Arduino Powered 'Scotch Mount' Star Tracker vir Astrofotografie: 7 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Ek het geleer oor die Scotch Mount toe ek jonger was en het op 16 met my pa een gemaak. buite -as -opsporing, ens. Toe ek die eerste keer hierdie houer gemaak het, was dit terug in die 90's, so ek moes 'n filmkamera gebruik en die film by die plaaslike kamerawinkel laat ontwikkel, dit was 'n duur en lang proses (neem die foto's, gebruik die hele rol, gooi dit af, haal dit 'n paar dae later op en sien die resultate), dit is soveel vinniger, goedkoper en makliker om nou te leer uit toets en fout met digitale kameras. U kan 'n paar ou skote uit 1997 op die laaste trap sien.

Die ontwerp wat ek destyds en vandag gebruik het, kom uit hierdie boek Star Ware:

Vir hierdie Instructable I is ook 'n Github -bewaarplek vir al die Arduino -bates: kode, skematiese en gedeeltelys met URL's.

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

Die Scotch -houer werk op 'n baie eenvoudige beginsel om die klokwiel op sekere tye te draai, maar soos ek geleer het, speel stabiliteit 'n groot rol in hoe die foto's uitkom. Deur die klokwiel op 'n onstabiele of dun ontwerp te laat draai, veral by hoë zoom, word sterrepaadjies en riller in die foto ingebring. Om dit te oorkom en die hele proses makliker en outomaties te maak, het ek 'n eenvoudige Arduino -motor aangedryf, gebaseer op 'n gelykstroommotor en 'n paar plastiekratte (ek het een van my uit 'n stukkende speelgoedhelikopter gehaal).

Daar is ander instruksies daar vir die Scotch Mount of Barndoor Tracker, maar vir my ontwerp wou ek hê dat die berg klein en draagbaar is, sodat ek dit in 'n rugsak kan gooi en dit na afgeleë gebiede kan neem, weg van ligbesoedeling van Austin TX.

Stap 1: 'Ek is vertel dat daar geen wiskunde sou wees nie!'

Die aarde draai ongeveer 360 ° binne 24 uur, as ons dit afbreek, is dit 15 ° in 'n uur, of 5 ° in 20 minute.

Die 1/4-20-skroef is 'n algemene stuk hardeware, dit het 20 drade in 'n duim, so as dit met 'n snelheid van 1 omwenteling per minuut gedraai word, sal dit 20 minute neem om die 1 duim te ry.

Trigonometrie gee ons die towergetal vir ons klokwielgat wat 29,0 cm (11,42 duim) van ons spilpunt in die middel van die skarnier af is.

Stap 2: materiaal

Scotch Mount:

• Topbord, 3-duim-by-12-duim (3/4 duim)
• Onderkant, 3-duim-by-12-duim (3/4 duim)
• Skarniere, 'n lang 3-duim-skarnier word aanbeveel; maak seker dat dit 'n soliede skarnier is met nie veel "spel" nie. Ek het twee eenvoudige skarniere gebruik, maar daar is baie kronkels en ek kan dit uitskakel vir 'n meer soliede skarnier.
• Raakskroef, 1/4-20-by-4-duim-lange ronde kopskroef
• 2 x draaimoer, 1/4-20 binneskroefdraad
• Skroef oë en rekkie
• Statiefkop (kry 'n liggewig een, maar maak seker dat dit stewig is, jy wil nie hê dat 'n goedkoop houer 'n duur kamera laat val nie, of dat die houer tydens 'n opname los en hang).
• Klokwielversnellings (ek het 3 gebruik: 'n klein motor, 'n middelgroot en 'n klein vir die klokwiel self).
• Plastiese afstandhouers vir die motorstandaard. Begin met 1 "en sny dit af tot die grootte wat ek nodig gehad het sodra ek die regte hoogtes gehad het.
• Dun stokperdjie -laaghout - vir motor- en versnellingshouers (ek het 'n kringbord van Radioshack gebruik, dun, lig en sterk genoeg, gebruik alles wat die beste werk).
• Verskeie vere (ek het die ratte/skroewe gehelp en die ratte in lyn gehou). Ek het 'n paar van Lowes gekry en 'n paar ander uit die balpen gehaal en dit in die regte groottes gesny.
• Diverse ringe om te verhoed dat die bewegende dele teen hout slyp.
• Eenvoudige bracket vir die motor mount.

Arduino -motorbestuurder (spesifieke onderdele is in die Github -onderdele -lys met URL's waar u dit aanlyn kan kry):

• Arduino
• Motor Drive
• H-Bridge motorbestuurder 1A (L293D)
• druk knoppie
• aan/af skakel

Stap 3: Meet en sny die boonste en onderste planke

Meet 12 op elke bord, merk dit, sny en skuur die rande.

Stap 4: Boor gate en voeg hardeware by

Daar is 'n klomp gate om te boor, en as gevolg van die akkurate meting wat ek benodig, beveel ek aan dat u die klokwiel laaste doen (sodat u die 29 cm presies van die skarnier af kan meet)!

Wenk: ek beveel aan dat u met 'n pons op die gat tik om die gat op die regte plek te lei.

U gaan die volgende gate boor:

• Skarniere - moenie dit net inskroef nie, want die bord kan skeur, die gate aan die kante van albei borde boor, die gat hang af van die grootte van die skarnier, meet die skroef en gebruik 'n effens kleiner boorpunt.
• Die klokwiel - 29 cm vanaf die middel van die skarnierpen, dit kry 'n T -moer. Die ligging van hierdie gat is noodsaaklik om die bord en die lug in dieselfde tempo te laat draai as die skroef met 1 rpm gedraai word. Die T-moer moet aan die onderkant van die bord (na die grond) wees.
• Statiefkop - in die middel van die boonste bord, die grootte hang af van die statiefkop; ek het ook 'n wasser op myne gebruik om dit styf vas te hou.
• Statiefhouer-Gesentreer op die onderste bord, 5/16 duim, en hierdie gat kry 'n T-moer. Die T-moer moet ook aan die onderkant van die bord (na die grond) wees.

As u die T-neute byvoeg, beveel ek aan dat u 'n bietjie gom neersit voordat u dit inhamer, en dit moet saggies hamer. Ek het 'n skeuring op my onderste bord begin (sien foto) wat ek moes herstel.

As u dit op 'n driepoot monteer, kry die gat en die t-moer die meeste spanning (deur die gewig van die kamera heen en weer gedraai wanneer dit op 'n hoek is), sodat die T-moer waarskynlik heeltemal los of uitkom, so maak seker dat u dit voldoende plak en probeer om die gewig in die middel te hou wanneer u die houer gebruik. 'N Goeie stabiele berg is van kardinale belang vir foto's sonder sterroetes/jiggles.

Stap 5: Motorhouer en ratte

Plak eers 'n standaard 1/4-20 moer aan een van die ratte, dit is die hoofklok-ratkas, ek het 'n groot hoeveelheid Gorilla Glue hiervoor gebruik (u kan sien op die foto).

Tweedens plak 'n klein ratjie by die ander groot rat, dit is ons tussenrat. Ek het 'n eenvoudige houtspyker as die as gebruik.

Monteer die motor op 'n hakie (ek maak vas en dan later vasgeplak toe ek die belyning reg gehad het).

Die opset is dat die motor die groot rat relatief vinnig draai (1 omwenteling / 5 sekondes of so), dit is gekoppel aan die klein rat wat teen dieselfde snelheid beweeg. Die klein rat pas by die hoofklok-aandrywing in, maar omdat die omtrek verskil, draai die ratwiel baie stadiger. Ons streef daarna om 'n snelheid van 1 toeren/min en die motor ry 'n bietjie te vinnig daarvoor. Dus, deur die aan en af in die Arduino -kode te gebruik, kon ek die rat vertraag. Hierdie opstelling word 'n versneltrein genoem, en u kan hier meer hieroor leer (https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/gear-ratio3.htm) U sal moet eksperimenteer met watter waardes werk vir tyd aan en af om die rat teen die regte snelheid vir u motor en ratte te laat draai.

U het 'n goeie behuising nodig om alles reguit te laat draai en glad te draai. Maak seker dat u u gate in lyn bring en gebruik vere en ringe om die ratte op gladde oppervlaktes te laat beweeg en nie teen een van die plank te maal nie. Dit het my waarskynlik die meeste tyd uit die projek geneem.

Stap 6: Motorbane

Die kring is redelik eenvoudig, aangesien die meerderheid van die verbindings na die H-Bridge-motorbestuurder gaan, gebruik die aangehegte prent, of 'n Fritzing-projeklêer is ook ingesluit in die Github-pakket.

'N Drukknoppie is bygevoeg om die rigting om te draai (of u kan die klokwiel ook met die hand "terugspoel").

Die aan/uit -skakelaar het dit net makliker gemaak om die aandrywer aan en uit te skakel as u dit nie gebruik nie, maar u kan ook die krag na die Arduino trek.

Motorrigting hang af van hoe dit aangeskakel is; as u die verkeerde rigting draai, draai dan net die polariteit.

Stap 7: Eindresultaat, wenke en truuks

En gebruik! Rig die driepoot in lyn, kyk na die Noordster langs die skarnier, terwyl die skarnier aan die linkerkant van die opstelling is (anders volg u in die teenoorgestelde rigting).

Probeer om die hele opstelling gebalanseerd en stabiel te hou. Moenie daaraan raak tydens skote nie, of trek aan die kabels (gebruik 'n afstandsbediener vir u kamera), en probeer tegnieke soos Mirror Lockup (as u kamera dit ondersteun) gebruik om duidelike skudvrye opnames te kry. Daar is baie tutoriale oor astrofotografie beskikbaar, en u leer vinnig uit ervaring.

Die foto's toon twee skote wat ek met die hele opstelling gemaak het; dit was in die ligte besoedelde voorstede van Austin TX, nie op die duidelikste aand nie, maar dit het mooi uitgekom. Orion was ongeveer 2,5 minute lank en die groter lugskoot was 5 minute (maar was te lank weens die hoeveelheid ligbesoedeling en moes in Lightroom teruggeskaal word). Daar is ook drie beelde van komeet Hale-Bopp uit 1997, dit was met 'n handgedraaide houer sowel as 'n tradisionele filmkamera. U kan sien wat trillings of 'n verkeerde belyning met die skoot kan doen.

Laaste wenke en gedagtes:

• Kameras en glas in lense is swaar, ek moes vere gebruik om die gewig van die ratkas af te haal en die ratte te help. Die motor wat ek gebruik het, het nie 'n groot hoeveelheid wringkrag/krag gehad nie, so as daar te veel gewig was of die ratte op die planke spoel, het dit moeilik geraak om die rat te draai of sou dit reguit toesluit. 'N Sterker motor sal help, maar dit is presies wat ek beskikbaar gehad het.
• Polêre belyning is die sleutel. Die opstelling sal verkeerd volg as dit nie behoorlik in lyn is nie. U het 'n stewige driepoot gebalanseerd en gesentreerd nodig (een met 'n borrelvlak help)!
• Daar is 'n inherente fout aan die raaklyn wat op langer blootstellings verskyn; u kan 'n korrektiewe nok gebruik om dit aan te pas, hier: https://www.astrosurf.com/fred76/planche-tan-corrigee-en. html. Ek is nie bekommerd daaroor nie, want ek gebruik 'n baie groothoeklens (20 mm in vergelyking met 50 mm) en 'n tydsduur van ongeveer 5 minute.
• Astrofotografie is inherent moeilik en frustrerend. Moenie die eerste keer wonderlike foto's verwag nie; daar is 'n leerkurwe, duurder en akkurater toerusting kan help, maar nie as u nie weet of waardeer hoe dit werk nie. Maar begin klein, bemeester die basiese beginsels, dan weet u hoe u die duur toerusting moet gebruik en dit goed kan gebruik. U kan steeds uitstekende opnames kry met eenvoudige opstellings. Die ou skote uit 1997 was "die beste" uit ongeveer 100 skote, so dit was 'n leerproses. Met Digital kan u foto na foto neem en uit u foute en oorwinnings leer om u vaardigheid te verfyn.

Dankie dat u gelees het, as u meer foto's en video's van my projekte wil sien as om na my Instagram- en YouTube -kanaal te kyk