Celooblohový skener svetelného znečistenia

Projekt riešený na Katedre experimentálnej fyziky FMFI UK

Cieľ projektu

Cieľom projektu je postaviť zariadenie na meranie jasu nočnej oblohy a monitorovanie úrovne svetelného znečistenia. Základom meracieho systému je modul fotonásobiča HAMAMATSU H10722-20 umiestnený na počítačom ovládanej montáži iPANO AllView Pro, ktorá umožňuje nasmerovať fotonásobič na ľubovoľné miesto oblohy. Fotonásobič bude doplnený o sadu farebných a polarizačných filtrov pre získanie detailnejšej informácie o charaktere svetelného znečistenia.

Komponenty meracieho systému už boli vyskúšané na prototype. Nová verzia bude mať stabilnejšiu a kvalitnejšiu montáž a počítačom ovládané filtre a citlivosť meracieho systému. Merací systém bude založený na mikroprocesorovom systéme Arduino a nová verzia skenera bude schopná autonómneho merania bez nutnosti ručnej výmeny filtrov.

Celé meranie bude užívateľ riadiť a monitorovať na notebooku pomocou GUI napísanom v jazyku Python.

Aktuálny vzhľad skenera (skener je plne funkčný, riadi sa v Pythone pomocou GUI):

Príklad nameraného jasu oblohy (vľavo), stupňa polarizácie (v strede) a uhla polarizácie (vpravo) nočnej oblohy v okolí Lábu:

Postup prác

Práce na skeneri prebiehajú v nasledujúcich krokoch (budúce kroky sú označené italic písmom):
  1. Naprogramovanie ovládania montáže iPANO AllView Pro z programu v Python bez GUI.
  2. Návrh karuselu s filtrami v OpenSCAD a vytlačenie plastových komponentov na 3D tlačiarni.
  3. Návrh riadiacej elektroniky pre filtre a ovládacieho softvéru na báze mikroprocesorového systému Arduino
  4. Návrh tela meracej hlavy s upevnením fotonásobiča a filtrov v OpenSCAD a vytlačenie plastových dielov na 3D tlačiarni
  5. Návrh riadiacej elektroniky pre ovládanie fotonásobiča a ovládacieho softvéru v systéme Arduino
  6. Návrh napájacích obvodov pre napájanie systému z 12V autobatérie.
  7. Návrh komunikačného protokolu medzi GUI a Arduinom.
  8. Naprogramovanie meraní v Python.
  9. Testy skenera za reálnych podmienok
  10. Tvorba GUI v Python