Astrofotografi için Arduino Powered 'Scotch Mount' Yıldız İzleyici: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Scotch Mount'ı daha gençken öğrendim ve 16 yaşımdayken babamla bir tane yaptım. Astrofotoğrafçılığa başlamanın ucuz ve basit bir yolu. eksen dışı izleme, vb. Bu montajı ilk yaptığımda 90'lardaydı, bu yüzden bir film kamerası kullanmam ve bu filmi yerel kamera mağazasında geliştirmem gerekti, pahalı ve uzun bir süreçti (fotoğraf çekmek, tüm ruloyu kullanın, bırakın, birkaç gün sonra alın ve sonuçları görün), şimdi dijital kameralarla çok daha hızlı, daha ucuz ve deneme yanılma yoluyla öğrenmesi kolay. Son adımda 1997'den bazı eski fotoğrafları görebilirsiniz.

O zamanlar ve bugün kullandığım tasarım şu Star Ware kitabından geldi:https://www.philharrington.net/scotch.htm

Bu Eğitilebilir Dosya için ayrıca tüm Arduino varlıkları için bir Github deposu: Kod, Şematik ve URL'li parça listesi.

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

Scotch mount, saat çarkını belirli zamanlarda döndürmek gibi çok basit bir ilkeye göre çalışır, ancak öğrendiğim gibi, fotoğrafların ortaya çıkmasında istikrarın büyük bir rol oynadığını öğrendim. Saat çarkını özellikle yüksek zumlarda dengesiz veya dayanıksız bir tasarımda döndürmek, fotoğrafta yıldız izlerine ve titremeye neden olur. Bunun üstesinden gelmek ve tüm süreci daha kolay ve otomatik hale getirmek için, DC motor ve bazı plastik dişlilere dayalı basit bir Arduino tabanlı motor sürücüsü oluşturdum (benimkilerden birini kırık bir oyuncak helikopterden çıkardım).

Scotch Mount veya Barndoor Tracker için başka talimatlar var ama tasarımım için montajı küçük ve taşınabilir istedim, böylece onu bir sırt çantasına atabilir ve Austin TX'in ışık kirliliğinden uzak bölgelere götürebilirim.

Adım 1: 'Matematik Olmayacağı Söylendi!'

Dünya 24 saatte kabaca 360° döner, eğer bunu kırarsak o zaman bir saatte 15° veya 20 dakikada 5° döner.

Şimdi 1/4-20 vida yaygın bir donanım parçasıdır, bir inçte 20 dişe sahiptir, bu nedenle dakikada 1 devir hızında döndürülürse, o 1 inç'i hareket ettirmek 20 dakika sürer.

Trigonometri bize, menteşenin merkezindeki pivot noktamızdan 11,42 inç (veya 29,0 cm) olan saat çarkı deliğimizin sihirli numarasını verir.

Adım 2: Malzemeler

İskoç Dağı:

• Üst Kart, 3 inç x 12 inç (3/4 inç)
• Alt Kart, 3 inç x 12 inç (3/4 inç)
• Menteşeler, Bir adet uzun 3 inçlik menteşe önerilir, bunun çok fazla "oynama" içermeyen sağlam bir menteşe olduğundan emin olun, iki basit menteşe kullandım ama çok fazla kıpırdama var ve bunları daha sağlam bir menteşe için değiştirebilirim.
• Teğet vida, 1/4-20 x 4 inç uzunluğunda yuvarlak başlı vida
• 2 xTee somun, 1/4-20 iç dişli
• Vidalı Gözler ve Lastik bant
• Tripod kafası (hafif bir tane alın, ancak sağlam olduğundan emin olun, pahalı bir kamerayı düşüren ucuz bir montaj parçası veya bir çekim sırasında montajın gevşeyip sarkmasını istemezsiniz).
• Saat Çarkı Dişliler (3 kullandım: motor için küçük, küçük ve büyük olan ara ve saat çarkının kendisi için büyük).
• Motor sehpası için plastik ayırıcılar. 1" ile başladım ve doğru yüksekliklere sahip olduğumda onları ihtiyacım olan boyuta indirdim.
• İnce hobi kontrplak - motor ve dişli bağlantıları için (Radioshack'ten bir devre kartı kullandım, ince, hafif ve yeterince güçlü, en iyi olanı kullanın).
• Çeşitli Yaylar (Dişlilere/vidalara yardım ederdim ve dişlileri aynı hizada tutardım). Lowes'dan bir çift aldım ve bazılarını tükenmez kalemlerden çıkardım ve doğru boyutlarda kestim.
• Hareketli parçaların ahşaba sürtünmesini önlemek için çeşitli Pullar.
• Motor montajı için basit braket.

Arduino Motor Sürücüsü (belirli parçalar, onları çevrimiçi alabileceğiniz URL'lerle birlikte Github parça listesindedir):

• Arduino
• Motorlu Tahrik
• H-Köprü Motor Sürücüsü 1A (L293D)
• butona basınız
• açık/kapalı geçiş

3. Adım: Üst ve Alt Panoları Ölçün ve Kesin

Her tahtada 12 ölçün, işaretleyin, kesin ve kenarları zımparalayın.

Adım 4: Delik Delin ve Donanım Ekleyin

Delmek için bir sürü delik var ve gereken doğru ölçüm nedeniyle Saat Çarkını en son yapmanızı tavsiye ederim (böylece menteşeden 29 cm'yi tam olarak ölçebilirsiniz)!

İpucu: Deliği doğru noktada yönlendirmeye yardımcı olması için bir zımba kullanarak deliğe vurmanızı öneririm.

Aşağıdaki delikleri açacaksınız:

• Menteşeler - Tahta bölünebileceği için vidalamayın, her iki levhanın kenarlarında delikler açın, delik menteşe vidasının boyutuna bağlıdır, vidayı ölçün ve biraz daha küçük bir matkap ucu kullanın.
• Saat Çarkı - Menteşe piminin merkezinden 29 cm, bir T-somun alacak, bu deliğin konumu, vida 1 rpm'de döndürüldüğünde tahta ve gökyüzünün aynı oranda dönmesi için esastır. T somunu, tahtanın aşağı bakan tarafında olmalıdır (yere doğru).
• Tripod Başlığı - Üst panoda ortalanmış, Boyut Tripod kafasına bağlıdır, ayrıca sıkıca tutmak için benimkinde bir yıkayıcı kullandım.
• Tripod Montajı -Alt panoda ortalanmış, 5/16 inç ve bu delik bir T-somun alacak. T-somun da tahtanın aşağı bakan tarafında olmalıdır (yere doğru).

T-somunları eklerken, çekiçlemeden önce biraz yapıştırıcı sürmenizi ve nazikçe çekiçlemenizi öneririm. Alt panomda (fotoğrafa bakın) tamir etmem gereken bir bölünme başlattım.

Bir tripoda monte ettiğinizde, Tripod montaj deliği ve t somunu en fazla stresi alır (açılardayken kameranın ağırlığından ileri geri torklanır), böylece T somununun gevşemesi veya tamamen çıkması muhtemeldir, bu nedenle yeterince yapıştırdığınızdan emin olun ve montajı kullanırken ağırlığı merkezde tutmaya çalışın. Yıldız izleri/sallanmaları olmayan fotoğraflar için iyi bir sabit montaj çok önemlidir.

Adım 5: Motor Bağlantısı ve Dişliler

İlk önce dişlilerden birine standart 1/4-20 somun yapıştırın, bu ana saat tahrik dişlisi olacak, bunun için bol miktarda Gorilla Glue kullandım (fotoğrafta görebilirsiniz).

İkinci büyük dişliye küçük bir dişli yapıştırın, bu bizim ara dişlimiz, aks olarak basit bir kesme ahşap çivi kullandım.

Motoru bir dirseğe monte edin (bağladım ve daha sonra hizalamayı doğru yaptığımda yapıştırdım).

Kurulum, motorun büyük dişliyi nispeten hızlı bir hızda (1 devir / 5 saniye ya da öylesine) döndürmesidir, bu aynı hızda hareket eden küçük dişliye bağlıdır. Küçük dişli, ana saat tahrik dişlisine hizalanır, ancak çevreler farklı olduğundan, saat tekerleği dişlisi çok daha yavaş bir hızda döner. 1 dev/dak hız hedefliyoruz ve motor bunun için biraz fazla hızlı hareket ediyor. Bu yüzden Arduino kodunda bir açıp kapama kullanarak vitesi yavaşlatmayı başardım. Bu kuruluma Dişli Treni denir ve burada bununla ilgili biraz daha fazla bilgi edinebilirsiniz (https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/gear-ratio3.htm) Hangi değerlerin işe yaradığını denemeniz gerekecek Motorunuz ve dişlileriniz için dişlinin doğru oranda dönmesini sağlamak için açma ve kapama süresi için.

Her şeyi sıraya dizmek ve sorunsuz bir şekilde dönmesini sağlamak için iyi bir muhafazaya ihtiyacınız var. Deliklerinizi hizalamaya özen gösterin ve dişlilerin düz yüzeylerde hareket etmesini sağlamak ve her iki tahtaya da taşmaması için yaylar ve rondelalar kullanın. Bu muhtemelen projeden en çok zamanımı aldı.

Adım 6: Motor Devresi

Devre oldukça basittir, bağlantıların çoğu H-Bridge Motor Sürücüsüne gider, ekteki görüntüyü kullanır veya Github paketinde bir Fritzing proje dosyası da bulunur.

Yönü tersine çevirmek için bir basma düğmesi eklendi (veya saat çarkını elle de "geri sarabilirsiniz").

Açma/Kapama düğmesi, kullanımda/geliştirmede değilken sürücüyü açıp kapatmayı kolaylaştırdı, ayrıca gücü Arduino'ya da çekebilirsiniz.

Motor yönü, nasıl bağlandığına bağlıdır, eğer yanlış yöne dönüyorsanız, polariteyi tersine çevirin.

7. Adım: Son Sonuç, İpuçları ve Püf Noktaları

Ve kullan! Tripod'u hizalayın, menteşe kurulumun sol tarafında olacak şekilde kuzey yıldızını menteşenin aşağısına bakın (aksi takdirde ters yönde izlersiniz).

Tüm kurulumu dengeli ve kararlı tutmaya çalışın. Çekimler sırasında buna dokunmayın veya kabloları çekmeyin (kameranız için bir uzaktan tetikleyici kullanın) ve net, sarsıntısız çekimler elde etmek için Ayna Kilidi (kameranız destekliyorsa) gibi teknikleri kullanmaya çalışın. Astrofotoğrafçılıkla ilgili çok sayıda öğretici var ve deneyimlerden hızla öğreneceksiniz.

Görüntüler, tüm kurulumu kullanarak yaptığım iki çekimi gösteriyor, bu, Austin TX'in hafif kirli banliyölerinde, en net gecede değildi ama güzel çıktılar. Orion yaklaşık 2,5 dakika uzunluğundaydı ve daha büyük gökyüzü çekimi 5 dakikaydı (ancak ışık kirliliği miktarı nedeniyle çok uzundu ve Lightroom'da yeniden ölçeklenmesi gerekiyordu). Ayrıca 1997'den Comet Hale-Bopp'un 3 resmi var, bu elle çevrilmiş bir montaj parçasının yanı sıra geleneksel bir film kamerasıydı. Titreşimlerin veya yanlış hizalamanın çekime neler yapabileceğini görebilirsiniz.

Son İpuçları ve Düşünceler:

• Lenslerdeki kameralar ve camlar AĞIR, saat dişlisinin ağırlığını almak ve dişlilere yardımcı olmak için yayları kullanmak zorunda kaldım. Kullandığım motor çılgınca bir tork/güç değerine sahip değildi, bu yüzden çok fazla ağırlık varsa veya dişliler tahtalarda aynı hizadaysa, vitesi döndürmek zorlaşıyor veya doğrudan kilitleniyordu. Daha güçlü bir motor yardımcı olacaktır, ancak elimde olan buydu.
• Kutup hizalaması anahtardır. Düzgün hizalanmazsa kurulum yanlış izlenir. Dengeli ve ortalanmış sağlam bir tripoda ihtiyacınız var (kabarcık seviyesi olan biri yardımcı olur)!
• Daha uzun pozlamalarda ortaya çıkan teğet montajında doğal bir hata var, bunu ayarlamak için bir düzeltici kamera kullanabilirsiniz, burada bulabilirsiniz:https://www.astrosurf.com/fred76/planche-tan-corrigee-en. html. Bu konuda endişelenmiyorum çünkü çok geniş açılı bir lens (50 mm'ye kıyasla 20 mm) ve en fazla 5 dakika süreleri kullanıyorum.
• Astrofotografi doğası gereği zor ve sinir bozucu. İlk seferinde harika fotoğraflar bekleyerek dışarı çıkmayın, bir öğrenme eğrisi var, daha pahalı ve hassas ekipmanların yardımcı olabileceğinden emin olun, ancak nasıl çalıştıklarını bilmiyorsanız veya takdir etmiyorsanız. Ancak küçük başlayın, temel bilgilerde uzmanlaşın, o zaman pahalı ekipmanı nasıl kullanacağınızı bileceksiniz ve onu iyi kullanabileceksiniz. Yine de basit kurulumlarla harika fotoğraflar çekebilirsiniz. 1997'deki eski çekimler, yaklaşık 100 çekimden "en iyisiydi", yani bu bir öğrenme süreciydi. Digital ile fotoğraf üstüne fotoğraf çekebilir, hatalarınızdan ve zaferlerinizden ders alarak becerinizi geliştirebilirsiniz.

Okuduğunuz için teşekkürler, Instagram ve YouTube Kanalıma göz atmak yerine projelerime ait daha fazla fotoğraf ve video görmek isterseniz