Die Konstellationen mit Arduino

Mit dieser Aktivität können Sie Ihre Lieblingskonstellation mit Arduino gestalten und anzünden.

Um dieses Ziel zu erreichen, werden wir Arduino UNO benutzen. Es handelt sich um eine Hardware-Plattform für den Bau von Robotik-Projekten, Elektronik und Automatisierung. Dort wird eine Software (in  C-Sprache) hochgeladen, mit der eine Serie von Sensoren verbunden werden können. Die Sensoren sind mit der Platine selbst verbunden, und Sie können mit Ihnen interagieren.

Zusätzlich zur Arduino Karte, benötigen wir eine Reihe von Leds von verschiedenen Farben – die die Sterne unserer Konstellatione repräsentieren, deren Farbe von der Temperatur der Fotokugel abhängt – einige Kabel zum Verbinden und eine Breadboard, die uns hilft, beim Aufstellen und anschliessen der verschiedenen Leds.

Seit Anbeginn der Zeit, pflegt der Mensch eine besondere Beziehung zum Himmel, gleichzeitig fasziniert und eingeschüchtert. Schon immer, nämlich, hat die grosse himmlische Hemisphäre uns die Idee einer ewigen und perfekten Ordnung, und ein Gefühl unendlicher Erhabenheit vermittelt. Jede Nacht,  zündete eine Vielzahl von Lichtpunkte, die Sterne, ein wunderschönes Spektakel.  Dies half wahrscheinlich die Angst von der düsten und heimtückischen Nachtwelt zu besiegen.

Aber die himmlische Hemisphäre war nicht nur ein geheimnisvoller Raum, gleichzeitig charmant und gruselig. Mit seiner normalen Bewegung, war sie auch ein Referenzsystems zur Orientierung und Messung des Verlaufs der Zeit. Denn für die ersten Menschen, war es schon bald notwendig, den saisonalen Wechsel vorherzusehen, um die Aussaat, die Ernte oder die Jagd zu planen. Neben der Tagesbewegung der Sonne, war auch der Mond, mit seiner sich verändernden Form, eine gute Uhr, um längere Zeiträume als den Tag zu messen; aber sie folgte nicht genau dem Wechsel der Jahreszeiten. Und so wurde das Auftreten einiger Sternengruppen am Horizont mit einem bestimmten Wetterereignis in Verbindung gebracht. So entsanden die Sternbilder.

Der historische Moment des Ursprung der Konstellationen ist unsicher, aber natürlich wurden sie für die Rückkehr der Jahreszeiten konzipiert, um auf den besten Zeitpunkt für die Aufnahme der landwirtschaftlichen Arbeiten und Weidearbeiten hinzuweisen, oder um religiöse Zerimonien zu eröffnen. Das beweisen, zum Beispiel, die Konstellation der Jungfrau, deren Ähren die Erntezeit ankündigen, oder die Konstellation der Waage, die den Zeitpunkt des Jahres zeigte, in dem die Länge des Tages der Nacht entsprach, oder Aquarius und Fische, die den Anfang der Regenzeit und Überschwemmungen verzeichneten.

Denn die Himmelslandschaft verändert sich nicht nur in der Nacht, wenn sich alle Sterne und Sternbild von Osten nach Westen zu bewegen scheinen, und eine kreisförmige Bewegung um den  Polarstern beschreiben (diese “Himmelsbewegung” ist nur eine scheinbare Bewegung, weil die Erde sich in weniger als 24 Stunden über sich selbst dreht, und uns verschiedene Ausblicke des Himmels gibt). Es gibt auch eine viel langsamere Varianz aufgrund wechselnder Jahreszeiten. Denn in weniger als 365 Tage, kreist die Erde die Sonne um: die dunkle Seite unseres Planetes ist also in verschiedene Richtungen gerichtet, mit dem Verbringen der Tage.

In den Sternen des Himmels, hat also jedes Volk der Erde seine Mythe angefangen, und die eigene Kenntnisse, sowie die Zivil- und Religionsgeschichte verfolgte. Dieser grenzenlose Himmel hatte also so große Macht über die zerbrechliche Menschheit, dass bald glaubte man, dass auch das Schicksal des Menschen von den Sternen abhing. Die Astronomie ging also mit der Astrologie einher, weil die Astrologie auf die Ängste des Menschen über seine Zukunft reagierte.

Die Internationale Astronomische Union teilt den Himmel in 88 offizielle Sternbilder mit bestimmten Grenzen, so dass jeder Puntk der Himmelssphäre einer Konstellation angehört. Beginnend mit den Sternenkarten, durch Analyse der Farben ihrer Sternen, mit dieser Aktivität können Sie Ihre Lieblingskonstellation mit der Arduino-Karte herstellen, und die Sterne, die dazu gehören, anzünden.

Erstens, wählen Sie die Konstellation, die Sie räpresentieren. Hier finden Sie eine Sternbildliste (88) aus der Sie auswählen können. Nachdem das Sternbild gewählt wird, messen Sie vorsichtig die Entfernung zwischen den verschiedenen Sternen, sowie ihre Lage, so dass das ausgewählte Sternbild exakt wiedergegeben wird. Zu diesem Zeitpunkt, legen Sie die verschiedenen Leds  (die die Sterne der Konstellation räpresentieren) auf die Kotelette, dabei darauf achten, dass Sie auf die richtige Distanz und in der richtigen Position zueinander stehen. Um Ihnen in dieser Phase zu erleichtern, können Sie die Sternbildkarte auf der bevorzugte Skala  drücken, so haben Sie bereits die richtige Organisation der Sterne. Zur korrekten Darstellung der Sternenfarben, können Sie Leds unterschiedlicher Farbe verwenden. Die Farben des Sterns sind abhängig von der Temperatur seiner Photosphäre: wenn es sehr heiss ist, erscheint der Stern weiss, wenn es kälter ist, kann es orange-gelb sein, wenn es noch kälter ist, wird es rot.

Deshalb, wenn wir die Konstellation des Orion e verwirklichen wollten, da sie weisse, rote und blau Sterne enthält, können wir eine rote Led für die rote Super-G a Betelgeuse, dagegen für Rigel, die ein blauer Riesen ist, wählen wir ein Led in der entsprechenden Farbe. Achtung: aufgrund unterschiedlicher  Absorption von Leds unterschiedlicher Farbe, möglicherweise, müssen Sie an verschiedene Stifte anschliessen.

Verbindungen der Leds:

Kurz Led Bein —> Pin GND;

Lange Led Bein —> Pin auf Arduinos Karte, je nach dargestelltem Sternbild unterschiedlich.

Nachfolgend finden Sie die Umsetzung der Konstellation von Orion und Kassiopeia

Alle Hardware Anschlüsse erstellt, gehen wir nun zur Karteikarte Programmierung über.

Erstens, schliessen wir die Arduino-Karte, mit dem passenden Kabel an unseren PC an. Dort haben wir vorher die Software installiert, die Arduino-Karte zu steuern und zu programmieren. Nach Eröffnung der IDE von Arduino, in Instrumente/Karte wählen wir Arduino/Genuino Uno und, danach, gehen wir in Instrumente/Anschluss und wählen wir den Anschluss, mit dem unser Arduino verbunden ist. So haben wir die Arduino-Arbeitsumgebung vorbereitet. Nun können wir anfangen, den Code für unsere Konstellation zu schreiben. Hier finden Sie, zum Beispiel, den Sketch zum Aufleuchten der Sternbilder von Orion und Kassiopeia.

Erstens, müssen wir den Sketch innerhalb des Arduino-IDE öffnen (Datee/öffnen und wählen wir die Datei Konstellation.ino) und laden wir die Datei auf die Karteikarte (um das zu tun, klicken Sie auf den Pfeil oben links, neben dem Markierungszeichen).

So, nach dem Laden der Software, könnten wir sehen wie das Sternbild aufleuchtet, das Sie erschaffen haben.

Anmerkung: Mit analogen Pins, kann die Helligkeit der verschiedenen Leds variiert werden, so dass wir das “Sternbild anzünden” je nach der Helligkeit der anderen.