Construir um rastreador motorizado de porta de celeiro : 6 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

… Atirar estrelas, planetas e outras nebulosas, com uma câmera que é. Sem Arduino, sem motores de passo, sem engrenagens, apenas um motor simples girando uma haste roscada, este rastreador de porta de celeiro gira sua câmera exatamente na mesma taxa da rotação de nosso planeta, um requisito para tirar fotos de longa exposição. O conceito não é novo, existe desde os anos 70, na época do filme 35mm, minha versão o atualiza para motorização e adiciona uma câmera corretiva para remover o erro inerente à versão original. Resumidamente, as formas comuns de fazer isso são as placas de dobradiça única 2 com uma haste de rosca reta, as placas de dobradiça única 2 com uma haste de rosca curva e a versão de 3 placas de dobradiça dupla. Todas as versões podem ser motorizadas, mas a 2ª versão com a haste curva tem o motor acionando uma porca através da engrenagem e a haste curva é mantida parada. Um exemplo aqui do rastreador de haste curva de Dennis Harper.https://sites.google.com/site/distar97/ O rastreador de haste curva fina de Gary Seronik aqui https://www.garyseronik.com/?q=node/52 Finalmente Dave Trott quem inventou o rastreador de braço duplo.

Etapa 1: Peças e Ferramentas

Principalmente ferramentas manuais foram usadas com exceção de uma serra de esquadria para obter as extremidades para a montagem da dobradiça bem e quadradas. Também usei uma furadeira para fazer os furos para os trilhos deslizantes do motor de forma que fiquem paralelos entre si, bem como o furo para a haste de transmissão para garantir que ficasse bem perpendicular.

• Uma dobradiça decente com muito pouca folga, optei por uma de latão maciço de 63 mm visto que a largura da prancha era de 69 mm.
• A parte principal do rastreador, 500mm pinho 22m X 69mm.
• A montagem da câmera, aproximadamente 300 mm de 22 mm X 44 mm meranti (uma madeira dura, bem mais dura do que pinho, de qualquer maneira)
• Um parafuso de máquina modificado de 1/4 "20 de latão para a montagem da câmera.
• Porca e parafuso M8 para montar a montagem do came no corpo principal.
• Haste M6 ~ 90mm com porcas borboleta e arruelas para o eixo de inclinação na montagem da câmera.
• Porca e parafuso M6 de 50 mm de comprimento para prender o rastreador ao tripé.
• 16 parafusos de madeira, 6 para a dobradiça e 10 para reforços na montagem da câmera.
• Uma seção de 70 mm X 50 mm de placa de corte de plástico para o came corretivo.
• Um motor síncrono de 230 Vca de 1 rpm.
• 2 x hastes de aço para ajustar os suportes do motor, 4 mm neste caso.
• Haste roscada M6x1mm com 135mm de comprimento, da qual obtenho um comprimento útil de 90mm, passo de 1mm que se traduz em 90min
• Porca de acoplamento M6 para conectar o eixo do motor à haste de transmissão com pinos de divisão para encaixar.
• Porca em T M6 para a haste de acionamento da placa inferior.
• Uma montagem robusta existente, como um tripé de câmera ou uma engenhoca DIY para se adequar, tenha em mente que alguns tripés têm um conjunto de cabeça de inclinação de pan de plástico e oscilam bastante.

Algo a se notar com a haste de acionamento, M6 é um bom tamanho médio, M5 teria um comprimento de placa menor de 185 mm de dobradiça para conduzir a distância da haste e, possivelmente, muito frágil, M8 seria mais robusto, mas precisaria de uma dobradiça para conduzir a distância da haste de 285 mm que pode se tornar muito volumoso. Por último, uma câmera também é um requisito, de preferência uma DSLR com controle remoto para usar a configuração "bulb" para longas exposições. Na minha Nikon D70S eu uso um controle remoto infravermelho porque a câmera não permite a configuração do bulbo com o temporizador, ele apenas substitui com a exposição de 1/5 seg. Dito isso, pode ser teoricamente possível usar uma Canon PowerShot (alcance de apontar e disparar) e carregá-la com o software CHDK para utilizar os scripts de intervalômetro.

Etapa 2: alguns cálculos

Um dia sideral médio é de 23 horas 56 minutos 4,0916 segundos (23,9344696 horas), esta é a taxa na qual as estrelas parecem girar em torno de nosso planeta denominado movimento diurno e é a taxa de deslocamento necessária no mecanismo da porta do celeiro. Portanto, 360 ° / 23.9344696 = 15.041068635170423830908707498578 ° por hora = 0,25068447725284039718181179164296 ° por minuto para corresponder à taxa diurna. A haste de acionamento M6 tem uma taxa de passo de 1 mm em 1 min, então precisamos calcular o comprimento necessário para atingir essa taxa diurna, ou seja, 0,25068447725284039718181179164296 ° por min. 1 / (tan 0,25068447725284039718181179164296 °) = 228,55589mm Bom saber:

• A haste M8 x 1,25 precisaria de uma distância da haste à dobradiça de 285,69486 mm
• A haste M5 x 0,8 precisaria de uma distância da haste à dobradiça de 182,8447 mm

Etapa 3: a construção começa

Corte primeiro o comprimento de 500 mm ao meio e monte a dobradiça. Certifique-se de que tudo está alinhado e se move livremente, bata as duas placas articuladas juntas e grite "ação" algumas vezes, como fazem ao fazer filmes, se fizer um bom som de estalo deve funcionar bem para um rastreador de estrelas.

• Agora meça 228,55 mm do centro do pino da dobradiça até o meio da placa e marque os orifícios da haste de transmissão, faça isso em ambas as placas.
• Apenas faça o furo na placa estacionária inferior e martele na porca T M6.
• Na placa superior, faça a marca de 228,55 mm que será necessária para alinhar o came de correção de plástico.
• Encaixe o eixo do motor no orifício da haste de acionamento e marque as posições para os 2 suportes deslizantes. Eles precisam ser paralelos entre si, bem como perpendiculares à placa para evitar que o motor emperre. Eles se encaixavam perfeitamente em orifícios de 4 mm e forcei uma porca M4 em cima de cada um para impedir que caíssem na parte inferior.
• Neste ponto, criei o acessório de madeira maciça de panorâmica / inclinação para a câmera, também conhecido como AltAz nos círculos astronômicos. (Altitude / azimute)

Etapa 4: o motor

O motor usado é um síncrono de 230 V CA de 1 rpm que é muito preciso, pois depende da frequência de 50 Hz da alimentação CA principal. Usando uma bateria de 12 V adequada com um pequeno inversor, os inversores em forma de lata de 100 W são mais do que adequados, permitindo a todo o mecanismo um grau de mobilidade para uso em exteriores também. O motor foi conectado à haste de acionamento com uma porca de acoplamento M6 que tinha um lado perfurado para tirar o eixo do motor de 7 mm de diâmetro, visto que vou usar isso em uma rotação no sentido horário, eu fixei a parte roscada da haste de acionamento também para impedir que o eixo se desenrosque. Depois de ligar a alimentação, você precisa verificar para que lado o motor está girando, pois ele também pode girar no sentido horário ou anti-horário. Em uso, desliza livremente pelos 2 trilhos que se flexionam um pouco, mas sem folga rotacional. Onde a parte superior da haste de acionamento passará no came foi arredondado sobre lixado liso e polido.

Etapa 5: o caso da hipotenusa em crescimento e da câmera corretiva

Devido ao fato das placas se afastarem com a haste de acionamento em uma posição fixa de 90 °, é certo que a placa superior que atua como hipotenusa nesta configuração triangular deve se alongar com o tempo, o que faz com que as placas abram mais lentamente conforme o tempo avança e é a fonte do erro inerente a este dispositivo. As últimas 2 fotos da placa superior montada na haste de transmissão ilustram bem isso. Uma das soluções corretivas mais fáceis foi descoberta por Frederic Michaud e ele faz um bom artigo aqui. https://www.astrosurf.com/fred76/planche-tan-corrigee-en.html Ele propõe um came que é o involuto de um círculo, o raio do pino da dobradiça para conduzir a distância da haste do rastreador e fornece uma-j.webp

EDITAR 2019: devido a hiperlinks mortos, decidi anexar o arquivo-j.webp

Etapa 6: Uso e configuração

Aqui no hemisfério sul, encontrar a estrela polar do sul é uma missão pequena em si, talvez melhor sorte quando minha mira chegar, então meu trabalho usa um transferidor e uma bússola. A bússola indica o sul verdadeiro depois de adicionar a declinação magnética para minha localização e, tomando minha latitude (33 ° 52 "), convertendo para graus (33,867 °) me dá a inclinação ou altitude que preciso para apontar a dobradiça dos rastreadores. Isso eu imprimi usando 2D cad e adicionei uma porca e rosca para um inclinômetro DIY para segurar contra o pino da dobradiça. Em uso, eu coloco as placas abertas no ângulo máximo, eu então olho ao longo do pino da dobradiça para o sul e inclino-o no ângulo necessário para a minha latitude, a dobradiça estará à minha esquerda no leste com o motor no lado direito para o oeste. Então, ao ligar o motor, certifico-me de que ele está funcionando no sentido horário com as placas fechando. Uma vez que o dispositivo está totalmente fechado, eu desligo a energia e removo o pino dividido do eixo e giro a haste de acionamento de volta com a mão. No close do Orions Belt, (1ª foto) uma tomada F11 @ 100 seg @ iso 200 seria foram suficientes para mostrar algum alongamento da estrela, senão uma trilha definitiva, o rastreador foi alinhado d com uma bússola e um transferidor muito feliz, embora eu ainda não tenha encontrado a estrela polar do sul. Dois exemplos de rastreamento ligado e desligado em uma exposição de 5 min. A última foto do cinto Orions é da minha Canon PowerSHot A480 usando CHDK, 161secs @ iso 200 F4 que a câmera salvou como um arquivo raw *. DNG. Felizmente, consegui processá-lo em Adobe e salvei o resultado como um jpg.