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Software Entwicklungen Jürgen Goldan

Software Entwicklungen Jürgen Goldan

Letzte Änderungen: neue Version Astro32 mit 3D Sonnensystem mit Stereoansicht und Sprung zu Sonnen-/Erdnähe, Aufgang
Stand: 10.04.2021
Bei Problemen oder Fragen bitte Mail an Jürgen Goldan.

Hier meine einzelnen Programme:

  - Sternzeituhr
  - Astronomischer Kalender
  - Astro32
  - Maps
  - GNSS Kalender
  - TELESKOP





Sternzeit Uhr

Hierbei handelt sich um eine mit GPS gestützte Uhr auf Arduino-Uno Basis. Es können verschiedene astronomische Zeitinformationen angezeigt werden. Die Anzeige kann auf einem LED-Matrix-Modul oder auch einem einfachen LCD-Display erfolgen. Hier das Beispiel auf einem LED-Matrix mit 72x16 Pixeln.


Link zu meinem Film auf YouTube oder den Film als MP4 durch direktes Anklicken des Bildes ansehen.

Hier die Rückansicht: Links der Netzanschluß Hohlstecker von Netzteil 8V, 2A. Diese Spannung geht direkt in einen linken Wandler (hier ein IZOKEE LM2596 DC-DC) zu 5V für den Arduino Mega. Da die LED Matrix zu viel Strom zieht, erfolgt deren Stromversorgung nicht über den Mega, sondern über ein weiteren rechten Wandler von 8V zu 3,5V. Wird für die Matrix statt 5V nur 3,5V genutzt, so ist die Beleuchtung auch schwächer. Bei unter 3,5V kommt es zu Ausfällen bei den einzelnen LEDs.


Die drei LED Matrizen sind auf einer Holzplatte verschraubt. Die einzelnen Module werden durch Jumper verbunden (in der großen Bohrung zu erkennen). Hier eine Detailaufnahme:
       
Verbunden sind nur VCC, GND, DAT, #WR, #RD. Die Verbindungen #CS, OSC und SYN bleiben offen. Jedes einzelne Modul bekommt an #CS eine Verbindung zum Mega (im Bild blaues Kabel am rechten Modul).
Der Arduino Mega ist in eine kleine Holzbox zum Schutz und zum Halten der GPS-Antenne montiert. Hier die Ansicht:
       
Das GPS-Modul und der BME280 ist mit einer steckbaren Platine auf den Arduino montiert.
Folgende Verbindungen müssen für alles hergestellt werden (bei gleichen Sensoren wie auf dem Bild):
Arduino MegaPower
5V5V vom Regler
GNDMasse
LED Matrix
3,5V vom Regler,
nicht vom Arduino
VCC
GNDGND
A0DAT
A1#WR
A2#RD (nicht genutzt)
A3#CS Chip select Modul 1
A4#CS Chip select Modul 2
A5#CS Chip select Modul 3
GPS Modul
18=TX Serial Port 1GPS RX
19=RX Serial Port 1GPS TX
5VVCC
GNDGND
Wetter Sensor BME280
5VVIN
GNDGND
21SCL (I2C)
20SDA (I2C)
Bedienseite
53Anode LED für Sekunde (mit Vorwiderstand für 5V)
51Button Helligkeit/Off (Schaltet auf GND)
49Button UTC (Schaltet auf GND)
47Button MOZ (Schaltet auf GND)
45Button WOZ (Schaltet auf GND)
43Button STZ (Schaltet auf GND)
41Button Datum (Schaltet auf GND)
39Button Astro (Schaltet auf GND)
37Button Wetter (Schaltet auf GND)
GNDMasse für alle Elemente

Hier Details der Verbindung zur LED-Matrix:

zu den Buttons:


In der Anzeige wird in der ersten Zeile immer die aktuelle amtliche Zeit (MEZ/MESZ) angezeigt. In der unteren Zeile erfolgen nacheinander verschiedene zusätzliche Anzeigen. Welche Informationen erfolgen kann im Code geändert werden. Über zusätzlichen Taster können die Anzeigen auch direkt gewählt oder durchgeschaltet werden. Nach 5 Minuten eines festen Modi erfolgt wieder die automatische Umschaltung.


Mögliche Ausgaben sind:
Die Beschaltung dieser Steuerung mit BME280 Wettermodul ist hier gezeigt. Die LED Matrixmodule (hier nur 2) sind jeweils als eine 8x8 Matrix dargestellt, als Taster sind hier nur zwei Taster als Beispiel angeschlossen.



Eine Version mit 2 LED Displays zu 16x48 Pixels in einem einfachen Holzgehäuse:


Die Beschaltung bei einem Arduino Uno, DHT11/22 Wettermodul und einem LCD-Display I2C ist hier mit zwei Tastern dargestellt.



Der Code liegt auf meinem persönlichem GitLab-Bereich und ist frei verfügbar.
Für den Aufbau wird ein Arduino Mega, ein GPS-Modul, zwei bis drei LED-Displays (oder ein LCD-Display) und optional ein Wetter-Modul DHT11/22 oder BME280 (mit Luftdruck).
Die Beschaltung aller Bauteile ist im Sourcecode des Arduino hinterlegt.

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Astronomischer Kalender

Es geht hier um die Darstellung eines Astronomischen Kalenders für ein Jahr. Vorlage dazu war aus dem Buch: "Praktische Astronomie für Sternfreunde" von Wolfgang Schroeder (1976 Kosmos Franckh). Es war mein erstes astronomisches Buch. Die Abbildung auf Seite 120 zeigt einen astronomischen Jahreskalender für das Jahr 1957.
Für jeden Planeten kann hier die Stellung am Himmel abgelesen werden. Die Berechnungen sind in dem Buch beschrieben und ich habe die gesammten Berechnung für viele Jahre "von Hand" ausgeführt. Diese erfolgten über Diagramme, wobei ich mir schon dachte, dass kann man auch mit einem Rechner machen. Dies hatte ich dann auch schon vor vielen Jahren realisiert.

Mit meinem Kalender können die Positionen aller Planeten für jeden Tag im Jahr abgelesen werden. Dazu beim Datum eine waagerechte Linie ziehen und die Schnittpunkte zu den Objekten geben die Rektaszension an der waagerechte Achse wieder. Eine senkrechte Linie von diesen Schnittpunkten führt auf die Ekliptik (Sinus-Kurve), bei der die Deklination abgeschätzt werden kann. Es sind auch wichtige Sternbilder entlang der Ekliptik angedeutet.
Auf einem Blick können alle Sichtbarkeiten abgeschätzt werden. Für die inneren Planeten ein möglichst großer Abstand von der Sonne und eine möglichst breite Linie. Schnittpunkte mit der Mitternachtslinie (scharz) zeigen die Zeitpunkte der Opposition für die äußeren Planeten.
Meine Darstellung kann nach Rektaszension, Sonne oder Mitternachtslinie orientiert werden. Die Mitternachtslinie gibt auch die Sternzeit um 0h Ortszeit wieder. Die Breite der Linien nur für die Planeten können mit dem scheinbaren Durchmesser und/oder der Helligkeit codiert werden.
Ab der Version 1.8.4 sind auch optional Linien für den Mond und der Länge der Knotenlinie des Mondes hinzugekommen. Schneiden sich Knotenlinie, Mond und Sonne sehr eng, so kann es zu einer Sonnenfinsternis kommen. Schneiden sich Mitternachtslinie, Knotenlinie und Mond, so kann es zu einer Mondfinsternis kommen. Voll- und Neumond werden als Symbole angezeigt, auch mögliche Finsternisse in rot.

Das ausführbare Programm (c++ mit VS2017) liegt hier AstroKalender.exe 1.8.11 vom 18.02.2020.
Beispiel für das Jahr 2020:
Die waagerechte Achse ist hier Rektaszension (R.A.),
die senkrechte Achse der Tag im Jahr. Die Linienstärke der Planeten ist die relative, scheinbare Größe des Objektes.
Sonne und Mond haben eine feste Linienbreite.

Die "Sinus-Kurve" stellt die Ekliptik dar. Hier kann die Deklination der Objekte abgeschätzt werden. Die Mittellinie entspricht dem Himmels-Äquator. Für die Zuordnung ist eine Skala auf der rechten Seite.

Beispiel: Jupiter hat am 01. Juni laut dem Kalender eine Position von etwa R.A. 19h40 und Dekl. -22°.
  
Hier die Kalender für 2021 und für 2022
Andere Darstellung für 2017:
Die X-Achse ist hier der Stundenwinkel zur Sonne, Sonne in Mitte. Die Linienstärke der Planeten ist wieder die relative, scheinbare Größe des Objektes.

Schnittpunkte von Sonne und Mond sind bei Neumond, Schnittpunkte Mitternachtslinie und Mond bei Vollmond.
  
Dämmerungsverlaufes für Hannover 2017:
Die Y-Achse ist hier die Zeit in MEZ mit Sommerzeit. Die Kurven zeigen die Länge des Tages [h] bzw. der Nacht [h] (-18°).
Für Madeira:
Das gleiche für einige Orte in Norwegen.
Für Trondheim:
Für die Lofoten:
Fürs Nordkapp:

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Astro32

Astronomische Berechnungen in GfABasic, ab 1987 auf AtariST begonnen, in MS-DOS portiert, später unter Windows weitergeführt.

           


Beispiele:
Stereobild Bahn Komet ATLAS (CrossView): 
Informationen zu einem Objekt: 
Sichtbarer Sternhimmel mit Komet Catalina
Karte Komet C/2019 Y4 (ATLAS) am 02.04.2020
mit Spur über 30 Tage, mit Markierungen 2 Tage,
Deklination 50° bis 80°: 
Sonnensystem mit Weg Komet Catalina
Tagesephemeride: 
Mondfinsternis am 27.07.2018: 
Spur des Kometen Catalina in 
den nächsten 5 Jahren: 
Kleinste Annäherung Kleinplanet 2015 BK515 
an die Erde am 18.03.2066: 

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Maps

Schnelle und einfache Darstellung von Koordinatenlisten. Eingabeformate:
Unterstützung von geographischen WGS84 (ETRF89), UTM und Gauß-Krüger-Koordinaten. Konvertierung der Systeme untereinander ist möglich.
Als Kartenhintergrund können GoogleMaps und viele OpenStreetMap Karten genutzt werden. Alle Karten werden massstäblich dargestellt und gedruckt!
Seit 01.03.2014 auch mit Echtzeit-Möglichkeiten durch COM-Port und NMEA-Schnittstelle (GLL, GGA).

Neues:
Hier einige Beispiele...
Beispieldatei mit markanten Punkten in Europa


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GNSS Kalender

Programm zur Darstellung eines Skyplots, etc. für alle GNSS Satelliten.
Der Standort kann ausgewählt werden und ist es möglich die Zeit in Echtzeit oder schneller vor-/zurücklaufen zu lassen.

Skyplot mit sichtbaren
GPS, GLONASS und Galileo Satelliten
mit Bewegungsrichtung der nächsten Stunden
Anzahl sichtbarer Satelliten
GPS, GLONASS, Galileo und Summe
Positionen aller Satelliten
über einer Weltkarte
mit Bewegungsrichtung
Spur eines QZSS Satelliten (MGEO)

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