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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Naučio sam o Scotch Mountu kad sam bio mlađi, a sa svojim tatom sam imao 16 godina. To je jeftin, jednostavan način da započnete s astrofotografijom, koja obuhvaća osnove prije nego što se pozabavite složenim temama teleskopa u glavnom fokusu, praćenje izvan osi itd. Kad sam prvi put napravio ovaj nosač, to je bilo još devedesetih pa sam morao upotrijebiti filmsku kameru i razviti taj film u lokalnoj prodavaonici fotoaparata, bio je to skup i dug proces (snimite fotografije, iskoristite cijelu rolu, ostavite je, nekoliko dana kasnije pokupite je i pogledajte rezultate), sada je mnogo brže, jeftinije i lako naučiti pokušajima i pogreškama 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 sam Github spremište za svu Arduino imovinu: kod, shemu i popis dijelova s URL -ovima.

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

Scotch držač radi na vrlo jednostavnom principu okretanja zupčanika u određenim trenucima, ali kako sam naučio stabilnost igra veliku ulogu u izlasku fotografija. Okretanje zupčanika na nestabilnom ili slabašnom dizajnu, posebno pri velikom zumiranju, unosi zvjezdane tragove i podrhtavanje u fotografiju. 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 za male i prijenosne pa ga mogu baciti u ruksak i odnijeti u udaljena područja dalje od svjetlosnog zagađenja Austina TX.

1. korak: 'Rečeno mi je da neće biti matematike!'

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

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

Trigonometrija nam daje čarobni broj za rupu sa satom koja je udaljena 11,42 inča (ili 29,0 cm) od naše točke zakretanja u središtu šarki.

Korak 2: Materijali

Škotski nosač:

• Gornja ploča, 3 x 12 inča (3/4 inča)
• Donja ploča, 3 x 12 inča (3/4 inča)
• Šarke, preporučuje se jedan dugi šarki od 3 inča, provjerite je li to čvrsta šarka bez puno "igranja", ja sam koristio dvije jednostavne šarke, ali ima puno mrdanja i možda ću ih zamijeniti za čvršće šarke.
• Tangentni vijak, vijak s okruglom glavom 1/4-20 x 4 inča
• 2 xTee matica, 1/4-20 unutarnji navoj
• Vijak za oči i gumica
• Glava tronošca (nabavite laganu, ali provjerite je li čvrsta, ne želite da jeftini nosač ispusti skupu kameru ili da se držač olabavi i objesi tijekom 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 izrezao ih na veličinu koja mi je trebala kad sam imao pravu visinu.
• Tanka hobi šperploča - za nosače motora i zupčanika (koristio sam pločicu tvrtke Radioshack, 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 i izvukao neke druge iz kemijskih olovaka i izrezao ih na prave veličine.
• Različite podloške za sprječavanje brušenja pokretnih dijelova o drvo.
• Jednostavan nosač za nosač motora.

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

• Arduino
• Pogon motora
• Vozač motora H-Bridge 1A (L293D)
• pritisni gumb
• 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 da rupu udarite rupom 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 nešto manju burgiju.
• Satni kotač - 29 cm od središta šarke, dobit će T -maticu, mjesto na kojem se nalazi ova rupa bitno je da se ploča i nebo okreću istom brzinom kad se vijak okreće pri 1 o / min. T-matica bi trebala biti sa strane okrenute prema dolje (prema tlu).
• Glava stativa - centrirana na gornjoj ploči, veličina ovisi o glavi stativa, također sam na svojoj koristio podlošku da je čvrsto držim.
• Nosač za stativ-centriran na donjoj ploči, 5/16-inčni i ova rupa će dobiti T-maticu. T-matica također treba biti na donjoj strani ploče (prema tlu).

Prilikom dodavanja T-matica preporučujem da prije nego što ga zabijete stavite malo ljepila i pažljivo udarajte. Započeo sam rascjep na donjoj ploči (vidi fotografiju) koji sam morao popraviti.

Kad ga montirate na stativ, rupa za montažu stativa i t-matica dobivaju najveći stres (zategnuti naprijed-natrag od težine fotoaparata kada su pod kutevima) tako da će T-matica vjerojatno popustiti ili potpuno izaći, pa napravite svakako ga dobro zalijepite i pokušajte držati 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 velikodušnu količinu ljepila Gorilla (možete vidjeti na fotografiji).

Drugo zalijepite sićušni zupčanik na drugi veliki zupčanik, ovo je naš srednji zupčanik, kao osovinu sam koristio jednostavan drveni čavao.

Montirajte motor na nosač (zavezao sam patentnim zatvaračem i kasnije zalijepio kad 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 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 naziva se Gear Train i o njoj možete saznati nešto više ovdje (https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/gear-ratio3.htm) Morat ćete eksperimentirati s vrijednostima koje funkcioniraju za vrijeme uključivanja i isključivanja kako bi se zupčanik vrtio ispravnom brzinom za vaš motor i zupčanike.

Treba vam dobro kućište kako bi se sve poredalo i glatko vrtjelo. Poravnajte svoje rupe i upotrijebite opruge i podloške kako bi zupčanici hodali po glatkim površinama i ne brusili se o bilo koju ploču. Ovo mi je vjerojatno oduzelo najviše vremena za projekt.

Korak 6: Krug motora

Krug je prilično jednostavan, s većinom veza koje ide na upravljački program motora H-Bridge, upotrijebite priloženu sliku ili je projektna datoteka Fritzing također uključena u paket Github.

Dodan je gumb za promjenu smjera (ili sat možete također "premotati" ručno).

Prekidač za uključivanje/isključivanje samo je olakšao uključivanje i isključivanje pogona kada se ne koristi/razvija, a možete i samo povući napajanje na 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 se nalazi s lijeve strane postavke (inače ćete pratiti u suprotnom smjeru).

Pokušajte cijelu postavku održati uravnoteženom i stabilnom. Ne dodirujte ga tijekom snimanja niti povlačite kabele (upotrijebite daljinski okidač za fotoaparat) i pokušajte koristiti tehnike poput zaključavanja zrcala (ako ga fotoaparat 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 koristeći cijeli postav, to je bilo u svjetlom zagađenom predgrađu Austina TX -a ne u najjasnijoj noći, ali su lijepo ispali. Orion je bio dug oko 2,5 minute, a veći snimak neba bio je 5 minuta (ali je bio predug zbog količine svjetlosnog zagađenja i morao se smanjiti u Lightroomu). Tu su i 3 slike kometa Hale-Bopp iz 1997. godine, sa ručno okrenutim nosačem, kao i s tradicionalnom filmskom kamerom. Možete vidjeti što vibracije ili pogrešno poravnanje mogu učiniti snimci.

Završni savjeti i razmišljanja:

• Kamere i staklo u lećama su TEŠKI, morao sam koristiti opruge kako bih pokušao skinuti težinu sa satova 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 stupanj prijenosa 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 ispravno poravnano. Trebate čvrst stativ uravnotežen i centriran (pomaže onaj s mjehurićima)!
• Tangentni nosač ima inherentnu pogrešku koja se prikazuje pri duljim ekspozicijama, možete ga upotrijebiti korektivnom kamerom za prilagodbu, koja se nalazi ovdje: https://www.astrosurf.com/fred76/planche-tan-corrigee-en. html. Ne brinem se zbog toga jer koristim vrlo širokokutni objektiv (20 mm u usporedbi s 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, svladajte osnove, tada ćete znati koristiti skupu opremu i moći ćete je dobro koristiti. Jednostavnim postavkama i dalje možete postići izvrsne fotografije. Stari kadrovi 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