Simpel volgplatform fotocamera

[mux]

Dit is eigenlijk niet helemaal fotografie, maar het lijkt me wel het handigste om het hier te plaatsen.

Ik wil zo simpel doch doeltreffend mogelijk een volgplatformpje maken om exposures van tientallen minuten te kunnen maken met mijn camera. De focus ligt hier echt op sim-pel: de beweging die de camera moet maken is heel eenvoudig (enkele rotatie) dus als ik dit mechanisch leuk aanpak moet het mogelijk zijn om het simpel te houden. Waar ik aan dacht is het volgende:

De hemel roteert (ja, wetenschappelijk is dit niet helemaal correct...) om een as die ruwweg door de aarde en de poolster loopt. Als ik nu een platform maak waarbij de optische as en draaiingsas van het platform in eerste instantie parallel zijn. Dit platform kan ik vrij richten en met behulp van live view en een 50/1.4 richt ik dit platform precies op de poolster. Het hele platform zet ik nu vast en ik maak een mechaniek (met een leuke printerstappenmotor en vertraging) dat het voorgenoemde platform om die as kan laten draaien met 1 rotatie per 24 uur. Na dit richten, zolang ik alles maar een beetje stevig maak zodat het niet makkelijk uit richting kan worden geschopt/waaid, kan ik naar wens objectieven vervangen enzo, en aardige (hoop ik) long exposures maken, nevels zichtbaar maken, dat soort dingen.

Nu de grote vraag: werkt dit principe? Uiteraard zal er een misalignment zijn; Polaris staat eigenlijk driekwart graden van de echte noordpool af, de beweging van de aarde rond zijn baan om de zon wordt niet meegenomen, richten met een 50mm (helaas de enige lichtsterke lens die ik heb en als zodanig de enige waarmee ik dit kan doen) en meer van dat soort dingen. Is op deze manier richten voldoende om goede scherpte uit de resulterende beelden te krijgen?

Het hele elektronicaverhaal hierachter is voor mij zo gepiept, dat lukt me allemaal wel. Ik zoek vooral mensen die mij kunnen vertellen of dit acceptabele resultaten kan geven. Mechanisch is het weinig werk, elektrisch is het in een paar avondjes te doen, dus dit lijkt - helemaal in theorie - een makkelijke manier voor astrofotografie met de SLR.

[ThunderNet]

Ja dat kan, echter je bent niet de eerste.. Zoek eens op de term piggyback, hierbij monteren ze een fotocamera op een telescoop (er zijn telescoops verkrijgbaar met volg-mechanisme).

[base_]

kijk hier ff:
http://en.wikipedia.org/wiki/Barn_door_tracker
http://en.wikipedia.org/wiki/Equatorial_mount

ik denk alleen wel dat je wel een heel rustig plekje op moet zoeken in nederland om geen last te hebben van stedelijke lichtvervuiling als je nevels wilt fotograferen. Ook heb ik wel verbouwde SLR's op internet gezien waarin een peltier element achter de sensor geplaatst was om de ruis te verminderen. Ik denk ook dat de mechanische uitdaging hier veel groter is als de electronische (en anders zie ik het wel in het EL forum voorbijkomen )

[Nickeyboy]

Ik kan je hier niet bij helpen maar zou je misschien als het je is gelukt de bouw van zo'n als een guide kunnen beschrijven?

[mux]

Aaah, dat heet barn door tracker. Mijn dank is groot!

Ik wil er niet meer dan een tientje aan uitgeven, anders had ik wel een goedkope volgwebcam gekocht en gemodificeerd. Die dingen schijnen net over de 100 euro te zitten en prima te werken.

Peltierelementen ga ik niet aan werken ;-) In de winter met aardige lucht heb ik geweldige exposures van 5 minuten gemaakt in Zweden, geen noemenswaardige ruis. En wat betreft lichtvervuiling: zolang de sterren lichter zijn dan de lichtvervuiling krijg je prima beeld. Die beginnersdoelen die ik wil gaan fotograferen zijn zowat met wolken nog te zien (andromeda, orionnevel, etc.). Een gimmick zeg maar.

edit: de barn door tracker is dus eigenlijk nog veel, veel simpeler dan wat ik had bedacht. Het is dat ik me hier nog nooit in had verdiept, maar stiekum is zo'n barn door tracker dus gewoon 2 planken aan elkaar maken met een scharnier, en that's it. De rest is software. Wonderlijk, dit ga ik bouwen!

[ Voor 18% gewijzigd door mux op 14-12-2009 22:47 ]

[mcdronkz]

Hoe stuur je dat aan dan? Met een stappenmotor en een microcontroller ofzo?

[qadn]

Soms zijn ze zelfs kant en klaar te misbruiken (ding in een floppy-drive bijvoorbeeld)

(met een beetje directe aansturing, dwz naar de juiste geheugenadressen schrijven)

[ Voor 32% gewijzigd door qadn op 14-12-2009 23:50 ]

[mux]

Je wilt de twee planken met constante hoeksnelheid naar elkaar toe/van elkaar af bewegen. De schroefdraad is recht en introduceert een fout in de snelheid naarmate de hoek verandert, zolang je hem met constante snelheid aanstuurt. Dus ja, microcontroller (atmega88), hd44780-schermpje, stappenmotordriver (L293D oid), ledje om het schermpje te kunnen aflezen, knopjes om het geheel in te kunnen stellen en misschien zelfs een potmeter in het scharnier om het geheel helemaal automagisch te laten werken.

Ik zal schema's en tekeningen wel posten zodra ik een oude printer heb gevonden waar ik een stappenmotor+driver uit gesloopt heb, en hopelijk ook een nuttige hoeveelheid tandwielen

[Verwijderd]

das interessant.
Wees vrij je bouwverslagen hier ergens op got te posten

Ik heb onlangs ook nog naar een (meade) telescoop zitten kijken om aan astrofotografie te doen. De prijzen voor een 10" schmidt-cassegrain of schmidt-newtonian vallen nog enigzinds tegen, dus vooralsnog is het er niet van gekomen..

[ Voor 5% gewijzigd door Verwijderd op 15-12-2009 09:34 ]

[mux]

Ik zit nu even te malen hoe ik dit zo simpel mogelijk te richten kan maken. Fotocamera's hebben geen manier om de sensor exact parallel ergens aan te zetten, maar het zou goed zijn voor het precies richten naar de poolster als ik daarvoor live view zou kunnen gebruiken. Dan heb ik geen finder scope nodig, hoef ik de finder/scharnier niet te kalibreren, etc.

[ThunderNet]

ssj3gohan schreef op dinsdag 15 december 2009 @ 10:53:
Ik zit nu even te malen hoe ik dit zo simpel mogelijk te richten kan maken. Fotocamera's hebben geen manier om de sensor exact parallel ergens aan te zetten, maar het zou goed zijn voor het precies richten naar de poolster als ik daarvoor live view zou kunnen gebruiken. Dan heb ik geen finder scope nodig, hoef ik de finder/scharnier niet te kalibreren, etc.

vziw hoeft het ook niet parallel.. Aangezien de "sterren" nagenoeg niet van elkaar van positie veranderen. Alleen de draaiing van de aarde. Als je op ster X ergens corrigeert, is het 90 graden de andere kant op ook gecorrigeerd lijkt mij.
Maar vanaf volgende week kan ik je de preciese werking beter uitleggen

[mux]

Nu ben je verplicht je laatste zin verder toe te lichten

[ThunderNet]

ssj3gohan schreef op dinsdag 15 december 2009 @ 13:47:
Nu ben je verplicht je laatste zin verder toe te lichten

Dan heb ik een telescoop met volgsysteem thuis staan

[mux]

Aargh, zoiets vreesde ik al. Jij geluksvogel! Kom je mee naar de februarimeet, dan kun je foto's maken van tweakers met een melkwegachtergrond

[mux]

Vanmiddag heb ik een stappenmotor met aanstuurelektronica uit het afval gevist (uit een scanner om precies te zijn). Ik zit er sterk over na te denken om de staaf en lagers waarlangs de scannerkop wordt geleid als scharnier te gaan gebruiken. Nu eerst even die stappenmotor werkend krijgen.

[Verwijderd]

ik weet niet of dat stevig genoeg zal zijn om een camera + lens of telescoop te dragen.
Kan je er mss even een foto van posten?

Je zou ook moeten weten hoe precies de stappenmotoren zijn.
Ze hebben vaak een erg grote resolutie (# stappen/omwenteling) nodig (bv 0,2 boogseconde)

[mux]

Ik heb e.e.a. uitgerekend, de wiskunde:

Met een 300mm lens (volgens velen onmogelijk op een barn door) heb ik met mijn 450D een resolutie van:

Angle of view bij 300mm (480mm equiv.) is 4.237x2.825 graden
1 pixel is dan met mijn camera toevallig precies 0.001 graad, of 3.6 boogseconde

De aarde draait rond met 15 boogseconde per seconde (er zitten 360 boog'uren' in een dag, 24 tijduren, 15 boogseconde per seconde, ik heb dit systeem ook niet bedacht, sorry). Om er maximaal een halve pixel naast te zitten moet ik het platform dus elke halve pixelverschuiving verstellen met 1.8 boogseconde. Dat komt neer op 15/1.8=8.3333 keer per seconde.

Mijn stappenmotor doet 96 stapjes per rotatie, en er zit nog een vertraging op (1:4 en 1:3.5 maakt samen 1:13.5) waardoor het laatste tandwieltje 1 rotatie per 1296 stapjes doet. Als ik nu dat laatste tandwieltje direct een M8 draadeind laat aandrijven, welke per rotatie een moer 1.25mm laat verschuiven (de spoed, engels: pitch) betekent dat ruwweg 1 micrometer verschuiving per stapje. Om die resolutie van 1.8 boogseconde per stap te realiseren moeten er dus [360 graden/1.8 boogseconde] afstanden van 1 micrometer in de omtrek van de denkbeeldige cirkel zitten waarlangs het draadeind de moer laat bewegen. Dat is een cirkel met een omtrek van 720mm, oftewel een radius van 115mm.

Dit is dus om in theorie pixel-perfect bezig te zijn bij een belachelijk brandpuntsafstand van 300mm: een barndoor met vrij grove draad (M8x1.25) met een kleplengte van 115mm. Niet heel schokkend als je het mij vraagt, prima te doen eigenlijk!

Die staven en lagers die in scanners zitten passen ontzettend netjes op elkaar, er zitten echt maar micrometers speling tussen (bovendien zijn het oude scanners, het brons/messing van de lager is perfect op de staaf ingespeeld). De staaf is massief staal, de lagers kunnen ook een hoop hebben, vandaar dat dit me eerlijk gezegd een perfect scharnier geeft. Als ik dan mezelf even de werkplaats in kan wringen kan ik misschien nog met de handmatige CNC de rest bouwen zodat de bouwtoleranties écht geweldig zijn. Dan kan ik er veilig vanuit gaan dat veruit de grootste fout in mijn foto's het richten van het scharnier naar de pool zal zijn.

Om daar ook maar even wat wiskunde tegenaan te gooien: ik ben van plan voor het richten mijn dSLR te gebruiken met een 50/1.4 MF lens. Deze heeft een zichthoek van 25 graden. Ik ga uiteraard richten met Live View, daar kan ik 10x vergroten, dat geeft me 2.5 graden zichthoek. Grid aan en ik kan binnen een vakje van ongeveer 1x1 graad accuraat kijken. De poolster staat 0.75 graden vanaf het noorden, die moet ik precies op één van de gridlijnen zien te krijgen, dan zit de pool ruwweg in het midden van het frame. Hier zou ik zeggen dat ik in het beste geval kan richten op een kwart graad precies, dus 15 boogminuten.

Worst-case betekent dit dat de sterren heen en weer bewegen over mijn beeld in een sinusvorm, amplitude 15 boogminuten, periode 24 uur. In één uur krijg ik dan dus 15 boogminuten * (1-cos(pi/12))=0.5 boogminuut, oftewel 30 boogseconde onscherpte. Bij 300mm is dat significant, maar als ik dan terugga naar een sluitertijd van 15 minuten heb ik nog maar 1.92 boogseconde onscherpte door mijn richtfout, en dat is nauwelijks meer dan een pixel.

Op 50mm is elke pixel ruwweg 6 keer zo groot, dus krijg ik met 1 uur worst-case een onscherpte van 2,5 pixel. Dit is uiteraard allemaal gebaseerd op de aanname dat ik binnen 15 boogminuut kan richten. Het zou natuurlijk leuk zijn om voor dit soort richtpraktijken een langere lichtsterke prime te hebben, bijvoorbeeld een 200/1.8, maarja, dan wordt dit project opeens oneindig veel duurder...


_{edit: hé, een *simpel* volgplatform.........}

[mcdronkz]

Ik weet nu weer waarom ik hier nooit aan begonnen ben .