Pinapagana ng Arduino ang 'Scotch Mount' Star Tracker para sa Astrophotography: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Nalaman ko ang tungkol sa Scotch Mount noong bata pa ako at nakipag-isa sa aking Tatay noong ako ay 16. Ito ay isang mura, simpleng paraan upang makapagsimula sa Astrophotography, na sumasaklaw sa mga pangunahing kaalaman bago ka makapasok sa mga kumplikadong bagay sa teleskopyo na pangunahing pinagtutuunan, off ang pagsubaybay sa axis, atbp. Noong una kong nagawa ang pag-mount na ito ay bumalik noong dekada '90 kaya kinailangan kong gumamit ng isang film camera at paunlarin ang pelikulang iyon sa lokal na tindahan ng camera, ito ay isang mahal at mahabang proseso (kunan ng mga larawan, gamitin ang buong rolyo, i-drop ito, ilang araw mamaya kunin ito at makita ang mga resulta), mas mabilis, mas mura at madaling matuto mula sa pagsubok at error sa mga digital camera. Maaari mong makita ang ilang mga lumang shot mula sa 1997 sa huling hakbang.

Ang disenyo na ginamit ko noon, at ngayon, ay nagmula sa librong ito ng Star Ware:

Para sa Instructable na ito ay mayroon din akong isang imbakan ng Github para sa lahat ng mga assets ng Arduino: Code, Schematic, at bahagi ng listahan na may mga URL.

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

Gumagana ang bundok ng Scotch sa isang napaka-simpleng prinsipyo ng pag-ikot ng orasan sa ilang mga oras, ngunit sa natutunan ko ang katatagan ay may malaking papel sa kung paano lumabas ang mga larawan. Ang pag-on ng orasan sa isang hindi matatag o malambot na disenyo lalo na sa mataas na pag-zoom ay nagpapakilala sa mga daanan ng bituin at pag-jitter sa larawan. Upang mapagtagumpayan ito at gawing mas madali at awtomatiko ang buong proseso, lumikha ako ng isang simpleng Arduino na nakabatay sa motor drive batay sa isang DC motor at ilang mga plastik na gears (hinila ko ang isa sa minahan mula sa isang sirang helikoptero ng laruan).

Mayroong iba pang mga itinuturo doon para sa Scotch Mount o Barndoor Tracker ngunit para sa aking disenyo nais ko ang bundok na maliit at portable upang maitapon ko ito sa isang backpack at dalhin ito sa malalayong lugar na malayo sa light polusyon ng Austin TX.

Hakbang 1: 'Nasabihan Ako Walang Magiging Matematika!'

Ang Earth ay umiikot nang halos 360 ° sa loob ng 24 oras, kung masira natin ito pagkatapos ay 15 ° sa isang oras, o 5 ° sa 20 minuto.

Ngayon ang 1 / 4-20 na tornilyo ay isang pangkaraniwang piraso ng hardware, mayroon itong 20 mga thread sa isang pulgada, kaya kung ito ay ibinalik sa isang rate ng 1 rebolusyon bawat minuto pagkatapos ay aabutin ng 20 minuto upang maglakbay sa 1 pulgada na iyon.

Binibigyan kami ng Trigonometry ng magic number para sa aming holewheel hole na 11.42 pulgada (o 29.0cm) mula sa aming pivot point sa gitna ng bisagra.

Hakbang 2: Mga Kagamitan

Scotch Mount:

• Nangungunang Lupon, 3-pulgada-by-12-pulgada (3/4-pulgada)
• Bottom Board, 3-inch-by-12-inch (3/4-inch)
• Mga bisagra, Inirerekumenda ang isang mahabang 3-pulgada na hing, siguraduhin na ito ay isang solidong bisagra na walang maraming "pag-play", gumamit ako ng dalawang simpleng mga bisagra ngunit mayroong maraming wiggle at maaari kong palitan ang mga ito para sa isang mas solidong bisagra.
• Tangent turnilyo, 1 / 4-20-by-4-pulgada-haba na bilog na ulo
• 2 xTee nut, 1 / 4-20 panloob na thread
• Screw Eyes & Rubber band
• Tripod head (kumuha ng isang magaan ngunit siguraduhin na solid ito, hindi mo nais ang isang murang mount drop ng isang mamahaling camera, o ang mount loosening at drooping habang kinunan).
• Clockwheel Gears (Gumamit ako ng 3: isang maliit para sa motor, ang intermediate na mayroong isang maliit at malaki, at ang malaki para sa relo ng relo mismo).
• Mga Standoff na plastik para sa motor stand. Nagsimula sa 1 "at gupitin ang mga ito sa laki na kailangan ko sa sandaling nagkaroon ako ng tamang taas.
• Manipis na libangan ng libangan - para sa motor at mga mount mount (Gumamit ako ng isang circuit board mula sa Radioshack, manipis, magaan at sapat na malakas, gamitin ang anumang pinakamahusay na gumagana).
• Iba't ibang Springs (Tinutulungan ko dati ang mga gears / turnilyo at panatilihing nakahanay ang mga gears). Nakuha ko ang isang pares mula kay Lowes at hinila ang iba pa mula sa mga bolpen at pinutol ang mga ito sa tamang sukat.
• Iba't ibang mga Washer upang mapanatili ang paggalaw ng mga bahagi mula sa paggiling laban sa kahoy.
• Simpleng bracket para sa motor mount.

Arduino Motor Driver (ang mga tukoy na bahagi ay nasa listahan ng bahagi ng Github na may mga URL kung saan mo sila makukuha sa online):

• Arduino
• Motor drive
• H-Bridge Motor Driver 1A (L293D)
• pindutan ng push
• on / off ang toggle

Hakbang 3: Sukatin at Gupitin ang Mga Tuktok at Ibabang Lupon

Sukatin ang 12 sa bawat pisara, markahan ito, gupitin, at buhangin ang mga gilid.

Hakbang 4: Mga butas ng drill at Magdagdag ng Hardware

Mayroong isang bungkos ng mga butas upang mag-drill at dahil sa tumpak na kinakailangang pagsukat inirerekumenda kong gawin mo ang Clockwheel huling (upang masusukat mo ang 29 cm eksakto mula sa bisagra)!

Tip: Inirerekumenda kong i-tap ang butas gamit ang isang suntok upang makatulong na gabayan ang butas sa tamang lugar.

I-drill mo ang mga sumusunod na butas:

• Mga bisagra - Huwag lamang i-tornilyo ang mga ito sa dahil ang board ay maaaring hatiin, drill ang mga butas sa mga gilid ng parehong mga board, ang butas ay nakasalalay sa laki ng bisagra ng tornilyo, sukatin ang tornilyo at gumamit ng isang bahagyang mas maliit na drill bit.
• Ang Clockwheel - 29 cm mula sa gitna ng hinge pin, makakakuha ito ng isang T-nut, ang lokasyon ng butas na ito ay mahalaga upang makuha ang board at ang langit ay lumiliko sa parehong rate kapag ang turnilyo ay nakabukas sa 1 rpm. Ang T-nut ay dapat na nasa pababang nakaharap na bahagi ng board (patungo sa lupa).
• Tripod Head - nakasentro sa Top board, ang laki ay nakasalalay sa ulo ng Tripod, gumamit din ako ng washer sa minahan upang hawakan ito.
• Tripod Mount -Centered sa ilalim ng board, 5/16-pulgada at ang butas na ito ay makakakuha ng isang T-nut. Ang T-nut ay dapat ding nasa pababang nakaharap na bahagi ng board (patungo sa lupa).

Kapag idinagdag ang mga T-nut inirerekumenda kong maglagay ka ng pandikit bago mo martilyo ito, at maging banayad na pagmamartilyo. Sinimulan ko ang isang paghati sa aking ilalim na board (tingnan ang larawan) na kailangan kong ayusin.

Kapag na-mount mo ito sa isang tripod, ang butas ng Tripod mount at t-nut ay nakakakuha ng pinaka-stress (torqued pabalik-balik mula sa bigat ng camera kapag nasa mga anggulo) upang ang T-nut ay maluluwag o lalabas nang buo kaya't gumawa siguraduhing sapat mong idikit ito at subukang panatilihing nakasentro ang timbang kapag ginagamit ang bundok. Ang isang mabuting matatag na bundok ay mahalaga para sa mga larawan na walang mga star trail / jiggles.

Hakbang 5: Motor Mount at Gears

Unang kola ng isang karaniwang 1 / 4-20 nut sa isa sa mga gears, ito ang magiging pangunahing gear ng orasan-drive, gumamit ako ng isang mapagbigay na halaga ng Gorilla Glue para dito (makikita mo sa larawan).

Pangalawang kola ng isang maliit na maliit na gamit sa iba pang malalaking gamit, ito ang aming pantulong na gamit, gumamit ako ng isang simpleng pinutol na kahoy na kuko bilang axel.

I-mount ang motor sa isang bracket (Tumali ako ng zip at pagkatapos ay nakadikit nang tama ang pagkakahanay).

Ang pag-setup ay ang motor na lumiliko ang malaking gear sa isang mabilis na rate (1 rev / 5 segundo o higit pa), ito ay konektado sa maliit na gear, na naglalakbay sa parehong rate. Ang maliit na gamit ay nakahanay sa pangunahing gear ng orasan-drive ngunit dahil magkakaiba ang mga bilog, ang orasan ng orasan ay gumagalaw sa isang mas mabagal na rate. Kami ay naglalayon para sa isang bilis ng 1 rev / min at ang motor paglalakbay ng kaunti masyadong mabilis para sa na. Kaya sa pamamagitan ng paggamit ng isang off at on sa Arduino code na pinamamahalaang mabagal ang gear. Ang setup na ito ay tinatawag na Gear Train at maaari mong malaman ang higit pa tungkol dito (https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/gear-ratio3.htm) Kailangan mong mag-eksperimento sa kung anong gumagana ang mga halagang ito para sa oras at on at off upang paikutin ang gear sa tamang rate para sa iyong motor at gears.

Kailangan mo ng isang mabuting pabahay upang mapanatili ang lahat na nakalinya at maayos na umiikot. Mag-ingat sa linya ang iyong mga butas at gumamit ng mga bukal at washer upang mapanatili ang mga gears sa paglalakbay sa makinis na mga ibabaw at hindi paggiling laban sa alinman sa board. Marahil ay kinuha ito sa akin ng pinakamaraming oras sa labas ng proyekto.

Hakbang 6: Motor Circuitry

Ang circuit ay medyo simple, kasama ang karamihan ng mga koneksyon na pupunta sa H-Bridge Motor Driver, gamitin ang naka-attach na imahe o isang file ng proyekto na Fritzing ay kasama rin sa pakete ng Github.

Ang isang pindutan ng itulak ay idinagdag upang baligtarin ang direksyon (o maaari mong "i-rewind" ang orasan-gulong sa pamamagitan din ng kamay).

Ginawa lang ng On / Off switch na mas madali upang i-on at i-off ang drive kapag hindi ginagamit / pag-unlad, maaari mo ring hilahin ang lakas sa Arduino din.

Ang direksyon ng motor ay nakasalalay sa kung paano ito naka-wire, kung umiikot ka sa maling direksyon, baligtarin lamang ang polarity.

Hakbang 7: Pagtatapos ng Resulta, Mga Tip at Trick

At gamitin! Pantayin ang tripod, makita ang North star pababa sa bisagra, na ang bisagra ay nasa kaliwang bahagi ng pag-set up (kung hindi man ay susubaybayan mo ang nasa tapat na direksyon).

Subukang panatilihing balanse at matatag ang buong pag-setup. Huwag hawakan ito sa mga pag-shot, o hilahin ang mga kable (gumamit ng isang remote trigger para sa iyong camera), at subukang gumamit ng mga diskarte tulad ng Mirror Lockup (kung sinusuportahan ito ng iyong camera) upang makakuha ng malinaw na mga shot na walang pag-iling. Maraming mga magagamit na mga tutorial tungkol sa astrophotography at malalaman mo nang mabilis mula sa karanasan.

Ipinapakita ng mga imahe ang dalawang pag-shot na ginawa ko gamit ang buong pag-set up, ito ay sa ilaw na nadumhan ng mga suburb ng Austin TX sa hindi ang pinakamalinaw na gabi ngunit maganda silang lumabas. Ang Orion ay humigit-kumulang na 2.5 minuto ang haba at ang mas malaking shot ng kalangitan ay 5 minuto (ngunit masyadong mahaba dahil sa dami ng polusyon sa ilaw at kailangang mai-scale pabalik sa Lightroom). Mayroon ding 3 mga imahe ng Comet Hale-Bopp mula 1997, ito ay may isang hand-turn mount pati na rin isang tradisyonal na film camera. Maaari mong makita kung ano ang maaaring gawin ng mga pag-vibrate o isang maling pag-align sa shot.

Pangwakas na Mga Tip at Saloobin:

• Ang mga camera at salamin sa mga lente ay mabibigat, kinailangan kong gumamit ng mga bukal upang subukan at alisin ang bigat mula sa orasan at upang tulungan ang mga gears. Ang motor na ginamit ko ay walang mabaliw na dami ng metalikang kuwintas / lakas kaya't kung may labis na timbang o ang mga gears ay na-flush sa mga board pagkatapos ay nahihirapan itong i-on ang gear o magtuwid ng lock up. Ang isang mas malakas na motor ay makakatulong, ngunit ito lamang ang magagamit ko.
• Ang pag-align ng polar ay susi. Masusubaybayan ng mali ang pag-setup kung hindi ito nakahanay nang maayos. Kailangan mo ng isang matibay na tripod na balanseng at nakasentro (ang isa na may antas ng bubble ay tumutulong)!
• Mayroong isang likas na error sa tangent mount na lumilitaw sa mas mahabang mga exposure, maaari kang gumamit ng isang corrective cam upang ayusin ito, matatagpuan dito: https://www.astrosurf.com/fred76/planche-tan-corrigee-en. html Hindi ako nag-aalala tungkol dito sapagkat gumagamit ako ng isang napakalawak na angulo ng lens (20mm kumpara sa 50mm) at mga tagal ng humigit-kumulang na 5 minutong tuktok.
• Ang Astrophotography ay likas na mahirap at nakakabigo. Huwag lumabas na umaasa sa mga kahanga-hangang larawan sa unang pagkakataon, mayroong isang kurba sa pag-aaral, siguradong mas mahal at tumpak na kagamitan ang makakatulong, ngunit hindi kung hindi mo alam o pahalagahan kung paano sila gumagana. Ngunit magsimula ng maliit, master ang mga pangunahing kaalaman, pagkatapos ay malalaman mo kung paano gamitin ang mamahaling kagamitan at magagamit ito nang maayos. Maaari ka pa ring makakuha ng magagaling na pag-shot sa mga simpleng pag-setup. Ang mga lumang shot mula noong 1997 ay "pinakamagaling" sa halos 100 shot, kaya't ito ay isang proseso ng pag-aaral. Sa Digital maaari kang kumuha ng larawan pagkatapos ng larawan at matuto mula sa iyong mga pagkakamali at tagumpay upang pinuhin ang iyong kasanayan.

Salamat sa pagbabasa, kung nais mong makita ang maraming mga larawan at video ng aking mga proyekto kaysa suriin ang aking Instagram at YouTube Channel