Arduino Powered 'Scotch Mount' Star Tracker për astrofotografi: 7 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:16

Mësova për Scotch Mount kur isha më i ri dhe bëra një me babanë tim kur isha 16 vjeç. Ashtë një mënyrë e lirë, e thjeshtë për të filluar me Astrofotografinë, që mbulon bazat para se të hyni në çështjet e ndërlikuara të teleskopit të fokusimit kryesor, gjurmimi jashtë aksit, etj. Kur e bëra për herë të parë këtë montim ishte përsëri në vitet '90, kështu që më duhej të përdorja një aparat filmik dhe ta zhvilloja atë film në dyqanin lokal të kamerave, ishte një proces i shtrenjtë dhe i gjatë (bëni fotot, përdorni të gjithë rrotullën, hiqeni atë, disa ditë më vonë merreni dhe shihni rezultatet), është shumë më e shpejtë, më e lirë dhe më e lehtë për të mësuar nga provat dhe gabimet tani me kamerat dixhitale. Ju mund të shihni disa fotografi të vjetra nga 1997 në hapin e fundit.

Dizajni që kam përdorur atëherë, dhe sot, erdhi nga ky libër Star Ware:

Për këtë Instructable unë gjithashtu një depo Github për të gjitha pasuritë e Arduino: Kodi, Skematike dhe lista e pjesëve me URL.

github.com/kmkingsbury/arduino-scotch-mount-motor

Montimi skocez punon në një parim shumë të thjeshtë të rrotullimit të sahatit në orë të caktuara, por siç mësova stabiliteti luan një rol të madh në mënyrën se si dalin fotot. Kthimi i rrotës së orës në një dizajn të paqëndrueshëm ose të dobët, veçanërisht në zmadhimet e larta fut gjurmët e yjeve dhe tronditjen në foto. Për të kapërcyer këtë dhe për ta bërë të gjithë procesin më të lehtë dhe të automatizuar, unë krijova një makinë të thjeshtë me bazë Arduino bazuar në një motor DC dhe disa ingranazhe plastike (nxora njërin tim nga një helikopter lodër i prishur).

Ka udhëzime të tjera atje për Mount Scotch ose Barndoor Tracker, por për modelin tim doja që mali të ishte i vogël dhe i lëvizshëm, kështu që mund ta hedh në një çantë shpine dhe ta çoj në zona të largëta larg ndotjes së dritës të Austin TX.

Hapi 1: 'Më thanë se nuk do të kishte matematikë!'

Toka rrotullohet afërsisht 360 ° në 24 orë, nëse e zbërthejmë atë atëherë është 15 ° në një orë, ose 5 ° në 20 minuta.

Tani vida 1/4-20 është një pjesë e zakonshme e pajisjeve, ka 20 fije në një inç, kështu që nëse rrotullohet me një shpejtësi prej 1 rrotullimi në minutë, atëherë do të duhen 20 minuta për të udhëtuar atë 1 inç.

Trigonometria na jep numrin magjik për vrimën tonë të rrotës së orës e cila është 11.42 inç (ose 29.0cm) nga pika jonë e boshtit në qendër të menteshës.

Hapi 2: Materialet

Mount Scotch:

• Bordi i lartë, 3-inç-në-12-inç (3/4-inç)
• Bordi i poshtëm, 3-inç-me-12-inç (3/4-inç)
• Varet, Rekomandohet një menteshë e gjatë 3-inç, sigurohuni që është një menteshë e fortë me jo shumë "lojë", kam përdorur dy mentesha të thjeshta, por ka shumë lëkundje dhe mund t'i fik ato për një menteshë më të fortë.
• Vidhë tangjente, vidë me kokë të rrumbullakët 1/4-20-me-4-inç të gjatë
• 2 arrë xTee, 1/4-20 fije të brendshme
• Vidë Sytë & brez gome
• Koka e trekëmbëshit (merrni një të lehtë, por sigurohuni që është e fortë, nuk doni që një montim i lirë të bjerë një aparat të shtrenjtë, ose montimi të lirohet dhe të bjerë gjatë një shkrepjeje).
• Ingranazhet e Clockwheel (kam përdorur 3: një i vogël për motorin, i ndërmjetmi i cili ka një të vogël dhe të madh, dhe i madh për vetë rrotën e orës).
• Ngecje plastike për bazën e motorit. Filloi me 1 "dhe i preu në madhësinë që më duhej sapo të kisha lartësitë e duhura.
• Kompensatë e hollë hobi - për montimet e motorëve dhe ingranazheve (kam përdorur një tabelë qarkore nga Radioshack, e hollë, e lehtë dhe mjaft e fortë, përdorni gjithçka që funksionon më mirë).
• Burime të ndryshme (kam përdorur për të ndihmuar ingranazhet/vidhat dhe për t'i mbajtur ingranazhet të brendshme). Mora një çift nga Lowes dhe nxora disa të tjerë nga stilolapsat dhe i shkurtova në madhësitë e duhura.
• Rondele të ndryshme për të parandaluar bluarjen e pjesëve lëvizëse nga druri.
• Kllapë e thjeshtë për montimin e motorit.

Shofer Arduino Motor (pjesë të veçanta janë në listën e pjesëve Github me URL -të se ku mund t'i merrni në internet):

• Arduino
• Makinë me makinë
• Drejtuesi i motorit H-Bridge 1A (L293D)
• butonin e shtypjes
• aktivizim/fikje kalimi

Hapi 3: Matni & Pritini Tabelat e Sipërme dhe të Poshtme

Matni 12 në secilën dërrasë, shënojeni, prerë dhe lëmoni skajet.

Hapi 4: Stërvitni vrima dhe shtoni pajisje

Ka një mori vrimash për të shpuar dhe për shkak të matjes së saktë të kërkuar ju rekomandoj që të bëni Clockwheel të fundit (kështu që ju mund të matni 29 cm saktësisht nga varen)!

Këshillë: Unë rekomandoj të prekni vrimën duke përdorur një grusht për të ndihmuar në drejtimin e vrimës në vendin e duhur.

Ju do të shponi vrimat e mëposhtme:

• Varet - Mos i vidhosni vetëm sepse bordi mund të ndahet, shponi vrimat në skajet e të dy dërrasave, vrima varet nga madhësia e vidës së menteshës, matni vidën dhe përdorni një stërvitje pak më të vogël.
• Rrota e Sahatit - 29 cm nga qendra e kunjit të menteshës, do të marrë një arrë T, vendndodhja e kësaj vrime është thelbësore për të bërë që tabela dhe qielli të kthehen me të njëjtën ritëm kur vidhosja kthehet në 1 rpm. Arrëza T duhet të jetë në anën e poshtme të bordit (drejt tokës).
• Koka e Tripodit - e përqendruar në tabelën e sipërme, Madhësia varet nga koka e Tripodit, gjithashtu kam përdorur një rondele në timen për ta mbajtur atë të rehatshëm.
• Mount Tripod-Qendër në tabelën e poshtme, 5/16-inç dhe kjo vrimë do të marrë një arrë T. Arrëza T gjithashtu duhet të jetë në anën e poshtme të bordit (drejt tokës).

Kur shtoni arrat T ju rekomandoj që të vendosni pak zam para se ta fusni dhe të bëni një çekiç të butë. Fillova një ndarje në tabelën time të poshtme (shiko foton) që duhej të riparoja.

Kur e montoni atë në një trekëmbësh, vrima dhe trungu i montimit të Tripodit marrin më shumë stres (rrotullohen nga pesha e kamerës kur janë në kënde) në mënyrë që arrëza T të ketë të ngjarë të lirohet ose të dalë krejtësisht sigurohuni që ta ngjisni në mënyrë adekuate dhe të përpiqeni ta mbani peshën në qendër kur përdorni montuesin. Një montim i mirë i qëndrueshëm është vendimtar për fotot pa shtigje/ngacmime yjesh.

Hapi 5: Montimi i motorit dhe ingranazhet

Së pari ngjitni një arrë standarde 1/4-20 në njërën prej ingranazheve, kjo do të jetë pajisja kryesore e drejtimit të orës, unë për këtë kam përdorur një sasi bujare të Gorilla Glue (mund ta shihni në foto).

Së dyti ngjitni një ingranazh të vogël në ingranazhin tjetër të madh, ky është ingranazhi ynë i ndërmjetëm, kam përdorur një gozhdë të thjeshtë druri të prerë si bosht.

Montoni motorin në një kllapa (e kam zinxhir të lidhur dhe më pas të ngjitur kur kam pasur shtrirjen në të djathtë).

Konfigurimi është që motori e kthen shpejtësinë e madhe me një shpejtësi relativisht të shpejtë (1 rrotullim / 5 sekonda ose më shumë), kjo lidhet me ingranazhin e vogël, i cili udhëton me të njëjtën ritëm. Pajisja e vogël përputhet me ingranazhin kryesor të drejtimit të orës, por meqenëse perimetri është i ndryshëm, ingranazhi i rrotave të orës kthehet me një ritëm shumë më të ngadaltë. Ne po synojmë një shpejtësi prej 1 rrotullim në minutë dhe motori udhëton pak shumë shpejt për këtë. Kështu duke përdorur një fikje dhe ndezje në kodin Arduino arrita të ngadalësoj shpejtësinë. Ky konfigurim quhet një Tren Gear dhe mund të mësoni pak më shumë rreth tij këtu (https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/gear-ratio3.htm) Ju do të duhet të eksperimentoni me vlerat që funksionojnë për kohën e ndezjes dhe fikjes për të bërë që ingranazhi të rrotullohet me ritmin e duhur për motorin dhe ingranazhet tuaja.

Ju keni nevojë për një strehë të mirë për të mbajtur gjithçka të rreshtuar dhe të rrotullohet pa probleme. Kini kujdes që të rreshtoni vrimat tuaja dhe përdorni burime dhe rondele për të mbajtur ingranazhet që udhëtojnë në sipërfaqe të lëmuara dhe duke mos u bluar me asnjë bord. Kjo ndoshta më mori më shumë kohë jashtë projektit.

Hapi 6: Qarku motorik

Qarku është shumë i thjeshtë, me shumicën e lidhjeve që shkojnë te Shoferi Motor H-Bridge, përdorni imazhin e bashkangjitur ose një skedar projekti Fritzing përfshihet gjithashtu në paketën Github.

Një buton shtyse u shtua për të ndryshuar drejtimin (ose mund të "rrotulloni" timonin e dorës gjithashtu me dorë).

Çelësi i ndezjes/fikjes thjesht e bëri më të lehtë ndezjen dhe fikjen e diskut kur nuk jeni në përdorim/zhvillim, gjithashtu mund të tërhiqni fuqinë edhe në Arduino.

Drejtimi i motorit varet nga mënyra se si është lidhur, nëse jeni duke rrotulluar drejtimin e gabuar, thjesht ndryshoni polaritetin.

Hapi 7: Rezultati përfundimtar, këshilla dhe truket

Dhe përdorni! Rreshtoni trekëmbëshin, shikoni yllin e Veriut poshtë menteshës, me menteshën të jetë në anën e majtë të konfigurimit (përndryshe do të ndiqni në drejtim të kundërt).

Mundohuni ta mbani të gjithë konfigurimin të balancuar dhe të qëndrueshëm. Mos e prekni gjatë shkrepjeve, ose mos i tërhiqni kabllot (përdorni një shkas të largët për kamerën tuaj) dhe përpiquni të përdorni teknika si Mirror Lockup (nëse kamera juaj e mbështet atë) për të marrë shkrepje të qarta pa lëkundje. Ka shumë mësime në dispozicion për astrofotografinë dhe do të mësoni shpejt nga përvoja.

Imazhet tregojnë dy shkrepje që kam bërë duke përdorur të gjithë konfigurimin, kjo ishte në periferi të ndotura me dritë të Austin TX në natën jo më të qartë, por ato dolën bukur. Orioni ishte rreth 2.5 minuta i gjatë dhe xhirimi më i madh në qiell ishte 5 minuta (por ishte shumë i gjatë për shkak të sasisë së ndotjes së dritës dhe duhej të zvogëlohej në Lightroom). Ekzistojnë gjithashtu 3 imazhe të Kometës Hale-Bopp nga 1997, kjo ishte me një montim të kthyer me dorë, si dhe një aparat fotografik tradicional filmi. Ju mund të shihni se çfarë dridhje ose një shtrirje e pasaktë mund t'i bëjë goditjes.

Këshilla dhe mendime përfundimtare:

• Kamerat dhe Xhami në lente janë të rënda, më është dashur të përdor burime për të hequr peshën nga ingranazhi i orës dhe për të ndihmuar ingranazhet. Motori që kam përdorur nuk kishte sasi të çmendur të çift rrotullues/fuqie, kështu që nëse kishte shumë peshë ose ingranazhet ishin të skuqura në dërrasa, atëherë e kishte të vështirë të kthente ingranazhin ose të mbyllej drejt. Një motor më i fortë do të ndihmojë, por kjo është vetëm ajo që kisha në dispozicion.
• Rreshtimi polar është çelësi. Konfigurimi do të gjurmojë gabim nëse nuk është rreshtuar siç duhet. Keni nevojë për një trekëmbësh të fortë të balancuar dhe të përqendruar (një me një nivel flluskë ndihmon)!
• Ekziston një gabim i qenësishëm në montimin tangjent që shfaqet në ekspozime më të gjata, mund të përdorni një kamerë korrigjuese për ta rregulluar atë, e gjetur këtu: https://www.astrosurf.com/fred76/planche-tan-corrigee-en. html. Nuk jam i shqetësuar për këtë sepse po përdor një lente me kënd shumë të gjerë (20 mm në krahasim me 50 mm) dhe kohëzgjatje prej rreth 5 minutash të larta.
• Astrofotografia është në thelb e vështirë dhe zhgënjyese. Mos dilni duke pritur fotografi të mrekullueshme herën e parë, ka një kurbë mësimi, sigurisht që pajisjet më të shtrenjta dhe të sakta mund të ndihmojnë, por jo nëse nuk e dini ose vlerësoni se si funksionojnë. Por filloni nga pak, zotëroni bazat, atëherë do të dini se si t'i përdorni pajisjet e shtrenjta dhe do të jeni në gjendje t'i përdorni mirë. Ende mund të merrni fotografi të shkëlqyera me konfigurime të thjeshta. Shkrepjet e vjetra nga 1997 ishin "më të mirat" nga rreth 100 të shtëna, kështu që ishte një proces mësimi. Me Digital ju mund të bëni fotografi pas fotografie dhe të mësoni nga gabimet dhe fitoret tuaja për të përsosur aftësitë tuaja.

Faleminderit për leximin, nëse dëshironi të shihni më shumë foto dhe video të projekteve të mia sesa shikoni Instagramin tim dhe YouTube Channel