Arduino Powered 'Scotch Mount' Star Tracker astrologiseen valokuvaukseen: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Opin Scotch Mountista nuorempana ja tein sellaisen isäni kanssa 16 -vuotiaana. Se on edullinen ja yksinkertainen tapa aloittaa astrofotografia, joka kattaa perusasiat ennen kuin pääset monimutkaisiin kaukoputkiasioihin, akselin ulkopuolella tapahtuva seuranta jne. Kun tein tämän kiinnityksen ensimmäisen kerran, se oli takaisin 90 -luvulla, joten minun piti käyttää filmikameraa ja saada tämä elokuva kehitettyä paikallisessa kamerakaupassa, se oli kallis ja pitkä prosessi (ota valokuvia, käytä koko rullaa, pudota se pois, ota muutama päivä myöhemmin ja katso tulokset), se on paljon nopeampaa, halvempaa ja helppo oppia kokeilusta ja erehdyksestä nyt digitaalikameroilla. Voit nähdä vanhoja otoksia vuodelta 1997 viimeisessä vaiheessa.

Muotoilu, jota käytin silloin ja tänään, tuli tästä kirjasta Star Ware:

Tämän Instructable -ohjelman osalta minulla on myös Github -arkisto kaikille Arduino -resursseille: koodi, kaavio ja osaluettelo URL -osoitteilla.

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

Scotch -kiinnike toimii hyvin yksinkertaisella periaatteella kääntää kellopyörää tiettyinä aikoina, mutta kuten olen oppinut, vakaudella on valtava rooli valokuvien tulossa. Kellopyörän kääntäminen epävakaaseen tai heikkoon muotoiluun erityisesti suurilla zoomauksilla tuo tähtipolkuja ja värinää valokuvaan. Tämän voittamiseksi ja koko prosessin helpottamiseksi ja automatisoimiseksi loin yksinkertaisen Arduino -pohjaisen moottorikäytön, joka perustuu tasavirtamoottoriin ja joihinkin muovivaihteisiin (vedin yhden omistani rikki leluhelikopterista).

Scotch Mountille tai Barndoor Trackerille on muitakin ohjeita, mutta suunnitteluni vuoksi halusin kiinnityksen pieneksi ja kannettavaksi, jotta voin heittää sen reppuun ja viedä sen syrjäisille alueille kaukana Austin TX: n valosaasteesta.

Vaihe 1: 'Minulle kerrottiin, ettei matematiikkaa tule!'

Maapallo pyörii noin 360 ° 24 tunnissa, jos katkaisemme sen, se on 15 ° tunnissa tai 5 ° 20 minuutissa.

Nyt 1/4-20-ruuvi on yleinen laitteisto, siinä on 20 kiertettä tuumassa, joten jos sitä kierretään 1 kierrosta minuutissa, yhden tuuman kulkeminen kestää 20 minuuttia.

Trigonometria antaa meille kellonpyörän reiän maagisen numeron, joka on 11,02 tuumaa (tai 29,0 cm) saranan keskellä olevasta kääntöpisteestämme.

Vaihe 2: Materiaalit

Scotch -kiinnitys:

• Ylälevy, 3 tuumaa x 12 tuumaa (3/4 tuumaa)
• Pohjalevy, 3 tuumaa x 12 tuumaa (3/4 tuumaa)
• Saranat, Yksi pitkä 3 tuuman sarana on suositeltava, varmista, että se on vankka sarana, jossa ei ole paljon "leikkiä". Käytin kahta yksinkertaista saranaa, mutta heilumista on paljon ja voin vaihtaa ne vakaamman saranan saamiseksi.
• Tangenttiruuvi, 1/4-20 x 4 tuumaa pitkä pyöreä ruuvi
• 2 x terämutteri, 1/4-20 sisäkierre
• Ruuvisilmät ja kuminauha
• Kolmijalka (hanki kevyt, mutta varmista, että se on vankka, et halua halpaa telinettä, joka pudottaa kalliin kameran, tai telineen löystymistä ja roikkumista kuvan aikana).
• Clockwheel Gears (käytin 3: pieni moottorille, välituote, jolla on pieni ja suuri, ja suuri itse kellopyörälle).
• Muoviset seisokit moottoritelineelle. Aloitin 1 "ja leikkasin ne tarvitsemaani kokoon, kun minulla oli oikeat korkeudet.
• Ohut harrastuksen vaneri - moottori- ja vaihteistokiinnikkeisiin (käytin Radioshackin piirilevyä, ohut, kevyt ja tarpeeksi vahva, käytä mitä tahansa parhaiten toimivaa).
• Erilaisia jousia (avasin vaihteita/ruuveja ja pidin vaihteet linjassa). Sain parin Lowesilta ja vedin muutamat ulos kuulakärkikynistä ja leikkasin ne oikeaan kokoon.
• Erilaisia aluslevyjä, jotka estävät liikkuvia osia hiomasta puuta vasten.
• Yksinkertainen kiinnike moottorin kiinnitykseen.

Arduino -moottoriajuri (tietyt osat ovat Github -osaluettelossa, ja niiden URL -osoitteet, joista voit saada ne verkossa):

• Arduino
• Moottorivetoinen
• H-sillan moottorin ohjain 1A (L293D)
• paina nappia
• päälle/pois -kytkin

Vaihe 3: Mittaa ja leikkaa ylä- ja pohjalevyt

Mittaa jokaisesta levystä 12 , merkitse se, leikkaa ja hio reunat.

Vaihe 4: Poraa reiät ja lisää laitteisto

Poraa on joukko reikiä, ja vaaditun tarkan mittauksen vuoksi suosittelen, että teet kellopyörän viimeisenä (jotta voit mitata 29 cm tarkasti saranasta)!

Vinkki: Suosittelen napauttamaan reikää lyönnillä, jotta aukko ohjataan oikeaan kohtaan.

Aiot porata seuraavat reiät:

• Saranat - Älä vain ruuvaa niitä sisään, koska levy voi haljeta, poraa reiät molempien levyjen reunoille, reikä riippuu saranaruuvin koosta, mittaa ruuvi ja käytä hieman pienempää poranterää.
• Kellopyörä - 29 cm saranatapin keskustasta, saa T -mutterin, tämän reiän sijainti on välttämätön, jotta lauta ja taivas kääntyvät samaan tahtiin, kun ruuvia kierretään 1 rpm. T-mutterin tulee olla levyn alaspäin suuntautuvalla puolella (kohti maata).
• Jalustapää - keskellä ylälevyä, koko riippuu jalustan päästä, käytin myös aluslevyä pitämään sitä tiukasti.
• Jalustakiinnike-Keskitetty pohjalevylle, 5/16 tuumaa ja tämä reikä saa T-mutterin. T-mutterin tulee myös olla levyn alaspäin suuntautuvalla puolella (kohti maata).

Kun lisäät T-muttereita, suosittelen, että laitat liimaa alas ennen kuin vasarat sitä ja vasarat kevyesti. Aloitin halkaisun pohjalevylläni (katso kuva), joka minun piti korjata.

Kun asennat sen kolmijalkaan, jalustan kiinnitysreikä ja t-mutteri rasittavat eniten (vääntyy edestakaisin kameran painosta kulmissa) niin, että T-mutteri todennäköisesti löystyy tai irtoaa kokonaan. liimaa se riittävästi ja yritä pitää paino keskellä, kun käytät telinettä. Hyvä vakaa kiinnitys on ratkaiseva valokuville, joissa ei ole tähtireittejä/heilumia.

Vaihe 5: Moottorin kiinnitys ja vaihteet

Liimaa ensin tavallinen 1/4-20 mutteri johonkin hammaspyörään, tämä on tärkein kello-käyttövaihde, käytin tätä varten runsaasti Gorilla-liimaa (näet kuvassa).

Toiseksi liimaa pieni hammaspyörä toiseen suureen vaihteeseen, tämä on välivaihteemme, käytin yksinkertaista katkaistua puukynsiä akselina.

Asenna moottori pidikkeeseen (sidoin vetoketjun ja liimasin myöhemmin, kun kohdistus oli oikea).

Asetus on, että moottori kääntää suuren vaihteen suhteellisen nopeasti (1 kierros / 5 sekuntia), tämä on kytketty pieneen vaihteeseen, joka kulkee samalla nopeudella. Pieni hammaspyörä on linjassa kellokoneiston päävaihteen kanssa, mutta koska ympärysmitat ovat erilaiset, kellopyörävaihteet kääntyvät paljon hitaammin. Pyrimme nopeuteen 1 kierrosta/min ja moottori kulkee hieman liian nopeasti. Joten käyttämällä pois ja päälle Arduino -koodissa onnistuin hidastamaan vaihetta. Tätä asetusta kutsutaan vaihteistoksi, ja voit oppia siitä lisää täältä (https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/gear-ratio3.htm) Sinun on kokeiltava, mitkä arvot toimivat päälle ja pois päältä, jotta vaihde pyörii moottorillesi ja vaihteillesi sopivalla nopeudella.

Tarvitset hyvän kotelon, jotta kaikki järjestetään ja pyörii sujuvasti. Varmista, että kohdistat reiät ja käytä jousia ja aluslevyjä, jotta hammaspyörät kulkevat tasaisilla pinnoilla eivätkä hionta kumpaakaan levyä vasten. Tämä vei ehkä eniten aikaa projektista.

Vaihe 6: Moottoripiiri

Piirit ovat melko yksinkertaisia, ja suurin osa yhteyksistä menee H-Bridge-moottorin ohjaimeen, käytä liitteenä olevaa kuvaa tai Fritzing-projektitiedosto sisältyy myös Github-pakettiin.

Painike lisättiin suunnan kääntämiseksi (tai voit myös "kelata taaksepäin" kellopyörää käsin).

On/Off -kytkin helpotti aseman kytkemistä päälle ja pois päältä, kun sitä ei käytetä/kehitetään, voit myös vetää virran myös Arduinolle.

Moottorin suunta riippuu siitä, miten se on kytketty, jos pyörität väärään suuntaan, vaihda napaisuus.

Vaihe 7: Lopputulos, vinkit ja temput

Ja käytä! Kohdista kolmijalka, katso pohjoistahti saranaa alaspäin saranan ollessa asetusten vasemmalla puolella (muuten seuraat vastakkaiseen suuntaan).

Yritä pitää koko asennus tasapainossa ja vakaana. Älä kosketa sitä kuvausten aikana tai vedä johdoista (käytä kameran kauko-ohjainta) ja yritä käyttää tekniikoita, kuten Mirror Lockup (jos kamera tukee sitä), saadaksesi selkeitä tärinättömiä kuvia. Astrofotografiasta on saatavilla paljon opetusohjelmia, ja opit nopeasti kokemuksesta.

Kuvissa on kaksi kuvaa, jotka tein koko kokoonpanon avulla, tämä oli Austin TX: n valossa saastuneissa esikaupunkialueissa ei kirkkaimpana yönä, mutta niistä tuli hienoja. Orion oli noin 2,5 minuuttia pitkä ja suurempi taivaan laukaus kesti 5 minuuttia (mutta se oli liian pitkä valosaasteiden vuoksi, ja se oli pienennettävä Lightroomissa). Siellä on myös 3 kuvaa Hale-Boppin komeetasta vuodelta 1997, tämä oli käsin käännettävä kiinnike sekä perinteinen filmikamera. Voit nähdä, mitä tärinä tai väärä kohdistus voivat tehdä laukaukseen.

Viimeiset vinkit ja ajatukset:

• Linsseissä olevat kamerat ja lasi ovat RASKAITA, jouduin käyttämään jousia, jotta voisin ottaa painon pois kellokytkimestä ja avustaa vaihteita. Käyttämälläni moottorilla ei ollut hulluja vääntömomenttia/tehoa, joten jos painoa oli liikaa tai vaihteet olivat tasan levyissä, sen oli vaikea kääntää vaihde tai lukkiutua suoraan ylös. Vahvempi moottori auttaa, mutta tämä oli vain mitä minulla oli saatavilla.
• Polaarinen kohdistaminen on avainasemassa. Asetus seuraa väärin, jos sitä ei ole kohdistettu oikein. Tarvitset tasapainoisen ja keskitetyn jalustan (kuplitasolla varustettu)!
• Tangenttikiinnikkeessä on luontainen virhe, joka näkyy pidemmillä valotuksilla. Voit säätää sitä korjaavalla nokalla, joka löytyy täältä: https://www.astrosurf.com/fred76/planche-tan-corrigee-en. html. En ole huolissani siitä, koska käytän erittäin laajakulmaobjektiivia (20 mm verrattuna 50 mm: iin) ja kesto noin 5 minuuttia.
• Astrofotografia on luonnostaan vaikeaa ja turhauttavaa. Älä odota upeita valokuvia ensimmäistä kertaa, sillä on oppimiskäyrä, varmasti kalliimmat ja tarkemmat laitteet voivat auttaa, mutta ei, jos et tiedä tai arvostat niiden toimintaa. Mutta aloita pienestä, hallitse perusasiat, niin osaat käyttää kalliita laitteita ja pystyt käyttämään niitä hyvin. Voit silti saada upeita kuvia yksinkertaisilla asetuksilla. Vanhat otokset vuodelta 1997 olivat "parhaita" noin sadasta laukauksesta, joten se oli oppimisprosessi. Digitalin avulla voit ottaa valokuvia valokuvien jälkeen ja oppia virheistäsi ja voitoistasi parantaaksesi taitojasi.

Kiitos, että luit, jos haluat nähdä enemmän kuvia ja videoita projekteistani kuin tutustu Instagramiin ja YouTube -kanavaani