Empfehlungen für einen Kuppel-Azimutantrieb

[DietSky]

Hallo,
ich habe meine Sternwarte an einen neuen Standort umgezogen und möchte die Gelegenheit nutzen, meine 3m-Eigenbaukuppel mit einem elektrischen Azimutantreib auszustatten.
Ich habe gesehen, das es von ScopeDome Zahnprofile gibt, die man auch problemlos an Fremdfabrikaten verbauen kann. Nun ist die Frage, sollte ich auch den mechanischen Antrieb, samt der Steuerung von ScopeDome beziehen oder gibt es (bessere) Alternativen? Hat Jemand von Euch Erfahrung mit den Antrieben von ScopeDome - was z.B. leistet der Treiber - oder auch mit Steuerungen anderer Anbieter?

CS Dietmar

 

[DietSky]

Schiebe meine Anfrage nochmal nach Oben.

CS Dietmar

 

[Hanibal]

Würd Dir ja gern antworten, wir suchen aber für unsere Vereinskuppel genau das gleiche. Momentan haben wir anstatt Zahnstangen eine Kette am Kranz. Ein Motor mit Ritzel sorgt dann zusammen mit einer Handbox für die Drehung. Allerdings kein GoTo. Nur die Drehung.

 

[DietSky]

Na, dann suchen wir mal gemeinsam nach einer Lösung!

CS Dietmar

 

[axelm]

Hallo Dietmar, hallo Christian,

wie Ihr anhand meines Avatar-Bildes sehen könnt, besitze ich einen 3m ScopeDome. Ich habe die komplette Steuerung - sprich: Azimut- und Spaltantrieb.

Vorweg:

Da ich meine "uralte" ST-10XME immer noch unter MaxIm DL 4.61 betreibe und die von mir beobachteten Kleinplaneten mit EasySky 4.0.01 anfahre (alle anderen bisher gestesteten Planetariumsprogramme hatten nicht die Auswahlmöglichkeiten bei der Anzeige der KPs) läuft mein Sternwarten-PC noch unter Windows 7 Pro 64Bit. Die verwendete ASCOM-Version ist AFAIR 6.2?

Der Kuppel-Treiber läuft zu mehr als 99% der Zeit problemlos.

Mit Hilfe einer Lichtschranke und einem im Inneren der Kuppel angebrachten "Index-Zeigers" kalibriert sich Kuppel beim ersten Setup selbstständig. Die gemachten Einstellung werden batteriegepuffert abgelegt und seit ihrer Inbetriebnahme Ende 2017 musste ich die Kuppel bisher noch nicht nach-kalibrieren.

Nachdem man die geometrischen Gegebenheiten (Lage des Schnittpunktes R.A./Dekl.-Achse relativ zum Kuppelmittelpunkt) einmal eingepflegt hat, wird der benötigte Spalt-Offset bei einer deutschen Montierung anhand der Uhrzeit und der beobachteten Himmelskooordinaten automatisch berücksichtigt. Sollte es hier Probleme geben (Teleskop schaut teilweise gegen den Spaltrand), kann mann abhängig von Azimut und Höhe noch manuelle Korrekturwerte einprogrammieren. Dies war bei meinem kleinen 35cm-Newton und dem 1m-Spalt jedoch nicht notwendig.

Wenn man will, könnte man die Kuppel auch noch mit verschiedenen Wettersensoren koppeln und dann Grenzwerte definieren, bei denen sich die Kuppel automatisch schließen soll.

Die Kuppelsteuerung kommt mit einem ASCOM-Treiber, der über den POTH oder den Device Hub mit den anderen Geräten verbunden wird. Ich verwende immer noch den POTH, weil ... er läuft halt, warum also wechseln?

Negatives:

Von Zeit zu Zeit kann es vorkommen, dass der Kuppeltreiber beim Start nicht die aktuellen Azimut-Werte der Kuppel übernimmt. Nach einem Aus- und Wiedereinschalten der Kuppel klappt das aber wieder. Bei komplett remote betriebenen Sternwarten könnte man das z.B. über eine via USB oder LAN schaltbare Steckdose erledigen.

Ich hoffe, das hat Euch erst einmal weiter geholfen. Falls noch Fragen sein sollten, versuche ich gerne sie zu beantworten.

Viele Grüße,
Axel

 

[DietSky]

Hallo Axel!
Vielen Dank für Deine ausführliche Antwort. Das hört sich doch schon mal ganz gut an.

Muss man nicht zusätzlich zur Position Schnittpunkt RA-/DEC-Achse noch den Abstand der Instrumentenmitte (optisch Achse) angeben? Das ist doch sehr maßgebend für die Berechnung des Spaltoffsets.

Ich habe gesehen, es gibt eine Heizung für den Motorantrieb (Getriebe). Macht da etwa das Getriebe bei niedrigen Temperaturen schlapp?

Kannst Du evtl. mal ein Foto der Antriebseinheit und der Halterung dafür posten? Das würde mir bei der Planung der Adaption sehr helfen.

CS Dietmar

 

[axelm]

Hallo Dietmar,

Muss man nicht zusätzlich zur Position Schnittpunkt RA-/DEC-Achse noch den Abstand der Instrumentenmitte (optisch Achse) angeben? Das ist doch sehr maßgebend für die Berechnung des Spaltoffsets.

ja, muss man.

Ich habe gesehen, es gibt eine Heizung für den Motorantrieb (Getriebe). Macht da etwa das Getriebe bei niedrigen Temperaturen schlapp?

Die Heizung ist zwar serienmäßig dabei, ich habe sie aber (außer zum erstmaligen Ausprobieren) bisher noch nie richtig in Betrieb genommen. Bei unseren Temperaturen hier im Ruhrgebiet in den letzten Jahren bestand dazu auch definitiv keine Notwendigkeit!

Laut Michael Breite, bei dem ich damals die Kuppelbestellt habe, ist das offizielle Statement des Herstellers:

[...] empfehlen nun für Mittel- und Nordeuropa grundsätzlich die Option "Motorheizung", da es sonst bei Frost zum „Stillstand“ kommen kann. Die Heizung ist in der Software einstellbar, default ist +10°-Celsius.​

In einem Telefonat sagte mir Michael später, dass er die Heizung seiner Kuppel auch ausgestellt habe, da das Getriebe dadurch auch außen "sehr heiß" würde. Abgesehen davon würden die beiden Motorheizungen auch extrem viel Strom ziehen.

Ich denke ab einem Dauerfrost von unter -10°C sollte man sie vielleicht an machen... Von daher: Gut wenn man sie hat, im normalen Betrieb (zumindest bei mir) aber nicht zwingend notwendig!

Kannst Du evtl. mal ein Foto der Antriebseinheit und der Halterung dafür posten? Das würde mir bei der Planung der Adaption sehr helfen.

Kein Problem:

Oberhalb des Motors ist hier auch direkt die bereits erwähnte Lichtschranke für die Azimut-Kalibrierung zu sehen. Zur ungefähren Größenabschätzung: Die Terrassendielen auf denen die Kuppel steht sind 146mm breit.

Viele Grüße,
Axel

 

[DietSky]

Vielen Dank Axel!
So wie ich es aus dem Bild entnehmen kann, ist das Motorritzel relativ schmal und erfordert von daher einen guten Rundlauf der Zahnschiene, damit das Ritzel nicht den Kontakt zur Schiene verliert, d.h. die Kuppel muss radial gut zentrisch geführt sein. Würdest Du mir bitte bei Gelegenheit mal die Abmessungen (Höhe der Zahnschiene, Breite und Durchmesser des Ritzels) ausmessen?

Besten Dank und CS, Dietmar

 

[axelm]

Hallo Dietmar,

kann ich versuchen, weiß aber nicht, ob ich

• heute noch zeitlich dazu komme, da ich heute Abend terminlich bereits ziemlich dicht bin.
• ob ich zum Messen überhaupt noch da dran komme. Ich habe den Moter nämlich so positioniert, dass er von dem Schrank mit den Netzteilen und der Steuerelektronik umgeben ist. Ich befürchte, dass der schmale Ausschnitt, den man auf dem Bild sieht (das ist während des Aufbaus aufgenommen worden), ohne Demontage des Schranks gar nicht zugänglich ist.

Vielleicht hilft Dir aber auch schon das Aufbau-Manual weiter. Auf S. 24 ist der Zahnkranz zu erkennen und auf S. 32 der Azimutantrieb.

Viele Grüße,
Axel

 

[DietSky]

Hallo Axel!
Mach Dir keinen Streß. Die mir wichtigen maßlichen Details konnte ich alle dem Aufbau-Manual entnehmen. Auf S. 24 ist die Höhe der Zahnschiene mit 65mm bemaßt und auf S. 32 sind die Maße des Motors angegeben und dort kann man sich dann auch die Abmessungen des Ritzels ausmessen. Das reicht mir vollkommen aus.

Besten Dank,
Dietmar

 

[DietSky]

Hallo Axel!
Eine kurze Frage noch: Wird die Kuppel kontinuierlich oder in Intervallen nachgeführt?
Sollte ich noch weitere Infos von Dir benötigen, werde ich mich per PN bei Dir melden.

CS Dietmar

 

[axelm]

Hallo Dietmar,

ich hatte dann gestern doch noch mal ein paar Minuten zwischen den Terminen Zeit um in der Kuppel einen Messversuch zu unternehmen: Das Einzige, was ich sagen kann ist, dass das Zahnrad einen Durchmesser von ca. 6cm hat. Aber auch das ist nur grob geschätzt, da innerhalb des Schrankes unten alles so eng ist, dass man z.B. mit einem Zollstock gar nicht mehr vernünftig dran kommt. Die Dicke des Zahnrades würde ich mit ca. 2cm abschätzen.

Was ich mit Sicherheit sagen kann ist, dass ich dabei einer Spinne ihr Heim zerstört habe...

Eine kurze Frage noch: Wird die Kuppel kontinuierlich oder in Intervallen nachgeführt?

Ich habe mir mal die Einzelframes meines Zeitrafferfilmes (17,8 MB) aus dem Jahr 2020 angesehen und komme auf ein Intervall von 4 Minuten - also ca. 1°-Schritte.

Viele Grüße,
Axel

 

[DietSky]

Hallo Axel!
Herzlichen Dank für die Infos! Die Maße für das Zahnrad hatte ich mir schon aus der Aufbauanleitung entnommen und stimmen sehr gut mit den von Dir ermittelten überein. 1°-Schritte sind absolut kein Problem. Ich habe zwar nur einen Kuppelspalt von ca. 80cm Breite und nicht so viel Reserve wie Du, doch bisher musste ich auch nur ca. alle 20-30 Miunten die Kuppel nachdrehen.

CS Dietmar

 

[DietSky]

Hat vielleicht noch Jemand Erfahrungen mit Antrieben anderer Hersteller?

CS Dietmar

 

[JPoepsel]

Hallo Dietmar,

nachdem ich vor ein paar Jahren eine 5m Kuppel komplett selbst gebaut habe, sind meinerseits durchaus ein paar Erfahrungen bzgl. Dome-Antrieb vorhanden – ich weiß nun zumindest, was ich alles anders machen würde ;-)

Um eine sinnvolle Anregung bzgl. Antriebs geben zu können, hätte ich ein paar Fragen, die die Antwort nicht unerheblich beeinflussen:

• Was willst Du beobachten? Sollen es NEO-Satelliten sein, brauchst Du einen schnellen Antrieb, schwenkst Du nur alle 3h auf ein neues Ziel um, darf der Dome sich auch gemütlicher drehen.
• Wie viel willst Du anlegen. Suchst Du eher nach einer optimalen Lösung, die möglichst preiswert ist, oder „spielt Geld keine Rolle“?
• Wie rund ist der Dome? Erfahrung mit dem 5m-Holzdome nach einigen Monaten ist, dass dieser durchaus um ein paar cm „eiert“ (Holz arbeitet halt).
• Wie leichtgängig lässt sich der Dome per Hand drehen. Braucht es die Kraft eines gestandenen Mannes oder ist es „Kinder“-leicht?
• Wie ist die Anbausituation. Hier wären ein paar erklärende Fotos des Übergangs Dome-Unterbau gut.

Wenn Du den Dome per ASCOM steuern willst, brauchst Du dich um die Kuppel-Geometrie erst mal nicht zu kümmern. Der ASCOM-Treiber muss nur in der Lage sein, den Dome in eine bestimmte Richtung zu drehen. Wie groß der Winkel ist (und wie er aus der Geometrie der Montierung und deren Aufstellung bzw. der Blickrichtung des Teleskops hervorgeht), berechnet die treibende Software (MaximDL...) – hier müssen dann die entsprechenden Geometriedaten konfiguriert werden.

Der Scope-Dome Zahnstangen-Antrieb ist sicher nicht schlecht, ggf. aber etwas Overkill (auch preislich). Vlt. reicht ja auch ein Laufrad (Gummirad, luftgefüllt), dass von einem regelbaren Getriebe-Motor angetrieben wird und mit einigermaßen Kraft an die Kuppel gedrückt wird (Motor mit Rad auf Wippe, die gegen die Kuppel gedrückt wird). Aber wie gesagt: das hängt alles sehr von der Antwort der Fragen oben ab...

CS

Josef

www.capella-observatory.com

 

[DietSky]

Hallo Josef!
Vielen Dank für Deine Mühe und Deine Hilfsbereitschaft. Wegen Details würde ich mich per PN bei Dir melden.

CS Dietmar

 

[Hanibal]

Danke Josef für die Antwort!
Näheres kann man ja per PN austauschen. Vorab interessant wäre für mich eigentlich nur, wie der Ascomtreiber (AscomDeviceHub) mit dem Motor oder FU kommuniziert.

 

[JPoepsel]

Hallo Christian,

Ich weiß nicht so richtig, wie Deine Frage gemeint ist. Bezieht sie sich eher auf die elektrische Verbindung zwischen PC und Dome bzw. Fokusser (das meinst Du mit FU, oder?!) oder auf die Softwareanbindung. Ich beantworte mal beides...

Zur Softwareanbindung:

Der AscomDeviceHub ist ja im Prinzip nur eine „Schaltzentrale“ mit etwas Eigenintelligenz. Am „Eingang“ verhält sich diese Zentrale wie ein Teleskop (und/oder auch wie ein Dome/ein Fokusser), am Ausgang kann er ein Teleskop, einen Dome und einen Fokusser ansteuern. Diesen AscomDeviceHub benötigt man nur, wenn die Software, die ihn steuert, diese bis zu drei ASCOM-Geräte nicht selbst ansteuern kann. Bei MaximDL z.B. ist das seit Jahren aber nicht mehr nötig, hier kann man alle drei Geräte im „Observatory-Control“ selbst anmelden und von dort aus steuern. Planetariums-Software, die nur ein Teleskop steuern kann, aber keinen Dome, profitiert z.B. von dem AscomDeviceHub, das z.B. außerdem auf Basis der Teleskop-Ausrichtung die Berechnungen für die Dome-Orientierung vornimmt.

Für den eigentlichen ASCOM-Dome-Treiber ist es aber egal, wer ihn ansteuert, ob der Hub oder eine Software direkt. Er ist für beide identisch.

Mein Dome-Treiber ist in VC++ geschrieben und steuert die Hardware aus historischen Gründen über ein Velleman USB-Interface-Karte K8055 an. Müsste ich das ganze neu entwerfen, würde ich vermutlich einen ESP32 (ggf. mit LAN Interface, um nicht vom WLAN abhängig zu sein) verwenden und diesen über ASCOM-ALPACA steuern. Dann fällt das Treiber-Programmieren der PC-Seite komplett flach und ein REST-Interface auf einem ESP32 zu implementieren, ist ein Klacks. Diese Lösung hätte z.B. den Vorteil, dass der ESP (also der Dome) auch unabhängig über das Internet erreichbar ist und z.B. bei einem PC-Ausfall im Robotic-Betrieb Sicherheitsfunktionen (Dach/Kuppel schließen) übernehmen kann.

Zur Hardware: Das K8055-Board ist einerseits mit einem Inverter FU6 der Fa. Maedler verbunden (Richtung und an/aus), der den Antriebsgetriebemotor (220V, drei Phasen) ansteuert. Anderseits ist an einen der Zähleingänge des K8055 ein Billigst-Drehimpulsgeber angeschlossen, der über ein Rad die Drehung des Domes abtastet. Ein weiterer Eingang des K8055 ist mit einem Taster verbunden, der von einem am Dome angebrachten „Nippel“ betätigt wird und als Home-Sensor dient.

Die Ansteuerung der Dome-Klappen ist etwas komplizierter (bidirektionaler Funk). Sie läuft aber letztlich auch über die K8055 Ein/Ausgänge. Details führen hier zu weit...

Ob man nun einen 220V-Drei-Phasen-Getriebemotor nebst Inverter verwendet oder ob es auch ein E-Scooter-Antriebsrad nebst BMDC-Treiberboard und Netzteil tut, ist zumindest eine Überlegung wert...

Ich hoffe, ich konnte etwas helfen.

CS

Josef
www.capella-observatory.com