Selbstbau Sky Quality Meter - einfach & günstig

astro_alex80

Mitglied
Hallo Astro-Freunde,

Schlechtwetterzeit = Bastelzeit...

Da ich in deutschsprachigen Foren noch nichts zu dem Projekt gefunden habe, möchte hier kurz den Selbstbau eines Sky Quality Meters vorstellen und zum Nachbau animieren, da sehr einfach zu realisieren (auch für Nicht-Elektroniker) und ggü. Kaufvarianten deutlich günstiger.

Ein GPS-Modul zur Eingabe genauer Daten für die Goto-Montierung bekommt man, für ein paar Euro, auch gleich mit dazu.

Ich will mich nicht mit fremden Federn schmücken, dass ganze Projekt stammt von Robert Brown (Neuseeland) und ist sehr ausführlich inkl. Teileliste unter
https://sourceforge.net/projects/arduinomysqmskyqualitymeter

dokumentiert. Alle benötigten Dateien inkl. Code sind dort zu finden und der Aufbau ist, wie gesagt, wirklich einfach.

Erfahrung mit einem Arduino braucht man absolut keine, es ist alles fertig. Es gibt sogar ein kleines Windows-Programm zum Auslesen der Daten, sofern man das SQM mit dem PC auslesen möchte. Leiterplatten ätzen, etc. muss man aufgrund der wenigen Bauteile ebenfalls nicht, selbst eine „fliegende“ Verdrahtung sollte genügen.

Benötigt wird:
1 x Arduino Nano mit USB Anschluss (ca. 25-30€)
1 x NEO 6M GPS Modul (zw. 8-10€, wer keinen Wert auf Auslesen der GPS Daten legt, kann das SQM auch ohne GPS Modul bauen)
OLED Display (ca. 8-10€)
TSL 237 Lichtsensor (um 3-4€ - jedoch nur über Elektronikversender erhältlich, die bis zu 20€ Versand aufrufen, dann aber sehr schnell liefern ;-) )
1 x LDR GL 5528 Fotowiderstand (10er Pack um 2€)
1 x 100nF (0,1 µF) Kondensator (0,20 €)
1 x 10 kOhm Widerstand (wenige Cent)
1 x Reflektor bzw. LED-Linse (10er Pack um 5€)
1 x IR-Sperrfilter (ich habe 2 bei www.vision-dimension.com in Kiel bestellt, Maße 9,5 mm x 0,3 mm - 17€ inkl. Versand)

Die Teile bekommt man bei verschiedenen Anbietern auf Ebay oder Amazon, meist mit kostenlosem Versand. Manchmal wird auf Ebay als Artikelstandort für Elektronikkomponenten zuerst China angezeigt, da entsprechend schauen bzw. nach Artikelstandort filtern, dass man die Teile, nach Möglichkeit, von irgendwo in Deutschland bezieht.

Den TSL 237 habe ich auf mouser.de bestellt. Ich hatte dabei, aus Unachtsamkeit, einen Fehler gemacht und den Sensor in SMD Variante bestellt. Das war aber auch kein Problem, ich habe einfach die benötigten 3 Drähtchen an den Sensor angelötet.

Die in der Dokumentation noch angegebene externe Stromversorgung und den Ein/Aus-Schalter habe ich weg gelassen. Da das SQM bei mir sowieso nur am Laptop hängen soll und durch die geringe Stromaufnahme der einzelnen Bauteile, reicht die Spannungsversorgung des Arduino über USB völlig aus. Ich habe dazu auch kurz mit Robert per Mail geschrieben.

Funktionsweise ist folgende:
Der TSL 237 Sensor erzeugt abhängig von der Helligkeit bzw. Strahlungsdichte eine Frequenz zwischen 0 und mehreren Kilohertz, linear ansteigend, die der Arduino ausliest. Der Sensor macht das linear mit einer Genauigkeit von +/- 1% was mehr als ausreichend ist und somit eine aufwendige Kalibrierung spart.
Der Fotowiderstand GL 5528 ist lediglich verbaut, um bei geringer Helligkeit die Messdauer zu verlängern, um ein genaueres Ergebnis zu erhalten, hat aber keinen Einfluss auf die Messung selbst.
Da der TSL 237 Sensor ähnlich einer CCD bis in den IR Bereich empfindlich ist, wird der IR-Sperrfilter benötigt, da wir ja sichtbares Spektrum messen möchten.
Die Linse vor dem Sensor ist wie bei den käuflichen Varianten, um den erfassten Himmelsbereich einzugrenzen, z.B. auf 20°. Das vor dem Hintergrund, dass der Sensor auch an der Seite eine gewisse Empfindlichkeit hat, was das Messergebnis ungenauer machen würde.

Unten ein Bild des wirklich einfachen Schaltplans und hier ein Foto im Live-Betrieb.

Ich muss das ganze jetzt noch in ein Gehäuse packen und wollte den Arduino, den Display und das GPS-Modul statt auf dem Steckbrett auf eine einfache Lochplatine löten.

Besonders zu beachten gibt es nichts, lediglich beim Zusammenbau muss man den Sensor von den recht hellen Status-LEDs des Arduino und GPS Moduls möglichst gut abschotten. Das sollte aber mit ein paar Lagen Gewebeband, ausreichend gut, möglich sein. Auf dem Foto habe ich den Lichtsensor, schön dilettantisch, einfach in etwas Schrumpfschlauch gepackt um die Änderung des SQM Werts zu sehen.
Ein Praxistest und idealerweise Vergleich mit einem käuflichen SQM steht noch aus.

Da aber im, ebenfalls sehr gut dokumentierten, Arduino-Code ein paar Voreinstellungen geändert werden können, kann die Messung bzw. Ergebnis bei Abweichung von einem käuflichen SQM angepasst werden.
Ich bin sicher die Voreinstellungen sind bereits gut, jedoch kann man so selber die Kalibrierung verbessern, was dann auch nur einmal nötig wäre, da der Code ja fest im Arduino gespeichert wird.

Durch das eingebaute GPS Modul kann man sich als mobiler Astro-Kollege einen guten Überblick über seine verschiedenen Beobachtungsplätze verschaffen. Ein gewaltiger Vorteil ist, wie schon am Anfang erwähnt, dass man die GPS Daten auch gleich zur genauen Synchronisierung der eingesetzten GOTO-Montierung nutzen kann.
Damit spart man sich dann auch, die meiner Meinung, im Verhältnis unverschämt teuren (weil Artikel für wenige Euro verbaut) GPS-Module für die einzelnen Montierungen ebenfalls.

Eine Sache muss ich mir noch anschauen. Ich nutze APT als Aufnahmesoftware. APT kann den Wert eines angeschlossenen SQM auslesen und im Namen der Bilddatei speichern (bestimmt auch im FITS Header) bzw. den SQM Wert als Kurve anzeigen. Damit kann man dann über eine nächtliche Belichtungsserie hinweg, auch gleich die Himmelsqualität mit erfasst.

Wer Fragen hat oder wen die umfangreiche Dokumentation etwas abschrecken sollte, kann sich gerne bei mir melden.

Beste Grüße,
Alex

Schaltplan:



Live-Betrieb:
 

MichaTH

Mitglied
Hallo Alex,


Danke dass du dieses tolle Selbstbauprojekt mit uns teilst.

Da mein Power Tank Selbstbau nun nahezu abgeschlossen ist werde ich mich wohl als nächstes an so ein Teil machen.


Gruß

Micha.

 

Julien

Mitglied
Hallo Alex,

das klingt sehr sehr interessant, was du hier vorgestellt hast. Werde bestimmt probieren.

Viele Grüße,

Julien
 

Bingoin

Mitglied
Hallo Alex,

schließe mich dem Lob meiner Vorredner an und sage Danke dafür, dass Du dieses Projekt hier postest! Jetzt brauche ich nur noch Zeit ;-) ...

Gruß, Jürgen
 

astroh

Mitglied
Hallo in die Runde!

Da ich auch immer wieder mal was zum basteln suche, ist dieses Projekt genau das richtige. Die 20,-€ Versand für den TSL237 sind aber ganz schön happig. Wenn es Interessenten gibt, könnte man ja eine größere Menge bestellen und so die Versandkosten teilen. Was haltet ihr von dem Vorschlag?

Viele Grüße
Horst
 

astro_alex80

Mitglied
Hallo Horst,

ja, die 20€ sind schon happig, zumal der Artikel selbst ja erschwinglich ist.

Bin auf jedenfall mit 2 Exemplaren dabei.

Ich hatte ja fälschlicherweise die SMD Variante bestellt, die zum Testen okay ist - aber für normalen Betrieb wahrscheinlich in Punkte Lichtaufnahme-Fläche zu sehr vom größeren Modell abweicht.

Beste Grüße,
Alex
 

astroh

Mitglied
Hallo Alex,

habe es mal durchgerechnet: 10 Stück kosten dann 56,-€.
2 würden dann 11,10€ (mit Briefporto -,70€) kosten.
Mal sehen, ob sich noch jemand meldet.
Das hier ist doch dann der richtige Typ "TSL237S-LF".

Gruß
Horst
 

Julien

Mitglied
Hallo,

ich habe fast alle Teile bei Aliexpress vor ein paar Tage bestellt.

Es fehlt mir nur noch die Reflektor bzw. LED-Linse. Als IR-Sperrfilter, werde ich erst mal mit einem Sperrfilter aus einer modifizierten DSLR probieren.

Bis her, gesammte Preis ~17€ (Arduino + GPS Modul + OLED + TSL 237 + GL 5528 Fotowiderstand). Das TSL z.B: 4.8€ ( link).
Alles Kostenloser Versand.

Meine Erfahrung aus anderen Projekte: 3 bis 4 Woche dauert die Lieferung. Für den Preis, lohnt es sich.

Viele Grüße,

Julien
 
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Michael_Haardt

Mitglied
Die Minimalversion wäre ein FT232 in async 245 mode mit einem Sensor und dem Abblockkondensator dran. Die Auswertung würde dann der PC machen.

Michael
 

astroh

Mitglied
Hallo,

es zeigt sich doch Interesse. Wenn ich richtig liege haben sich Marc, Jürgen, Christian, Michael, Alex und natürlich ich gemeldet. Da der Artikel auch bei Mouser nicht vorrätig ist müssen wir warten. Liefertermin ca. 17.01.17. Ich melde mich wenn es soweit ist, um dann die Formalitäten aus zu tauschen.

Bis dahin
Horst
 
Hallo Horst,
ich schleiche virtuell schon ein paar Tage um diesen Thread... ach weißt Du was, ich bin auch mit 2 Stück dabei, wenn es noch geht :)
 

astro_alex80

Mitglied
Hallo,

freut mich, dass das kleine Projekt auf Interesse bei Euch stößt.

Habe gerade auf sparkfun.com gesehen, dass die den TSL237S-LF für 2,79€ das Stück vorrätig haben und 12 Stück (habe ich jetzt mal eingegeben) inkl. Versand 59€ machen. Versand via UPS mit Laufzeit 2-3 Werktage.

Also 2 Stück für 10,50€ inkl. Briefporto Dtl.

Was meint ihr?

Grüße,
Alex
 

astroh

Mitglied
Hallo Alex,

da wir schon 7 Leute sind, reichen 12 Stück nicht. Bei Mouser komm ich dann auf einen Preis von etwa 6,50€ mit Porto bei 2 Stück und einer Bestellmenge von 20.

Wir können uns ja noch abstimmen.

Gruß
Horst
 

astro_alex80

Mitglied
Hallo Horst,

ich hatte nicht genau gezählt, wie viele wir brauchen.

Ich würde vorschlagen, wir warten heute und morgen noch ab, falls noch jemand Interesse hat und wenn für dich okay, bestellst du die dann bei mouser.

Wir können dann ja eine kleine Gruppe via PN aufmachen, wo du uns deine Details wegen Bezahlung gibst und wir dir unsere Adressen.

Passt?

Gruß,
Alex
 

echni

Mitglied
Habe den Thread erst heute gesehen.

Bin auch mit zwei Stück dabei wenn es noch möglich ist!

Gruß
Dieter
 

astroh

Mitglied
Hallo Dieter und Erik,

Ihr seit auch mit auf der Liste.

Es sind jetzt 20 Stück vorbestellt. Werde dann heute die Bestellung aufgeben.

Gruß
Horst
 

astroh

Mitglied
Hallo,

habe die Bestellung jetzt aufgegeben und dabei festgestellt, dass zum Schluss noch die MSt. dazu kommt.
Damit sind es nun für 2 Stück 7,20 mit Versand.
Ich melde mich wenn die Ware da ist.

Viele Grüße
Horst
 

Julien

Mitglied
Hallo Horst,

warum bestellst du nicht bei Aliexpress? Ich habe dort alle Teile zusammen für < 20€ gekriegt und sogar mit kostenlosem Versand.

- Arduino: 1.85€
- Ublox NEO 6M GPS Modul: 7€
- OLED Display 128X64 0,96": 2.4€
- TSL 237 Lichtsensor: 4.81€
- LDR GL 5528 Fotowiderstand: 0.57€

Viele Grüße,

Julien
 

Bingoin

Mitglied
Hallo,

finde den Vorschlag von Julien ganz gut. Vielleicht kann man ja auch ein "Komplettset" anbieten zum Selberlöten? Würde die Einzelbestellerei
mit Mindestabnahmen o.Ä sowie Portokosten (er-)sparen.

Auch fertig programmierte Arduinos wären eventuell für den einen oder anderen praktisch (der Programmierer könnte ja eine kleine Aufwands-
entschädigung dafür bekommen).

Nur so'n Vorschlag...

Gruß, Jürgen
 
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