Das Ende des AutoGuiders?

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peterlink

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Hallo Leute,

wie jeder normale, wenn man Astrofotografen als normal bezeichnen kann, führte ich brav mein Montierung mit OAG oder Leitrohr nach. Nun las ich hier im Biete-Forum über ein neues Produkt mit dem Namen PEC-Watcher, dass das alles bei gründlicher Einnordung überflüssig machen sollte und späten dann auch mit AutoGuider zu betrieben sei. PEC-Watcher besteht aus einem hochauflösenden (Heidenhain ) Encoder der direkt auf der RA-Achse befestigt wird und einer Regelungselektronik mit ST-4 Ausgang. Das Ganze bildet einen Regelkreis mit der Schrittmotorensteuerung, der es ermöglichen soll, je nach Güte der Montierung mit einer Genauigkeit zwischen +/- 1 und +-0.5 Bogensekunden nachzuführen.
Da ich im Internet außen den Hersteller-/ Händlerinformation nichts brauchbares fand, habe ich mit Lajos, Teleskop & Sternwarte Zentrum in Linz, Kontakt aufgenommen. Lajos hat mir dann das Gerät zum testen zur Verfügung gestellt. Kam alles recht schnell aus Österreich und ich konnte loslegen.

Da ich quasi eine Selbstbaumontierung habe, von der OTE II ist nur noch das Gehäuse und die Schneckentriebe übrig geblieben, musste ich mir erst einmal eine Adaption für den Encoder anfertigen lassen. Man kann sich ja vorstellen, dass bei diesen Genauigkeiten der Winkelauflösung eine exakte und solide Befestigungsmöglichkeit her muss. Meine Montierung ist recht gut und hat je nach Tagesform und Einstellungen einen PE der immer deutlich kleiner als +/- 10’’ ist. Hier eine Messung die ich vor einiger Zeit mit dem 120/900 ED und der ATIK 16HR gemacht habe. Da waren schon die ESCAP mit den 12:1 Getrieben an der Montierung:

Link zur Grafik: http://peterlink.pe.funpic.de/PEC_WATCHER/PEC_OTE_ESCAP_12zu1.jpg

Die Adaption des Encoders war recht einfach. Meine RA Achse hat ein M12 Innengehwinde am Ende. Mit dem entsprechenden Adapter kann man den (Hohlwellen-) Encoder einfach befestigen, der dann stabil auf der angefertigten Auflage verschraubt werden kann. Ist in ein paar Minuten erledigt:

Link zur Grafik: http://peterlink.pe.funpic.de/PEC_WATCHER/Encoder_1.JPG

Laut Hersteller hat das System eine Auflösung von 0.125’’. Der Encoder ist ein 1Vss, ein sogenannter Sinus-/Cosinus Encoder. Daher vermute ich das sich in der Regelungselektronik unter anderen ein Interpolator befindet, da man wohl nicht ohne Interpolation auf diese Auflösungen kommen würde. Ich wüste jedenfalls nicht wie. Die ganz Elektronik ist sauber in einem recht kleinen externen Gehäuse untergebracht, signalisiert über LED’s den Zustand und ist über 4 DIP-Schalter zu konfigurieren. Ja, das war’s. Das gesamte System ist sehr einfach zu konfigurieren und zu beitreiben. Die Anzeigeauflösung kann entweder mit +/- 2.5’’ oder +/- 15’’ konfiguriert werden, die Korrekturimpulse der Regelung mit 1Hz oder 5Hz. Die Toleranz der Nachführungsgenauigkeit ist mit +/- 0.5’’ b.z.w. +/- 1’’ konfigurierbar. Es stehen zwei Nachführungsgeschwindigkeiten zur Auswahl: Siderisch (Sterngeschwindigkeit) oder King-Rate (geringere Höhen, sphärische Aberration?).

Link zur Grafik: http://peterlink.pe.funpic.de/PEC_WATCHER/BOX._1.jpg

Nach dem ich nun alles angebaut und konfiguriert hatte, konnte ich noch in der selben Nacht den ersten Test machen. Meine Montierung hat meist ca. 14-15 Kg Zuladung. 120ED/900 mit ATIK 16HR, OAG, WATEC, Filterrad u.s.w. und einen 80ger TMB APO mit einer EOS 300D u.s.w.. Das Testobjekt war mir auf Grund der fortgeschrittenen Zeit egal. Das Bild zeigt einen Himmelsauschnitt hoch im Süd-Osten. Korrekturgeschwindigkeit 1.6 siderisch. Da ich in auch bei normalem AutoGuiding (WAT-120N am OAG) meist nur bis 300s belichte und die Aufnahmen dann mittele/addiere, habe ich die Montierung nie bis aufs Letzte auf den Himmelspol ausgerichtet.

Link zur Grafik: http://peterlink.pe.funpic.de/PEC_WATCHER/TEST_PEC_Watcher_240s_klein.jpg
volle Auflösung

Teleskop : 120/900 ED mit Moonlite CF Okularauszug und Motorisierung
Montierung : modifizierte OTE II mit ESCAP Motoren ( 12:1 Getriebe)
Kamera : ATIK 16 HR 1x1 Binning
Steuerung : Boxdörfer MTS3 SDI
Regelung : PEC-Watcher
Belichtungszeit : 240s mit IR Filter

PEC-Watcher verfügt auch über eine serielle Schnittstelle mit der man zum Beispiel den aktuellen Nachführungsfehler auslesen kann, so habe ich mir ein Programm geschrieben, um das Verhalten von Montierung und den Regelkreis auch am Tage analysieren zu können:
Link zur Grafik: http://peterlink.pe.funpic.de/PEC_WATCHER/ESCAP_Vorgelege_12_1.JPG

Die parallelen Linien zur X-Achse in der Grafik sind der Bereich der Standardabweichung bei einer Messdauer von 600s (1 Hz pro Wert).

Interessant ist natürlich auch die Verteilung dieser Messwerte (Auflösung von 0.125’’):
Link zur Grafik: http://peterlink.pe.funpic.de/PEC_WATCHER/PEC-Wacher%20Verteilung%20ESCAP_12_zu_1_1000s.jpg

Ca. 88% der Messwerte sind im Bereich von +/- 0.8’’, jedoch sieht man auch deutlich eine zusätzliche Konzentration der Messwerte um + 0.8’’. Korrekturgeschwindigkeit falsch? Also von 1.6 siderisch auf 1.3. Schon ein besseres Ergebnis aber mit meinem Programm konnte ich auch sehr schön in „Real time“ beobachten, das hier noch Überkorrekturen vorliegen. Habe dann noch weiter mit den Korrekturgeschwindigkeiten experimentiert. Das Verhalten des Regelkreises ändertet sich jedoch nicht mehr nennenswert. Nun half mir der „Display Mode“ des PEC-Watchers. Dieser Modus ermöglicht einfach nur eine Erfassung und Darstellung des Fehlers ohne das der Regelkreis korrigiert. Man braucht einfach nur das ST-4 Kabel bei der Initialisierung nicht anzuschließen und schon zeigt das Gerät die Fehler an. Ich habe dazu wieder mein Programm benutzt. Und siehe da, meine Getriebe machten dann doch kleine Sprünge. Ich glaube aber, dass das auch mit der geringen Gesamtuntersetzung von 1200:1 meiner Montierung zu tun hatte. Selbst bei den sehr gut für Mikroschritten geeigneten ESCAP Motoren ist das wohl zu weinig. Also habe ich mir bei Michael Koch 48:1 Getriebe bestellt und die machten schon bei der erster Begutachtung einen sehr guten Eindruck. Mit den 48:1 Getrieben habe ich dann auch noch mal die gleiche Testreihe wiederholt. Wieder mit Standardabweichung, Messdauer 600s (1 Hz pro Wert):

Link zur Grafik: http://peterlink.pe.funpic.de/PEC_WATCHER/ESCAP_Vorgelege_48_1.JPG

Hier die Analyse der Verteilung der einzelnen Messwerte mit den 48:1 Getrieben:
Link zur Grafik: http://peterlink.pe.funpic.de/PEC_WATCHER/PEC-Wacher%20Verteilung%20ESCAP_48_zu_1_1000s.jpg

Das Ergebnis war noch besser. Mit den 48:1 Getrieben liegen fast 95% aller Werte bei einer Messdauer von 1000s im Bereich von +/- 0.5’’. Bei meinem festen Beobachtungsstandort auf unserem Grundstück, wo selbst bei sehr guten Bedingungen das Seeing von ca. 2’’ die Grenze darstellt, sind dieser Werte unter der Auflösungsgrenze. Da aber in der Praxis andere Fehlerquellen die der PEC-Watcher nicht korrigieren kann hinzukommen, wird die Belichtungszeit natürlich in Summe dieser Gesamtfehlers begrenzt. Die Wahrheit zeigt sich dann wie fast immer am Stern. Nun wartete ich einige Tage auf die Möglichkeit die ganze Theorie in der Praxis zu überprüfen. Gestern hatte dann endlich die Möglichkeit weitere Testaufnahmen zwischen den Wolkenlücken zu machen. Weitere Bedingungen: Aufgehender (3/4) Mond, leichter Wind und mäßiges Seeing, Ich konnte dann nur eine Belichtungsserien von 5x300s von M27 im Ha Bereich machen, musste erst mal reichen, am nächsten Tag ruft die Arbeit:
Link zur Grafik: http://peterlink.pe.funpic.de/PEC_WATCHER/M27_300_Ha004_1.jpg
volle Auflösung
Teleskop : 120/900 ED mit Moonlite CF Okularauszug und Motorisierung
Montierung : modifizierte OTE II mit ESCAP Motoren (48:1 Getriebe)
Kamera : ATIK 16 HR 1x1 Binning
Steuerung : Boxdörfer MTS3 SDI
Regelung : PEC-Watcher
Belichtungszeit : 300s mit Ha Filter ohne Darkframe

Das ist eine 300s Ha Einzelaufnahme ohne Darkframe, nur die Helligkeit wurde angepasst. Es ging mir nur darum, die Nachführgenauigkeit zu testen, muss ja dann nicht schön sein. Jede der 5 Aufnahmen ist brauchbar. Ich denke da ist noch mehr an Belichtungszeit drin, das werden sicherlich weitere Aufnahmen bestätigen. Ich bin erst einmal mit 300s zufrieden.

Hier noch mal das gemittelte Ergebnis (ohne Darkframe):

Link zur Grafik: http://peterlink.pe.funpic.de/PEC_WATCHER/M27_300_Ha_Mittelwert_1.jpg
volle Auflösung

Mein Fazit:Je länger man belichten will und/oder bei sehr langen Brennweiten desto besser muss die Montierung eingenordet sein. Da der Encoder direkt an der RA-Achse befestig wird, muss ein eventuell vorhandener Polsucher entfernt werden. Das macht die Sache mit der perfekten Einnordung nicht einfacher, gerade bei mobilem Einsatz. Scheinern oder eine andere Methode ist also immer angesagt. Das sollte aber kein Problem darstellen, da man diese Dinge auch ohne PEC-Watcher als Astrofotograf beachten muss.Des weiteren sollte in „fotografischer Höhe“ belichtetet werde, da kein Ausgleich der atmosphärische Refraktion stattfinden kann. Mann kann die Kontrollgeschwindigkeit zwar auf King-Rate einstellen, jedoch nicht Positionsbezogen. Es wird aber bald ein kostenloses (Software?) Update für den PEC-Watcher geben, das den Parallelbetrieb mit AutoGuider ermöglicht. Die heutige Version würde die kleinen AutoGuider Korrekturen einfach wieder ausgleichen. Schnelle Bewegungen über 4’’, z.B. bei Goto Impulsen an die Steuerung oder einen manuellen Schwenk korrigiert das Gerät natürlich nicht. PEC-Watcher ist für all diejenigen interessant, die über eine gute und stabile Montierung verfügen und bei unserem durchschnittlichem Seeing und der Himmelaufhellung ohne Leitrohr/OAG Deep Sky Belichtungsserien im Langzeitbereich mit mittleren (langen?) Brennweiten erstellen wollen. Wichtig für die erreichbare Genauigkeit sind gute Vorgelege. Der absolute Schneckenfehler einer „normalen“ Montierung spielt aus meiner Sicht hier eine untergeordnete Rolle. Bei der Verwendung (Digitaler) Spiegelreflexkameras könnte der Computer ganz entfallen. Dadurch sinkt die Komplexität des Systems und man kann sich auf das wesentliche Konzentrieren: Dem Fotografieren und nicht der Leitsternsuche oder dem AutoGuider Setup. Die optimale Lösung wäre natürlich eine zusätzliche AO wie von Starlight Xpress oder SBIG. Ein weiterer interessanter Aspekt ist, dass man das Laufverhalten seinen Montierung mit PEC-Watcher am Tag analysieren und optimieren kann und nicht wertvolle Zeit in den wenig guten Nächten verschenkt.

Die Grenze der möglichen Belichtungszeit wird vom Hersteller je nach Brennweite mit ca. 10 Minuten angegeben. Wo bei meinem Setup die Grenze liegt wird sich zeigen. Ich bin aber schon mit dem jetzigen Ergebnis sehr zufrieden, da ich mehr als 5 Minuten Einzelaufnahmen mit AutoGuider auch nicht gemacht habe. Mich hat das System jedenfalls überzeugt.


Gruß,
Peter
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Hallo Peter,

ich habe das System kurz nach dem ATT ebenfalls getestet und war begeistert. Ich halte aber die zusätzliche Einspeisung von Autoguider-Signalen für unerlässlich. Neben der von Dir erwähnten Horizont-Refraktion muss man leider auch immer mit irgendeiner Form von Verbiegung/Shifting im Gesamtsystem rechnen.

Für verhältnismäßig kurze Belichtungen in Zenithnähe und ohne Lastwechsel ist das System auch so in Ordnung. Um die Möglichkeiten aber wirklich auszunutzen, sollte es schon noch eine Guiding-Möglichkeit geben. Mit diesem Autoguider-Eingang wird der PEC-Watcher jedenfalls bald zur Standardausrüstung gehören. Schön wäre natürlich, wenn auch der Preis noch etwas fallen würde. Bei dem Preis, den man alleine für den Winkelschrittgeber hinlegen muss, ist damit aber wohl kaum zu rechnen...

Gruß
Klaus
 
Hallo Klaus,

volle Zustimmung! Die AutoGuider Schnittstelle würde diese von Dir erwähnten Einflüsse kompensieren helfen. Diese Fehler sind ja mehr oder weniger in jedem Setup vorhanden. Wenn man sich da z.B. nur mache Okularauszüge anschaut ….. Ich habe von Lajos die Info bekommen, dass diese Schnittstelle in den nächsten (2-3) Wochen zu Verfügung stehen soll. Ich warte da auch schon gespannt drauf. Sicher, der PEC-Watcher ist nicht gerade „billig“. Wenn ich mir so anschaue was Montierungen kosten, wo ein maximaler Fehler von +/- 3,5’’ garantiert wird, relativiert sich das schon. Ich hatte vor Jahren auch mal eine EQ-6, die hat dann neue Motoren + Getriebe und eine neue Steuerung bekommen. Diesen PE hätte die mit dem Regelkreis locker unterboten.

An welcher Montierung hast Du den denn testen können?

Gruß,
Peter
 
Hallo Martin,

die von Klaus beschriebenen Fehler wie Verbiegung/Shifting des Aufnahmesystems kannst Du auch nicht mit einem Leitrohr und AutoGuider ausgleichen.... ist das Leitrohr denn nicht praxistauglich? Habe schon ganz gute Aufnahmen damit gesehen und gemacht. Beim OAG geht das schon eher...

Wir reden hier aber von Fehlern im niedrigen Frequenzbereich, soll heißen ....., dass z.B. der Spiegel oder Okularauszug nicht alle 300s verkippen muss. Das passiert nicht systematisch und meist zufällig beim Lastwechsel oder anderen Umwelteinflüssen. Hier kann der AutoGuider dann, je nach Umweltbedingungen und Setup die mögliche Belichtungszeit verlängern, nicht mehr und nicht weniger .......

Gruß,
Peter
 
bei dem preis des teils, kann ich mir nicht vorstellen, dass das "ende des autoguiders" gekommen ist.

gruß
andi
 
Hallo Andi,

sicher, nicht unbedingt billig .... Wie ich oben schon schrieb, ist Mittelklassemontierung + PEC-Watcher im Vergleich zu Montierung die mit ähnlichen Werten aufwarten können günstig. Ich gebe Dir aber recht, günstig ist immer relativ. Wenn ich mit einer AP Montierung aufgetaucht währe, hätte mich meine Frau erschlagen.

Gruß,
Peter
 
Hallo Peter,
sehr schöne Aufnahme, die Genauigkeit der Nachführung wird recht gut gezeigt.
Hast du schon mal versucht länger als 300s oder 5min zu belichten ?
Auch wenn es für die meisten Aufnahmen eh zu lang ist, würde es mich interessieren was da noch drin ist ;)
 
Hallo Jadran,
danke. Ich habe noch nicht mehr als 300s testen können, wollte erst einmal das Wetter nutzen und für meine derzeitige Polausrichtung in einer „sicheren“ Belichtungszeit liegen. Ich schätze mal, es würden sich bei meinem derzeitigen Setup ab ca. 400s Strichspuren in DE einstellen. Ich werde aber noch mal scheinern und dann schauen wir mal .....

Gruß,
Peter


 
Hallo,

auch ich habe den Hersteller auf der ATT gesehen und war sofort von dem Konzept überzeugt und habe nun auch so ein Teil an meiner G11 Gemini. Damit hört das Suchen nach einem Leitstern auf und die Montierung läuft so gut wie meine Paramount. Ich habe ein C11 bei f/6.3 (ca 1.9m Brennweite) drauf und beobachte damit Veränderliche Sterne mit Belichtungszeiten bis zu 5 Min. Speziell beim Meridianschwenk ist das Teil sehr hilfreich, da auf der anderen Seite des Meridians nicht unbedingt wieder ein Leitstern zur Verfügung steht.

Grüße,

Josch

www.astronomie.be/hambsch


 
Habe ich es eigentlich richtig verstanden, daß die kommenden ASA Montierungen genau so eine Funktion bereits eingebaut haben?
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Hallo,

ja, sieht so aus. Zukünftig werden das wohl auch andere Montierungshersteller machen oder als Upgrade anbieten. Das ist auch ein Marktlücke. Es wird aber aus meiner Sicht auch immer Hersteller geben, die universell einsetzbare Systeme anbieten. Diesen Trend kann man auch bei den Steuerungen a la FS-2, MTS u.s.w. beobachten.

Gruß,
Peter

 
Hallo,

ich bin überrascht über die guten Ergebnisse mit diesem neuem Equipment.
Zu Montierung wie der von ASa gibt es aber erhelbiche Unterschiede.

Mit dem Minimieren des PE wird zwar die Nachführung gleichmäßiger aber viele Fehler bleiben unberücksichtigt.
wie z.B. Einnordungsfehler, Telekopdurchbiegung, Getriebespiel (ist nach dem Meridianflip ein Problem, da man das Gegengewichtsposition verändert) und nicht zuletz der Wind.

Weiters ist die Auflösung der verwendeten Encoder nicht vergleichbar. Bei der ASA Montierung mit der Software von Philipp Keller werden alle Fehler fast beliebig oft per Sekunde gemessen und korrigiert!
Die ASA DDM85 macht keine PE - Verbesserung da sie keine Getriebe verwendet!!
Die ASA DDM85 korrigiert in Echtzeit alle Fehler und erreicht so die gewünschte Nachführgenauigkeit ohne Autoguiding.

Ich muss aber sagen für kurze Brennweiten kann diese Guidinghilfe für gewisse Belichtungszeiten bei guter Aufstellung einiges bewirken, wenn man eine möglichst genaue Einnordung vorrausetzt, da in der Dek- Achse auch Fehler auftreten können!

Die Zukunft wird noch einiges für uns Astrophotoraphen bereithalten.

Gruß

Egon
www.astrosysteme.at
 
Hallo,

Die Zukunft wird noch einiges für uns Astrophotoraphen bereithalten.

Ich gehe davon aus dass früher oder später einer der großen Hersteller einen Plug&Play Autoguider rausbringt, der ohne PC direkt an die Montierung angeschlossen wird, wie eine Webcam aussieht, und <250€ kostet. Nach den Erfahrungen mit meinem AG-Selbstbau bin ich überzeugt dass das in Serienfertigung realisierbar ist.

cs
Martin
 
...ich sehe gerade, dass die Bilder und Grafiken nicht mehr angezeigt werden. Ich habe leider eine Traffic-Begrenzung von 1GB pro Monat auf meinen Web-Space, werde das morgen mal erhöhen.
 
Hallo egon,

wann kommt denn die kleinste der ASA Montierungen und wie wird dort der Antrieb gelöst?

Grüße,

Josch

www.astronomie.be/hambsch
 
Hallo Josch,

die kleine ASA Montierung kommt vorraussichtlich im 2. Quartal 2009 und wird auch Direktantriebe haben.
Derzeit haben wir mit der Serienfertigung der mittleren Montierung er DDM 85 begonnen.

Gruß

Egon
 
Hallo Egon,

kleine ASA Montierung? Kannst Du bitte das Konzept und die geplanten technischen (ökonomischen) Fakten erläutern (Antriebe, Regelung, Tragkraft und Preis) ?

Gruß,
Peter
 
Hallo Egon,

interessant finde ich in diesem Zusammenhang die Verwendung eines Torquemotors.

Vestehe ich das Prinzip richtig, und der Motor dreht sich in knapp 24 Stunden nur einmal um 360° uns sitzt dabei direkt auf (um) der (die) Achse?

Dies wäre wahrlich ein Meilenstein im Antrieb von Montierungen.

Gruß
Martin
 
Hallo Peter,

die kleine ASA Montierung haben wir zuerst aus Kostengründen mit einen Reibradantrieb vorgesehen.
Durch die Verwendung von Renishaw Encodern hätten wir Schlupf und andere Fehler ( Wind..) korrigieren können.
Die Tests mit den getriebelosen Direktantrieben waren jedoch so fantastisch, das wir jetzt alle ASA Montierungen mit Direktantrieben ausstatten.
Bei allen Montierungen kommt die Autoslew Software und Steuerung von Philipp Keller zum Einsatz die wir von seinen Großteleskopen kennen.
Philipp hat mehrere Monate Programmieraufwand investiert um seine Steuerung ideal auf die Torqumotoren abstimmen zu können.
Durch die spezielle Auslegung der Torqumotoren können diese mit geringen Strombedarf auch im Feld betrieben werden.
Auch das befürchtete "Montierungsseeing" (Erwärmung der Motoren und Elektronik bei Direktantrieben) gibt es bei diesen für ASA speziell entwickelten und produzierten Motoren nicht.
Die Performance ist unglaublich : Die Motoren können bis zur theoretischen Encoderauflösung geregelt werden.
Nachführgenauigkeiten von 0,03" wurden gemessen. Leider sind auch die Besten Encoder nicht so genau.
Trotzdem wird die kleine Montierung nur einen Gesamtnachführfehler von ca. 0,35" rms bei 5-10 min. Belichtungszeit aufweisen.
Der Preis bewegt sich für die komplette Montierung so zwischen EUR 6000 und 7000.
Die Montierung wird eine Tragkraft von ca. 15-20kg haben.

Gruß

Egon
 
Hallo Martin,

ja es ist richtig!
Die Direktantriebe drehen sich nur einmal pro Tag (Sterntag) um die eigene Achse und sitzt direkt an der Achse.
Wir verwenden natürlich in RA und DEK Achse solche Antriebsysteme.
Ein Großteil der mir bekannten Großtelekope der Gegenwart werden mit solchen Antriebe versehen.
Die Präzission der hochauflösenden Encodern kommt hier eine sehr wichtige Rolle zu.
Die von uns verwendeten Renishawencodern kann man mit den hier beschriebenen Heidenhainencodern nicht vergleichen.
Die Auflösung und Genauigkeit übersteigt diese um das mehrfache.(leider der Preis auch)

Gruß

Egon
 
Status
Es sind keine weiteren Antworten möglich.
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