ردیاب ستاره ای "Scotch Mount" دارای آردوینو برای عکاسی نجومی: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

من در دوران جوانی با اسکاچ مونت آشنا شدم و در 16 سالگی با پدرم آشنا شدم. این یک راه ارزان و ساده برای شروع عکاسی نجومی است که قبل از اینکه به مسائل پیچیده تلسکوپ با تمرکز اصلی بپردازید ، اصول اولیه را پوشش می دهد. ردیابی خارج از محور ، و غیره. هنگامی که من اولین بار این سوار را ساختم در دهه 90 بود ، بنابراین مجبور شدم از یک دوربین فیلمبرداری استفاده کنم و آن فیلم را در فروشگاه دوربین محلی توسعه دهم ، این یک پروسه گران و طولانی بود (عکس ها را بگیرید ، از کل رول استفاده کنید ، آن را رها کنید ، چند روز بعد آن را بردارید و نتایج را ببینید) ، اکنون با دوربین های دیجیتال بسیار سریعتر ، ارزان تر و آسان تر می توان از آزمون و خطا یاد گرفت. در آخرین مرحله می توانید چند عکس قدیمی از سال 1997 را مشاهده کنید.

طرحی که آن زمان و امروز استفاده می کردم ، از این کتاب Star Ware گرفته شد:

برای این دستورالعمل ، من همچنین یک مخزن Github برای همه دارایی های Arduino: کد ، شماتیک و لیست قسمت ها با URL ها دارم.

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

سوار اسکاچ بر اساس یک اصل بسیار ساده چرخاندن ساعت عقربه ای در زمان های خاص عمل می کند ، اما همانطور که فهمیدم ثبات نقش مهمی در نحوه بیرون آمدن عکس ها دارد. چرخاندن ساعت عقربه ای بر روی یک طرح ناپایدار یا شل ، به ویژه در بزرگنمایی های زیاد ، مسیرهای ستاره ای و تکان دادن به عکس را معرفی می کند. برای غلبه بر این و سهولت و خودکارسازی کل فرآیند ، من یک موتور موتور ساده مبتنی بر آردوینو بر اساس موتور DC و چند چرخ دنده پلاستیکی (یکی از هلیکوپتر اسباب بازی شکسته را بیرون کشیدم) ایجاد کردم.

دستورالعمل های دیگری برای Scotch Mount یا Barndoor Tracker وجود دارد ، اما برای طراحی من می خواستم کوه کوچک و قابل حمل باشد تا بتوانم آن را در یک کوله پشتی انداخته و به مناطق دور افتاده و دور از آلودگی نوری Austin TX ببرم.

مرحله 1: "به من گفته شد ریاضی وجود نخواهد داشت!"

زمین در عرض 24 ساعت تقریباً 360 درجه می چرخد ، اگر این را تجزیه کنیم ، در یک ساعت 15 درجه ، یا در 20 دقیقه 5 درجه است.

در حال حاضر پیچ 1/4-20 یک سخت افزار رایج است ، دارای 20 نخ در اینچ است ، بنابراین اگر با سرعت 1 دور در دقیقه بچرخد ، 20 دقیقه طول می کشد تا آن 1 اینچ را طی کنید.

مثلثات عدد جادویی سوراخ چرخ ساعت را به ما می دهد که 11.42 اینچ (یا 29.0 سانتی متر) از نقطه محوری ما در مرکز لولا فاصله دارد.

مرحله 2: مواد

اسکاچ مونت:

• صفحه برتر ، 3 اینچ در 12 اینچ (3/4 اینچ)
• تخته پایین ، 3 اینچ در 12 اینچ (3/4 اینچ)
• لولا ، یک لولا بلند 3 اینچی توصیه می شود ، مطمئن شوید که یک لولا محکم است و "بازی" زیادی ندارد ، من از دو لولا ساده استفاده کردم اما تکان زیاد وجود دارد و ممکن است آنها را برای یک لولا محکم تر تغییر دهم.
• پیچ مماس ، پیچ سر گرد 1/4-20 در 4 اینچ
• 2 مهره xTee ، 1/4-20 نخ داخلی
• چشم پیچ و نوار لاستیکی
• سر سه پایه (یک وسیله سبک وزن تهیه کنید اما مطمئن شوید که محکم است ، شما نمی خواهید یک سوار ارزان قیمت یک دوربین گران قیمت را رها کند ، یا هنگام شلیک سست و افتاده شود).
• چرخ دنده های ساعت (من از 3 استفاده کردم: کوچک برای موتور ، وسط آن که کوچک و بزرگ است و بزرگ برای خود چرخ ساعت).
• استندهای پلاستیکی برای پایه موتور. با 1 اینچ شروع کنید و هنگامی که ارتفاع مناسب داشتم آنها را به اندازه مورد نیاز برش دهید.
• تخته سه لا نازک سرگرمی - برای نصب موتور و چرخ دنده (من از برد مدار Radioshack استفاده کردم ، نازک ، سبک و به اندازه کافی قوی ، از هر چیزی که بهترین کار را می کند استفاده کنید).
• انواع فنرها (من از چرخ دنده ها/پیچ ها استفاده می کردم و چرخ دنده ها را درون خط نگه می داشتم). من یک زن و شوهر از لووز گرفتم و تعدادی دیگر را از قلم های توپ بیرون آوردم و آنها را به اندازه های مناسب برش دادم.
• انواع واشرها برای جلوگیری از ساییدن قطعات متحرک در برابر چوب.
• براکت ساده برای نصب موتور.

درایور موتور آردوینو (قطعات خاصی در لیست قسمت های Github با URL هایی که می توانید آنها را به صورت آنلاین دریافت کنید) وجود دارد:

• آردوینو
• درایو موتور
• درایور موتور H-Bridge 1A (L293D)
• دکمه فشاری
• روشن/خاموش ضامن

مرحله 3: تخته های بالا و پایین را اندازه گیری و برش دهید

روی هر تخته 12 اینچ اندازه بگیرید ، آن را علامت زده ، برش دهید و لبه ها را سنباده بزنید.

مرحله 4: حفر کنید و سخت افزار اضافه کنید

تعدادی سوراخ برای حفاری وجود دارد و با توجه به اندازه گیری دقیق مورد نیاز ، توصیه می کنم آخرین ساعت را انجام دهید (بنابراین می توانید 29 سانتی متر را دقیقاً از لولا اندازه بگیرید)!

نکته: توصیه می کنم از سوراخ با استفاده از پانچ استفاده کنید تا سوراخ در نقطه مناسب هدایت شود.

شما می خواهید سوراخ های زیر را ایجاد کنید:

• لولا - فقط آنها را پیچ نکنید زیرا ممکن است تخته شکافته شود ، سوراخ های لبه هر دو تخته را سوراخ کنید ، سوراخ بستگی به اندازه پیچ لولا دارد ، پیچ را اندازه بگیرید و از مته کمی کوچکتر استفاده کنید.
• چرخ عقربه ای - 29 سانتیمتر از مرکز پین لولا ، یک مهره T دریافت می کند ، محل این سوراخ برای چرخاندن تخته و آسمان با چرخاندن پیچ در 1 دور در دقیقه ضروری است. مهره T باید در طرف رو به پایین تخته (به سمت زمین) باشد.
• سر سه پایه - متمرکز بر روی صفحه اصلی ، اندازه بستگی به سر سه پایه دارد ، من همچنین از یک واشر روی معدن برای محکم نگه داشتن آن استفاده کردم.
• سه پایه-در مرکز صفحه ، 5/16 اینچی قرار دارد و این سوراخ دارای یک مهره T است. مهره T همچنین باید در طرف رو به پایین تخته (به سمت زمین) باشد.

هنگام افزودن مهره های T ، توصیه می کنم قبل از چسباندن مقداری چسب روی آن بریزید و با چکش ملایم عمل کنید. من شکافی را در صفحه پایینی خود شروع کردم (عکس را ببینید) که باید تعمیر کنم.

هنگامی که آن را روی سه پایه سوار می کنید ، سوراخ و مهره سه پایه بیشترین فشار را می گیرد (هنگام زاویه از وزن دوربین به جلو و عقب می چرخد) به طوری که مهره T احتمالاً شل شده یا کاملاً بیرون می آید. مطمئن شوید که آن را به اندازه کافی چسب زده اید و سعی کنید هنگام استفاده از پایه وزن را متمرکز کنید. یک پایه ثابت خوب برای عکسهای بدون دنباله/تکان دادن ستاره بسیار مهم است.

مرحله 5: موتور سوار و چرخ دنده ها

ابتدا مهره استاندارد 1/4-20 را به یکی از چرخ دنده ها بچسبانید ، این اصلی ترین چرخ دنده ساعت است ، من برای این کار از مقدار زیادی چسب گوریل استفاده کردم (در عکس می بینید).

دوم یک چرخ دنده کوچک را به چرخ دنده بزرگ دیگر بچسبانید ، این دنده وسط ماست ، من از یک میخ چوبی ساده بریده به عنوان محور استفاده کردم.

موتور را روی یک براکت نصب کنید (من زیپ را بسته و بعداً هنگامی که تراز را راست کردم چسباندم).

تنظیم این است که موتور دنده بزرگ را با سرعت نسبتاً سریع می چرخاند (1 دور در 5 ثانیه یا بیشتر) ، این به چرخ دنده کوچک متصل است که با همان سرعت حرکت می کند. چرخ دنده کوچک با چرخ دنده اصلی ساعت هماهنگ است ، اما از آنجا که محیط دور متفاوت است ، چرخ دنده ساعت با سرعت بسیار کمتری می چرخد. هدف ما سرعت 1 دور در دقیقه است و موتور برای آن کمی سریع حرکت می کند. بنابراین با استفاده از خاموش و روشن کردن کد آردوینو ، سرعت را کاهش دادم. این تنظیمات Gear Train نامیده می شود و می توانید در اینجا کمی بیشتر در مورد آن بیاموزید (https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/gear-ratio3.htm) شما باید آزمایش کنید که چه مقادیری کار می کند برای روشن و خاموش کردن چرخش دنده با سرعت مناسب موتور و چرخ دنده های خود.

شما به یک محفظه خوب احتیاج دارید تا همه چیز را در یک ردیف قرار داده و به آرامی بچرخد. مراقب باشید که سوراخ های خود را کنار هم قرار دهید و از فنرها و واشرها استفاده کنید تا چرخ دنده ها روی سطوح صاف حرکت کرده و در هر دو تخته آسیاب نشوند. این احتمالاً بیشترین زمان را از پروژه من گرفت.

مرحله 6: مدار موتور

مدار بسیار ساده است ، زیرا اکثر اتصالات به درایور موتور H-Bridge منتقل می شوند ، از تصویر پیوست استفاده کنید یا فایل پروژه Fritzing در بسته Github نیز موجود است.

یک دکمه فشاری جهت معکوس شدن جهت اضافه شد (یا می توانید چرخ ساعت را با دست نیز "عقب" بچرخانید).

سوئیچ روشن/خاموش روشن و خاموش کردن درایو را هنگام استفاده یا توسعه آسان تر می کند ، همچنین می توانید برق را به آردوینو نیز بکشید.

جهت موتور بستگی به نحوه اتصال آن دارد ، اگر در جهت اشتباه می چرخید ، فقط قطبیت را معکوس کنید.

مرحله 7: نتیجه نهایی ، نکات و ترفندها

و استفاده کنید! سه پایه را تراز کنید ، ستاره شمالی را از لولا پایین بیاورید ، در حالی که لولا در سمت چپ تنظیم است (در غیر این صورت شما در جهت مخالف حرکت خواهید کرد).

سعی کنید کل تنظیمات متعادل و پایدار باشد. در حین عکسبرداری به آن دست نزنید ، یا کابل ها را نکشید (از ماشه راه دور برای دوربین خود استفاده کنید) و سعی کنید از تکنیک هایی مانند Mirror Lockup (اگر دوربین شما از آن پشتیبانی می کند) برای گرفتن عکس های واضح و بدون لرزش استفاده کنید. آموزش های زیادی در مورد عکاسی نجومی وجود دارد و به سرعت از تجربه یاد خواهید گرفت.

تصاویر دو عکس را نشان می دهد که من با استفاده از کل تنظیمات انجام دادم ، این در حومه نور آلوده آستین TX در روشن ترین شب نبود ، اما خوب ظاهر شد. Orion حدود 2.5 دقیقه طول داشت و عکس بزرگتر آسمان 5 دقیقه بود (اما به دلیل میزان آلودگی نوری بسیار طولانی بود و باید در Lightroom کاهش می یافت). همچنین 3 تصویر از دنباله دار Hale-Bopp در سال 1997 وجود دارد ، این با سوار دستی و همچنین یک دوربین فیلم سنتی بود. می توانید ببینید که ارتعاشات یا هم ترازی نادرست چه کاری می توانند با عکس انجام دهند.

نکات و اندیشه های نهایی:

• دوربین ها و شیشه در لنزها سنگین هستند ، من مجبور شدم از فنرها استفاده کنم تا وزنه را از روی ساعت بردارم و به چرخ دنده ها کمک کنم. موتور مورد استفاده من گشتاور/قدرت فوق العاده ای نداشت ، بنابراین اگر وزن زیادی وجود داشت یا چرخ دنده ها روی تخته ها قرار می گرفتند ، چرخاندن چرخ دنده سخت بود یا مستقیم قفل می شد. موتور قوی تر کمک می کند ، اما این چیزی است که من در دسترس داشتم.
• تراز قطبی کلید است. اگر به درستی تراز نشده باشد ، تنظیمات اشتباه ردیابی می شود. شما به سه پایه محکم و متعادل نیاز دارید (یکی با سطح حباب کمک می کند)!
• یک خطای ذاتی در مماس وجود دارد که در نوردهی های طولانی تر نشان داده می شود ، می توانید از یک دوربین اصلاح کننده برای تنظیم آن استفاده کنید ، که در اینجا یافت می شود: https://www.astrosurf.com/fred76/planche-tan-corrigee-fa. html من نگران این موضوع نیستم زیرا از یک لنز با زاویه بسیار وسیع (20 میلی متر در مقایسه با 50 میلی متر) و مدت زمان حدود 5 دقیقه تاپ استفاده می کنم.
• عکاسی نجومی ذاتاً سخت و خسته کننده است. برای اولین بار منتظر عکس های فوق العاده نباشید ، یک منحنی یادگیری وجود دارد ، مطمئناً تجهیزات گران قیمت تر و دقیق تر می توانند به شما کمک کنند ، اما اگر نمی دانید یا نمی دانید چگونه کار می کنند. اما کوچک شروع کنید ، اصول اولیه را فرا بگیرید ، سپس نحوه استفاده از تجهیزات گران قیمت را خواهید دانست و قادر خواهید بود به خوبی از آن استفاده کنید. هنوز هم می توانید با تنظیمات ساده عکس های عالی بگیرید. عکسهای قدیمی سال 1997 از بین 100 شات "بهترین" بودند ، بنابراین یک فرایند یادگیری بود. با دیجیتال می توانید عکس پس از عکس بگیرید و از اشتباهات و پیروزی های خود درس بگیرید تا مهارت خود را تقویت کنید.

اگر می خواهید عکس ها و فیلم های بیشتری از پروژه های من ببینید تا کانال اینستاگرام و یوتیوب من را ببینید ، از خواندن آن متشکریم