Самодельная монтировка
Добавлено: 22 окт 2010, 00:53
Простой самодельный астрограф.
Думаю, каждый любитель астрономии когда-нибудь попадал под такое небо, когда жалел, что с собой нет астрографа. Наверняка многие хотели бы иметь небольшой и лёгкий астрограф, который можно взять с собой в отпуск, поход, командировку. У меня такое желание возникло после созерцания из Крыма центра нашей галактики. Поскольку в магазинах не продавали астрографов, отвечающих моим требованиям, я решил сделать астрограф сам.
Что получилось, можно посмотреть на фото.
Астрограф имеет настольное исполнение, он смонтирован на фанерной дощечке размером 120х135 мм. Снизу к дощечке прикручен фанерный упор, наклоняющий дощечку на нужный угол. К упору прикручен металлический уголок, на который укреплена конусообразная опора. На эту опору опирается полярная ось, имеющая в своём нижнем торце конусообразное углубление. Ось сделана из мебельного болта с резьбой 6 мм и длиной 100 мм. Можно было взять болт и длиннее, но я не нашёл. На резьбу болта навинчена гайка с шайбой, положена металлическая пластинка-поводок, а сверху через самодельный переходник М6 -> 3/8” прикручена шаровая головка от фотоштатива. В верхней части ось пропущена через дырку в металлической пластинке, прикрученной к фанерке. Пластинка используется в качестве верхнего подшипника. Поводок управляется механизмом тонких движений, который я выпилил из старого теодолита (таких механизмов там три). С одной стороны на поводок давит пружина, с другой – винт с шагом 0,35 мм. На винте имеется ручка, на которую я наклеил шкалу на 60 делений. Шкала освещена красным светодиодом. Один оборот ручки соответствует одной минуте. Хода резьбы хватает на 17 минут.
Испытания показали, что даже при установлении полярной оси на глазок, астрограф позволяет использовать Юпитер-37 с выдержками до 30 секунд. Неплохо, для монтировки весом 350 граммов.
Окрылённый успехом, я сделал ещё одну монтировку, мощнее.
Она весит уже 700 граммов, но зато на неё можно поставить не только фотоаппарат с объективом, но и маленький телескоп с мыльницей. Кроме размера, вторая монтировка отличается от первой тем, что в качестве подшипника полярной оси используются две хорошо подогнанные друг к другу втулки, взятые из того же теодолита, а шкала освещается осветителем от искателя полюса.
Попробовал снимать с этой монтировки мыльницей Canon S2 IS. При эквивалентном фокусе 432 мм и выдержке 32 секунды 80% кадров получились без смаза. На минутных кадрах смаз есть, но он небольшой, если не придираться, то эти кадры можно использовать. Правда, из-за аберраций конечный кадр приходится уменьшать в 2-3 раза, поэтому надо считать, что реальный фокус меньше, чем 432 мм.
Этой монтировкой заинтересовались любители астрономии (ЛА), один из них просил чертежи, которых у меня не было. Чертить чертежи не имело смысла, т. к. всё делалось из подручных материалов. Вряд ли другой ЛА найдёт такие же материалы и не каждый имеет возможность сломать теодолит. Правда, точную резьбу можно найти не только в теодолите. Например, в микрометре есть винт с точной резьбой с шагом 0,5 мм и со шкалой.
Для того, чтобы проверить возможность массового повторения, я решил сделать монтировку из доступных деталей (астрограф сельского любителя астрономии :). С устройством монтировки можно легко разобраться по фотографиям.
Устройство монтировки.
Монтировка собрана на фанерной дощечке размером 160х160 мм. Упор из фанеры наклоняет дощечку на нужный угол. В механизм тонких движений я поставил обычный винт М5 с шагом резьбы 0,8 мм. Винт вкручивается в два свинченных уголка. Второй уголок используется для того, чтобы винт меньше болтался. Между уголками на винт накручены две законтренные гайки, которые ограничивают ход винта. Ручка сделана из пробки от сока, шкала наклеена на крышку от баночки. Шкала освещается красным светодиодом, который питается от литиевой батарейки через ограничивающее сопротивление 2 килоома.
Полярную ось сделал из мебельного болта М8х140. Нижний конец оси заточен под углом примерно 45 градусов и опирается на отверстие в металлическом уголке. Хорошо бы заточить ось на токарном станке, но я заточил на наждаке и притёр к отверстию. Верхний конец оси лежит на металлической пластинке, вырезанной уголком. Жестяная пластинка с дыркой не даёт оси выпасть. На ось накручены последовательно: гайка, шайба, поводок из фанеры, гайка из пластины, самодельная штативная головка, сделанная из двух уголков. Использовались, также, кольцевые прокладки из тонкого картона для увеличения рычага трения.
Усилие с винта передаётся на поводок через заточенный с двух концов гвоздик. Для упора гвоздика, в поводок вкручен шуруп, а в торце винта просверлено глухое отверстие. Поводок притягивается к уголкам при помощи пружинки или резинки для банкнот, (как у меня).
Винт в пластине, привинченной к упору, регулирует угол наклона монтировки.
В моей монтировке ручка должна делать один оборот за 100 секунд. Хода винта - 13 миллиметров (26 минут). Вес монтировки 1 килограмм. Длина поводка 110 мм.
Изготовление монтировки.
Думаю, что снимать чертежи не имеет смысла, т.к. всё делалось из подручных материалов. Коме того, я не считаю себя хорошим слесарем, наверняка Вы сможете сделать лучше. Загляните в кладовку, магазин, рынок, найдёте всё, что Вам надо. По сути монтировка сделана из фанеры, металлических уголков, шурупов и винтов. Для облегчения задачи приведу алгоритм изготовления.
- изготовить механизм тонких движений,
- исходя из шага винта, применённого в механизме тонких движений, вычислить длину поводка, она равна шагу винта делённому на число делений шкалы и умноженному на 13713.
- в соответствии с длиной поводка выбрать размер дощечки.
- если упор делать прямоугольным, то один катет можно взять равным (или меньше) длине дощечки, а второй катет равен: первый катет, умноженный на котангенс широты наблюдения.
- изготовить дощечку и упор и свинтить их уголками.
- прикрутить подшипники оси: внизу – уголок с отверстием (у меня – диаметром 2 мм), а вверху пластинку с дыркой.
- мебельный болт обрезать до нужной длины и заточить.
- выпилить поводок, отметить на нём рассчитанную длину.
- накрутить на ось поводок и штативную головку
- поставить ось на место и примерить положение механизма тонких движений. При среднем положении винт должен быть перпендикулярен поводку в точке касания (с учётом длины гвоздика).
- прикрутить механизм тонких движений.
- вкрутить в поводок шуруп.
- поставить остальные детали – ножки, резинку, гвоздик.
Монтировка должна опираться на опору только в трёх точках, иначе, если опора будет неровной, то монтировка может качаться.
Замечал, что звёзды ползут. Оказалось, что фанера постепенно гнётся, поэтому не стоит экономить на толщине фанеры, а лучше – применить более прочный материал. Ручку придётся крутить руками, поэтому жёсткости конструкции надо уделить особое внимание.
Испытания монтировки.
Для испытаний я использовал фотоаппарат Canon S2 IS с 1,5х конвертером. Монтировка была установлена на фанерный столик, укреплённый на треноге от теодолита.
Заодно хотел проверить работу фотоаппарата с конвертером. Эквивалентный фокус 648 мм оказался монтировке не по зубам. А вот моя монтировка №2 позволяла делать с этой аппаратурой удовлетворительные снимки.
Здесь приведёны кропы двенадцати 64-хсекундных кадров. Изображение от кадра к кадру смещается влево и вниз. Это говорит о том, что моя монтировка забегает на 1 секунду в минуту и что полярная ось выставлена неточно. При установке полярной оси треки звёзд были неровными, т.е. фотоаппарат качался от ветра. Возможно, это связано с тем, что тренога стояла на рыхлой земле. Но основной смаз дали неточность механики и дрожание руки. После сложения шести из двенадцати минутных кадров получился такой снимок.
Работа с монтировкой.
Поскольку монтировка настольная, то удобнее с ней работы с какого-нибудь возвышения – столбика, парапета, стола… В крайнем случае, можно работать и с земли, особенно, если есть поворотный экран. Если нет, придётся использовать зеркало.
Первым делом, надо установить полярную ось.
Можно отцепить поводок, направить фотоаппарат на Полярную звезду и фотографировать, медленно ведя поводок рукой. Регулировкой полярной оси добиться того, чтобы Полярная звезда на снимках не смещалась. Можно и не фотографировать, а наблюдать в видоискатель (монитор). Проблема в том, что Полярная звезда находится не точно на северном полюсе. Если фокусное расстояние объектива не очень большое, а выдержки не очень длинные, то такой точности хватит, если нет, то можно фотографировать с проводкой околополярную область и, сравнивая с картой, добиться того, чтобы звёзды на снимке вращались вокруг северного полюса.
Но более надёжным, хоть и более трудоёмким остаётся метод смещения.
Чтобы определить, куда смещается звезда, я делаю снимок с максимальным имеющимся фокусом и с максимальной используемой выдержкой. В начале экспозиции я ручку монтировки не трогаю. Когда до окончания экспозиции остаётся несколько секунд, я, работая ручкой, догоняю время и дальше веду монтировку за временем. Получаю трек и изображение звезды в начале трека. Регулировкой положения полярной оси надо добиться, чтобы звезда лежала точно на начале трека. Заодно можно прикинуть точность шкалы монтировки. Если между звездой и началом трека есть разрыв, то часы монтировки спешат, ручку надо крутить медленнее. Если звезда находится на треке, то ручку надо крутить быстрее. По виду трека можно оценить вибрацию монтировки. Если трек напоминает осциллограмму, то придётся ждать безветренную погоду. После того, как полярная ось выставлена, монтировку надо зафиксировать. Если зафиксировать невозможно, то на основании надо карандашом отметить положение монтировки, чтобы её можно было поставить на место, если она сдвинется.
Чтобы задавать ритм вращения ручки монтировки потребуется генератор звуковых сигналов. Можно использовать электромеханические часы, которые переводят стрелку раз в секунду. Правда, звук движения стрелки довольно тихий, но можно сигнал, идущий на электромагнит часов, подать на звуковой генератор. Но удобнее пользоваться музыкальным метрономом. Он позволяет регулировать не только громкость, но и частоту сигналов. Последнее может пригодиться, если шкала Вашей монтировки не совпадает со временем.
Во время съёмки надо постоянно крутить ручку монтировки.
Если снимаете серию, то продолжайте крутить ручку и в паузах между съёмкой, чтобы изображение не смещалось от кадра к кадру.
Перспективы.
Разумеется, хорошо бы поставить на эту монтировку электропривод, но это впереди.
Можно использовать в монтировке шарикоподшипники, или обойтись одним верхним подшипником. Если снизу к дощечке монтировки прикрутить гайку 3/8» или ¼», то монтировку можно будет ставить на фотоштатив. При этом головку штатива можно использовать для установки полярной оси.
Можно было бы сделать монтировку такой конструкции мощнее и поставить на неё телескоп, но при больших увеличениях ловить цель штативной головкой сложно. Разве что вместо неё поставить азимутальную монтировку.
По мере поступления информации буду дополнять и исправлять это сообщение. Дополнения буду делать в конце, чтобы не надо было пречитывать всю статью.
21 Октября 2010г.
Сделал некоторые усовершенствования монтировки: на дощечку прикрутил жестяной лоток – гвоздикоулавливатель. (Обидно будет потерять гвоздик в темноте). Вместо гвоздика поставил швейную иголку, укороченную до нужной длины. Надо бы ещё поставить на ость хомут, ограничивающий смещение оси вверх, тогда ось не будет выпадать при переворачивании и монтировку можно будет транспортировать в собранном состоянии.
Чтобы проверить слабые места в механике, поставил на монтировку телескоп с большим увеличением и стал нажимать на разные части монтировки. Оказалось, что 8 миллиметровая ось недостаточно прочна – гнётся.
Звёзды бывают редко, поэтому я проверяю свою монтировку на стенде. Закрепляю монтировку так, чтобы ось была вертикально и ставлю на неё телескоп с большим увеличением (МАК-70). Телескоп балансирую так, чтобы ось монтировки опиралась на ту же часть подшипника, что и в рабочем положении. На расстоянии 13,75 метра от оси монтировки закрепляю линейку. Один миллиметр на линейке соответствует одной секунде времени. Вращая ручку монтировки можно проверить точность шкалы и плавность хода монтировки. Лучше использовать окуляр с сеткой, но если его нет, то можно взять любой сильный окуляр и следить за тем, как деления линейки уходят за край поля.
Я обнаружил, что в одной части шкалы моя монтировка спешила, в другой отставала. Оказалось, что шкала имела эксцентриситет. Пришлось центрировать её при помощи штангенциркуля.
30 января 2011г.
Монтировка №3 была сделана тяп-ляп – просто для того, чтобы проверить возможность использования такой монтировки. Тем не менее, она выдержала уже две поездки за границу и показала себя неплохо. Если снимать с неё Юпитером -37А минутными выдержками, то брака мало. Кое-что можно и с более длинным фокусом поснимать. Но монтировку надо тщательно настраивать. Работать с ней не удобно, да и по точности она уступает фабричным монтировкам, но у неё есть свои достоинства: небольшой вес, отсутствие дефицитных деталей, простота изготовления. Я свою монтировку сделал в ванной на табуретке, из электроинструментов использовал только дрель.
Напрягало то, что у этих монтировок надо крутить ручку не отрываясь, поэтому я начал делать электропривод.
Шаговый двигатель найти не сложно – можно купить или вынуть из старого дисковода или принтера. С драйвером сложнее – если делать самому, то надо иметь навыки, а если покупать, то дорого. У меня уже был драйвер (пульт) от монтировки EQ8, можно было его использовать. Чтобы подобрать скорость, можно поставить другой кварц. Вместо родного 3,579 мГц, я ставил кварцы 0,5 мГц и 33 мГц – драйвер работает нормально. Правда, с кварцем 33 мГц на скорости 32х двигатель гудит, но не крутится, но это уже проблема двигателя, а не драйвера.
Дополнительно я сделал ещё самодельный драйвер. Использовал простую схему на микросхемах:
1. К176ИЕ5 – кварцевый генератор и делитель частоты
2. К561ИЕ16 – делитель частоты.
3. L297 и L298 – драйвер шагового двигателя.
4. L6210 – диодная сборка
Все микросхемы включены по типовой схеме.
Драйвер управляется тремя тумблерами:
1. Включение/выключение
2. Вперёд/назад
3. Скорость 1х – 16х
Специально для проверки электроприводов я сделал ещё одну монтировку – четвёртую по счёту. Постарался, чтобы эта монтировка была достаточно крепкой, чтобы на неё можно было поставить маленький телескоп. Полярную ось сделал из шпильки с резьбой М10. Сделал упор, который с одной стороны крепится к поводку, а с другой – к нижней части оси. Таким образом, поводок крепится к оси в двух точках, а не в одной, как раньше. Ось верхней частью опирается но радиальный шарикоподшипник, а нижней – на шарик от подшипника. Для шарика высверлены конусообразные углубления как в оси, так и в опоре. Поводок, подшипник, упор, головка - всё привинчено к оси гайками. Самодельную штативную головку сделал по прежней схеме, но укрепил её дополнительным упором. Площадка головки получилась длинной, но я её пока не укорачиваю – может пригодится для второго фотоаппарата, искателя, гида. Вместе с пультом и комплектом аккумуляторов, монтировка весит 2,1 кГ.
Для начала, попробовал самый простой привод – регулятор холостого хода автомобиля ВАЗ-2113. В этом регуляторе имеется толкатель, который под действием сигналов драйвера движется вперёд-назад. К сожалению, шаг этого толкателя грубый – 0,0417 мм. При длине поводка 143 мм, управляющие сигналы приходится подавать раз в 4 секунды. Я попробовал перевести драйвер в полушаг и уменьшить период до 2-х секунд, но оказалось, что в режиме полушага этот регулятор делает один шаг большой, а другой – маленький и уменьшения дискретности почти не происходит. :( И равномерность хода тоже получилась плохой. Вдобавок монтировка резонирует при каждом шаге. Вот анимация съёмки М13 объективом Юпитер-37А. 17 кадров по 1 минуте. Смаз, конечно, заметен, но если учесть, что перед публикацией, снимки обычно уменьшают в 2-3 раза, то можно снимать и Юпитером-37, не говоря уже о более короткофокусных объективах.
Возможно, что плавность хода улучшится, если использовать импортный регулятор холостого хода, но он стоит в 5 раз дороже, я не стал покупать. Ход толкателя такого регулятора всего 12 мм, что при длине рычага 143 мм позволяет снимать менее 20 минут. Можно улучшить точность, увеличив длину рычага, но тогда время съёмки станет ещё меньше. Если же уменьшить рычаг, то время непрерывной съёмки будет больше, но можно будет использовать только короткофокусные объективы. На хороший результат с таким приводом рассчитывать не приходится.
Для другого привода (№2) я использовал шестерни от старого будильника. В двух металлических уголках сделаны отверстия с резьбой М5 в которые вкручен винт. Винт через иголку толкает поводок. На винт надета шестерня, которая зажата двумя гайками. Вторая, ведущая, шестерня имеет ширину 12 мм. При вращении, первая шестерня скользит вдоль второй, которую через ещё одну шестерню, крутит шаговый двигатель. При длине рычага 145 мм, двигатель шагает с частотой 4 герца, при этом, ход винта оказывается меньше 12 мм, поэтому время непрерывной съёмки составляет около 18 минут. Чтобы продолжить съёмку, я запоминаю, где в видоискателе расположена какая-нибудь звезда, перематываю винт на начало, сдвигаю головку с фотоаппаратом, чтобы звезда заняла прежнее положение и продолжаю снимать. Моя головка это позволяет. Если использовать головку от фотоштатива, то она должна быть панорамной.
При испытаниях монтировка с приводом №2 проявила себя неплохо – при съёмке Юпитером-37, из 38-ми двухминутных кадров разных объектов, в брак не ушло ни одного. Из 13-ти 30-секудндных кадров через Sky Watcher 705 (фокус 500 мм) забраковал только один кадр, а из пяти двухминутных забраковал два.
Результат три двухминутных кадра на светлом небе.
Ещё одно испытание – снимал М13 через фотообъектив ЗМ-5А на рассветном небе. Две серии 7 и 9 кадров по 2 минуты.
Сделал анимацию. Сложил 14 кадров в DSS.
С фокусом 500 мм брак, конечно, есть, но снимать можно.
Собираюсь сделать ещё три привода, но работа двигается медленно, а тестировать сейчас нет возможности – белые ночи. :(
1 Июня 2012 г.
Проверил свою монтировку в Болгарии, в городе Поморье. Брал с собой Canon 350Da с объективами Юпитер-37А и Tamron 28-75/2.8, а также телескоп Sky Watcher 705. Из трёх недель только две ночи не было дымки. Что сказать о монтировке? Фокус 500 мм для неё, конечно, велик. Небольшой смаз есть на всех снимках и он не сильно зависит от выдержки. Характер смаза говорит, что проблема в винте. Может быть углубление для иголки расположено не по оси, может, дно углубления не ровное или шестерня закреплена эксцентрично или резьба плохая. Пока не могу сказать.
Тем не менее, даже с фокусом 500 мм удалось сделать неплохие снимки. Я думаю, фокус 300 мм для этой монтировки будет в самый раз, а может быть, и до 500 мм её удастся отрегулировать, особенно если снимать подальше от небесного экватора. По крайней мере, при съёмке с Юпитер-37А брака нет.
Несомненное достоинство этой монтировки – маленький вес и небольшие размеры (особенно в разобранном виде). Благодаря этому удалось сделать такие снимки, которые я не смог бы сделать дома ни с какой навороченной монтировкой.
Работа над монтировкой продолжается…
4 Августа 2012г.
Думаю, каждый любитель астрономии когда-нибудь попадал под такое небо, когда жалел, что с собой нет астрографа. Наверняка многие хотели бы иметь небольшой и лёгкий астрограф, который можно взять с собой в отпуск, поход, командировку. У меня такое желание возникло после созерцания из Крыма центра нашей галактики. Поскольку в магазинах не продавали астрографов, отвечающих моим требованиям, я решил сделать астрограф сам.
Что получилось, можно посмотреть на фото.
Астрограф имеет настольное исполнение, он смонтирован на фанерной дощечке размером 120х135 мм. Снизу к дощечке прикручен фанерный упор, наклоняющий дощечку на нужный угол. К упору прикручен металлический уголок, на который укреплена конусообразная опора. На эту опору опирается полярная ось, имеющая в своём нижнем торце конусообразное углубление. Ось сделана из мебельного болта с резьбой 6 мм и длиной 100 мм. Можно было взять болт и длиннее, но я не нашёл. На резьбу болта навинчена гайка с шайбой, положена металлическая пластинка-поводок, а сверху через самодельный переходник М6 -> 3/8” прикручена шаровая головка от фотоштатива. В верхней части ось пропущена через дырку в металлической пластинке, прикрученной к фанерке. Пластинка используется в качестве верхнего подшипника. Поводок управляется механизмом тонких движений, который я выпилил из старого теодолита (таких механизмов там три). С одной стороны на поводок давит пружина, с другой – винт с шагом 0,35 мм. На винте имеется ручка, на которую я наклеил шкалу на 60 делений. Шкала освещена красным светодиодом. Один оборот ручки соответствует одной минуте. Хода резьбы хватает на 17 минут.
Испытания показали, что даже при установлении полярной оси на глазок, астрограф позволяет использовать Юпитер-37 с выдержками до 30 секунд. Неплохо, для монтировки весом 350 граммов.
Окрылённый успехом, я сделал ещё одну монтировку, мощнее.
Она весит уже 700 граммов, но зато на неё можно поставить не только фотоаппарат с объективом, но и маленький телескоп с мыльницей. Кроме размера, вторая монтировка отличается от первой тем, что в качестве подшипника полярной оси используются две хорошо подогнанные друг к другу втулки, взятые из того же теодолита, а шкала освещается осветителем от искателя полюса.
Попробовал снимать с этой монтировки мыльницей Canon S2 IS. При эквивалентном фокусе 432 мм и выдержке 32 секунды 80% кадров получились без смаза. На минутных кадрах смаз есть, но он небольшой, если не придираться, то эти кадры можно использовать. Правда, из-за аберраций конечный кадр приходится уменьшать в 2-3 раза, поэтому надо считать, что реальный фокус меньше, чем 432 мм.
Этой монтировкой заинтересовались любители астрономии (ЛА), один из них просил чертежи, которых у меня не было. Чертить чертежи не имело смысла, т. к. всё делалось из подручных материалов. Вряд ли другой ЛА найдёт такие же материалы и не каждый имеет возможность сломать теодолит. Правда, точную резьбу можно найти не только в теодолите. Например, в микрометре есть винт с точной резьбой с шагом 0,5 мм и со шкалой.
Для того, чтобы проверить возможность массового повторения, я решил сделать монтировку из доступных деталей (астрограф сельского любителя астрономии :). С устройством монтировки можно легко разобраться по фотографиям.
Устройство монтировки.
Монтировка собрана на фанерной дощечке размером 160х160 мм. Упор из фанеры наклоняет дощечку на нужный угол. В механизм тонких движений я поставил обычный винт М5 с шагом резьбы 0,8 мм. Винт вкручивается в два свинченных уголка. Второй уголок используется для того, чтобы винт меньше болтался. Между уголками на винт накручены две законтренные гайки, которые ограничивают ход винта. Ручка сделана из пробки от сока, шкала наклеена на крышку от баночки. Шкала освещается красным светодиодом, который питается от литиевой батарейки через ограничивающее сопротивление 2 килоома.
Полярную ось сделал из мебельного болта М8х140. Нижний конец оси заточен под углом примерно 45 градусов и опирается на отверстие в металлическом уголке. Хорошо бы заточить ось на токарном станке, но я заточил на наждаке и притёр к отверстию. Верхний конец оси лежит на металлической пластинке, вырезанной уголком. Жестяная пластинка с дыркой не даёт оси выпасть. На ось накручены последовательно: гайка, шайба, поводок из фанеры, гайка из пластины, самодельная штативная головка, сделанная из двух уголков. Использовались, также, кольцевые прокладки из тонкого картона для увеличения рычага трения.
Усилие с винта передаётся на поводок через заточенный с двух концов гвоздик. Для упора гвоздика, в поводок вкручен шуруп, а в торце винта просверлено глухое отверстие. Поводок притягивается к уголкам при помощи пружинки или резинки для банкнот, (как у меня).
Винт в пластине, привинченной к упору, регулирует угол наклона монтировки.
В моей монтировке ручка должна делать один оборот за 100 секунд. Хода винта - 13 миллиметров (26 минут). Вес монтировки 1 килограмм. Длина поводка 110 мм.
Изготовление монтировки.
Думаю, что снимать чертежи не имеет смысла, т.к. всё делалось из подручных материалов. Коме того, я не считаю себя хорошим слесарем, наверняка Вы сможете сделать лучше. Загляните в кладовку, магазин, рынок, найдёте всё, что Вам надо. По сути монтировка сделана из фанеры, металлических уголков, шурупов и винтов. Для облегчения задачи приведу алгоритм изготовления.
- изготовить механизм тонких движений,
- исходя из шага винта, применённого в механизме тонких движений, вычислить длину поводка, она равна шагу винта делённому на число делений шкалы и умноженному на 13713.
- в соответствии с длиной поводка выбрать размер дощечки.
- если упор делать прямоугольным, то один катет можно взять равным (или меньше) длине дощечки, а второй катет равен: первый катет, умноженный на котангенс широты наблюдения.
- изготовить дощечку и упор и свинтить их уголками.
- прикрутить подшипники оси: внизу – уголок с отверстием (у меня – диаметром 2 мм), а вверху пластинку с дыркой.
- мебельный болт обрезать до нужной длины и заточить.
- выпилить поводок, отметить на нём рассчитанную длину.
- накрутить на ось поводок и штативную головку
- поставить ось на место и примерить положение механизма тонких движений. При среднем положении винт должен быть перпендикулярен поводку в точке касания (с учётом длины гвоздика).
- прикрутить механизм тонких движений.
- вкрутить в поводок шуруп.
- поставить остальные детали – ножки, резинку, гвоздик.
Монтировка должна опираться на опору только в трёх точках, иначе, если опора будет неровной, то монтировка может качаться.
Замечал, что звёзды ползут. Оказалось, что фанера постепенно гнётся, поэтому не стоит экономить на толщине фанеры, а лучше – применить более прочный материал. Ручку придётся крутить руками, поэтому жёсткости конструкции надо уделить особое внимание.
Испытания монтировки.
Для испытаний я использовал фотоаппарат Canon S2 IS с 1,5х конвертером. Монтировка была установлена на фанерный столик, укреплённый на треноге от теодолита.
Заодно хотел проверить работу фотоаппарата с конвертером. Эквивалентный фокус 648 мм оказался монтировке не по зубам. А вот моя монтировка №2 позволяла делать с этой аппаратурой удовлетворительные снимки.
Здесь приведёны кропы двенадцати 64-хсекундных кадров. Изображение от кадра к кадру смещается влево и вниз. Это говорит о том, что моя монтировка забегает на 1 секунду в минуту и что полярная ось выставлена неточно. При установке полярной оси треки звёзд были неровными, т.е. фотоаппарат качался от ветра. Возможно, это связано с тем, что тренога стояла на рыхлой земле. Но основной смаз дали неточность механики и дрожание руки. После сложения шести из двенадцати минутных кадров получился такой снимок.
Работа с монтировкой.
Поскольку монтировка настольная, то удобнее с ней работы с какого-нибудь возвышения – столбика, парапета, стола… В крайнем случае, можно работать и с земли, особенно, если есть поворотный экран. Если нет, придётся использовать зеркало.
Первым делом, надо установить полярную ось.
Можно отцепить поводок, направить фотоаппарат на Полярную звезду и фотографировать, медленно ведя поводок рукой. Регулировкой полярной оси добиться того, чтобы Полярная звезда на снимках не смещалась. Можно и не фотографировать, а наблюдать в видоискатель (монитор). Проблема в том, что Полярная звезда находится не точно на северном полюсе. Если фокусное расстояние объектива не очень большое, а выдержки не очень длинные, то такой точности хватит, если нет, то можно фотографировать с проводкой околополярную область и, сравнивая с картой, добиться того, чтобы звёзды на снимке вращались вокруг северного полюса.
Но более надёжным, хоть и более трудоёмким остаётся метод смещения.
Чтобы определить, куда смещается звезда, я делаю снимок с максимальным имеющимся фокусом и с максимальной используемой выдержкой. В начале экспозиции я ручку монтировки не трогаю. Когда до окончания экспозиции остаётся несколько секунд, я, работая ручкой, догоняю время и дальше веду монтировку за временем. Получаю трек и изображение звезды в начале трека. Регулировкой положения полярной оси надо добиться, чтобы звезда лежала точно на начале трека. Заодно можно прикинуть точность шкалы монтировки. Если между звездой и началом трека есть разрыв, то часы монтировки спешат, ручку надо крутить медленнее. Если звезда находится на треке, то ручку надо крутить быстрее. По виду трека можно оценить вибрацию монтировки. Если трек напоминает осциллограмму, то придётся ждать безветренную погоду. После того, как полярная ось выставлена, монтировку надо зафиксировать. Если зафиксировать невозможно, то на основании надо карандашом отметить положение монтировки, чтобы её можно было поставить на место, если она сдвинется.
Чтобы задавать ритм вращения ручки монтировки потребуется генератор звуковых сигналов. Можно использовать электромеханические часы, которые переводят стрелку раз в секунду. Правда, звук движения стрелки довольно тихий, но можно сигнал, идущий на электромагнит часов, подать на звуковой генератор. Но удобнее пользоваться музыкальным метрономом. Он позволяет регулировать не только громкость, но и частоту сигналов. Последнее может пригодиться, если шкала Вашей монтировки не совпадает со временем.
Во время съёмки надо постоянно крутить ручку монтировки.
Если снимаете серию, то продолжайте крутить ручку и в паузах между съёмкой, чтобы изображение не смещалось от кадра к кадру.
Перспективы.
Разумеется, хорошо бы поставить на эту монтировку электропривод, но это впереди.
Можно использовать в монтировке шарикоподшипники, или обойтись одним верхним подшипником. Если снизу к дощечке монтировки прикрутить гайку 3/8» или ¼», то монтировку можно будет ставить на фотоштатив. При этом головку штатива можно использовать для установки полярной оси.
Можно было бы сделать монтировку такой конструкции мощнее и поставить на неё телескоп, но при больших увеличениях ловить цель штативной головкой сложно. Разве что вместо неё поставить азимутальную монтировку.
По мере поступления информации буду дополнять и исправлять это сообщение. Дополнения буду делать в конце, чтобы не надо было пречитывать всю статью.
21 Октября 2010г.
Сделал некоторые усовершенствования монтировки: на дощечку прикрутил жестяной лоток – гвоздикоулавливатель. (Обидно будет потерять гвоздик в темноте). Вместо гвоздика поставил швейную иголку, укороченную до нужной длины. Надо бы ещё поставить на ость хомут, ограничивающий смещение оси вверх, тогда ось не будет выпадать при переворачивании и монтировку можно будет транспортировать в собранном состоянии.
Чтобы проверить слабые места в механике, поставил на монтировку телескоп с большим увеличением и стал нажимать на разные части монтировки. Оказалось, что 8 миллиметровая ось недостаточно прочна – гнётся.
Звёзды бывают редко, поэтому я проверяю свою монтировку на стенде. Закрепляю монтировку так, чтобы ось была вертикально и ставлю на неё телескоп с большим увеличением (МАК-70). Телескоп балансирую так, чтобы ось монтировки опиралась на ту же часть подшипника, что и в рабочем положении. На расстоянии 13,75 метра от оси монтировки закрепляю линейку. Один миллиметр на линейке соответствует одной секунде времени. Вращая ручку монтировки можно проверить точность шкалы и плавность хода монтировки. Лучше использовать окуляр с сеткой, но если его нет, то можно взять любой сильный окуляр и следить за тем, как деления линейки уходят за край поля.
Я обнаружил, что в одной части шкалы моя монтировка спешила, в другой отставала. Оказалось, что шкала имела эксцентриситет. Пришлось центрировать её при помощи штангенциркуля.
30 января 2011г.
Монтировка №3 была сделана тяп-ляп – просто для того, чтобы проверить возможность использования такой монтировки. Тем не менее, она выдержала уже две поездки за границу и показала себя неплохо. Если снимать с неё Юпитером -37А минутными выдержками, то брака мало. Кое-что можно и с более длинным фокусом поснимать. Но монтировку надо тщательно настраивать. Работать с ней не удобно, да и по точности она уступает фабричным монтировкам, но у неё есть свои достоинства: небольшой вес, отсутствие дефицитных деталей, простота изготовления. Я свою монтировку сделал в ванной на табуретке, из электроинструментов использовал только дрель.
Напрягало то, что у этих монтировок надо крутить ручку не отрываясь, поэтому я начал делать электропривод.
Шаговый двигатель найти не сложно – можно купить или вынуть из старого дисковода или принтера. С драйвером сложнее – если делать самому, то надо иметь навыки, а если покупать, то дорого. У меня уже был драйвер (пульт) от монтировки EQ8, можно было его использовать. Чтобы подобрать скорость, можно поставить другой кварц. Вместо родного 3,579 мГц, я ставил кварцы 0,5 мГц и 33 мГц – драйвер работает нормально. Правда, с кварцем 33 мГц на скорости 32х двигатель гудит, но не крутится, но это уже проблема двигателя, а не драйвера.
Дополнительно я сделал ещё самодельный драйвер. Использовал простую схему на микросхемах:
1. К176ИЕ5 – кварцевый генератор и делитель частоты
2. К561ИЕ16 – делитель частоты.
3. L297 и L298 – драйвер шагового двигателя.
4. L6210 – диодная сборка
Все микросхемы включены по типовой схеме.
Драйвер управляется тремя тумблерами:
1. Включение/выключение
2. Вперёд/назад
3. Скорость 1х – 16х
Специально для проверки электроприводов я сделал ещё одну монтировку – четвёртую по счёту. Постарался, чтобы эта монтировка была достаточно крепкой, чтобы на неё можно было поставить маленький телескоп. Полярную ось сделал из шпильки с резьбой М10. Сделал упор, который с одной стороны крепится к поводку, а с другой – к нижней части оси. Таким образом, поводок крепится к оси в двух точках, а не в одной, как раньше. Ось верхней частью опирается но радиальный шарикоподшипник, а нижней – на шарик от подшипника. Для шарика высверлены конусообразные углубления как в оси, так и в опоре. Поводок, подшипник, упор, головка - всё привинчено к оси гайками. Самодельную штативную головку сделал по прежней схеме, но укрепил её дополнительным упором. Площадка головки получилась длинной, но я её пока не укорачиваю – может пригодится для второго фотоаппарата, искателя, гида. Вместе с пультом и комплектом аккумуляторов, монтировка весит 2,1 кГ.
Для начала, попробовал самый простой привод – регулятор холостого хода автомобиля ВАЗ-2113. В этом регуляторе имеется толкатель, который под действием сигналов драйвера движется вперёд-назад. К сожалению, шаг этого толкателя грубый – 0,0417 мм. При длине поводка 143 мм, управляющие сигналы приходится подавать раз в 4 секунды. Я попробовал перевести драйвер в полушаг и уменьшить период до 2-х секунд, но оказалось, что в режиме полушага этот регулятор делает один шаг большой, а другой – маленький и уменьшения дискретности почти не происходит. :( И равномерность хода тоже получилась плохой. Вдобавок монтировка резонирует при каждом шаге. Вот анимация съёмки М13 объективом Юпитер-37А. 17 кадров по 1 минуте. Смаз, конечно, заметен, но если учесть, что перед публикацией, снимки обычно уменьшают в 2-3 раза, то можно снимать и Юпитером-37, не говоря уже о более короткофокусных объективах.
Возможно, что плавность хода улучшится, если использовать импортный регулятор холостого хода, но он стоит в 5 раз дороже, я не стал покупать. Ход толкателя такого регулятора всего 12 мм, что при длине рычага 143 мм позволяет снимать менее 20 минут. Можно улучшить точность, увеличив длину рычага, но тогда время съёмки станет ещё меньше. Если же уменьшить рычаг, то время непрерывной съёмки будет больше, но можно будет использовать только короткофокусные объективы. На хороший результат с таким приводом рассчитывать не приходится.
Для другого привода (№2) я использовал шестерни от старого будильника. В двух металлических уголках сделаны отверстия с резьбой М5 в которые вкручен винт. Винт через иголку толкает поводок. На винт надета шестерня, которая зажата двумя гайками. Вторая, ведущая, шестерня имеет ширину 12 мм. При вращении, первая шестерня скользит вдоль второй, которую через ещё одну шестерню, крутит шаговый двигатель. При длине рычага 145 мм, двигатель шагает с частотой 4 герца, при этом, ход винта оказывается меньше 12 мм, поэтому время непрерывной съёмки составляет около 18 минут. Чтобы продолжить съёмку, я запоминаю, где в видоискателе расположена какая-нибудь звезда, перематываю винт на начало, сдвигаю головку с фотоаппаратом, чтобы звезда заняла прежнее положение и продолжаю снимать. Моя головка это позволяет. Если использовать головку от фотоштатива, то она должна быть панорамной.
При испытаниях монтировка с приводом №2 проявила себя неплохо – при съёмке Юпитером-37, из 38-ми двухминутных кадров разных объектов, в брак не ушло ни одного. Из 13-ти 30-секудндных кадров через Sky Watcher 705 (фокус 500 мм) забраковал только один кадр, а из пяти двухминутных забраковал два.
Результат три двухминутных кадра на светлом небе.
Ещё одно испытание – снимал М13 через фотообъектив ЗМ-5А на рассветном небе. Две серии 7 и 9 кадров по 2 минуты.
Сделал анимацию. Сложил 14 кадров в DSS.
С фокусом 500 мм брак, конечно, есть, но снимать можно.
Собираюсь сделать ещё три привода, но работа двигается медленно, а тестировать сейчас нет возможности – белые ночи. :(
1 Июня 2012 г.
Проверил свою монтировку в Болгарии, в городе Поморье. Брал с собой Canon 350Da с объективами Юпитер-37А и Tamron 28-75/2.8, а также телескоп Sky Watcher 705. Из трёх недель только две ночи не было дымки. Что сказать о монтировке? Фокус 500 мм для неё, конечно, велик. Небольшой смаз есть на всех снимках и он не сильно зависит от выдержки. Характер смаза говорит, что проблема в винте. Может быть углубление для иголки расположено не по оси, может, дно углубления не ровное или шестерня закреплена эксцентрично или резьба плохая. Пока не могу сказать.
Тем не менее, даже с фокусом 500 мм удалось сделать неплохие снимки. Я думаю, фокус 300 мм для этой монтировки будет в самый раз, а может быть, и до 500 мм её удастся отрегулировать, особенно если снимать подальше от небесного экватора. По крайней мере, при съёмке с Юпитер-37А брака нет.
Несомненное достоинство этой монтировки – маленький вес и небольшие размеры (особенно в разобранном виде). Благодаря этому удалось сделать такие снимки, которые я не смог бы сделать дома ни с какой навороченной монтировкой.
Работа над монтировкой продолжается…
4 Августа 2012г.