Widerständen realisiert. Diese Modifikation hat eine detaillierte Beschreibung auf einer eigenen Projektseite bekommen. Außerdem erweitert er den Speicher des Boards mit einem externen SPI-Flash von Microchip um 8 Mbit, auf dem die Sternendaten gespeichert sind.
Voraussetzungen: 3,3 V, Display, Satellitensignale
Wenn man dieses Projekt mit einem 3,3 V kompatiblen Arduino umsetzen möchte, braucht es natürlich keinen Umbau. Anstelle des Umbaus auf 3,3 V, ließen sich auch Pegelwandler für dieses Projekt verwenden. Durch diesen Umbau spart sich Shabaz die zusätzliche Hardware. Die 3,3 V sind wichtig, um alle technischen Komponenten verwenden zu können. Als Display wird in dem Projekt ein rundes, 1,28 Zoll (3,25 cm) großes GC9A01 LCD TFT Display mit einer Auflösung von 240 x 240 Pixeln genutzt.
Für die Positionsbestimmung ist auf einem selbst designten PCB ein Lantronix PNT-SG3FS Modul aufgetragen, das als GNSS-Modul (Global Navigation Satellite System) einen Teseo-Chip von ST Microelectronics verbaut hat. Dieses Bauteil sucht nach dem Einschalten des Arduinos nach Satellitensignalen, um die genaue Position des Anwenders zu bestimmen. Dadurch kann dann die genaue Sternenkarte für diesen Ort angezeigt werden. Als Antenne kommt ein Bauteil von Taoglas zum Einsatz. Diese Antenne ist wichtig, damit das GPS-Modul Satellitensignale empfangen kann. Unterstützt werden die Systeme GPS, Galileo, GLONASS und BeiDou.
Den Code zur Bestimmung der Sternpositionen hat Shabaz von einem alten Windows-95-Programm, das Public Domain ist, auf den Arduino portiert. Dieses Programm hat er dann in eine neue Arduino Library verpackt.
Wird der Arduino mit Strom versorgt, wird anhand der Position, die durch das GPS-Modul ermittelt wird, die aktuelle Sternenkarte für diese Position auf dem angeschlossenen Display ausgegeben. Je nach Konfiguration, werden dort neben den Sternenbildnamen auch Satelliten angezeigt, die den aktuellen Standort überfliegen. Momentan muss die Zeitzone, in der die Karte verwendet wird, noch im Code festgelegt werden.
So kann man etwa den Großen Bären finden oder eine sehr langsame Sternschnuppe von einem Galileo-Satelliten unterscheiden.
Auf seinem YouTube-Kanal hat Shabaz ein Übersichtsvideo des Projektes hochgeladen. Dort wird der Aufbau vorgestellt und die Sternenkarte in Aktion gezeigt.
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Dazu gibt es auf der Projektseite noch ein detailliertes Write-Up über den Bauvorgang und den Code.
Diesen Projektcode findet man auf der dazugehörigen GitHub-Seite. Die Daten für das GPS-Board befinden sich in einem separaten GitHub-Repository.
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(das)
