Оренбург | Самодельная автоматизированная обсерватория

[Mik™]

По идее, обсерваторию утеплять не нужно, чтобы она как можно быстрее остывала вечером и ночью, не мешая своими тепловыми потоками работать оборудованию.
Утеплённая будка за день всё равно накапливает тепло и при откатывании крыши вечером начнёт его отдавать. О промерзании и говорить нечего - без источника тепла внутри строение промёрзнет обязательно. Есть смысл в нагреве и утеплении компьютерного оборудования, но не телескопа, не пола и не стен.

Вы абсолютно правы 
Утеплять не жилые помещения смысла нет. Просто я в любом случае с внутренней стороны бы для эстетики стал зашивать каркас, а пустое пространство оставлять не хотелось. Тем более что был свободный утеплитель, потратился только на баллоны с пеной. Но я получил приятный бонус. Зимой ночью температура -25°C, днем прогревается до -14°C, но в будке температура сохраняется -20°C. Или летом - когда днем воздух прогревался до +44°C, в будке не было выше +35°C, это значит, что время термостабилизации телескопа перед съемкой будет ниже. Можно конечно чуть раньше открывать крышу - но в этом случае будет и пыли больше У меня температурные датчики стоят везде, так что температуру контролирую.

+ Молодцом! Добро пожаловать в Клуб владельцев обсерваторий!
Подписался на тему.
Первый совет: Рекомендую оборудовать контур заземления.
В одном из видео, которое опубликовано украинским обществом ЛА обратил внимание на заземление металлической колонны сетапа.

Спасибо! 
Про контур заземления тоже читал, что по-хорошему нужно делать треугольник. Я даже планировал его варить и закапывать, но когда в одиночку перемесил и перетаскал 900 кг раствора, отпуск кончился, сил не осталось, вымотался сильно. Так что возможно, еще будет, а пока заземление сделал на столбах (какое-никакое) + подключился к общей нормальной земли дома.

Продолжу рассказ про строительство. Для выступающей зубчатой рейки привода крыши я сделал из обрезков ОСБ корпус, и закрыл ей рейку. Получилось довольно не плохо. В последующем этот элемент конструкции еще пригодится.

[Mik™]

Следующий этап - это по-быстрому собрать всю электрику в астробудке, сделать прототип контроллера крыши, что бы можно было снимать удаленно (живу в 25 км от обсерватории, в городе). Первый и последующие варианты контроллеры крыши сделал на Arduino + 2 реле. Никаких систем безопасности пока не подключал (но сейчас есть несколько степеней, все работает, об этом буду писать позже). Крышу закрывал утром всегда сам, автоматике не доверял - смотрел в камеру, убедившись, что телескоп припаркован - подавал сигнал на реле через интернет, крыша закрывалась.

[Mik™]

Дома спокойно занимался разработкой софта и контроллера для обсерватории, а по выходным ездил работать на месте строительства. При этом телескоп работал каждую ясную ночь. Купил ветроизоляцию + вагонку для внешней отделки. Одному оказалось опять не реально все это ставить, на помощь пришла жена За 4,5 часа в четыре руки мы красиво все обшили, обсерватория снаружи начинает принимать очертания.

[Mik™]

Внешне уже не плохо, ну внутри уровень энтропии просто не реальный - огромное сплетение проводов... Решил сперва начать со слаботочной системой и упорядочиванию оборудования - компьютер, роутер, комутатор, контроллер крыши и обсерватории. Для этого сперва искал готовый вариант на основе серверного шкафа, но цены не радовали + размеры подходящие найти не мог. Мне нужен был такой шкаф, который не занимал бы много места и не мешал повороту телескопа апертурой 300 мм (размеры астробудки для такого - впритык). Решил опять делать самостоятельно, для чего купил фанеры и брус. Размеры шкафа - 50х50 см, высота - 25см.

[Mik™]

В шкафу для слаботочки прорезал отверстия для проводов и для установки вытяжных вентиляторов. Но последние так и не установил (хотя прошел уже год) - летом шкаф просто немного оставляю открытым, а зимой вентиляторы на вытяжку там не нужны. По отверстиям для проводов ошибся, потом пришлось в два раза больше их делать.

[Mik™]

Для силовой части электрооборудования приобрел уличный пластиковый бокс с герметичной крышкой, который случайно очень удачно вписался в ферму, которую я делал для крепления мотор-редуктора крыши. Решил на том месте и устанавливать этот шкаф. Пока что в нем стоит УЗО на 32А и два автомата по 16А - один на привод крыши (когда работаю внутри с открытой крышей всегда его выключаю на всякий случай), второй на питание всей остальной электрики в будке. При этом 16А хватает, больше не нужно. Планирую еще поставить автомат контроля напряжения в сети, но до сих пор его еще с алиэкспресс не заказал, да и инцидентов за год с перенапряжением не было.

[dazer]

А зачем в данном случае ветроизоляция на цельном куске ОСБ?

[Mik™]

В будни дни в свободное время дома занимался проектированием контроллера обсерватории. По моей задумке он должен:

• замерять показатели температуры в различных точках;
• замерять вольт-амперные характеристики подаваемого напряжения;
• управлять питанием всех устройств;
• отправлять и принимать данные через интернет.

За основу взял микроконтроллер Arduino Mega, датчики тока INA219, цифровые датчики температуры DS18B20 + DHT22, 16-ти канальное реле. Внутри изготовленного короба для слаботочки сделал утепление, установил блок питания на 12В 20А, прикрепил к нему куллер, который включается вместе с БП, а также сделал разводку проводов.

[Mik™]

А зачем в данном случае ветроизоляция на цельном куске ОСБ?

Согласен, очень глупо, но я же не строитель, это мой первый строй объект за 30 лет жизни был
Везде перед этим читал, что всегда нужно вагонку класть на ветро-паро изоляцию, неважно на какой материал. Решил написанные статьи не проверять 

Завершил работы над контроллером, повез его в обсерваторию и установил в шкаф для слаботочки. Кстати, в этом шкафу для электроники сделал такую ферму двух-этажную. На первом этаже расположил компьютер, роутер, внешний жесткий диск (для FITS) и потом еще добавился сетевой коммутатор. На втором этаже - микроконтроллеры, датчики и реле. Завел провода в шкаф и все протестировал. Теперь был спокоен, что вся электроника во время ночной съемки будет защищена от росы.

P.S. За качество фото прошу прощения - был старенький телефон, дальше будут фотки лучше
Остальное продолжу писать вечером, буду рад вашим комментариям 

[faddy]

силовой кабель 3х1,5 (2,5 квадрата хорошо, но сильно дороже, да и 1,5 в моем случае хватит за глаза)

Пока что в нем стоит УЗО на 32А и два автомата по 16А

Вводной кабель у Вас 3х1,5, а за ним диф автомат на 32А и 2 автомата по 16А, плюс еще хотите автомат поставить, не страшно пускать такой ток Через 1,5мм2?  Номинальный ток на который рассчитан этот кабель все же 10А ,максимальная кратковременная нагрузка 19А, а в совокупности с автоматами класса С, которые при превышении нагрузки(в вашем случае 32А) не отключатся в течении часа, получается довольно пожароопасная ситуация. Плюс диф автомат с характеристикой срабатывания С, такой диф не сработает на ток утечки за импульсным блоком питания, т.е. все то оборудование которое у Вас установлено(из того что вижу на фото) питается от импульсных блоков питания, выходит что оборудование не защищено от токов утечки.
Поставьте лучше диф автомат или УЗО с характеристикой срабатывания АС и 2 или 3 автомата с током срабатывания 5А. В данном же исполнении автоматика вводного щитка не сработает ни при каких условиях, а возгорание вводного кабеля может случится при нагрузке превышающей номинал кабеля, и автоматы с дифом при этом не сработают.

[МаксимКа]

Класс! Но 4 шпильки, конечно, смущают. В чем смысл?

[Mik™]

Поставьте лучше диф автомат или УЗО с характеристикой срабатывания АС и 2 или 3 автомата с током срабатывания 5А. В данном же исполнении автоматика вводного щитка не сработает ни при каких условиях, а возгорание вводного кабеля может случится при нагрузке превышающей номинал кабеля, и автоматы с дифом при этом не сработают.

Спасибо за совет, заменю в ближайшее время!

Класс! Но 4 шпильки, конечно, смущают. В чем смысл?

Попробую объяснить
Благодаря шпилькам я сделал минимальный зазор между телескопом в припаркованном состоянии и крышей, а это значит, что телескоп сейчас может снимать довольные низкие объекты (у меня уже от 20 градусов), стены обсерватории не будут мешать. То есть таким образом я увеличил обзор для телескопа. Если 200мм труба будет заменена, скажем, на 150мм - то и монтировка на шпильках поднимется вверх, чтобы сохранить тот же уровень обзора телескопа. А если когда-то получится приобрести EQ6-AZ, то в таком случае, монтировка опустится на шпильках вниз, уровень обзора останется прежним При этом в удаленном режиме устойчивость телескопа сохраняется, вибраций нет (если учитывать, что HEQ5 сейчас загружена больше своего предела).

Продолжу тему о довольно важном инструменте обсерватории - метеостанции. Примерно за год до постройки обсерватории решил поэкспериментировать с микроконтроллерами Arduino, собрал простую метеостанцию из двух модулей - один внешний, висел за окном, имел 4 простых пальчиковых АКБ и под заряжался от солнечной батареи. Последняя была сделана из 6 панелек, вытащенных из садовых фонариков, купленных за 49 рублей. На внешнем блоке сделал супер режим экономии электроэнергии, и благодаря такому симбиозу решений за год работы внешнего блока я всего один раз доставал АКБ для подзарядки (примерно через 8 месяцев). Метеостанция передавала показания на внутренний блок, который отправлял данные на удаленный сервер в БД.

Эксперимент закончил через год, снял метеостанцию и посмотрел, что произошло с используемыми материалами за это время. Забегая вперед скажу, что Arduino очень достойно себя показал - не было ни одного зависания, спокойно пережила все перепады температур.

[Mik™]

Решил делать вторую метеостанцию, но состоящую из одного внешнего модуля, передавать показания по радиоканалу уже не было нужно, да и устанавливать ее планировал на будущую обсерваторию. Корпус печатал на 3D принтере из ABS пластика. Контроллер взял не Arduinio Pro mini, а Arduino Leonardo Eth с уже встроенным LAN. Подключение датчиков решил сделать быстросъемным на RJ-45 коннекторах (на фото розетки), но потом отказался - не надёжная эта штука особенно для аналоговых датчиков, используемых на улице.

[Mik™]

Сварил кронштейн для метеостанции и установил его на то место обсерватории, где я делал короб, который закрывал выступающую часть рейки от привода крыши. Сама метеостанция установлена на полипропиленовую трубу 25мм и зафиксирована на металлическом кронштейне. Таким образом она и находится довольно далеко от крыши, воздействие тепловых поток меньше, показания точнее

[art-xrom]

Метеостанция какой фирмы?

[Mik™]

Теперь о том как это все работает. Контроллер Arduino опрашивает датчики раз в 30 секунд, усредненные значения через подключенную сеть передает на удаленный сервис, где в качестве backend используется PHP 7.4, данные хранятся в базе MySQL. Для визуализации данных я написал еще один сервис, который находится на другом хосте. Он через открытое API получает данные и отображает на странице, ниже ссылка на сайт метеостанции:

САЙТ МЕТЕОСТАНЦИИ

На страничке отображается сводная информация, выводятся данные со всех датчиков + изменения показаний за последний час, статистика в виде графиков, тепловая карта. Помимо этого есть возможность экспорта данных в формате CSV и их анализа. Следить за погодой оказалось довольно занятно



Все проекты у меня OpenSource, код выкладываю на GitHub, так что если кто хочет использовать опыт или внести свой вклад - wellcome

GitHub Метеостанция
GitHub Backend сервис

На текущий момент эта метеостанция работает уже 13 месяцев, за это время накоплено более 1.600.000 записей о состоянии погоды каждые 30 секунд прошедшего времени. Работу над проектом веду постоянно, расширяю функционал, добавляю новые возможности.

[Mik™]

Метеостанция какой фирмы?

Метеостанция полностью самодельная (сообщение выше). Корпус на 3D принтере, контроллер Arduino. Все прошивки, интерфейс, удаленный сервис для приёма и обработки данных у меня на GitHub (постоянно веду работу по этим проектам):

Метеостанция
Backend API

P.S. Прямо сейчас печатаю новый корпус для метеостанции, это будет третья, улучшенная версия с датчиком облачности и дозиметром

[Mik™]

Да, чуть не забыл - стройка в мае 2020 года велась непосредственно с ночными съемками. Вот первый свет еще не достроенной обсерватории

[Mik™]

Таким образом, основные работы по возведению каркаса обсерватории, установке телескопа и минимальному удаленному управлению были закончены в начале июня 2020 года. Тогда я уже мог снимать из дома, находясь в 25 км от обсерватории. В то время удалёнка у меня кончилась, я перешел на очный формат работы, поэтому каждый день работать на обсерватории не мог, приезжал туда только в выходной. Постепенно за лето делал мелкие работы - покрыл лаком будку, ящик для слаботочки, переложил провода телескопа, переложил гофры. Товарищ подарил IP камеру, теперь я мог точно убедиться в том, что телескоп припаркован, прежде чем закрывать крышу.

К концу сентября 2020 года обсерватория выглядела так. До конца года решил заняться софтовой частью и допилить полную автоматизацию удаленки и работы телескопа.

[Mik™]

Какая же обсерватория без карты звездного неба? Подарок друга повесил внутри астробудки, хоть там и живет только телескоп и редко кто бывает из людей... Добавило немного уюта в обсерваторию. На фото видна еще IP камера, она транслирует изображение на сайт обсерватории, но об этом позже...