Arduino pokretač zvijezda "Scotch Mount" Tracker za astrofotografiju: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Naučio sam o Scotch Mountu kad sam bio mlađi, a sa tatom sam imao 16 sa 16 godina. To je jeftin, jednostavan način da započnete s astrofotografijom, koja pokriva osnove prije nego što se pozabavite složenim teleskopima s glavnim fokusom, praćenje van osi itd. Kada sam prvi put napravio ovaj nosač, to je bilo još devedesetih godina, pa sam morao koristiti kameru za film i razviti taj film u lokalnoj prodavaonici fotoaparata, bio je to skup i dug proces (snimite fotografije, iskoristite cijelu rolu, odložite je, nekoliko dana kasnije pokupite je i pogledajte rezultate), sada je mnogo brže, jeftinije i lako naučiti putem pokušaja i grešaka sada s digitalnim fotoaparatima. Na posljednjoj stepenici možete vidjeti neke stare snimke iz 1997. godine.

Dizajn koji sam tada koristio, a danas, došao je iz ove knjige Star Ware:

Za ovaj Instructable također imam i Github spremište za sva Arduino sredstva: kod, shemu i popis dijelova s URL -ovima.

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

Scotch držač radi na vrlo jednostavnom principu okretanja točkića u određeno vrijeme, ali kako sam saznao stabilnost igra veliku ulogu u izlasku fotografija. Okretanjem točkića sata na nestabilnom ili slabom dizajnu, posebno pri velikom zumu, unose se zvjezdane staze i treperenje na fotografiji. Kako bih to prevladao i cijeli proces učinio lakšim i automatiziranim, stvorio sam jednostavan Arduino motorni pogon baziran na istosmjernom motoru i nekim plastičnim zupčanicima (izvukao sam jedan iz polomljenog helikoptera za igračke).

Postoje i druge instrukcije za Scotch Mount ili Barndoor Tracker, ali za svoj dizajn htio sam držač mali i prenosiv kako bih ga mogao baciti u ruksak i odnijeti u udaljena područja dalje od svjetlosnog zagađenja Austina TX.

Korak 1: 'Rečeno mi je da neće biti matematike!'

Zemlja se okreće otprilike 360 ° u 24 sata, ako ovo slomimo, to je 15 ° za sat vremena ili 5 ° za 20 minuta.

Sada je vijak 1/4-20 uobičajen komad hardvera, ima 20 navoja u inču, pa ako se okreće brzinom od 1 okretaja u minuti, bit će potrebno 20 minuta da prijeđe taj 1 inč.

Trigonometrija nam daje magični broj za rupu na satu koji je udaljen 11,42 inča (ili 29,0 cm) od naše tačke zakretanja u središtu šarki.

Korak 2: Materijali

Scotch Mount:

• Gornja ploča, 3 x 12 inča (3/4 inča)
• Donja ploča, 3 inča po 12 inča (3/4 inča)
• Šarke, preporučuje se jedan dugačak šarka od 3 inča, provjerite je li to čvrsta šarka bez mnogo "igranja", ja sam koristio dvije jednostavne šarke, ali ima puno pomeranja i možda ću ih zamijeniti za čvršće šarke.
• Tangentni vijak, vijak sa okruglom glavom 1/4-20 x 4 inča
• 2 xTee matica, 1/4-20 unutrašnji navoj
• Vijak za oči i gumica
• Glava stativa (nabavite laganu, ali pazite da bude čvrsta, ne želite da jeftini nosač ispusti skupu kameru ili da se držač olabavi i objesi tokom snimanja).
• Zupčanici sa satom (koristio sam 3: mali za motor, međuprostor koji ima mali i veliki, a veliki za sam satni točak).
• Plastični držači za postolje motora. Započeo sam s 1 "i smanjio ih na veličinu koja mi je trebala nakon što sam imao prave visine.
• Tanka šperploča za hobi - za nosače motora i zupčanika (koristio sam ploču iz Radioshacka, tanku, laganu i dovoljno jaku, koristite sve što najbolje funkcionira).
• Različite opruge (ranije sam pomagao zupčanicima/vijcima i držao zupčanike na liniji). Dobio sam par od Lowesa, a neke sam izvukao iz kemijskih olovaka i izrezao ih na odgovarajuće veličine.
• Različite podloške za sprječavanje brušenja pokretnih dijelova o drvo.
• Jednostavan držač za nosač motora.

Arduino Motor Driver (određeni dijelovi se nalaze na Github popisu dijelova s URL -ovima gdje ih možete nabaviti na mreži):

• Arduino
• Motor Drive
• Vozač motora H-Bridge 1A (L293D)
• dugme za pritiskanje
• prekidač za uključivanje/isključivanje

Korak 3: Izmjerite i izrežite gornju i donju ploču

Odmjerite 12 na svakoj ploči, označite je, izrežite i izbrusite rubove.

Korak 4: Izbušite rupe i dodajte hardver

Postoji hrpa rupa za bušenje, a zbog potrebnog preciznog mjerenja preporučujem da zadnji radite sa satom (tako da možete izmjeriti 29 cm točno od šarki)!

Savjet: Preporučujem lupkanje rupom pomoću udarca kako biste lakše usmjerili rupu na pravom mjestu.

Izbušit ćete sljedeće rupe:

• Šarke - Nemojte ih samo uvrtati jer se ploča može rascijepiti, izbušite rupe na rubovima obje ploče, rupa ovisi o veličini vijka šarki, izmjerite vijak i upotrijebite malo manju burgiju.
• Zupčanik - 29 cm od središta šarke, dobit će T -maticu, lokacija ove rupe je bitna za postizanje iste brzine okretanja ploče i neba pri okretanju vijka pri 1 o / min. T-matica treba biti sa strane okrenute prema dolje (prema tlu).
• Glava stativa - centrirana na gornjoj ploči, veličina ovisi o glavi stativa, a na svojoj sam koristio i podlošku kako bih je čvrsto držao.
• Nosač za stativ-centriran na donjoj ploči, 5/16-inčni i ova rupa će dobiti T-maticu. T-matica takođe treba da bude na donjoj strani ploče (prema tlu).

Prilikom dodavanja T-matica, preporučujem da prije zabijanja stavite malo ljepila i nježno udarite. Započeo sam rascjep na donjoj ploči (vidi sliku) koji sam morao popraviti.

Kad ga montirate na stativ, rupa za montažu stativa i t-matica imaju najveći stres (zategnuti naprijed-natrag od težine fotoaparata u kutovima), tako da će T-matica vjerojatno popustiti ili potpuno izaći, pa napravite obavezno ga dobro zalijepite i pokušajte zadržati težinu centriranom prilikom korištenja nosača. Dobar stabilan nosač ključan je za fotografije bez zvjezdanih staza/pomaka.

Korak 5: Nosač motora i zupčanici

Prvo zalijepite standardnu 1/4-20 maticu na jedan od zupčanika, ovo će biti glavni prijenosnik sa satom, za to sam koristio obilnu količinu ljepila Gorilla (možete vidjeti na fotografiji).

Drugo zalijepite sićušni zupčanik na drugi veliki zupčanik, ovo je naš međuprostor, koristio sam jednostavan sječeni drveni ekser kao osovinu.

Montirajte motor na nosač (zavezao sam patentnim zatvaračem i kasnije zalijepio kada sam poravnao desno).

Postavljanje je da motor okreće veliki stupanj prijenosa relativno velikom brzinom (1 okr / 5 sekundi ili otprilike), to je povezano s malim zupčanikom, koji se kreće istom brzinom. Sićušni zupčanik poravnava se s glavnim zupčanikom sa satom, ali budući da su mu opsezi različiti, zupčanik sa satom se okreće mnogo sporije. Cilj nam je brzina od 1 o/min, a motor za to putuje malo prebrzo. Tako sam pomoću isključenja i uključivanja u Arduino kodu uspio usporiti brzinu. Ova postavka se zove Gear Train i o njoj možete saznati nešto više ovdje (https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/gear-ratio3.htm) Morat ćete eksperimentirati s tim koje vrijednosti funkcioniraju za vreme uključivanja i isključivanja kako bi se brzina okretala ispravnom brzinom za vaš motor i zupčanike.

Treba vam dobro kućište kako bi se sve posložilo i glatko okretalo. Poravnajte svoje rupe i upotrijebite opruge i podloške kako bi zupčanici hodali po glatkim površinama i ne brusili se o bilo koju dasku. Ovo mi je vjerovatno oduzelo najviše vremena za projekat.

Korak 6: Krug motora

Strujna kola su prilično jednostavna, pri čemu većina veza ide na upravljački program motora H-Bridge, koristite priloženu sliku ili je projektna datoteka Fritzing također uključena u paket Github.

Dodano je dugme za promjenu smjera (ili možete "premotati" satni točak i ručno).

Prekidač za uključivanje/isključivanje samo je olakšao uključivanje i isključivanje pogona kada se ne koristi/razvija, a možete i samo napajati Arduino.

Smjer motora ovisi o načinu povezivanja, ako vrtite u pogrešnom smjeru, samo obrnite polaritet.

Korak 7: Kraj rezultata, savjeti i trikovi

I iskoristite! Poravnajte stativ, gledajte Sjevernjaču niz šarke, a šarka je s lijeve strane postavke (inače ćete pratiti u suprotnom smjeru).

Potrudite se da cijela postavka bude uravnotežena i stabilna. Ne dodirujte ga tokom snimanja niti povlačite kablove (koristite daljinski okidač za kameru) i pokušajte koristiti tehnike poput zaključavanja ogledala (ako ga vaša kamera podržava) da biste dobili jasne snimke bez podrhtavanja. Dostupno je mnogo vodiča o astrofotografiji i brzo ćete naučiti iz iskustva.

Slike prikazuju dva snimka koja sam napravio čitavom postavkom, ovo je bilo u svjetlom zagađenom predgrađu Austina TX -a ne u najjasnijoj noći, ali su ispali lijepo. Orion je bio dug oko 2,5 minuta, a veći snimak neba bio je 5 minuta (ali bio je predug zbog količine svjetlosnog zagađenja i morao se smanjiti u Lightroom -u). Tu su i 3 slike komete Hale-Bopp iz 1997. godine, sa ručno okretanim nosačem, kao i sa tradicionalnom filmskom kamerom. Možete vidjeti šta vibracije ili pogrešno poravnanje mogu učiniti snimku.

Završni savjeti i razmišljanja:

• Kamere i staklo u objektivima su TEŠKI, morao sam koristiti opruge da bih pokušao skinuti težinu sa sata i pomoći u brzinama. Motor koji sam koristio nije imao lude količine okretnog momenta/snage, pa ako je bilo prevelike težine ili su zupčanici bili u ravnini na pločama, bilo je teško okrenuti brzinu ili bi se zaključao. Jači motor će pomoći, ali to je upravo ono što sam imao na raspolaganju.
• Polarno poravnanje je ključno. Postavljanje će pogrešno pratiti ako nije pravilno poravnano. Potreban vam je čvrst stativ uravnotežen i centriran (pomaže onaj s mjehurićima)!
• Postoji inherentna greška na tangentnom nosaču koja se pojavljuje pri duljim ekspozicijama, možete upotrijebiti korektivnu kameru za prilagodbu, koja se nalazi ovdje: https://www.astrosurf.com/fred76/planche-tan-corrigee-en. html. Ne brinem se zbog toga jer koristim vrlo širokougaoni objektiv (20 mm u odnosu na 50 mm) i traje oko 5 minuta.
• Astrofotografija je sama po sebi teška i frustrirajuća. Ne očekujte sjajne fotografije prvi put, postoji krivulja učenja, sigurno vam može pomoći skuplja i preciznija oprema, ali ne ako ne znate ili cijenite kako rade. Ali počnite s malim, savladajte osnove, tada ćete znati koristiti skupu opremu i moći ćete je dobro koristiti. Jednostavnim postavkama i dalje možete postići sjajne snimke. Stari snimci iz 1997. bili su "najbolji" od oko 100 snimaka, pa je to bio proces učenja. Uz Digital možete fotografirati fotografiju za fotografijom i učiti na svojim greškama i pobjedama kako biste usavršili svoje vještine.

Hvala vam na čitanju, ako želite vidjeti više fotografija i videozapisa mojih projekata nego pogledati moj Instagram i YouTube kanal