Bygg en motoriserad ladugårdsspårare : 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

… skjut stjärnor, planeter och andra nebulosor, med en kamera som är. Ingen Arduino, inga stegmotorer, inga växlar, bara en enkel motor som vrider en gängad stång, den här låddörrspåraren roterar din kamera i exakt samma takt som rotationen av vår planet, ett krav för att ta foton med lång exponering. Konceptet är inte nytt, det har funnits sedan 70 -talet, tillbaka på 35mm -filmens dagar, min version uppdaterar det till motordrivning och lägger till en korrigerande kamera för att ta bort det inneboende felet i originalversionen. I korthet är de vanliga sätten att göra detta enkla gångjärn 2 brädor med en rak gängad stång, de två gångjärnen med två bågar med en krökt gängad stång och versionen med dubbla gångjärn med tre brädor. Alla versioner kan motoriseras, men den andra versionen med den krökta stången har motorn som driver en mutter genom växeln och den krökta stången hålls stilla. Ett exempel här på Dennis Harpers böjda spårspårare. Https: //sites.google.com/site/distar97/ Gary Seroniks fina svängda spårspårare här https://www.garyseronik.com/?q=node/52 Slutligen Dave Trott som uppfann dubbelarmsspåraren.

Steg 1: Delar och verktyg

Oftast användes handverktyg med undantag av en geringssåg för att få ändarna till gångjärnsfästet snyggt och fyrkantigt. Jag använde också en borrpress för att borra hålen för de glidande motorskenorna så att de är parallella med varandra, liksom hålet för drivstången för att se till att det var snyggt vinkelrätt.

• Ett anständigt gångjärn med väldigt lite spel, jag gick med en massiv mässing 63mm en, eftersom plankans bredd var 69mm.
• Huvuddelen av spåraren, 500mm furu 22m X 69mm.
• Kamerafästet, ca 300 mm 22 mm x 44 mm meranti (ett hårt träslag, väl hårdare än tall ändå)
• En mässing 1/4 "20 modifierad maskinskruv för montering av kameran.
• M8 mutter och bult för montering av kamfästet på huvudkroppen.
• M6 stång ~ 90 mm med vingmuttrar och brickor för lutningsaxeln i kamerafästet.
• M6 mutter och bult 50 mm lång för att fästa spåraren på stativet.
• 16 träskruvar, 6 för gångjärnet och 10 för förstärkningar i kamerafästet.
• En 70 mm x 50 mm sektion av skärbräda i plast för den korrigerande kammen.
• En 230V AC synkron 1 rpm motor.
• 2 x stålstavar för att passa motorfästena, 4 mm i detta fall.
• M6x1mm gängad stång 135 mm lång varav jag får en användbar längd på 90 mm, @ 1 mm delning som översätter till 90 minuter
• M6 kopplingsmutter för att ansluta motoraxeln till drivstången med delade stift för att passa.
• M6 Kopplingsmutter för bottenplattans drivstång.
• Ett befintligt stabilt fäste som ett kamerastativ eller en DIY -tillbehör som passar, tänk på att vissa stativ har en lutningshuvud av plast och rör sig en hel del.

Något att notera med drivstången, M6 är en fin mellanstorlek, M5 skulle ha en mindre brädelängd på 185 mm gångjärn för att köra stångavstånd och möjligen mycket tunn, M8 skulle vara mer robust men skulle behöva ett gångjärn för att köra stavavstånd på 285 mm som kan bli mycket skrymmande. Slutligen är en kamera också ett krav, helst en DSLR med fjärrkontroll för att använda inställningen "lampa" för långa exponeringar. På min Nikon D70S använder jag en infraröd fjärrkontroll eftersom kameran inte tillåter glödlampsinställning med timern, den åsidosätter bara med 1/5 sek exponering. Med det sagt kan det vara teoretiskt möjligt att använda ett Canon PowerShot (punkt n skjutområde) och ladda det med CHDK -programvaran för att använda intervallometerskripten.

Steg 2: Några beräkningar

En genomsnittlig siderisk dag är 23 timmar 56 minuter 4,0916 sekunder (23,9344696 timmar), detta är den hastighet med vilken stjärnorna verkar rotera runt vår planet som kallas dagliga rörelser och är den hastighet som krävs i ladugårdsmekanismen. Så 360 °/23.9344696 = 15.041068635170423830908707498578 ° per timme = 0.25068447725284039718181179164296 ° per min för att matcha dagshastigheten. Drivstången M6 har en stigningshastighet på 1 mm på 1 minut, så vi måste beräkna längden som behövs för att uppnå den dygnshastigheten, dvs 0,25068447725284039718181179164296 ° per min. 1/(tan 0.25068447725284039718181179164296 °) = 228.55589mm Trevligt att veta:

• M8 x 1,25 stång skulle behöva en stång till gångjärnsavståndet 285,69486 mm
• M5 x 0,8 stång skulle behöva en stång till gångjärnsavståndet 182,8447 mm

Steg 3: Byggandet börjar

Skär först längden på 500 mm på mitten och montera gångjärnet. Se till att allt är fyrkantigt och rör sig fritt, klappa ihop de 2 gångjärniga brädorna och skrika "action" några gånger som de gör när du gör filmer, om det ger ett bra klackljud bör det fungera bra för en stjärnspårare.

• Mät nu 228,55 mm från mitten av gångjärnsstiftet ned på mitten av brädet och markera drivstångshålen, gör detta på båda brädorna.
• Borra bara hålet i den nedre stationära brädan och hammaren i M6 Tee muttern.
• På det övre brädet gör du 228,55 mm -märket som kommer att behövas för att ställa in plastkorrigeringskammen.
• Montera motoraxeln i drivstångshålet och markera positionerna för de 2 glidfästena. Dessa måste vara parallella med varandra såväl som vinkelräta mot kortet för att förhindra att motorn fastnar. Dessa passade tätt i 4 mm hål och jag tvingade en M4 -mutter ovanpå var och en för att hindra dem från att tappa botten.
• Vid denna tidpunkt gjorde jag pan/ tilt -trävedfästet för kameran, även känd som AltAz i astrocirklar. (Höjd/ azimut)

Steg 4: Motorn

Motorn som används är en 230 V växelström synkron 1 varv / min vilket är mycket exakt eftersom den är beroende av 50 Hz frekvensen för huvudströmförsörjningen. Genom att använda ett lämpligt 12V -batteri med en liten växelriktare är 100w koksformade omformare mer än tillräckliga, vilket ger hela mekanismen en viss rörlighet för utomhusbruk också. Motorn var ansluten till drivstången med en M6 -kopplingsmutter som hade ena sidan borrad ut för att ta 7 mm dia motoraxel, eftersom jag kommer att använda den medurs roterar jag också den gängade delen av drivstången för att stoppa axeln från att lossa. När strömmen är påslagen måste du kontrollera åt vilket håll motorn vrider eftersom den kan göra medurs eller moturs också. Vid användning glider den fritt nedåt de 2 skenorna som böjer sig lite, men utan att rotera. Var toppen av drivstången kommer att köra på kammen rundades över slipad slät och polerad.

Steg 5: Fallet med den växande hypotenusen och den korrigerande kameran

På grund av det faktum att brädorna rör sig isär med drivstången i ett 90 ° fast läge, är det givet att det övre kortet som fungerar som hypotenusen i denna triangelkonfiguration måste bli längre med tiden, vilket gör att brädorna öppnas långsammare som tiden går och är källan till det inneboende felet i den här enheten. De två sista bilderna på den översta brädan som kör på drivstången illustrerar detta väl. En av de enklaste korrigerande lösningarna upptäcktes av Frederic Michaud och han skriver in en trevlig skrivning här. https://www.astrosurf.com/fred76/planche-tan-corrigee-en.html Han föreslår en kam som är en cirkels involut, gångjärns radie för att driva stavens avstånd till spåraren, och ger en utskrivbar-j.webp

EDIT 2019: på grund av döda hyperlänkar har jag bestämt mig för att bifoga "sans derive"-j.webp

Steg 6: Använda och konfigurera

Här på södra halvklotet är att hitta den södra polarstjärnan ett litet uppdrag i sig, kanske bättre lycka när min spotting scope kommer, så mitt arbete använder en vinkelmätare och en kompass. Kompassen indikerar sant söder när jag har lagt till den magnetiska deklinationen för min plats, och med min latitud (33 ° 52 ), omvandling till grader (33.867 °) ger mig lutningen eller höjden jag behöver rikta spårarnas gångjärn till Detta skrev jag ut med 2D -cad och lade till en mutter och tråd för en DIY -lutningsmätare att hålla mot gångjärnsstiftet. Vid användning ställde jag upp brädorna med maximal vinkel, sedan siktade jag längs gångjärnsstiftet i söder och lutar det upp i den önskade vinkeln för min latitud kommer gångjärnet att vara till vänster i öster med motorn på höger sida i väster. Sedan när jag slår på motorn ser jag till att den går i medurs med brädorna stängda. När enheten är helt stängd stänger jag av strömmen och tar bort splitnålen från axeln och snurrar tillbaka drivstången för hand. har varit tillräckligt för att visa en viss förlängning av stjärnan om inte ett bestämt spår, spåraren var aligne d med en kompass och gradskiva så ganska nöjd trots att jag inte har hittat den södra polarstjärnan ännu. Två exempel på spårning av och på under en 5 minuters exponering. Den sista bilden på Orions bälte är från min Canon PowerSHot A480 med CHDK, 161secs @ iso 200 F4 som kameran sparade som en *. DNG råfil lyckligtvis kunde jag sedan bearbeta den i Adobe och sparade resultatet som en jpg.