Самодельный астротрекер

[hyperion]

Момент у моторчика и вправду печальный. Рукой спокойно останавливается.. Но проверил повесив фотоаппарат - крутит нормально. Осталось проверить будет ли достаточно точности для 1-2 минутных выдержек для широкоугольных объективов

[Alex.V.R.]

Добавлю свой трекер
Конструкция астротрекера по схеме «barn door tracker» (амбарная дверь) проектировалась в соответствии с доступными мне материалами и технологиями обработки. Основной используемый материал предполагался как 6 и 12 мм фанера.
В трекере, который делал до этого – амбарной двери с ручным приводом – основная проблема, приводящая к дефектам снимков, была в петле, соединяющей доски – обычная петля (оконная) из строительного магазина – имела большие люфты и снять ничего хорошего на том трекере не удалось. Поэтому, не найдя в местных магазинах никаких прецизионных дверных и оконных петель, почитав астрофорум и посмотрев конструкции астролюбителей в интернете, сделал вот такой вот вариант амбарной двери:



Радиус (от дверной оси до центра шпильки/ ведомой шестерни) – 182.85мм для шпильки М5 с шагом резьбы 0.8мм и скоростью вращения гайки 1 об/мин.
Петля – на основе двух подшипников 626 (6x19x6мм), в качестве полярной оси – шпилька М6.



Передача: зубчатая, параметры:

(кликните для показа/скрытия)

передаточное отношение: 1:4
диаметр d1=30mm
диаметр d2=120mm
модуль m=d/z=30/12=2.5
число зубьев z1=12
число зубьев z2=d2/m=120/2.5=48

Опорный подшипник ведомой шестерни – 6003 (17х35х10мм). Шестерня и подшипник соединены пластиковой муфтой (напечатана на 3д принтере).



Привод от шагового электродвигателя 28BYJ-48, управление двигателем – плата arduino nano через драйвер ULN2003.
Электропитание – два 18650 Li-ion последовательно, для двигателя – 5В через понижающий преобразователь, для arduino – 5В-8,4В через разъемы VIN/GND.



Спроектировано, чертежи – в Kompas3Dv12, чертежи и лазерная резка – RDWorksV8.

Программа (скетч) для Arduino:
1-й вариант (полношаговый режим):

(кликните для показа/скрытия)

int IN1 = 11;
int IN2 = 10;
int IN3 = 9;
int IN4 = 8;

int time_del = 7260;

void setup() {
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT);
  pinMode(IN4, OUTPUT);
}

void loop() {

  digitalWrite(IN1, HIGH);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, LOW);
  digitalWrite(IN4, LOW);
  delayMicroseconds(time_del);

  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, HIGH);
  digitalWrite(IN3, LOW);
  digitalWrite(IN4, LOW);
  delayMicroseconds(time_del);

  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, HIGH);
  digitalWrite(IN4, LOW);
  delayMicroseconds(time_del);

  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, LOW);
  digitalWrite(IN4, HIGH);
  delayMicroseconds(time_del); 

}

2-й вариант (полушаговый режим):

(кликните для показа/скрытия)

int in1 = 11;
int in2 = 10;
int in3 = 9;
int in4 = 8;
const int dl = 3628;

void setup() {
  pinMode(in1, OUTPUT);
  pinMode(in2, OUTPUT);
  pinMode(in3, OUTPUT);
  pinMode(in4, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite( in1, HIGH );
  digitalWrite( in2, LOW );
  digitalWrite( in3, LOW );
  digitalWrite( in4, LOW );
  delayMicroseconds(dl);

  digitalWrite( in1, HIGH );
  digitalWrite( in2, HIGH );
  digitalWrite( in3, LOW );
  digitalWrite( in4, LOW );
  delayMicroseconds(dl);

  digitalWrite( in1, LOW );
  digitalWrite( in2, HIGH );
  digitalWrite( in3, LOW );
  digitalWrite( in4, LOW );
  delayMicroseconds(dl);

  digitalWrite( in1, LOW );
  digitalWrite( in2, HIGH );
  digitalWrite( in3, HIGH );
  digitalWrite( in4, LOW );
  delayMicroseconds(dl);

  digitalWrite( in1, LOW );
  digitalWrite( in2, LOW );
  digitalWrite( in3, HIGH );
  digitalWrite( in4, LOW );
  delayMicroseconds(dl);

  digitalWrite( in1, LOW );
  digitalWrite( in2, LOW );
  digitalWrite( in3, HIGH );
  digitalWrite( in4, HIGH );
  delayMicroseconds(dl);

  digitalWrite( in1, LOW );
  digitalWrite( in2, LOW );
  digitalWrite( in3, LOW );
  digitalWrite( in4, HIGH );
  delayMicroseconds(dl);

  digitalWrite( in1, HIGH );
  digitalWrite( in2, LOW );
  digitalWrite( in3, LOW );
  digitalWrite( in4, HIGH );
  delayMicroseconds(dl);
}

Проблемы, с которыми я столкнулся при постройке этого астротрекера:

(кликните для показа/скрытия)

- доступный лазерный станок для резки фанеры не справился с 12-мм фанерой, поэтому детали толщиной 12 мм (две основные доски) пришлось сделать путем склейки из 6мм;
- шпильку сложно гнуть руками – полагаю, лучше сразу брать большой отрезок, гнуть по напечатанному чертежу или какой-нибудь вырезанной форме и отпиливать потом; но - в конструкции все равно есть неточности изготовления, сборки,  шпилька гнется не строго в одной плоскости и даже согнутая по напечатанному чертежу шпилька цепляет опорную шайбу под гайкой  в ведомой шестерне – все это пришлось устранять в уже собранном трекере, аккуратно гнув пассатижами шпильку в двух точках в верхней ее части;
- при пайке электрики трекера припой перестал прилипать к проводам, а потом и к паяльнику – оказывается, нужно было следить за температурой и не нагревать больше чем нужно для плавления припоя;
- лень было сразу приделать плату защиты аккумуляторов (решил периодически проверять напряжение на них и заряжать при необходимости) – в ходе длительной работы трекера это привело к внезапному переразряду одного из аккумуляторов (ниже 2 вольт, что нехорошо для лития);
- штативная шаровая голова из китая за 200руб в зафиксированном положении шатается относительно своего основания, при небольшом усилии шар может проскальзывать, винт тяжело закручивать (надо попробовать заменить), при затяжке винта положение фотокамеры сбивается (и чем больше фокус – тем значительнее проблемы), малые размеры головы усложняют наведение в зенитную область (на камере нет liveview, нет откидного дисплея) – снимать получается, можно кое-как наводиться и делать пробные кадры;
- первое испытание трекера (1-й вариант программы)  с полуформатной камерой Nikon D40 и объективом 300мм не обрадовало – звезды не точки, а что-то типа гантелей или восьмерок. При этом мотор сильно гудит и ощущается вибрация конструкции. Может дело в полношаговом режиме работы шагового двигателя? Взял второй вариант программы – мотор гудит тише, вибрация значительно меньше. Вроде бы можно снимать, звезды не двоятся. Выдержку ставлю максимальную на камере – 30 секунд. Может экземпляр двигателя такой попался?  В первом случае (полношаговый режим) двигатель берет 0.2А тока, во втором – 0.3А

Результат:
30"x16, 300mm, f5.6, ISO800, Nikon D40

[Igor Berezentsev]

 

Добавлю свой трекер

Неплохо для начала. А как Вы возвращаете шпильку назад?
Просьба: размещать фотографии прямо в форуме, а не посылать на сторонний сайт с кучей рекламы.
Я думал, что самодельщики уже вымерли. 

P.S. Я про свой предпоследний трекер видеоролик снял.

[Alex.V.R.]

Неплохо

Спасибо

как Вы возвращаете шпильку назад?

гайка не закреплена - поднимаю верхнюю полку и перематываю гайку по шпильке


Таким же образом делаю быструю проводку для выставления полярной оси по снимку

не посылать на сторонний сайт с кучей рекламы

я не увидел рекламы из-за блокировщиков и не подумал об этом

видеоролик снял

Смотрел ваши ролики и статьи, спасибо что делитесь информацией

[MilosAngel]

Отмечусь в теме.

Спустя три года, руки таки дошли до своего самодельного трекера!)

Уже успел поснимать, но результаты не так радуют, после 30 сек. выдержки появляются небольшие треки, что не радует

Может неточно выставляю полярную ось или ещё что..

Но пока результат такой:
Canon 5D mark III + canon 85mm 1.8, 170 кадров по 25 секунд, кроп 100% кропа, так сказать))


 

[Igor Berezentsev]

Расскажите про трекер, пожалуйста.

[Serj]

Трекает нормально, только полярку научитесь выставлять.

[MilosAngel]

Расскажите про трекер, пожалуйста.

В принципе, делал как и все))

Вдохновлялся двумя статьями из интернета.

Первая, достаточно известная:

(кликните для показа/скрытия)

https://habr.com/ru/post/227499/

Вторая:

(кликните для показа/скрытия)

  https://www.thingiverse.com/thing:1719566

Была идея сделать как во втором примере и напечатать все детали на 3д принтере, ну кроме подшипников и прочих железяк.
В итоге, я взял и совместил эти две идеи на сколько у меня это получилось.


Когда менял старую кухню, по-сути, выбрасывал, я оставил часть дверей и всё, что могло пригодиться потом (и пригодилось).
С них выпилил 2 доски с приблизительно одинаковыми размерами, скрепил двумя дверными петлями, проделал отверстие, согнул шпильку М8 по 280мм-282мм радиус и закрепил как надо.

Есть одно но, шпилька никак не хотела идеально повторять радиус, на самом её конце, она цепляла дерево и не идеально ходила по всей длине, по этому, я закрепил её в верху на подшипники с обеих сторон, чтобы она могла прокручиваться по своей оси, повторяя отклонение там, где это необходимо. Фото приложу.

Шестерёнки напечатал на 3д принтере, передаточное число получилось 7.
Под большую шестерёнку положил подшипник, чтобы плавнее ходило.
В её основании есть небольшое продолжение и она немного входит во внутренний радиус подшипника.

Ещё в 2016 прикупил Ардуино Уно. Недано докупил к нему LCD keypad Shield для управления скоростью и под него было написано меню, для удобства.
Даже, сделал отключение подсветки, что бы батареи меньше кушало. Питается от павербанка на 10000, 2 ампера.
С написанием кода поморочились конечно, если интересно - могу показать)

Шаговый двигатель - китайский 28BYJ-48 с драйвером в комплекте.

Докупил шаровую головку и штатив, потому что всё в сборе весило немало, 2-3кг, сейчас планирую поснимать на Юпитер 21-м, это 200мм фокусного, вроде должно выдержать.

Так же взял ИК пульт для дистанционного спуска затвора, чтобы избежать касаний к камере.


С поляркой и углами наклона есть проблемы, выставляюсь с помощью телефонных приложений (по всей видимости, они не такие уже и точные).

[MilosAngel]

Трекает нормально, только полярку научитесь выставлять.

Да честно говоря, я ожидал немножко большего, чем 25 секунд))
Это слабоватый результат, но я не сдаюсь!

А вот ещё 200мм обьектив возьму, так может и не будет этих 25-ти секунд, будет обидно.

Может, подскажете, как полярку точнее выставить?
Искателя полюса нету, есть трубочка деревянная но толку от неё мало, даже не параллельно выставлена, чисто так, что бы полярку в неё увидеть.

Хотя, в последний раз, я выставлял полярную ось по дверной петле, аж смешно   

[Serj]

Может, подскажете, как полярку точнее выставить?
Искателя полюса нету, есть трубочка деревянная но толку от неё мало, даже не параллельно выставлена, чисто так, что бы полярку в неё увидеть.

Вот, как вариант:

Таким же образом делаю быструю проводку для выставления полярной оси по снимку

[MilosAngel]

Может, подскажете, как полярку точнее выставить?
Искателя полюса нету, есть трубочка деревянная но толку от неё мало, даже не параллельно выставлена, чисто так, что бы полярку в неё увидеть.

Вот, как вариант:

Таким же образом делаю быструю проводку для выставления полярной оси по снимку

Сделать снимок треков и примерно выставить в центр?

[Serj]

Сделать снимок во время быстрого прогона,  и выставить трекер чтобы полярная была в центре вращения. На снимке видно, что ось трекера нужно развернуть немного вправо.

[MilosAngel]

Сделать снимок во время быстрого прогона,  и выставить трекер чтобы полярная была в центре вращения. На снимке видно, что ось трекера нужно развернуть немного вправо.

А вариант добавить к моему набору монокуляр, для более точной настройки?)

[Igor Berezentsev]

Более подробно установка полярной оси методом форсажа описана в моей статье. Там есть и много другой полезной информации. Если будут вопросы - спрашивайте.

[MilosAngel]

Более подробно установка полярной оси методом форсажа описана в моей статье. Там есть и много другой полезной информации. Если будут вопросы - спрашивайте.

Обязательно почитаем, спасибо!))

[Ant_Z]

Тема ожила. Сделал новый астротрекер:
Большой шкив выполнен из фанеры, на который одет вывернутый ремень 300 зубов. К нему прижимается шаговый двигатель с планетарным редуктором 1:27 со шкивом 20 зубов.

[Igor Berezentsev]

Оригинальная конструкция. Полярная ось без подшипников, просто вставлена в дырки?
Испытывал?

[MilosAngel]

Тема ожила. Сделал новый астротрекер:
Большой шкив выполнен из фанеры, на который одет вывернутый ремень 300 зубов. К нему прижимается шаговый двигатель с планетарным редуктором 1:27 со шкивом 20 зубов.

Ого, вот это у вас передаточное получилось!!!))))

Уже есть тестовые снимки!?))

[Igor Berezentsev]

Ого, вот это у вас передаточное получилось!!!))))

Маленькое передаточное число получилось - всего 405, а это значит, что при полном шаге частота будет меньше одного герца. Мало. Придётся микрошаг использовать. Впрочем, для фокуса 50 мм или даже 100 мм можно и без микрошага.

[Ant_Z]

Оригинальная конструкция. Полярная ось без подшипников, просто вставлена в дырки?
Испытывал?

Полярная ось сверху вставлена в подшипник, снизу опирается на шарик от подшипника (идея с шариком взята с Ваших монтировок). Испытания проводил с балкона:
1. С помощью программы из этой темы: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,165385.msg4522157.html#msg4522157. По точности ведения результат оказался хуже, чем у амбарки https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,136062.msg4055783.html#msg4055783
2. Фотографировал звезды с балкона на телескоп SW70500. При фокусном расстоянии 500 мм получалось делать снимки без смаза с выдержкой 20 сек.

Уже есть тестовые снимки!?))

Есть тестовые снимки звезд, сделанные с балкона на телескоп SW70500 с различными выдержками для контроля наличия смаза. Снимки каких-либо дипскай объектов пока не делал.

Маленькое передаточное число получилось - всего 405, а это значит, что при полном шаге частота будет меньше одного герца. Мало. Придётся микрошаг использовать. Впрочем, для фокуса 50 мм или даже 100 мм можно и без микрошага.

Передаточное число действительно получилось маленькое. Однако увеличивать большой шкив не стал, т.к. не хотел увеличивать габариты трекера. Пробовал устанавливать шаговый двигатель с планетарным редуктором 1:100, при этом точность ведения получилась хуже, чем с шаговым двигателем и планетарным редуктором 1:27. В итоге использую микрошаг 1/4.