สร้างตัวติดตามประตูโรงนาแบบใช้มอเตอร์: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

…ยิงดาว ดาวเคราะห์ และเนบิวลาอื่นๆ ด้วยกล้องที่ไม่มี Arduino, ไม่มีสเต็ปเปอร์มอเตอร์, ไม่มีเกียร์, เพียงแค่มอเตอร์ธรรมดาๆ หมุนแกนเกลียว ตัวติดตามประตูโรงนานี้จะหมุนกล้องของคุณในอัตราเดียวกับการหมุนของ โลกของเรา ซึ่งเป็นข้อกำหนดสำหรับการถ่ายภาพโดยเปิดรับแสงนาน แนวคิดนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ มีมาตั้งแต่ยุค 70 ในสมัยของฟิล์ม 35 มม. รุ่นของฉันอัปเดตเป็นมอเตอร์ไดรฟ์และเพิ่มลูกเบี้ยวแก้ไขเพื่อขจัดข้อผิดพลาดโดยธรรมชาติในเวอร์ชันดั้งเดิม โดยสังเขป วิธีทั่วไปในการทำเช่นนี้คือแผงบานพับเดี่ยว 2 แผ่นที่มีแกนเกลียวตรง แผงบานพับ 2 แผ่นที่มีแกนเกลียวโค้ง และรุ่นบานพับ 3 แผงแบบบานพับคู่ ทุกรุ่นสามารถขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ได้ แต่รุ่นที่ 2 ที่มีแกนโค้งมีมอเตอร์ที่ขับน๊อตผ่านเฟืองเกียร์ และคันโค้งจะอยู่กับที่ ตัวอย่างเครื่องมือติดตามคันเบ็ดโค้งของเดนนิส ฮาร์เปอร์https://sites.google.com/site/distar97/ เครื่องมือติดตามคันโค้งแบบละเอียดของ Gary Seronik ที่นี่ https://www.garyseronik.com/?q=node/52 ในที่สุด Dave Trott ผู้คิดค้นเครื่องติดตามสองแขน

ขั้นตอนที่ 1: ชิ้นส่วนและเครื่องมือ

ส่วนใหญ่ใช้เครื่องมือช่าง ยกเว้นใบเลื่อยวงเดือนเพื่อให้ได้ปลายบานพับที่สวยงามและเป็นเหลี่ยม ฉันยังใช้สว่านเจาะเพื่อเจาะรูสำหรับรางมอเตอร์แบบเลื่อนเพื่อให้ขนานกัน เช่นเดียวกับรูสำหรับแกนขับเคลื่อนเพื่อให้แน่ใจว่าตั้งฉากอย่างสวยงาม

• บานพับที่ดีพร้อมระยะใช้งานน้อยมาก ฉันเลือกใช้ทองเหลืองขนาด 63 มม. ตัวหนึ่งเมื่อเห็นความกว้างของแผ่นไม้ 69 มม.
• ส่วนหลักของเครื่องติดตาม ไม้สน 500 มม. 22 ม. X 69 มม.
• ตัวยึดกล้องขนาดประมาณ 300 มม. จากขนาด 22 มม. X 44 มม. (ไม้เนื้อแข็ง แข็งกว่าไม้สนอยู่แล้ว)
• สกรูเครื่องทองเหลือง 1/4" 20 แบบดัดแปลงสำหรับติดตั้งกล้อง
• น็อตและโบลต์ M8 สำหรับติดตั้งตัวยึดลูกเบี้ยวเข้ากับตัวเครื่อง
• คัน M6 ~ 90 มม. พร้อมน็อตปีกนกและแหวนรองสำหรับแกนเอียงในตัวยึดกล้อง
• น็อตและสลักเกลียว M6 ยาว 50 มม. สำหรับติดตัวติดตามเข้ากับขาตั้งกล้อง
• สกรูไม้ 16 ตัว บานพับ 6 ตัว และตัวเสริม 10 ตัวในตัวยึดกล้อง
• เขียงพลาสติกส่วน 70 มม. X 50 มม. สำหรับกล้องแก้ไขภาพ
• มอเตอร์ซิงโครนัส 1 รอบต่อนาที 230V AC
• 2 x แท่งเหล็กเพื่อให้พอดีกับแท่นยึดมอเตอร์ ในกรณีนี้คือ 4 มม.
• แกนเกลียว M6x1mm ยาว 135 มม. ซึ่งฉันได้ความยาว 90 มม. ที่ใช้งานได้ @ 1 มม. ที่แปลเป็น 90 นาที
• น็อตคัปปลิ้ง M6 สำหรับต่อเพลามอเตอร์กับแกนขับเคลื่อนด้วยพินแยกให้พอดี
• M6 Tee nut สำหรับแกนไดรฟ์ของบอร์ดด้านล่าง
• แท่นยึดที่ทนทานที่มีอยู่แล้ว เช่น ขาตั้งกล้องหรืออุปกรณ์ทำเองตามต้องการ โปรดจำไว้ว่าขาตั้งกล้องบางตัวมีชุดหัวเอียงแบบพลาสติกและส่ายไปมาในปริมาณที่พอเหมาะ

สิ่งที่ควรทราบเกี่ยวกับแกนขับ M6 มีขนาดปานกลางที่ดี M5 จะมีบานพับที่ยาวกว่า 185 มม. บานพับเพื่อขับระยะทางของแกนและอาจบอบบางมาก M8 จะแข็งแกร่งกว่า แต่จะต้องมีบานพับเพื่อขับระยะทางของแกน 285 มม. ซึ่งอาจเทอะทะมาก สุดท้ายนี้ กล้องก็เป็นข้อกำหนดเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง DSLR พร้อมรีโมทเพื่อใช้การตั้งค่า " bulb " สำหรับการเปิดรับแสงนาน ใน Nikon D70S ของฉัน ฉันใช้รีโมตอินฟราเรดเพราะกล้องไม่ยอมให้ตั้ง Bulb ด้วยตัวจับเวลา แต่จะแทนที่ด้วยการเปิดรับแสง 1/5 วินาที ที่กล่าวมา อาจเป็นไปได้ในทางทฤษฎีที่จะใช้ Canon PowerShot (ระยะการยิงจุด n) และโหลดด้วยซอฟต์แวร์ CHDK เพื่อใช้สคริปต์ตัววัดช่วงเวลา

ขั้นตอนที่ 2: การคำนวณบางอย่าง

วันดาวฤกษ์เฉลี่ยคือ 23 ชั่วโมง 56 นาที 4.0916 วินาที (23.9344696 ชั่วโมง) นี่คืออัตราที่ดาวฤกษ์โคจรรอบโลกของเราซึ่งเรียกว่าการเคลื่อนที่รายวันและเป็นอัตราการเดินทางที่จำเป็นในกลไกประตูโรงนา ดังนั้น 360°/23.9344696 = 15.041068635170423830908707498578° ต่อชั่วโมง = 0.250684477252840397181179164296° ต่อนาที เพื่อให้ตรงกับอัตรารายวัน แกนขับเคลื่อน M6 มีอัตราพิทช์ 1 มม. ใน 1 นาที เราจึงต้องคำนวณความยาวที่จำเป็นเพื่อให้ได้อัตรารายวันนั้น นั่นคือ 0.250684477252840397181179164296° ต่อนาที 1/(ตาล 0.25068447725284039718181179164296°)=228.55589mm

• M8 x 1.25 คันจะต้องมีระยะบานพับ 285.69486mm
• M5 x 0.8 คันจะต้องมีระยะบานพับ 182.8447mm

ขั้นตอนที่ 3: เริ่มการก่อสร้าง

ขั้นแรกให้ตัดความยาว 500 มม. ครึ่งหนึ่งและติดตั้งบานพับ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทุกอย่างเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสและเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ ตบแผงบานพับ 2 อันเข้าด้วยกันแล้วตะโกนว่า "แอ็กชัน" สองสามครั้งเหมือนที่ทำเมื่อสร้างภาพยนตร์ ถ้ามันส่งเสียงกระทบกันได้ดี ก็น่าจะทำงานได้ดีสำหรับตัวติดตามดารา

• ตอนนี้วัดจากศูนย์กลางของสลักบานพับลงตรงกลางกระดานแล้ววัด 228.55 มม. และทำเครื่องหมายรูแกนของไดรฟ์ ทำเช่นนี้บนกระดานทั้งสอง
• เจาะเฉพาะรูที่แท่นยึดด้านล่าง และค้อนในน็อตที M6
• ที่กระดานด้านบนให้ทำเครื่องหมาย 228.55 มม. ซึ่งจำเป็นสำหรับการจัดแนวลูกเบี้ยวแก้ไขพลาสติก
• ติดตั้งเพลามอเตอร์ในรูแกนขับเคลื่อนและทำเครื่องหมายตำแหน่งสำหรับตัวยึดแบบเลื่อน 2 อัน ต้องขนานกันและตั้งฉากกับบอร์ดเพื่อป้องกันไม่ให้มอเตอร์ยึดเกาะ รูเหล่านี้พอดีแน่นในรูขนาด 4 มม. และฉันบังคับน็อต M4 ที่ด้านบนของแต่ละอันเพื่อป้องกันไม่ให้หลุดออกจากด้านล่าง
• ณ จุดนี้ ฉันทำสิ่งที่แนบมาด้วยไม้เนื้อแข็งแบบแพน/เอียงสำหรับกล้อง หรือที่เรียกว่า AltAz ในแวดวงแอสโทร (ระดับความสูง/ แอซิมัท)

ขั้นตอนที่ 4: มอเตอร์

มอเตอร์ที่ใช้เป็นแบบซิงโครนัส 230v ac แบบซิงโครนัส 1 รอบต่อนาที ซึ่งแม่นยำมากเพราะอาศัยความถี่ 50 Hz ของแหล่งจ่ายไฟหลัก การใช้แบตเตอรี่ 12v ที่เหมาะสมกับอินเวอร์เตอร์ขนาดเล็ก โค้ก 100w สามารถแปลงรูปอินเวอร์เตอร์ได้เพียงพอ ช่วยให้กลไกทั้งหมดมีระดับของความคล่องตัวสำหรับการใช้งานกลางแจ้งเกินไป มอเตอร์เชื่อมต่อกับแกนขับเคลื่อนด้วยน๊อตคัปปลิ้ง M6 ซึ่งเจาะด้านหนึ่งเพื่อเอาแกนมอเตอร์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 มม. เมื่อเห็นว่าจะใช้สิ่งนี้ในการหมุนตามเข็มนาฬิกา ฉันก็ตรึงส่วนเกลียวของแกนขับด้วย เพื่อหยุดเพลาจากการคลายเกลียว เมื่อเปิดเครื่องแล้ว คุณต้องตรวจสอบว่ามอเตอร์หมุนไปทางใด เนื่องจากมอเตอร์สามารถหมุนตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกาได้เช่นกัน ในการใช้งาน สามารถเลื่อนราง 2 รางได้อย่างอิสระซึ่งโค้งเล็กน้อย แต่ไม่มีระยะหย่อนในการหมุน โดยที่ส่วนบนของแกนขับจะขี่บนลูกเบี้ยวถูกปัดเศษขัดให้เรียบและขัดเงา

ขั้นตอนที่ 5: กรณีของด้านตรงข้ามมุมฉากที่กำลังเติบโตและกล้องแก้ไข

เนื่องจากแผ่นกระดานเคลื่อนออกจากกันโดยแกนของไดรฟ์อยู่ในตำแหน่งคงที่ 90° จึงหมายความว่าแผงด้านบนทำหน้าที่เป็นด้านตรงข้ามมุมฉากในการกำหนดค่ารูปสามเหลี่ยมนี้จะต้องใช้เวลานานขึ้น ซึ่งจะทำให้แผงเปิดช้าลง เมื่อเวลาผ่านไปและเป็นสาเหตุของข้อผิดพลาดโดยธรรมชาติในอุปกรณ์นี้ 2 รูปสุดท้ายของบอร์ดบนที่ขี่บนแกนขับแสดงให้เห็นสิ่งนี้ได้ดี Frederic Michaud ค้นพบวิธีแก้ปัญหาที่ง่ายที่สุดวิธีหนึ่ง และเขาได้เขียนบทความที่ดีไว้ที่นี่ https://www.astrosurf.com/fred76/planche-tan-corrigee-en.html เขาเสนอลูกเบี้ยวซึ่งเป็นส่วนโค้งของวงกลมรัศมีของหมุดบานพับเพื่อขับระยะทางของตัวติดตามและให้ a-j.webp

แก้ไข 2019: เนื่องจากไฮเปอร์ลิงก์ที่ตายแล้วฉันจึงตัดสินใจแนบ-j.webp

ขั้นตอนที่ 6: การใช้และการตั้งค่า

ที่นี่ในซีกโลกใต้ การหาดาวขั้วโลกใต้เป็นภารกิจเล็กๆ ในตัวเอง อาจจะโชคดีกว่าเมื่อขอบเขตการจำของฉันมาถึง ดังนั้นงานของฉันจึงใช้ไม้โปรแทรกเตอร์และเข็มทิศ เข็มทิศระบุตำแหน่งใต้จริงเมื่อฉันเพิ่มค่าเอียงแม่เหล็กสำหรับตำแหน่งของฉันแล้ว และนำละติจูด (33°52 ) ของฉันไปแปลงเป็นองศา (33.867°) ทำให้ฉันมีความเอียงหรือระดับความสูงที่ฉันต้องเล็งไปที่บานพับติดตาม ฉันพิมพ์ออกมาโดยใช้ 2D cad และเพิ่มน็อตและด้ายสำหรับ inclinometer แบบ DIY เพื่อยึดกับสลักบานพับ ในการใช้งาน ฉันตั้งแผงให้เปิดที่มุมสูงสุด จากนั้น ฉันก็มองไปตามสลักบานพับไปทางทิศใต้แล้วเอียง ขึ้นที่มุมที่ต้องการสำหรับละติจูดของฉัน บานพับจะอยู่ทางซ้ายของฉันทางทิศตะวันออก โดยที่มอเตอร์อยู่ทางด้านขวามือไปทางทิศตะวันตก จากนั้น เมื่อเปิดมอเตอร์ ฉันแน่ใจว่ามอเตอร์ทำงานในทิศทางตามเข็มนาฬิกาโดยที่แผงปิด เมื่อปิดอุปกรณ์จนสุดแล้ว ฉันจะปิดเครื่องและถอดสปลิพินออกจากเพลาแล้วหมุนแกนไดรฟ์กลับขึ้นด้วยมือ ในระยะใกล้ Orions Belt (รูปที่ 1) การยิง F11 @ 100 วินาที @ iso 200 จะ ก็เพียงพอแล้วที่จะแสดงการยืดตัวของดาวฤกษ์ หากไม่ใช่เส้นทางที่แน่นอน ตัวติดตามก็อยู่ในแนวเดียวกัน กับเข็มทิศและไม้โปรแทรกเตอร์ ค่อนข้างมีความสุข ทั้งที่ยังไม่เจอดาวขั้วโลกใต้ สองตัวอย่างของการติดตามการเปิดและปิดในช่วงเวลา 5 นาที รูปสุดท้ายของเข็มขัด Orions มาจาก Canon PowerSHot A480 ของฉันโดยใช้ CHDK, 161secs @ iso 200 F4 ซึ่งกล้องบันทึกเป็นไฟล์ดิบ *. DNG โชคดี ฉันสามารถประมวลผลใน Adobe และบันทึกผลลัพธ์เป็น jpg