Selbstbau einer automatischen Kuppelnachführung

Status
Es sind keine weiteren Antworten möglich.
jenspj57

jenspj57

Mitglied
Hallo zusammen,
hier möchte ich nach und nach beschreiben, wie ich eine automatische Kuppelnachführung realisiert habe.

Das Problem:
Schon lange nervte mich, dass bei langen photometrischen Aufnahmeserien regelmäßig der Kuppelspalt überprüft werden musste, damit die Öffnung des 14“ MEADE nicht durch den Rand des Kuppelspalts abgeschattet wird. Der Weg vom nachts warmen Kontrollraum führt über eine Dachterrasse bis zur Kuppel. Die Downloadzeit von 30 Sekunden war für eine Kontrolle recht knapp bemessen.
Im Verein haben wir schon seit mindestens drei Jahren auf unseren Monatstreffen darüber debattiert, wie das am besten zu bauen ist. Reedkontakte am Kuppelrand, Montierungswerte auslesen und aus einer Matrix die richtige Spaltposition erhalten. Alles ging irgendwie nicht recht voran.
Im letzten Jahr nahm ich mich der Sache wieder an. Nach vielen Versuchen mit Ultraschallsensoren bin ich letztendlich dank Matthias Ideen bei den IR Sensoren (E18-D80NK) gelandet, die auf dem Teleskop montiert werden sollten. Damit diese näher an den Kuppelspalt kommen lag es nahe, gleichzeitig eine neue Taukappe zu verwirklichen. Bisher hatte ich eine weiche aus Moosgummi.

Fortsetzung folgt ...
CS Jens
 
Super interessant, im Maschinenbau arbeiten wir auch nur so für Simple abfragen.
Bin gespannt, wie es läuft. Bilder hier und da nicht vergessen :)
 
Selbstbau einer Taukappe aus Alublech:
Aus einem 1 mm starken Alublech habe ich die Taukappe gebaut. Ohne große Hilfsmittel habe ich das zuvor errechnete Rechteckblech zum Rohr biegen können. Meine Idee war dann, es zu verlöten. Extra Alulot sollte das möglich machen. Mit Pflastersteinen fixiert, versuchte ich den schmalen Spalt, der in der Stoßkante der Blechenden entstand zu verlöten. Das Problem war jedoch, dass sich das Blech durch die Erwärmung derart stark ausdehnte. Der Spalt wurde dadurch ganz schnell an einigen Stellen zu breit, um ihn noch Verlöten zu können. Ich habe dann Zweikomponentenkleber genommen. Das ging schnell und hält mit Gewebetape verstärkt bisher auch gut. Für die zwei Sensoren habe ich kleine Aluwinkel geformt, mit der Lochbohrung versehen und aufgeklebt. Innen bekam die Taukappe eine Filzverkleidung, die jedoch nicht bis an den Teleskoprand reichen sollte. Hier blieben ca. 5 cm sichtbares Alublech. Genau an dieser Stelle habe ich auf die Außenseite der Taukappe den Widerstandstraht für die Heizung verlegt. Dieser wurde in Gewebetape eingebettet. Um nun die Wärme nicht nach außen zu verlieren sondern sie mehr in die Taukappe zu leiten, habe ich die Taukappe außen komplett mit Moosgummi überzogen. Die noch sichtbaren 5 cm Alublech innen habe ich nach Sandpapierbearbeitung und Acetonreinigung mit Schultafelfarbe geschwärzt. Mal abwarten wie lange das hält.
Beschreibung-k.jpg


Fortsetzung folgt ...
CS Jens
 
Zuletzt bearbeitet:
Programm zum Steuern:
Hier habe ich ein Programm für zwei Sensoren geschrieben. Ein „Frontsensor“ der mit der Teleskopbewegung den Rand erfasst und dadurch die Kuppel in Bewegung setzt bis der „Backsensor“ den anderen Rand erfasst und den Kuppelmotor wieder ausstellt. Im Netz findet jeder schnell die nötigen Programmbausteine, die logisch verknüpft eben ein wiederkehrendes Abfragen des Frontsensors mittels einer Schleife erzeugen, so lange bis dieser Sensor eben ein Signal ausgibt (= Kuppelspaltrand erkannt). Dann wird der Kuppelmotor über ein Relais angeschaltet (Kuppeldrehung) und das Programm läuft weiter. Findet der Backsensor auch über eine Schleife schnell abfragend den anderen Kuppelspaltrand wird der Motor über das Relais wieder abgeschaltet (Belichtungszeit). Danach beginnt das Programm von vorn. Das ganze habe ich in eine ARDUINO Nano kopiert.
2019-08-30 Arduino Nano Schaltplan.jpg


Programm.jpg

Fortsetzung folgt ...
CS Jens
 
Zuletzt bearbeitet:
Aufbau auf dem Teleskop:
Mit einem Arduino Uno Versuchsaufbau liefen erste Test unbefriedigend. Die Reflektion des schmalen Metallrahmens am Kuppelspalt in Verbindung mit Industriefilz in der Kuppel reichte einfach nicht aus, um den Rand sicher zu erkennen. Manchmal schaut das Teleskop eben ganz schräg durch den dann weiter entfernten Spalt! Versuche mit 3M Scotchlite brachten eine
100 %ige Erkennung.
Fortsetzung folgt ...
CS Jens
 
Das Signal vom Teleskop auf den Kuppelrand übertragen:
Die Idee, eine Funkstrecke aufzubauen, kam von Matthias auf den Stammtischabenden. Einen kleinen Handsender mit Empfängerrelais hatte er schon besorgt. An dieser Stelle auch Dank an Clemens, der mich in Sachen Funk beraten hat. Ich habe mir einen Arduino 433 MHz Sender mit Empfänger gekauft und mit letzterem zunächst das Signal des Handsenders aufgezeichnet, so dass ich den Code in das Programm für die Nano übernehmen konnte. Klingt einfach, klappte auch sofort. Den Empfänger mit dem Relais habe ich oben in der Kuppel befestigt und an die Motorsteuerung angeschlossen.
Soweit erst einmal mein Bericht.
Teleskopaufbau mit Taukappe-k.jpg

Jetzt muss sich das System in der kommenden Saison beweisen.

CS Jens
 
Hallo,

ein tolles Projekt. Da ich den Verdacht habe, dass die im Moment noch im Keller befindliche alte Kuppelstuerung, meines noch aufzubauenden 3m Scopedomes in der Version 2, möglicherweise nur eine einfache, aber keine nachgeführte Rotation der Kuppel unterstützt, habe ich das Thema gleich mal per Lesezeichen "gesichert" und hoffe sehr auf positive Schilderungen des Einsatzes in der nächsten Saison.
3M Scotchlite ist sicher nicht schlecht, aber ich stelle mir vor, dass es da vielleicht doch ein paar Streulichtprobleme mit dem Lichtwahn der Nachbarn geben könnte. Ein IR-helles Material wäre hier vielleicht die bessere Lösung. Mal sehen was sich so findet.


MfG

Rainmaker
 
Hallo Jens,

an dieser Stelle auch ein herzliches Danke schön an Dich, der Bericht und auch die Bilder sind sehr gut!

Gruß, Jürgen
 
Hallo Rainmaker,
das mit der Infrarotstrahlung war ja der Grund, weshalb ich zunächst mit Ultraschall experimentiert habe. Die jetzige Erfahrung, dass die IR-Sensoren den Filz auf der Kuppel im direkten gegenüber nicht erkennen, lassen ja vermuten, dass die von der 3M-Folie abgegebenen IR-Streustrahlen über die Reflektion an der Taukappeninnenwand aus Filz vernachlässigbar werden. Trotzdem - ich mache mal Versuche und berichte darüber.

Folgende Idee:
Ich habe noch IR-Sensoren und mache mal Versuche mit einem IR-Sensor, den ich nachts im dunklen Kuppelgewölbe direkt im 45°-Winkel in die Taukappe strahlen lasse und dazu Vergleichsaufnahmen ohne 45°-IR-Sensorbestrahlung an die dunkle Filzinnenkuppel. Wenn sich da kein Unterschied zeigen sollte, wäre das für mich völlig ausreichend.
Hast du noch andere Vorschläge?
Danach sehen wir weiter ...

LG Jens
 
Hallo Jens,

mir ging es weniger um die IR-Strahlung, als vielmehr um die störenden Reflektionen der ganzjährigen Weihnachtsbeleuchtung meiner lieben Nachbarn. Mit der Kuppel versuche ich gerade einen Teil des Lichtes auszusperren und so ein hochreflektives Band würde halt den Spalt bei der visuellen Beobachtung immer schön hervorheben. Ein rotes Band würde das Problem wohl etwas verringern, aber es wäre wohl immer noch gut sichtbar.
Leider habe ich bisher keine Band gefunden, dass nur IR reflektiert, also IR-hell ist. Geben tut es solche Materialien, aber wahrscheinlich suche ich im Moment noch an den falschen Stellen und nach den falschen Materialien.


MfG

Rainmaker
 
Hallo!
Das Problem kommt mir sehr bekannt vor. Mehr els einmal habe ich mich über das scheinbar schlechter werdende Wetter gewundert...

Arbeiten moderne Kuppelsteuerungen nicht über Azimutberechnungen? Ich bin kein Programmier-Spezi für Arduino oder Raspi. Aber wenn man der Fernrohrsteuerung die eingestellte Position entlocken könnte, ließe sich daraus mit einer einfachen Koordinatentransformation der Azimut ermitteln. Der Kuppelantrieb braucht dann einen Nullpunktsensor und einen Drehwinkelgeber, damit er weiß, wo die Kuppel steht. Schon könnte er die Kuppel auf den Soll-Azimut drehen.

Man könnte dann auf sämtliche IR-Quellen und Reflexionsstreifen verzichten. Sowas würde ich, ehrlich gesagt, auch nur ungern in der Kuppel haben.

Gibt es da schon Eigenbau-Lösungen?

Gruß
Niko
 
@WUNNI: Ja. das ist aktuell das übliche Verfahren. Ist auch in ASCOM so integriert, das die Kuppel dem Teleskop "folgt".
Und ja korrekt, die Kuppel muss natürlich ihre Position anhand Drehgeber und Referenzposition melden können.

Aber "einfach" finde ich die Azimutberechnung nicht. Bei äquatorialen Montierungen hat der Tubus ja einen Offset in mind. 2 Dimensionen, der mit betrachtet werden muss. Im Zenit kann es auch problematisch sein, je nach dem wie viel/wenig der Spalt über den Zenit geht.

Gruss
Torsten
 
@WUNNI: Die Teleskopposition sollte sich über ASCOM auslesen lassen. Bei einer Gabelmontierung wäre die Kuppelspaltposition einfach zu errechnen. Anders bei uns:
1. Die Teleskopsäule steht nicht im Zentrum der Kuppel sondern nach Süden versetzt.
2. Die Teleskopöffnung blickt bei einer parallaktischen Montierung mit Abstand um die Polachse herum durch den Spalt. Dieser Abstand zum Drehpunkt der Polachse ist mal links bis über der Säule (bei Beobachtung von S über W bis N), mal über bis rechts der Säule (bei Beobachtung von N über E bis S). Irgendwie fast immer schräg durch den Spalt.
Wie @Skywalker schon schreibt ist das nicht "einfach" zu berechnen. Deshalb hatte ich mal vor, über eine Matrix das Problem zu lösen. Dabei sollten enge Teleskoppositionbereiche einer fest definierten Kuppelspaltstellung zugeordenet werden. Vielleicht bekomme ich noch einmal Lust, diese Idee erneut anzugehen.
Mein eingangs geschildertes Problem sollte nun aber eine Lösung erfahren. Es wird mit meiner Lösung in den Griff zu bekommen sein. Meine Lösung ist nicht für eine Remote-Sternwarte gedacht. Wenn ich das Beobachtungsobjekt wechseln will, schalte ich mein System für die Wechselzeit aus. Danach muss ich ggf. die Sensoren umstecken, weil nach dem Umschlagen des Teleskops der Backsensor zum Frontsensor wird und umgekehrt.
Auch kann ich bei Beobachtungen über dem Himmelspol die Drehrichtung der Kuppel von Recht- auf Linkslauf umschalten.

LG Jens
 
Hallo Micha,

diese Baubeschreibung kenne ich von der Internetseite der Sternwarte Borchen. Ich denke der berufliche Hintergrund lässt vieles einfacher erscheinen. Allein hätte ich da sicher lange, sehr lange dran gebastelt. Einen baugleichen Regensensor haben wir auch schon vor Jahren installiert.

LG Jens
 
Status
Es sind keine weiteren Antworten möglich.
Zurück
Oben