A A A A Автор Тема: ISAAC - программа расчёта телескопа Ньютона или очередной "велосипед"  (Прочитано 45903 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн INPanАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 8 668
  • Благодарностей: 184
  • Игорь Панкратов
    • Сообщения от INPan
Не могу сказать, что сподвигло меня на создание этой программы, которых и без того хватает, просто решил я однажды проверить, на сколько точно можно смоделировать геометрическую оптику Ньютона в 3D StudioMAX-е.
Пришлось вспоминать школьный курс тригонометрии, с которой у меня в школе всегда были нелады. К счастью всё оказалось гораздо проще, чем я это себе представлял. После недолгих мучений с карандашом и линейкой удалось-таки вывести нужные формулы, которые тут же были помещены в ячейки могучего MS Excel. Это уже потом, изучив Н. Н. Михельсона, я понял, что я создал очередной «велосипед». Каково же было моё удивление, когда параметры диагонального зеркала, рассчитанные моей табличкой, абсолютно точно совпали с результатами измерений в 3D StudioMAX! Только не надо смеяться. Для меня – человека очень далёкого от математики – это была победа!
   Дальше – больше. Стал заниматься всякими там украшательствами и добавил элементы управления, которые позволяют плавно подстраивать нужные параметры с дискретностью 1 мм, а также схему Ньютона, раскрывающую суть проблемы. Потом решил добавить вкладку с дифракционным анализом. По графикам видно, как повлияет центральное экранирование, созданное диагональным зеркалом на дифракционную картину, а также можно судить о реальных угловых размерах дифракционной картины, т.е. о разрешающей способности. Функцию Бесселя, которая используется в макросах я «вытянул» из Интернета, слегка подредактировал и просто использовал обращения к ней в таблицах дифракционного анализа. С влиянием центрального экранирования было не намного сложнее: у меня давно была табличка, в которой эта задача решалась. Вот я и решил совместить два графика: дифракционную картину идеального зеркала (без центрального экранирования) и картину с последствиями наличия диагонального зеркала. Кнопки управления выносом фокальной плоскости, её линейным диаметром и диаметром главного зеркала позволяют увидеть динамику процесса на графике.
   Подход к проблеме здесь немного необычный, таблица выдаёт размеры диагонального зеркала для заданного главного зеркала, размера фокальной плоскости и её выноса в сторону. В других программах привязка идёт к параметрам уже имеющихся зеркал, главного и диагонального. Было бы интересно, если бы была возможность зафиксировать размеры диагонального зеркала, но я, к сожалению, не знаю, как это сделать. Можно конечно добавить ещё одну вкладку со стандартным подходом, но мне кажется наличие элементов управления – счётчиков, привязанных к содержимому ячеек, позволяет легко подстроить систему под уже имеющуюся диагональ.
   Выкладываю мой опус на ваш, коллеги, суд в виде архива, ну и скриншоты конечно. Только во время открытия таблицы установите средний или низкий уровень безопасности и не отключайте макросы, иначе дифракционный анализ не будет работать!
Хотелось бы услышать ваши замечания и пожелания.
« Последнее редактирование: 14 Сен 2009 [16:56:32] от INPan »


Оффлайн INPanАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 8 668
  • Благодарностей: 184
  • Игорь Панкратов
    • Сообщения от INPan
Сама программа...

Вторая версия с гораздо более широкими возможностями тут  http://www.fireplant.com/ISAAC.rar

Третья версия с чертежом и расчётом диафрагмирования на 8-й странице и тут http://www.fireplant.com/nodelme/ISAAC3.zip

Версия под Excel 2010 https://yadi.sk/d/XBSjh0T-cZpDH
Последняя версия работает и в Excel 2013
9.01.2016 добавил Paracorr 3"
« Последнее редактирование: 09 Янв 2016 [22:23:45] от INPan »


echech

  • Гость
Вполне себе добротный велосипед!

Пара несущественных замечаний:

Н - расстояние от оси трубы до фокальной плоскости обычно не называют выносом. Вынос это что-то вроде H-Dгз. Н кратко можно назвать излом оси, хотя и это название нестандартное;

Что такое у вас "виньетирование главного зеркала"? Виньетируется внеосевой световой пучок. Но дело не в названии, а в том что не понятно из чего вы этот параметр считаете. Правильно ли я понял - верхняя группа цифр задается, нижняя - расчетная? Тогда это виньетирование может считаться только из внутреннего диаметра трубы Dт и L1, а оба эти параметра внизу и вы же сами их выдаете. В примере расчета на картинке никакого виньетирования в рамках 42 мм изображения быть не может.

И пожелания, если захотите развить:

Полезно было бы задать еще и размер полевой диафрагмы окуляра, чтобы для нее посчитать виньетирование (ну хоть на краю диафрагмы).
Обычно размер невиньетированного поля зрения составляет всего несколько миллиметров и внутренний размер трубы считается из условия невиньетирования передним обрезом трубы поля зрения доступного для 1.25" или 2" окуляров.
Лучше плясать не от фокусного расстояния (если верно мое предположение, что наверху задаваемые параметры), а от относительного отв.
Лучше задавать не излом оси (H), а нечто более осязаемое типа h - высоту фокусера.
В верхней части задаваемых параметров полезно дать рекомендации по их выбору. Скажем, для диаметра невиньетированного поля зрения разумные значения лежат в диапазоне от 0 до D/10. L2 примерно может быть посчитано исходя из толщины заготовки и типа оправы гл. зеркала, предусматривается ли тыльный кулер: от 1/5 до 1/3D. Что задать в качестве L1 - трудно сказать, а вот расстояние от оси фокусера до переднего обреза трубы уже нечто осязаемое.

Оффлайн INPanАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 8 668
  • Благодарностей: 184
  • Игорь Панкратов
    • Сообщения от INPan
Спасибо, Эрнест за столь развёрнутый ответ! Учту все Ваши замечания.

Вполне себе добротный велосипед!

Цитата
Н - расстояние от оси трубы до фокальной плоскости обычно не называют выносом. Вынос это что-то вроде H-Dгз. Н кратко можно назвать излом оси, хотя и это название нестандартное;

Я вот тоже над этм долго думал. Так всё же как обозвать-то эту величину?

Цитата
Что такое у вас "виньетирование главного зеркала"? Виньетируется внеосевой световой пучок. Но дело не в названии, а в том что не понятно из чего вы этот параметр считаете.


Виньетирование по INPan-у - это площадь ГЗ минус площадь проекции ДЗ на ГЗ. ( ;D Смешно получилось.) Только и всего.

Цитата
Правильно ли я понял - верхняя группа цифр задается, нижняя - расчетная?

Правильно.

Цитата
Тогда это виньетирование может считаться только из внутреннего диаметра трубы Dт и L1, а оба эти параметра внизу и вы же сами их выдаете. В примере расчета на картинке никакого виньетирования в рамках 42 мм изображения быть не может.


Так вот то-то и оно. Минимальный внутренний диаметр трубы у меня вычисляется исходя из расстояния от вершины ГЗ до входного отверстия трубы при заданном линейном поле зрения таким образом, чтобы труба на самом краю поля зрения ни чего не срезала.

И пожелания, если захотите развить:

Цитата
Полезно было бы задать еще и размер полевой диафрагмы окуляра, чтобы для нее посчитать виньетирование (ну хоть на краю диафрагмы).


Согласен! А ещё было бы здорово зависимость виньетирования от расстояния от центра поля зрения до края полевой диафрагмы показать графически! Только вот с математикой у меня туго. :-\

Цитата
Обычно размер невиньетированного поля зрения составляет всего несколько миллиметров и внутренний размер трубы считается из условия невиньетирования передним обрезом трубы поля зрения доступного для 1.25" или 2" окуляров.

Для визуала, согласен. А для фото, мне кажется вся матрица целиком должна входить в поле зрения свободное от виньетирования. Или я не прав?

Цитата
Лучше плясать не от фокусного расстояния (если верно мое предположение, что наверху задаваемые параметры), а от относительного отв.

Не понял. Почему?

Цитата
Лучше задавать не излом оси (H), а нечто более осязаемое типа h - высоту фокусера.
В верхней части задаваемых параметров полезно дать рекомендации по их выбору. Скажем, для диаметра невиньетированного поля зрения разумные значения лежат в диапазоне от 0 до D/10. L2 примерно может быть посчитано исходя из толщины заготовки и типа оправы гл. зеркала, предусматривается ли тыльный кулер: от 1/5 до 1/3D. Что задать в качестве L1 - трудно сказать, а вот расстояние от оси фокусера до переднего обреза трубы уже нечто осязаемое.

Понял... Спасибо. Буду думать.


Оффлайн INPanАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 8 668
  • Благодарностей: 184
  • Игорь Панкратов
    • Сообщения от INPan
Да, и ещё. Я с дуру поставил защиту на всю книгу Excel. По этой причине она открывается в маленьком окне без кнопок управления окном. Чтобы исправить это надо снять защиту с книги. Сервис/Защита/Снять защиту с книги.

Оффлайн КК

  • *****
  • Сообщений: 1 039
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от КК
Качнул, сейчас посмотрю и посчитаю. :D
Ньютоны (homemade): добсон 400/2070, экваториал 200/1015, БПЦ 15х50

Оффлайн КК

  • *****
  • Сообщений: 1 039
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от КК
Ага, параметры практически совпадают с вычисленными ранее (для будущего инструмента).
Хороший интерфейс, приятно пользоваться.
Спасибо.
Ньютоны (homemade): добсон 400/2070, экваториал 200/1015, БПЦ 15х50

Суворов Владимир

  • Гость
Приятная программа. Представляю, сколько удовольствия принесла ее разработка автору.  :) Спасибо.

Arkady

  • Гость
Предчувствуя интересное, я скачал этот xls первым, как только Игорь его опубликовал. Я не ошибся в ожиданиях. Все элегантно и наглядно. Как пожелания:

1) если изменяются размеры, то хорошо бы менять (в разумных пределах, конечно) и саму картину, для наглядности пропорций
2) сделайте прогу независимой от Excel ;)

Суворов Владимир

  • Гость
Свобода и независимость требует совершенно иной подход.
Нужно будет использовать язык программирования высокого уровня.
Создавать классы, определять доступ к переменным.
Но именно такой подход позволит оптимизировать Ньютон по нашему желанию,
даже под определенную трубу, которая будет под руками. Плюс расчет по формулам Федера.
Такая программа уже сможет показывать на экране ход лучей и рисовать пятнышки. :D
Я бы добавил сразу расчет корректора.  Ну это уже факультатив по программированию. :)



Оффлайн INPanАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 8 668
  • Благодарностей: 184
  • Игорь Панкратов
    • Сообщения от INPan
Цитата
1) если изменяются размеры, то хорошо бы менять (в разумных пределах, конечно) и саму картину, для наглядности пропорций
Действительно. Помозгую как можно установить границы. Ведь дело то в том, что даже эти самые разумные границы величины не постоянные и должны автоматически вычисляться перед их использованием.

Привязывать вынос фокуса (или как предложил Эрнест - "излом") к высоте фокусера - тоже сомнительная необходимость. Ведь возможно придётся учитывать ещё и величину рабосего отрезка цифрозеркалки при съёмке дипскаев.

Цитата
2) сделайте прогу независимой от Excel ;)
Это было бы конечно интересно, но я исходил из того, что Excel есть практически на всех компьютерах.
Хотя кто знает, может и до этого дойдут руки. А пока главная задача: пересадить на МТ-3С Стопятидесятыча и поставить его на ноги. :)

Оффлайн INPanАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 8 668
  • Благодарностей: 184
  • Игорь Панкратов
    • Сообщения от INPan
Свобода и независимость требует совершенно иной подход.
Нужно будет использовать язык программирования высокого уровня.
Создавать классы, определять доступ к переменным.
Но именно такой подход позволит оптимизировать Ньютон по нашему желанию,
даже под определенную трубу, которая будет под руками. Плюс расчет по формулам Федера.
Такая программа уже сможет показывать на экране ход лучей и рисовать пятнышки. :D
Я бы добавил сразу расчет корректора.  Ну это уже факультатив по программированию. :)
Конечно такой подход будет наиболее оптимальным, но я исходил из реальной задачи.
Ведь перед постройкой Ньютона мы сначала выбираем апертуру и определяемся с фокусным расстоянием. Затем определяемся с выносом (местом излома оптической оси) и линейным полем зрения под полевую диафрагму конкретного, реального длиннофокусного окуляра, дающего равнозрачковое увеличение. При этом весьма желательно, чтобы это поле было свободно от виньетирования чем бы то нибыло: краем трубы или диагональным зеркалом. И уже тогда, зная эти параметры возникает вопрос о размерах диагонального зеркала. Что собственно  обеспечивает эта программа. Всё остальное - это второстепенные параметры.

Суворов Владимир

  • Гость
Игорь, ваша программа - идеальный вариант. Я говорил о демонстрационной версии, где
ЛА мог бы изменять ряд параметров и программа  показывала результат,говорила как нельзя,
и предлагала правильное решение. Как игрушка в своем роде.  :)
« Последнее редактирование: 11 Окт 2007 [23:34:43] от Суворов Владимир »

Оффлайн INPanАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 8 668
  • Благодарностей: 184
  • Игорь Панкратов
    • Сообщения от INPan
1) если изменяются размеры, то хорошо бы менять (в разумных пределах, конечно) и саму картину, для наглядности пропорций
2) сделайте прогу независимой от Excel ;)

Игорь, ваша программа - идеальный вариант. Я говорил о демонстрационной версии, где
ЛА мог бы изменять ряд параметров и программа  показывала результат,говорила как нельзя,
и предлагала правильное решение. Как игрушка в своем роде.  :)

Согласен, на счёт разумных ограничений я обязательно подумаю. А то не серьёзно получается, когда поле зрения например, разъезжается больше чем газмер ГЗ.
Это было бы конечно здорово. Ввёл данные и понял, что трубу, которая уже давно пылится в гараже можно смело выбрасывать.
А диагональное зеркало, которое уже идёт в комплекте с главным зеркалом при наличии уже готового фокусера и при условии установки на него фотоапарата обеспечит нулевое невиньетированное поле зрения. ;D
Вы с Аркадием правы на счёт схемы. У меня сразу была мысль сделать изменяемую схему с ходом лучей и видом трубы с зеркалами. Просто с Visual Basic for aplication совсем плохи дела. В совершенстве владею только Clipper-ом, а он под DOS, и это уже вчерашний день.

А что это за формулы Федера? Просветите пожалуйста.


Оффлайн INPanАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 8 668
  • Благодарностей: 184
  • Игорь Панкратов
    • Сообщения от INPan
И ещё, хотелось бы дать правильные обозначения всех величин. Давайте обсудим это.
Эрнест сказал, что "вынос фокальной плоскости" - это не совсем правильно, а как правильно мы так и не решили.
Ну и все остальные параметры тоже. Нужно дать им правильное буквенное обозначение и грамотную расшифровку.
Это самое главное.
Параллельно я буду думать над установкой "разумных пределов", а потом уже вынесем схему на отдельную вкладку и заставим её изменяться. Если я Бейсик осилю конечно.
Вносите и сами любые изменения, выкладывайте результат. Обсудим. Вы ж поймите, я выложил эту прогу специально для этого. Я не претендую на единоличное авторство и не хочу за это ни каких денег. Всё это для нас с вами, -  не отягощённых деньгами ЛА.

Ernest

  • Гость
Цитата
Виньетирование по INPan-у - это площадь ГЗ минус площадь проекции ДЗ на ГЗ. ( ;D Смешно получилось.) Только и всего
Ошибочное использование термина. То что вы посчитали - экранирование по площади.
Цитата
Для визуала, согласен. А для фото, мне кажется вся матрица целиком должна входить в поле зрения свободное от виньетирования. Или я не прав?
Нет, не правы. Во-первых матрица размером 42 мм (как у вас в примере) это гигантизм какой-то  :), а во-вторых, виньетирование порядка 20-40% легко корректируется потом последующей обработкой, да и не очень важно для любительской астросъемки.
Цитата
Цитата
Лучше плясать не от фокусного расстояния (если верно мое предположение, что наверху задаваемые параметры), а от относительного отв.
Не понял. Почему?
Относительное отверстие имеет довольно узкие разумные пределы 1:4..1:8, а обычно и того меньше 1:4.5..1:6.5 и рекомендации по выбору тут общеизвестны, а выбор фокусного расстояния без относительно к диаметру главного зеркала - странное занятие.

Оффлайн serega2007

  • *****
  • Сообщений: 62 112
  • Благодарностей: 902
    • Сообщения от serega2007
выбор фокусного расстояния без относительно к диаметру главного зеркала - странное занятие.
           Имеет смысл при фотографии . Фокус определяется заданым разрешением и качеством монтировки . А от фокусного расстояния зависит проницающая способность . Вот и обошлись без диаметра , лишь бы он не был уж совсем равен нулю .                              Серега .
До встречи на Астрофесте !
Ибо на Астрофоруме жизни нет .
                                            Серега .

echech

  • Гость
Цитата
Имеет смысл при фотографии
Да, конечно, хотя едва-ли обсуждаемый софт предполагается использовать для проектирования Ньютона с фокусным расстоянием 1250 мм и диаметром главного зеркала 50 или 400 мм.

Суворов Владимир

  • Гость
А что это за формулы Федера? Просветите пожалуйста.

Вот здесь: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,9456.0.html
можно почитать. В описании прикрепленного файла. Используются для расчета оптических систем.
« Последнее редактирование: 12 Окт 2007 [18:02:35] от Суворов Владимир »

Оффлайн Diskus

  • *****
  • Сообщений: 8 026
  • Благодарностей: 115
  • WS-200 DD , R-C 16"
    • Skype - Sergiyverb
    • Сообщения от Diskus
Игорь , хорошая программа и работает корректно , перепроверил с помощью этой http://hea.iki.rssi.ru/~nik/calc.htm
Все  сходится до долей процента ..