Control integral del telescopio con Raspberry Pi 5 (Configuración avanzada).

Introducción

Recientemente actualicé la electrónica de la montura Sky-watcher EQ8, con ello la montura ganó suavidad de movimiento en los ejes y estabilidad del funcionamiento general, además de añadir puerto USB tipo B hembra en el panel principal para una mejor y más estable conexión con el ordenador de control, este ordenador de control ha sido siempre una Raspberry Pi 4 en la cual conecta todos los componentes astronómicos además de la propia montura, gracias a la conexión a la red local doméstica, desde un PC remoto dentro del hogar, se controla todo el sistema con una comodidad ilimitada.

El manejo de Kstars y Ekos no es el objetivo de este tutorial, daría para varios tutoriales, en esta web hay manuales formato PDF descargables aquí.

En esta entrada explicaré paso a paso el cambio hardware y software de control, supone, respectivamente, cambiar la Raspberry Pi 4 (8Gb de RAM) por su versión 5 también de 8Gb de RAM con una mejora y ampliación extra de lectura y escritura de datos. En cuanto al SO, la distro GNU/Linux ARM AstroArch es la que mantiene en sus repositorios las últimas versiones de Kstars + Ekos.

Indice

1. Compra de componentes.
2. Montaje.
3. Instalación de AstroArch.
4. Configuración de AstroArch.
5. Personalización.
6. Montaje integrado.
7. Consideraciones finales.

1. Compra de componentes

Tratándose de una actualización importante, opté por la tienda Amazon, existen alternativas con precios ligeramente más bajos, pero la seguridad de comprar en Amazon es más que conocida, además, en solo 24 horas tuve el pedido en la puerta de mi casa, cuatro componentes en total:

El presupuesto de estos componentes en fecha de compra (abril de 2025) fue de aproximadamente 150€.

La Raspberry Pi 5 incorpora componentes electrónicos que la hacen 2 o 3 veces más rápida en el procesado de datos que su versión anterior, las carcasas de la Raspberry Pi 4 no son compatibles con la versión 5 como detalle importante a tener en cuenta, otras novedades importantes es que incorpora un puerto PCI express, botón de encendido, dos salidas micro HDMI (la versión 4 solo tiene una de tipo normal, no micro) y desaparece la salida de audio tipo jack.

El disipador térmico activo se conecta en la Pi 5 en un conector especialmente dedicado, en la versión de la Pi 4 se conecta en los conectores GPIO.

El HAT o SSD shield es un componente necesario para la instalación de la memoria SSD M.2 en la Pi 5 como explico a continuación, incorpora un conector de alimentación externo de entrada 5Vcc en caso que falte energía.

La memoria SSD tipo M.2 de 256Gb, que podría comprarse de mayor capacidad, se conecta al novedoso puerto PCIe de la Pi 5 gracias al HAT descrito arriba, de manera ordinaria todas las versiones de Raspberry Pi arrancan desde una tarjeta de memoria micro SD, pero como describiré más adelante, se puede lograr que la Raspberry Pi 5 tenga el Sistema operativo en la memoria SSD M.2 y cargue directamente desde ella, la diferencia a favor de la memoria SSD M.2 es que multiplica por 9 o 10 la velocidad de lectura y escritura respecto a la memoria microSD. Todo se explicará en detalle más abajo en este tutorial.

Raspberry Pi 8Gb – https://www.amazon.es/dp/B0CK2FCG1K?ref=ppx_yo2ov_dt_b_fed_asin_title

Disipador térmico activo – https://www.amazon.es/dp/B0CQYGHL9D?ref=ppx_yo2ov_dt_b_fed_asin_title

HAT o SSD Shield – https://www.amazon.es/dp/B0CPLF6JYX?ref=ppx_yo2ov_dt_b_fed_asin_title

SSD M.2 PCIe – https://www.amazon.es/dp/B0B55SWRCY?ref=ppx_yo2ov_dt_b_fed_asin_title&th=1

2. Montaje

El montaje además de divertido, es fácil, agradable e interesante. Aunque resulta muy intuitivo y casi no necesitan explicación, los describo a continuación en solo 7 pasos:

1. Abrir la caja de la Raspberry Pi 5, es un momento especial, es recomendable tener las manos bien limpias y secas si no usas guantes, en este paso y los siguientes.
2. Abrimos la caja del disipador térmico, verás una bolsita con almohadillas para colocar en los lugares indicados (ojo aquí), estas almohadillas conducen el calor al disipador de aluminio con eficiencia, quedan pegadas con ahesivo. Ver imagen Nº7 abajo.
3. Quitamos la protección del ahesivo de las almohadillas en su otro lado para colocar la pieza de aluminio que incorpora ventilador encima, para que quede pegado y encajado en la placa por dos orificios.
4. Para terminar de instalar el disipador térmico debemos conectar el cable del ventilador a su lugar especialmente destinado en la placa de la Pi 5, viene protegido con una pequeña tapa que debemos quitar para conectar.
5. Abrimos la caja del HAT o «SSD shield», dentro está el HAT, elementos de tornillería y un cable plano que es lo primero que debemos colocar en la Pi 5 según nos indican las instrucciones.
6. Después colocamos el HAT con ayuda de la tornillería y por último conectamos el otro extremo del cable plano en el HAT. Este cable plano tiene una única posición y no puede ser distinta, debes ser cuidadoso también en la apertura y cierre los conectores. Si todo ha ido bien, ya tienes el HAT o SSD shield conectado al puerto PCIe de la PI 5.
7. Abrir la caja de la memoria SSD M.2, coloca la memoria en el HAT de manera inclinada primero y después la unes con el tornillo usando el destornillador que la misma caja de la memoria incluye. No fuerces en ningún momento el montaje, todo debe encajar suavemente.

3. Instalación de AstroArch

Introducción

AstroArch es una distro para arquitecturas ARM, basada en la distro «Arch GNU/Linux» es decir, válida para Raspberry Pi. Lo que nos interesa de esta distro es el software Kstars.

Kstars es un planetario virtual semejante a Stellarium, necesita menos recursos hardware a pesar que contiene abundancia de objetos y exactitud de sus posiciones.

Más interesante aún que Kstars es el software Ekos, que a modo de simbiosis tecnológico es inseparable de Kstars. Ekos es un software de control total de telescopio y equipo de astrofotografía, incluye además un «sheduler» o programador para que programes noches completas de astrofotografía y así, mientras descansas o duermes como cualquier persona normal, tu telescopio está realizando un trabajo completo y desasistido de captura de imágenes astronómicas.

Si conoces NINA debes saber que son semejantes y/o rivales, las diferencias son muchas, ventajas y desventajas existen entre ambos, diré lo que me animó a elegir el binomio Kstars+Ekos:

1. Software libre del proyecto GNU.
2. Corre en Raspberry Pi sin problemas.
3. Multiplataforma, aunque sobre Windows solo funciona como cliente remoto.
4. Utiliza sevidor INDI como alternativa a ASCOM, el cual contiene controladores para todo tipo de componentes incluidos los DIY.

Si conociste alguna vez Astroberry debes saber que el objetivo final es el mismo que se persigue al cambiar a AstroArch, el motivo de no usar Astroberry es porque es una distro que ha dejado de lanzar actualizaciones de INDI + Kstars + Ekos en sus repositorios. Se espera una versión de Astroberry actualizada y mejorada, pero mientras tanto y sin la seguridad que esa actualización sea una realidad, considero que AstroArch, es la mejor elección para nuestro PC de bolsillo porque en sus repositorios sí se mantienen actualizadas las últimas versiones de INDI + Kstars + Ekos.

Debes saber que la forma más fácil de instalar y funcionar con AstroArch (o Astroberry) en una Raspberry Pi es instalar la distro en una tarjeta microSD, para esto debes seguir los pasos descritos hasta el punto 11 y no debes realizar los siguientes.

Pasos de la instalación

1. Debes usar un PC para ir a la web del proyecto AstroArch: https://github.com/devDucks/astroarch
2. En este lugar tiene información valiosa y un enlace para descargar la imagen, descárgala, obtendrás un archivo que debes descomprimir, el resultado de la descompresión es un archivo con extensión .img.
3. Ahora debes usar un programa para flashear una tarjeta microSD, yo usé BalenaEtcher según recomienda el proyecto AstroArch, descarga e instala en Windows el programa desde aquí: https://etcher.balena.io/
4. Arranca BalenaEtcher, es un programa minimalista e intuitivo, en solo tres pasos flasheas la imagen de AstroArch en una tarjeta microSD que debes haber conectado al PC, primero seleccionas la versión de Raspberry Pi, en mi caso la 5, luego seleccionas el archivo .img, después seleccionas la tarjeta microSD destino y por último ejecutas la operación, si tenías datos en la tarjeta microSD se va a eliminar. Observa las imágenes 14 a 17 más abajo.
5. Ahora debes introducir la tarjeta microSD en la Raspberry Pi y ponerla en marcha.
6. Esta guía da por hecho que estás en tu casa, con tu PC conectado a tu wifi doméstico, la Raspberry Pi levanta un punto de acceso wifi diferente al que debes conectar con el PC para entrar en remoto a AstroArch, el nombre de la wifi de la Pi es claramente identificable, la password de acceso es «astronomy», al entrar estarás conectado a la Pi con tu PC y desconectado de Internet, pero a partir de aquí ya tienes control para modificar la configuración de red de la Raspberry Pi, verás su escritorio si desde cualquier navegador en tu PC introduces la URL: http://astroarch.local:8080/vnc.html
7. Ahora que ya estás en AstroArch puedes incluir la wifi doméstica de tu hogar para que la Pi se conecte a ella. Hazlo y así tendrás conexión Internet en la Raspberry Pi.
8. Una alternativa a los dos pasos anteriores es conectar por cable UTP la Raspberry Pi al router doméstico, así tu Raspberry Pi tendrá conexión a Internet sin necesidad de añadirlo a la red wifi doméstica y no tendrás que cambiar desde el PC a la red wifi que proporciona la Raspberry Pi.
9. Conviene que tomes nota de la IP con la que se conecta tu Raspberry Pi a la red doméstica (wifi o cable UTP) y que instales en tu PC el programa RealVNC desde la siguiente web: https://www.realvnc.com/es/
10. Es recomendable que uses el programa anterior para conectar a tu Raspberry Pi sin necesidad de un navegador, la experiencia que tengo con este software es una mayor estabilidad de funcionamiento, el uso es muy simple, lo más importante es indicarle la dirección IP de la Raspberry Pi que puedes ver desde un icono en el escritorio en la parte inferior derecha.
11. Si tu Raspberry Pi no está conectado al router doméstico por cable UTP, ya puedes volver con tu PC a conectar a la red wifi doméstica, todos los equipos están en la misma red local y desde tu PC podrás conectar en remoto a AstroArch.

4. Configuración de AstroArch

Aquí os describo como incluir la memoria SSD M.2, lograrás multiplicar por 9 la velocidad de lectura y escritura de datos y podrás prescindir de una tarjeta microSD en la Raspberry Pi, la instalación de la distro en la SSD M.2 puede realizarse de distinta maneras a la que se describe aquí, para ello debes tener un adaptador el cual conecta la SSD M.2 directamente al PC por USB para flashear directamente la distro a esta memoria, esto no lo explico en este tutorial. Si alguien tiene interés puede ponerse en contacto conmigo, la instalación sería más simple aún.

1. Conecta en tu PC un pendrive por USB y mete la imagen de AstroArch en él, me refiero al mismo archivo .img que has usado para flashear la tarjeta microSD, no será necesario flashear el pendrive, solo copiar el archivo sin necesidad de eliminar lo que tengas almacenado en el pendrive. Después sacas el pendrive del PC.
2. Dentro de AstroArch (con conexión a Internet) debes abrir «Discover», el icono que está en la parte inferior izquierda del escritorio de AstroArch.
3. Debes introducir en el cuadro de texto para buscar «Raspberry Pi Imager» y darle a instalar. Si tienes problemas, debes antes actualizar el sistema desde la consola con el comando «update-astroarch» y reiniciar, si te pide passsword, es «astro».
4. Enchufa el pendrive con la imagen de AstroArch a un puerto USB de la Raspberry Pi, preferiblemente cualquiera de los dos de color azul.
5. Abrir aplicación instalada desde Discover para flashear en la memoria SSD M.2 la imagen de AstroArch que tienes en el pendrive. Los pasos son sencillos e intuitivos, después puedes desmontar el pendrive para retirarlo del puerto USB. La nueva memoria de tu Pi ya tiene el SO AstroArch.
6. Apaga AstroArch desde el menú y retira su tarjeta microSD.
7. En tu PC debes ir al enlace https://www.raspberrypi.com/software/ e instalar el instalador de imágenes, mismo programa que has instalado y usado anteriormente en la Raspberry Pi.
8. Abre este programa en tu PC cuando lo hayas instalado e introduce en tu PC la tarjeta microSD, a continuación vas a instalar una imagen de un software que modificará la memoria eeprom de la Raspberry Pi con un Bootloader modificado, de manera que en el arranque busque el SO en la memoria SSD nvme a través del HAT conectado al puerto PCIe. No te preocupes si no lo has entendido, simplemente sigue los pasos de las imágenes 18 a la 21.
9. Ahora sacas la tarjeta microSD del PC y la introduces en la Raspberry Pi que habías apagado.
10. Arranca la Raspberry Pi y esperas unos segundos, la Raspberry Pi en este arranque modificará su eeprom y arrancará desde el SO de la SSD.
11. Ahora debes repetir los pasos 6, 7 y 8. Debes tener en cuenta que comienzas desde el principio, pero ya desde el SO cargado en la memoria SSD nvme.
12. Ejecuta en la consola de AstroArch «update-astroarch» varias veces, las necesarias hasta que deje de encontrar actualizaciones.
13. Apaga la Raspberry Pi desde su menú y cuando se apague debes quitar la memoria microSD porque la Raspberry Pi ya no necesitará más una tarjeta microSD para arrancar. NOTA: Puedes restablecer el arranque desde la microSD con mismos pasos explicados en el punto 19, tan solo debes seleccionar el lugar desde donde quieres que arranque en el último paso cuando preparas la tarjeta microSD y debes desmontar cualquier otro tipo de almacenamiento en la Raspi antes de arrancar.
14. Es muy recomendable que asignar una dirección IP fija al sistema, esto hará que siempre conecte a la misma IP y no sea modificada en un nuevo arranque ni durante su funcionamiento nominal, para ello debes ir al menú configuración, opciones de red y modificarlo desde su entorno gráfico, simplemente cambiar la asignación IP a manual, lo más práctico es dejar la misma dirección con la que está conectado pero en lugar de la asignación automática que sea manual, es fácil e intuitivo y no hay que ser un experto en redes. Si tienes dudas me dices.
15. Ya tienes la Raspberry Pi con AstroArch en la memoria SDD nvme.

5. Personalización

En esta parte del tutorial vamos a optimizar AstroArch, esto es necesario para afinar mejor el rendimiento y personalización del entorno. Todos los pasos son optativos, puedes o no realizarlos según tus preferencias.

Nota: En estos pasos el sistema te pedirá algunas veces una password, es: «astro».

1. Por defecto, AstroArch asigna 256Mb de la memoria RAM disponible de tu Pi al entorno gráfico, supongo que esta pequeña cantidad está pensada para aquellas Raspberry Pi de poca memoria RAM o se trata de la versión 4. Podemos modificar este apartado a nuestro gusto, en mi caso lo aumenté hasta 1024Mb, es decir 1Gb, pero mi Pi tiene 8 Gb de RAM, si la tuya tiene 4Gb de RAM tal vez lo mejor es que aumentes solo hasta 512Mb, esto es opcional y al gusto, no he notado gran diferencia en rendimiento pero se gana algo. La modificación consiste en editar el archivo /boot/config.txt , la linea con el valor gpu_mem es la que hay que modificar con el valor que creas conveniente. Puedes usar el comando «sudo nano /boot/config.txt».
2. Antes de cerrar y guardar los cambios en la edición de este archivo, se puede añadir un par de lineas nuevas que logrará forzar a la memoria SSD M.2 a que alcance la máxima velocidad posible. Añadiendo las lineas «dtparam=nvme» y «dtparam=pciex1_gen=3». Para cerrar y guardar los cambios pulsamos tecla Control + X, confirmamos que guarde los cambios sobrescribiendo el mismo archivo.
3. Periódicamente es recomendable actualizar el sistema, se puede usar Discover con un entorno gráfico, pero es recomendable usar el siguiente comando en la consola: «update-astroarch». Esto ya se ha explicado en apartados anteriores pero debes tener en cuenta que, si cambias el idioma como se explica en el paso siguiente, puede ocurrir que la ejecución de este comando se interrumpa antes de lo esperado, la manera de solucionarlo (no conozco otra forma) es simplemente volver al idioma inicial para ejecutar sin problemas el comando de actualización, después puedes volver a cambiar el idioma a español.
4. Cambio de idioma a español: Tenemos la posibilidad de cambiar a cualquier otro idioma todo el entorno del sistema operativo, que además se aplicará en Kstars y Ekos. Para ello es necesario realizar una vez algunos pasos desde la consola con el idioma que queramos incluir, lo primero es descomentar la linea es_ES.UTF-8 UTF-8 en el archivo /etc/locale.gen, usa el comando «sudo nano /etc/locale.gen» desde una consola y elimina la almohadilla (#) delante de la linea (esto es lo que se llama descomentar una linea para que el SO la tome en cuenta) y sal de la edición guardando cambio igual que se ha explicado en puntos anteriores, después, antes de salir de la consola, ejecuta el comando «locale-gen», después en el archivo /etc/locale.conf (crea el archivo si no existe), introduce la linea «LANG=es_ES.UTF-8» , guarda y cierra, para asegurarnos que permanezca en cada reinicio, introducir la linea «KEYMAP=es» en el archivo /etc/vconsole.conf, reinicia la Pi. Estos cambios se realizan una sola vez para el idioma que nos guste, para hacer efectivo el cambio de un idioma a otro solo necesitamos modificar desde el entorno gráfico en la configuración el idioma a nuestro antojo y cambiar cuando es necesario (inclusive el punto anterior referente a las actualizaciones y el problema existente con el comando «update-astroarch).

6. Montaje integrado

Este apartado queda por ahora pendiente realizar, aquí pretendo contaros como integraré dentro de la propia montura EQ8 la Raspberry Pi 5, sus conexiones con la fuente de alimentación, interruptores de encendido y apagado, etc.

7. Consideraciones finales

Entre los astrónomos aficionados se está extendiendo el uso de miniPC’s sobre todo para los usuarios de NINA, considero que aunque Astroberry está decayendo su uso, AstroArch es muy buena alternativa para seguir usando una Raspberry Pi, las ventajas son varias respecto a un miniPC, precio ajustado, consumo energético mínimo, tamaño muy reducido y para los amantes de los sistemas GNU/Linux es la opción ideal.

Sin embargo la opción de un miniPC para usar INDI + Kstars + Ekos es también una opción de rendimiento superior frente al uso de una Raspberry Pi con el mismo software.

La gran ventaja de robotizar de esta manera un telescopio es la de poder operar a distancia, en mi caso, el telescopio está en mi propia casa pero las noches de invierno se agradece enormemente el no tener que estar bajo un cielo gélido. La opción de programador que te da Ekos es lo más sofisticado que puedes llegar a usar, puedes literalmente una tarde cualquiera programar el trabajo de toda la noche para que tu telescopio realice todas las capturas fotográficas, movimientos, cambio de meridiano sin perder la secuencia; incluso se puede programar una noche varios objetos distintos.

INDI del que apenas he hablado, es en sí mismo un servidor, un conjunto de controladores y el corazón de control del sistema; solo funciona en equipos con GNU/Linux, su equivalente en Windows es ASCOM, pero creo que INDI es superior, nos da la posibilidad de conectar (y controlar) cualquier aparato que imagines con fines astronómicos, un domo o techo corredera, una estación meteorológica o un GPS son algunos de los ejemplos más exóticos que puedes incluir en tu observatorio fijo o móvil y tenerlo completamente controlado. Cualquier dispositivo de entrada o salida será potencialmente conectable además, si no con INDI, a través de los conectores GPIO de propósito general que incluye una Raspberry Pi como si se tratase de una tarjeta Arduino. Kstars puede ser instalado en Windows, pero no incluye INDI, solo se puede usar como cliente conectado a un equipo GNU/Linux que haga de servidor junto al observatorio.

Este tutorial ha quedado más largo de lo que yo mismo esperaba, personalmente quise ver la diferencia de velocidad entre el almacenamiento de datos en una microSD y la SDD M.2, para ello seguí unos pasos que describo a continuación y que no he querido incluir más arriba porque realmente no es necesario.

1. Arranca la Raspberry Pi con una tarjeta microSD insertada aunque ya no arranque desde ella.
2. Abre una consola en AstroArch y ejecuta «sudo pacman -S hdparm», esto instala una herramienta para testear la velocidad.
3. Ejecuta en el la consola de comandos «lsblk», este comando te mostrará todos los medios de almacenamiento disponibles con sus particiones.
4. Ejecuta en la consola el siguiente comando al que debes añadir el medio que deseas testear «sudo hdparm -t –direct /dev/», en mi caso el comando quedó así «sudo hdparm -t –direct /dev/nvme0n1» para testear la memoria SSD M.2 y «sudo hdparm -t –direct /dev/mmcblk0» para testear la tarjeta microSD, en tu sistema puede cambiar el nombre de los dispositivos.
5. Ejecuta el mismo comando para la tarjeta de memoria microSD y la SSD M.2 y tendrás la velocidad de cada medio de almacenamiento.

Mientras realizaba la instalación y configuración realicé varias pruebas de velocidad, a la tarjeta microSD y a la nueva SDD M.2 antes y después de forzar que funcione a máxima velocidad, los resultados los pongo a continuación en imágenes:

La diferencia de velocidad es muy superior desde la memoria M.2 a través del novedoso puerto PCIe que incorpora la Pi5.

Un problema que puede pasar desapercibido e importante es la aparición de fallos genéricos en el sistema, como dispositivos que se desconectan, cuelgues o cierres de programas, velocidad muy lenta, etc; son causados por una mala alimentación eléctrica de la Raspberry Pi, debes tener en cuenta que a pesar del tamaño reducido es fácil caer en el error de alimentar la Pi con una fuente de alimentación deficiente, algunos componentes conectados a sus puertos USB no tienen alimentación propia sino que toman la energía de la Pi, esto lo hace aún más propenso a fallos por alimentación escasa, asegúrate de conectar una buena fuente de alimentación que mantenga los 5Vcc aunque supere los 6A de consumo, yo alimentaré la Pi 5 con una fuente de alimentación ajustada a 5,2Vcc que puede proporcionar hasta 8A. La fuente de alimentación oficial para la Pi 5 es de 27W, eso significa que puede llegar a consumir hasta 5,4A y supongo que este dato es la corriente máxima de la Pi sin tener en cuenta la que pueda necesitar un dispositivo sin alimentación propia conectado a uno de sus puertos USB.

La forma más rápida y fácil para traer archivos desde la Raspberry Pi hasta tu ordenador remoto, es usar el cliente FTP llamado Fillezilla, un software libre bastante conocido, solo debes conocer la IP de la Raspberry Pi, el usuario es «astronaut» la password es «astro» y el puerto es el 20 o 22.