Autoguider, Stand-alone, selbstgebaut

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Martin_Raabe

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Hallo zusammen,

in Fortführung meines Autoguider-Projekts der Jahre 2002/03 hat das Nachfolgegerät das Licht der Welt erblickt. Oder genauer gesagt bisher nur das Licht eines künstlichen Sterns.

Ziel der ganzen Sache war es einen Autoguider zu basteln, der ohne PC oder Laptop oder irgendwelchen sonstigen Krempel einfach ins Leitrohr reingesteckt wird, und eine Strippe zur Montierung hat. Die Bedienung sollte natürlich dunkelheitstauglich sein, also insgesamt eher schlicht gehalten.

Das Gerät ist im Prinzip eine einfache CCD-Kamera, wobei nicht die Ausgabe eines Bildes im Vordergrund steht, sondern die softwaretechnische Auswertung des Bildinhalts um Steuerkommandos für die Korrektur der Nachführung abzuleiten.


Ein paar Eckdaten:

- CCD Chip ist der Sony ICX405AL. Hat recht große Pixel, was hier von Vorteil bezüglich der erreichbaren Grenzgröße ist. Und dieser Chip ist deutlich rauschärmer als ein zuvor verwendeter "Webcam-Chip". 291x500 Pixel werden verwendet, Größe je 12,6x9,8um.
- äquivalente Empfindlichkeit ist ca. ISO 2400
- Belichtungszeit stellt sich automatisch ein, Bereich 1ms - 1sek
- ST4 kompatible Schnittstelle, sowie RS232. Außerdem können die aufgenommenen Bilder in Echtzeit über USB zum PC übertragen werden (was in erster Linie als Hilfe für die Entwicklungsphase gedacht war)
- Der normale Regeltakt beträgt ca. 2 Sekunden, In dieser Zeit laufen im wesentlichen folgende Dinge: Bild belichten, Bild vom CCD auslesen, Bild digitalisieren, Daten im RAM speichern, optional Daten über USB senden, hellsten Pixel im Bild suchen, Helligkeitsschwerpunkt berechnen (Subpixel-Genauigkeit), Positionsabweichung ermitteln (unter Einbeziehung z.B. der Leitrohr-Brennweite), Korrekturkommando erzeugen und über ST4-Ausgänge bzw. RS232 senden, Informationen auf dem Display anzeigen.
- Anzeige folgender Parameter: Belichtungszeit, relative Leitstern-Helligkeit, Halbwertsbreite des Leitsterns (Fokussierhilfe!), aktuelle Leitstern-Abweichung in RA/DE, welche Korrektur erfolgt gerade. Dazu gibt es noch ein Menü zur Einstellung verschiedener Parameter (Brennweite, Richtungssinn der Korrekturen, Toleranzschwelle etc)
- 3 Tasten dienen der Bedienung, ein Summer warnt wenn was schief läuft, eine LED blinkt beruhigend im Regeltakt.
- Abmessungen des Geräts 88x88x42mm, Masse 300g
- Versorgung mit 12V (10,5-15), Strombedarf 110mA. Also recht genügsam und voll akkutauglich.

Das aktuelle Teil basiert wie gesagt auf dem Vorgänger aus dem Jahr 2002, der mit hellen Sternen sehr gut funktioniert, aber doch eine recht große Leitoptik braucht (wegen dem ziemlich ungeeigneten Webcamchip).


Hier noch ein paar Bildchen:


Link zur Grafik: http://www.astroselbstbau.homepage.t-online.de/ag2_aussen.jpg


Innen ist auch was drin:

Link zur Grafik: http://www.astroselbstbau.homepage.t-online.de/ag2_elektr1.jpg


Und beim Nachführen einer Schreibtischlampe...

Link zur Grafik: http://www.astroselbstbau.homepage.t-online.de/ag2_anzeige.jpg


Bin mal gespannt was er dann so am Himmel macht...


cs
Martin
 
Hallo Martin..

Ist echt toll was du immer so alles "zauberst"..

Verdienst meinen hohen Respekt !!

.. und ich hoffe doch wir bekommen ein paar nähere Info´s zum Projekt (Schaltpläne usw.. ) ;-)

Grüße und CS,
Chris
 
Hi Martinus Duesentriebus,

tolle Sache, Kompliment. Ich bin sehr gespannt, wie sich Dein Eigenbau im Realversuch schlägt.

Wir freuen uns schon darauf, die komplette Lieferpalette unserer bisherigen Hersteller im Eigenvertrieb zu übernehmen! :totlach2:

Jörg
 
Meine volle Bewunderung und Respekt für das ehrgeizige Projekt. :respekt2:

Wenn es wirklich läuft wie geplant und der Preis passt, hast du schon einen Käufer! :biggrin:

Wie steht es denn mit so Kleinigkeiten wie ...
- automatische Justierung der Guidingparameter (auf untersch. Guidingbrennweiten und Montierungsparameter) ?
- automatische Erkennung der Kameraausrichtung - oder muss die Guidecam exakt und korrekt N/S-O/W ausgerichtet werden? (Stichwort Umschwenken der Montierung)

CCD und Elektronik in 1 Gehäuse zu packen halte ich für überdenkenswert, so kann man nur unter günstiger Bedingungen Parameter ablesen - falls das notwendig sein sollte. Weiters sorgt das Drücken von Tasten für Wackler, die den Guider verwirren können!?
Und wie sieht man, ob ein geeigneter Leitstern im Bildfeld ist?
 
Hallo,

danke für die Blumen! :huhu:

Wie man so ein Teil "vervielfachen" könnte hatte ich schon für das erste Projekt überlegt, nachdem doch einige Anfragen per Email kamen. Selbst kann ich sowas aus Zeit- und Ressourcengründen nicht anbieten, ganz zu schweigen von den gesetzlichen Themen beim Inverkehrbringen von elektronischen Geräten.

Und auch mit einer Nachbauanleitung wird es knifflig. Um das Ding zusammenzulöten braucht man doch umfangreiche SMD Löterfahrung (da einige hochpolige Fine-Pitch Chips drauf sind). Und ein paar Mechanikteile sind ja auch erforderlich.


- automatische Justierung der Guidingparameter (auf untersch. Guidingbrennweiten und Montierungsparameter) ?

Hatte ich beim ersten Projekt angedacht, aber doch wieder fallen gelassen. Die Sache verkompliziert sich dadurch mächtig, und es kommen unnötige Fehlerquellen rein. So eine Funktion macht auch wenig Sinn: wie oft am Abend wechselt man Leitrohr oder Montierung aus?

Eine andere Funktion werde ich aber wohl noch programmieren: die automatische Leitsternsuche. Nach Tastendruck fährt der AG spiralförmig die Gegend ab, bis er was brauchbares gefunden hat. Deshalb hat meine "ST4" Schnittstelle noch ein weiteres Signal: 32-fache Geschwindigkeit


- automatische Erkennung der Kameraausrichtung - oder muss die Guidecam exakt und korrekt N/S-O/W ausgerichtet werden? (Stichwort Umschwenken der Montierung)

Das Gehäuse des Guiders wird ungefähr parallel zu einer der Montierungsachsen gedreht (5° Fehler spielen keine Rolle). Jede um 90° verdrehte Lage ist möglich, man kann per Menü die Zuordnung von CCD-x/y-Achse und RA/DE tauschen, und jeweils das Vorzeichen der Steuerkommandos umkehren.
Beim Umschlagen der Monti muss in der aktuellen Version das Vorzeichen für DE gedreht werden.

CCD und Elektronik in 1 Gehäuse zu packen halte ich für überdenkenswert, so kann man nur unter günstiger Bedingungen Parameter ablesen - falls das notwendig sein sollte.
Wieso? Wie gesagt sind Verdrehungen um je 90° möglich, und es sollten eigentlich immer 3 Seiten des Gehäuses sichtbar sein. Bisher (altes Gerät) war das kein Problem.
Der CCD muss übrigens direkt bei der Auslese-Elektronik sitzen, alles andere wäre nur mit viel Aufwand störsicher machbar.

Weiters sorgt das Drücken von Tasten für Wackler, die den Guider verwirren können!?

Während der Nachführung gibt es nix zu drücken, außer Abbruch. D.h. jeder Tastendruck bricht sowieso das Nachführen ab, also stört auch ein verwackeltes Bild nicht.

Und wie sieht man, ob ein geeigneter Leitstern im Bildfeld ist?

Indem man bei der Helligkeitsanzeige einen Wert >0 abliest.

Übrigens werde ich als Leitoptik einen 80/1000 Mak verwenden, und vor dem Guider einen kleinen Klappspiegel mit Okular plazieren. Zur groben Leitstern-Einstellung, und groben Fokussierung.


cs
Martin


 
Hi Martin,

ein tolles Gerät, daß Du da gebaut hast. Wieviel Zeit hat die Entwicklung gekostet? Wie hoch schätzt Du die Materialkosten?

Bin gespannt auf Deine ersten Ergebnisse am Stern.

Gruß Martin
 
>Wie man so ein Teil "vervielfachen" könnte hatte ich schon
> für das erste Projekt überlegt, nachdem doch einige
> Anfragen per Email kamen. Selbst kann ich sowas aus Zeit-
> und Ressourcengründen nicht anbieten, ganz zu schweigen
> von den gesetzlichen Themen beim Inverkehrbringen von
> elektronischen Geräten.
>
>Und auch mit einer Nachbauanleitung wird es knifflig. Um
> das Ding zusammenzulöten braucht man doch umfangreiche
> SMD Löterfahrung

Na wozu machst du uns dann den Mund wässrig? :confused: :/
Ich seh schon, das müssen wir unter 4 Augen bei Kaffee oder Bier verhandeln. :biggrin:

>> - automatische Justierung der Guidingparameter (auf
>> untersch. Guidingbrennweiten und Montierungsparameter) ?
>
>Hatte ich beim ersten Projekt angedacht, aber doch wieder
> fallen gelassen. Die Sache verkompliziert sich dadurch
> mächtig, und es kommen unnötige Fehlerquellen rein. So
> eine Funktion macht auch wenig Sinn: wie oft am Abend
> wechselt man Leitrohr oder Montierung aus?

Ein und dieselbe Person macht natürlich nicht einen ständigen Wechsel aber wenn du das Teil in Masse produzierst, sollte sich der Guider möglichst einfach an versch. Systeme anpassen (lassen).

>Eine andere Funktion werde ich aber wohl noch
> programmieren: die automatische Leitsternsuche. Nach
> Tastendruck fährt der AG spiralförmig die Gegend ab, bis
> er was brauchbares gefunden hat.

Macht das Sinn? Dann ist ja das Aufnahmeobjekt in der Hauptkamera nicht mehr zentriert und eine Rückzentrierung geht ja auch nicht mehr.
 
Hallo zusammen, hallo Martin.

Gibts was Neues in Richtung deines Autoguiders ?

Schaltpläne, Platinenlayout, Gehäusezeichnungen, Mikroprozessorprogramm ?

Ich finde das Projekt schon zum Nachbauen geeignet. Wäre ja schäde um das schöne Teil. Ach ja, SMD-Erfahrung habe ich, also kein Problem für mich ;)

Thomas
 
Hi Thomas,

so wahnsinnig viel Neues gibt es nicht. Inzwischen hab ich an der SW gebastelt, und versucht dem Gerät soviel Intelligenz zu verleihen dass es mit Problemfällen fertig wird (zwei Sterne im Bild, schwankende Pixelwerte je nachdem ob der Stern einen Pixel mittig oder 4 an den Ecken trifft, Hotpixel-Kompensation, FWHM Fokussierhilfe).

Demnächst wird dann auch mein Leitrohr fertig sein, dann kann ich das Gerät mal richtig in der Praxis testen.

cs
Martin
 
Hallo Martin,

sag mal, ist das Ding eigentlich nachbaufähig ? Nun gut, ich komme mittlerweile mit SMDs zurecht, hab auch einen Lötofen. Oder gibts das Ganze auch aus Feriggerät (bzw. Komplettbausatz) mit allem Drum und Dran ?

Thomas
 
Hallo Thomas,

da bin ich noch ziemlich unentschlossen. Ein Nachbau ist für die allermeisten Leute wohl nicht drin. Ich werde einfach mal noch abwarten bis das Teil zuverlässig in der Praxis funktioniert, und mir dann vielleicht bei hinreichendem Interesse ein "Geschäftsmodell" überlegen.

cs
Martin
 
Hallo Martin,

nun ja, ich würde mich gerne als Betatester zur Verfügung stellen. Ende Juli gehts wieder nach Namibia und da könnte ich so ein Ding gebrauchen.

Daniel (auch hier im Forum) hat auch so ein Projekt am Laufen. Mit einem Gameboy-Chip, aber da vermisse ich die ST4-kompatiblen Ausgänge.

Thomas
 
Hi Ihr's

ja, die guten alten Relais- (oder Optokoppler-) Ausgänge wären schön, damit und mit ein bissle Geschick bekommt man notfalls alles ans laufen.

J.
 
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Schalttransistor. BS170 oder ähnlich. Verlustlos, ohne externe Bauteile, einfach an einen Ausgang des Prozessors dran und fertig.

Thomas
 
Hi,

wie schaut's aus? Gibt es was neues zu vermelden?

Wohin muß ich überweisen? Wann ist der Autoguider da ?

;-)

CS
Andreas
 
Kann die Kamera subpixel genau nachführen?
Es wäre auch von Vorteil, wenn die sich Kamera selbst
auf die Montierung einstellt.

Dies kann die ST-4 seit geschätzen 15 Jahren ;)
Da mir die ST-4 ein wenig zu unhandlich ist und doch recht viel Strom verbrauch interessiert mich deine Kamera.
(Wäre auch an einem Bausatz interessiert)

Noch ein Vorschlag: wäre es möglich die Software so anzupassen, daß die Ausrichtung des Chips keine Rolle spielt? Gerade beim off axis guiden wäre dies sehr hilfreich.



Gruß

Stephan
 
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