„Arduino“varomas „Scotch Mount“žvaigždžių stebėtojas, skirtas astrofotografijai: 7 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Kai buvau jaunesnis, sužinojau apie Škotijos kalną ir su tėčiu padariau vieną, kai man buvo 16 metų. Tai nebrangus ir paprastas būdas pradėti naudoti astrofotografiją, kuri apima pagrindinius dalykus, prieš pradedant gilintis į sudėtingus teleskopo dalykus, ne ašies stebėjimas ir tt Kai pirmą kartą sukūriau šį laikiklį, jis buvo dar devintajame dešimtmetyje, todėl turėjau naudoti filmavimo kamerą ir tą filmą sukurti vietinėje fotoaparatų parduotuvėje, tai buvo brangus ir ilgas procesas (fotografuoti, naudokite visą ritinį, nuleiskite jį, po kelių dienų pasiimkite ir pamatysite rezultatus), tai yra daug greičiau, pigiau ir lengviau išmokti iš bandymų ir klaidų dabar naudojant skaitmeninius fotoaparatus. Paskutiniame žingsnyje galite pamatyti keletą senų 1997 m.

Dizainas, kurį naudoju tada ir šiandien, atsirado iš šios knygos „Žvaigždžių dirbiniai“:

„Instructable I“taip pat yra „Github“saugykla visam „Arduino“turtui: kodas, schema ir dalių sąrašas su URL.

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

Škotiškas laikiklis veikia pagal labai paprastą principą tam tikru metu pasukti laikrodžio ratą, tačiau, kaip sužinojau, stabilumas vaidina didžiulį vaidmenį kuriant nuotraukas. Sukant laikrodžio ratuką ant nestabilaus ar silpno dizaino, ypač esant dideliems priartinimams, nuotraukoje atsiranda žvaigždžių pėdsakai ir virpėjimas. Norėdami tai įveikti ir palengvinti bei automatizuoti visą procesą, sukūriau paprastą „Arduino“variklio pavarą, pagrįstą nuolatinės srovės varikliu ir kai kuriomis plastikinėmis pavaromis (vieną ištraukiau iš sugedusio žaislinio sraigtasparnio).

Yra ir kitų instrukcijų, skirtų „Scotch Mount“ar „Barndoor Tracker“, tačiau savo dizainui norėjau, kad laikiklis būtų mažas ir nešiojamas, kad galėčiau jį įmesti į kuprinę ir nunešti į atokias vietoves, esančias toli nuo Austin TX šviesos taršos.

1 žingsnis: „Man buvo pasakyta, kad nebus matematikos!“

Žemė sukasi maždaug 360 ° per 24 valandas, jei tai padarysime, tai bus 15 ° per valandą arba 5 ° per 20 minučių.

Dabar 1/4-20 varžtas yra įprasta aparatūros dalis, jis turi 20 sriegių colyje, taigi, jei jis bus pasuktas 1 apsisukimo per minutę greičiu, tai užtruks 20 minučių.

Trigonometrija suteikia stebuklingą mūsų laikrodžio rato skylės skaičių, kuris yra 11,42 colio (arba 29,0 cm) atstumu nuo mūsų pasukimo taško vyrio centre.

2 žingsnis: medžiagos

Škotų kalnas:

• Viršutinė lenta, 3 colių x 12 colių (3/4 colių)
• Apatinė lenta, 3 colių x 12 colių (3/4 colių)
• Vyriai, rekomenduojamas vienas ilgas 3 colių vyris, įsitikinkite, kad jis yra tvirtas vyris, kuriame nėra daug „žaidimo“, aš naudojau du paprastus vyriai, bet ten daug svyra ir galiu juos pakeisti, kad būtų tvirtesnis vyris.
• Tangentinis varžtas, 1/4-20 x 4 colių ilgio apvalus varžtas
• 2 xTee veržlė, 1/4-20 vidinis sriegis
• Sraigtinės akys ir guminė juosta
• Trikojo galvutė (įsigykite lengvą, bet įsitikinkite, kad ji tvirta, nenorite, kad pigus laikiklis numestų brangią kamerą arba kad atlaisvintų ir nusileistų laikiklis fotografavimo metu).
• Laikrodžių krumpliaračiai (aš naudojau 3: mažą varikliui, tarpinį - mažą ir didelį, o didelį - pačiam laikrodžio ratui).
• Variklio stovo plastikinės atramos. Pradėjau nuo 1 "ir sumažinau juos iki tokio dydžio, kokio man reikėjo, kai turėjau reikiamą aukštį.
• Plona pomėgių fanera - variklių ir pavarų laikikliams (aš naudojau „Radioshack“plokštę, ploną, lengvą ir pakankamai stiprią, naudokite viską, kas geriausiai tinka).
• Įvairios spyruoklės (aš padėdavau krumpliaračiams/varžtams ir palaikydavau pavaras vienoje linijoje). Aš gavau porą iš Loweso ir ištraukiau kai kuriuos kitus iš tušinukų ir supjaustiau juos tinkamo dydžio.
• Skalbimo mašinų asortimentas, kad judančios dalys nebūtų šlifuojamos nuo medžio.
• Paprastas laikiklis variklio tvirtinimui.

„Arduino“variklio tvarkyklė (konkrečios dalys yra „Github“dalių sąraše su URL, kur galite juos gauti internete):

• Arduino
• Variklio pavara
• „H-Bridge“variklio tvarkyklė 1A (L293D)
• paspausti mygtuką
• įjungimo/išjungimo jungiklis

3 žingsnis: išmatuokite ir supjaustykite viršutinę ir apatinę lentas

Išmatuokite 12 colių ant kiekvienos lentos, pažymėkite ją, supjaustykite ir nušlifuokite kraštus.

4 žingsnis: gręžkite skyles ir pridėkite aparatūros

Yra daugybė skylių, kurias reikia gręžti, ir dėl to, kad reikia atlikti tikslius matavimus, rekomenduoju laikrodžio ratą atlikti paskutinį kartą (kad galėtumėte tiksliai išmatuoti 29 cm atstumą nuo vyrio)!

Patarimas: rekomenduoju bakstelėti skylę perforatoriumi, kad padėtų skylę nukreipti reikiamoje vietoje.

Jūs ketinate gręžti šias skyles:

• Vyriai - ne tik įsukite juos, nes plokštė gali suskilti, išgręžkite skylutes abiejų lentų kraštuose, skylė priklauso nuo vyrių varžtų dydžio, išmatuokite varžtą ir naudokite šiek tiek mažesnį grąžtą.
• Laikrodžio ratas - 29 cm atstumu nuo vyrio kaiščio centro, jis gaus T formos veržlę, šios skylės vieta yra būtina norint, kad lenta ir dangus suktųsi tuo pačiu greičiu, kai varžtas pasukamas 1 aps./min. T veržlė turi būti žemyn nukreiptoje lentos pusėje (link žemės).
• Trikojo galvutė - centrinė viršutinėje plokštėje, dydis priklauso nuo trikojo galvutės.
• Trikojo tvirtinimas-centrinis apačioje, 5/16 colių, ir ši skylė gaus T formos veržlę. T formos veržlė taip pat turėtų būti žemyn nukreiptoje plokštės pusėje (link žemės).

Pridėdami T veržles, rekomenduojame prieš įmušant įdėti šiek tiek klijų ir švelniai plakti. Aš pradėjau padalinti apatinę plokštę (žr. Nuotrauką), kurią turėjau pataisyti.

Kai montuojate jį ant trikojo, trikojo tvirtinimo anga ir veržlė patiria didžiausią įtampą (sukama kampu pirmyn ir atgal nuo fotoaparato svorio), todėl T formos veržlė greičiausiai atsilaisvins arba visiškai išsisuks. įsitikinkite, kad tinkamai priklijuojate ir, naudodamiesi laikikliu, stenkitės išlaikyti svorio centrą. Geras stabilus laikiklis yra labai svarbus nuotraukoms be žvaigždžių takelių/svyravimų.

5 žingsnis: variklio tvirtinimas ir krumpliaračiai

Pirmiausia prie vienos iš krumpliaračių priklijuokite standartinę 1/4-20 veržlę, tai bus pagrindinė laikrodžio pavaros pavara, tam panaudojau didelį kiekį „Gorilla“klijų (matote nuotraukoje).

Antra, priklijuokite mažą pavarą prie kitos didelės pavaros, tai yra mūsų tarpinė pavara, aš aš naudoju paprastą nupjautą medžio vinį.

Sumontuokite variklį prie laikiklio (užtraukiu užtrauktuką, o vėliau suklijuoju, kai išlyginimas buvo dešinėje).

Sąranka yra tokia, kad variklis gana greitai sukioja didelę pavarą (maždaug 1 aps / min. Arba 5 sekundes), tai yra prijungta prie mažos pavaros, kuri važiuoja tuo pačiu greičiu. Maža pavara sutampa su pagrindine laikrodžio pavaros pavara, tačiau kadangi apskritimai yra skirtingi, laikrodžio rato pavara sukasi daug lėčiau. Mes siekiame 1 aps/min greičio, o variklis tam važiuoja šiek tiek per greitai. Taigi, naudojant „Arduino“kodą išjungta ir įjungta, man pavyko sulėtinti pavarą. Ši sąranka vadinama „Gear Train“, ir jūs galite šiek tiek daugiau apie tai sužinoti čia (https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/gear-ratio3.htm) Turėsite paeksperimentuoti, kokios vertės veikia įjungimo ir išjungimo laikui, kad pavara suktųsi tinkamu greičiu jūsų varikliui ir pavaroms.

Jums reikia gero būsto, kad viskas būtų išdėstyta ir sklandžiai suktųsi. Pasirūpinkite, kad būtų išdėstytos skylės, ir naudokite spyruokles bei poveržles, kad krumpliaračiai važiuotų lygiu paviršiumi, o ne šlifuotų į bet kurią lentą. Tai tikriausiai atėmė daugiausiai laiko iš projekto.

6 žingsnis: variklio grandinė

Grandinė yra gana paprasta, nes dauguma jungčių jungiasi prie „H-Bridge“variklio tvarkyklės, naudokite pridėtą vaizdą arba „Fritzing“projekto failas taip pat yra įtrauktas į „Github“paketą.

Norėdami pakeisti kryptį, buvo pridėtas mygtukas (arba galite „atsukti“laikrodžio ratą ranka).

Įjungimo/išjungimo jungiklis tiesiog palengvino disko įjungimą ir išjungimą, kai jis nenaudojamas/kuriamas, taip pat galite tiesiog perkelti maitinimą į „Arduino“.

Variklio kryptis priklauso nuo to, kaip jis buvo prijungtas, jei sukate neteisinga kryptimi, tiesiog pakeiskite poliškumą.

7 žingsnis: galutinis rezultatas, patarimai ir gudrybės

Ir naudoti! Sulygiuokite trikojį, pamatykite Šiaurės žvaigždę žemyn vyriais, o vyriai yra kairėje sąrankos pusėje (kitaip sekate priešinga kryptimi).

Stenkitės, kad visa sąranka būtų subalansuota ir stabili. Nelieskite jo fotografavimo metu ir netraukite už kabelių (naudokite nuotolinį fotoaparato gaiduką) ir pabandykite naudoti tokius metodus kaip „Mirror Lockup“(jei jūsų fotoaparatas tai palaiko), kad gautumėte aiškius kadrus be drebėjimų. Yra daug pamokų apie astrofotografiją ir greitai išmoksite iš patirties.

Vaizdai rodo du kadrus, kuriuos padariau naudodamas visą sąranką, tai buvo šviesiai užterštame Austino priemiesčio priemiestyje ne ryškiausią naktį, bet jie pasirodė gražūs. „Orion“buvo maždaug 2,5 min., O didesnis dangaus kadras - 5 min. (Tačiau buvo per ilgas dėl šviesos užterštumo ir turėjo būti sumažintas „Lightroom“). Taip pat yra 3 Hale-Bopp kometos vaizdai iš 1997 m., Tai buvo su ranka pasuktu laikikliu ir tradicine kino kamera. Galite pamatyti, ką vibracija ar netinkamas derinimas gali padaryti šūviui.

Paskutiniai patarimai ir mintys:

• Fotoaparatai ir stiklas lęšiuose yra SUNKI, turėjau naudoti spyruokles, norėdamas nuimti svorį nuo laikrodžio pavaros ir padėti pavaroms. Mano naudojamas variklis neturėjo beprotiško sukimo momento/galios, todėl, jei buvo per didelis svoris arba krumpliaračiai buvo viename lygyje, tada jam buvo sunku pasukti pavarą arba jis užsidarė tiesiai. Stipresnis variklis padės, bet tai yra tai, ką turėjau.
• Svarbiausia yra poliarinis derinimas. Sąranka bus stebima neteisingai, jei nebus tinkamai sulygiuota. Jums reikia subalansuoto ir sucentruoto tvirto trikojo (padeda burbulo lygis)!
• Liestinėje jungtyje yra būdinga klaida, kuri rodoma ilgesnėms ekspozicijoms. Norėdami ją koreguoti, galite naudoti korekcinę kumštelį, kurį rasite čia: https://www.astrosurf.com/fred76/planche-tan-corrigee-en. html. Aš dėl to nesijaudinu, nes naudoju labai plataus kampo objektyvą (20 mm, palyginti su 50 mm), o jo trukmė yra maždaug 5 minutės.
• Astrofotografija iš prigimties yra sunki ir varginanti. Pirmą kartą nesitikėkite nuostabių nuotraukų, yra mokymosi kreivė, tikrai gali padėti brangesnė ir tikslesnė įranga, bet ne, jei nežinote ar neįvertinate jų veikimo. Tačiau pradėkite nuo mažų dalykų, įvaldykite pagrindus, tada žinosite, kaip naudotis brangia įranga, ir galėsite ją gerai naudoti. Vis dar galite gauti puikių kadrų naudodami paprastą sąranką. Senieji 1997 m. Kadrai buvo „geriausi“iš maždaug 100 kadrų, todėl tai buvo mokymosi procesas. Naudodami „Digital“galite fotografuoti po nuotraukos ir mokytis iš savo klaidų bei pergalių, kad patobulintumėte savo įgūdžius.

Dėkojame, kad skaitote, jei norite pamatyti daugiau mano projektų nuotraukų ir vaizdo įrašų, nei peržiūrėkite „Instagram“ir „YouTube“kanalus