Самодельный астротрекер. Как сделать звезды доступнее?
Как и обещал, рассказываю про то, как с максимально просто построить астротрекер. Но сначала давайте разберемся, для чего он нужнее?
Из-за того что земля вращается вокруг своей оси, происходит смена дня и ночи. Солнце встает на востоке и садиться на западе. Так же и звезды, постепенно, в течении всей ночи, они медленно движутся по небу. Из-за этого при съемке ночного неба на длинной выдержке, мы видим звездные треки. Чтобы компенсировать это движение используются астротрекеры. С таким прибором выдержка может увеличиваться в десятки раз.(Нужно отметить, что для установки выдержки более 30 сек необходим пульт управления камерой, который позволит выставить любую выдержку вплоть до нескольких часов.)
Звездные треки. Выдержка около 40 минут
Изначально я загорелся идеей купить заводской трекер, но цены удивили. За самый простой атротрекер придется заплатить 400$. Я покопался в интернете и нашел инструкцию, как изготовить трекер в домашних условиях. Я его немного доработал, но принцип остался тот же.
И так, приступим!
На фотографии, мой трекер в разобранном виде. Давайте разберем что здесь:
1 и 2 - штатив и штативная шаровая голова, их я не включал в цену, они понадобятся в любом случае, даже если покупать готовую монтировку.
3 и 4 - нижняя и верхняя основы монтировки, их я вырезал из кусков ломината, можно использовать фанеру, пластик или любой другой подходящий материал.
5 - Arduino UNO R3 на основе которой и будет работать трекер, в Китае можно заказать за 3$.
6 - Модуль драйвера L298N для управления моторами, или аналогичный, цена 1.5$.
7 - Две шестеренки, у меня они с соотношением 5:1 и шаговый двигатель 28BYJ-48, двигатель стоит около 2$.
8 - Дверная петля, чем меньше люфт тем лучше.
9 - Резьбовая шпилька М5, ее нужно будет согнуть и обрезать, но об этом чуть позже.
10 - Зеленый лазер, зеленый луч должен быть виден в темноте. Примерная цена 10$.
11 - Дюймовый болт для крепления штативной головы, 3/8 дюйма.
12 - Болты для крепления.
13 - Площадка для крепления фотоаппарата к штативной голове.
14 - Прокладка между штативной головой и монтировкой (не обязательна).
Для начала нужно определится с размером и формой основания будущего трекера. Для нее я использовал куски старого ламината, которые валялись на балконе. Необходимо провести кое какие расчеты.
Мы знаем, что шаг резьбы М5, 0,8мм, а длинна звездных суток 1436 минут. Для удобства предположим что гайка будет вращаться со скоростью 1 оборот в минуту, тогда за сутки она пройдет 1148,8мм. Это длинна нашей окружности.
S = 1436 * 0.8 = 1148.8(мм)
По формуле длинны окружности находим радиус R.
S = 2πR
R = S / 2π
R = 1148.8 / 2 * 3.1415 = 183 (мм)
Получается, что радиус равен 183мм. Что это за расстояние? Это расстояние от оси дверной петли до места, где должна проходить шпилька. Шпильку нужно изогнуть, лучше всего это делать так, нарисовать на листе А3 окружность с радиусом 183мм и медленно изгибать шпильку, постоянно прикладывая ее к рисунку и сверяясь с ним.
Вырезаем нижнее основание, форму можно подобрать самому. Я сделал дополнительную площадку, где будут размещаться Arduino, драйвер и питание. Главное помнить о 183мм, на рисунке оно отмечено красным цветом, оно постоянно. В верхнем основании делаем отверстие для шпильки, и болта 3/8, с помощью него будет крепиться шаровая голова, на которую будет закрепляться фотоаппарат.
Мне повезло найти две шестерни с передаточным числом 5:1. Меньшую закрепляем на двигатель, большую накручиваем на шпильку. Нам нужно добиться одного оборота в минуту доя большой шестерни. Пишем программу и загружаем в Arduino. Подключаем двигатель к Arduino через модуль драйвера.
int in1 = 2;
int in2 = 3;
int in3 = 4;
int in4 = 5;
const int dl = 3;
void setup() {
pinMode(in1, OUTPUT);
pinMode(in2, OUTPUT);
pinMode(in3, OUTPUT);
pinMode(in4, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite( in1, LOW );
digitalWrite( in2, LOW );
digitalWrite( in3, LOW );
digitalWrite( in4, HIGH );
delay(dl);
digitalWrite( in1, HIGH );
digitalWrite( in2, LOW );
digitalWrite( in3, LOW );
digitalWrite( in4, HIGH );
delay(dl);
digitalWrite( in1, HIGH );
digitalWrite( in2, LOW );
digitalWrite( in3, LOW );
digitalWrite( in4, HIGH );
delay(dl);
digitalWrite( in1, HIGH );
digitalWrite( in2, HIGH );
digitalWrite( in3, LOW );
digitalWrite( in4, LOW );
delay(dl);
digitalWrite( in1, LOW );
digitalWrite( in2, HIGH );
digitalWrite( in3, LOW );
digitalWrite( in4, LOW );
delay(dl);
digitalWrite( in1, LOW );
digitalWrite( in2, HIGH );
digitalWrite( in3, HIGH );
digitalWrite( in4, LOW );
delay(dl);
digitalWrite( in1, LOW );
digitalWrite( in2, LOW );
digitalWrite( in3, HIGH );
digitalWrite( in4, LOW );
delay(dl);
digitalWrite( in1, LOW );
digitalWrite( in2, LOW );
digitalWrite( in3, HIGH );
digitalWrite( in4, HIGH );
delay(dl);
}
Можно собирать.
Два основания закрепляем на дверной петле. В верхнее основание вставляем шпильку и гайками фиксируем так, чтобы она была неподвижно закреплена к верхнему основанию, но свободно проходила в отверстие нижнего основания. Накручиваем на нее гайку с большой шестерней. В нижнем основании должно быть отверстие для двигателя, внутри него закрепляем двигатель, так чтобы его шестерня передавала вращение на шестерню шпильки. Подключаем Arduino и остальную электронику. К верхнему основанию прикручиваем шаровую штативную голову, а нижнее основание закрепляем на штативе.
Но чтобы все заработало нужно еще кое-что. Параллельно оси дверной петли, как можно ближе к ней, прикрепляем зеленый лазер, его луч хорошо виден в темноте. С помощью него мы будем наводиться на полярную звезду, она ближе всего оси вращения земли, ее легко найти на звездном небе.
Благодаря такому трекеру и широкоугольному объективу можно получать четкие звезды на выдержке до 5 минут. При съемке же с неподвижного штатива микросмаз заметен уже на 30 секундной выдержке.
К сожалению с погодой не везет, всего пару раз выбирался в поле поснимать звезды, но уже с уверенностью могу сказать, что все работает как нужно. В ближайшее время постораюсь скинуть фотографии того что удалось наснимать.
Из-за того что земля вращается вокруг своей оси, происходит смена дня и ночи. Солнце встает на востоке и садиться на западе. Так же и звезды, постепенно, в течении всей ночи, они медленно движутся по небу. Из-за этого при съемке ночного неба на длинной выдержке, мы видим звездные треки. Чтобы компенсировать это движение используются астротрекеры. С таким прибором выдержка может увеличиваться в десятки раз.(Нужно отметить, что для установки выдержки более 30 сек необходим пульт управления камерой, который позволит выставить любую выдержку вплоть до нескольких часов.)
Звездные треки. Выдержка около 40 минут
Изначально я загорелся идеей купить заводской трекер, но цены удивили. За самый простой атротрекер придется заплатить 400$. Я покопался в интернете и нашел инструкцию, как изготовить трекер в домашних условиях. Я его немного доработал, но принцип остался тот же.
И так, приступим!
На фотографии, мой трекер в разобранном виде. Давайте разберем что здесь:
1 и 2 - штатив и штативная шаровая голова, их я не включал в цену, они понадобятся в любом случае, даже если покупать готовую монтировку.
3 и 4 - нижняя и верхняя основы монтировки, их я вырезал из кусков ломината, можно использовать фанеру, пластик или любой другой подходящий материал.
5 - Arduino UNO R3 на основе которой и будет работать трекер, в Китае можно заказать за 3$.
6 - Модуль драйвера L298N для управления моторами, или аналогичный, цена 1.5$.
7 - Две шестеренки, у меня они с соотношением 5:1 и шаговый двигатель 28BYJ-48, двигатель стоит около 2$.
8 - Дверная петля, чем меньше люфт тем лучше.
9 - Резьбовая шпилька М5, ее нужно будет согнуть и обрезать, но об этом чуть позже.
10 - Зеленый лазер, зеленый луч должен быть виден в темноте. Примерная цена 10$.
11 - Дюймовый болт для крепления штативной головы, 3/8 дюйма.
12 - Болты для крепления.
13 - Площадка для крепления фотоаппарата к штативной голове.
14 - Прокладка между штативной головой и монтировкой (не обязательна).
Для начала нужно определится с размером и формой основания будущего трекера. Для нее я использовал куски старого ламината, которые валялись на балконе. Необходимо провести кое какие расчеты.
Мы знаем, что шаг резьбы М5, 0,8мм, а длинна звездных суток 1436 минут. Для удобства предположим что гайка будет вращаться со скоростью 1 оборот в минуту, тогда за сутки она пройдет 1148,8мм. Это длинна нашей окружности.
S = 1436 * 0.8 = 1148.8(мм)
По формуле длинны окружности находим радиус R.
S = 2πR
R = S / 2π
R = 1148.8 / 2 * 3.1415 = 183 (мм)
Получается, что радиус равен 183мм. Что это за расстояние? Это расстояние от оси дверной петли до места, где должна проходить шпилька. Шпильку нужно изогнуть, лучше всего это делать так, нарисовать на листе А3 окружность с радиусом 183мм и медленно изгибать шпильку, постоянно прикладывая ее к рисунку и сверяясь с ним.
Вырезаем нижнее основание, форму можно подобрать самому. Я сделал дополнительную площадку, где будут размещаться Arduino, драйвер и питание. Главное помнить о 183мм, на рисунке оно отмечено красным цветом, оно постоянно. В верхнем основании делаем отверстие для шпильки, и болта 3/8, с помощью него будет крепиться шаровая голова, на которую будет закрепляться фотоаппарат.
Мне повезло найти две шестерни с передаточным числом 5:1. Меньшую закрепляем на двигатель, большую накручиваем на шпильку. Нам нужно добиться одного оборота в минуту доя большой шестерни. Пишем программу и загружаем в Arduino. Подключаем двигатель к Arduino через модуль драйвера.
int in1 = 2;
int in2 = 3;
int in3 = 4;
int in4 = 5;
const int dl = 3;
void setup() {
pinMode(in1, OUTPUT);
pinMode(in2, OUTPUT);
pinMode(in3, OUTPUT);
pinMode(in4, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite( in1, LOW );
digitalWrite( in2, LOW );
digitalWrite( in3, LOW );
digitalWrite( in4, HIGH );
delay(dl);
digitalWrite( in1, HIGH );
digitalWrite( in2, LOW );
digitalWrite( in3, LOW );
digitalWrite( in4, HIGH );
delay(dl);
digitalWrite( in1, HIGH );
digitalWrite( in2, LOW );
digitalWrite( in3, LOW );
digitalWrite( in4, HIGH );
delay(dl);
digitalWrite( in1, HIGH );
digitalWrite( in2, HIGH );
digitalWrite( in3, LOW );
digitalWrite( in4, LOW );
delay(dl);
digitalWrite( in1, LOW );
digitalWrite( in2, HIGH );
digitalWrite( in3, LOW );
digitalWrite( in4, LOW );
delay(dl);
digitalWrite( in1, LOW );
digitalWrite( in2, HIGH );
digitalWrite( in3, HIGH );
digitalWrite( in4, LOW );
delay(dl);
digitalWrite( in1, LOW );
digitalWrite( in2, LOW );
digitalWrite( in3, HIGH );
digitalWrite( in4, LOW );
delay(dl);
digitalWrite( in1, LOW );
digitalWrite( in2, LOW );
digitalWrite( in3, HIGH );
digitalWrite( in4, HIGH );
delay(dl);
}
Можно собирать.
Два основания закрепляем на дверной петле. В верхнее основание вставляем шпильку и гайками фиксируем так, чтобы она была неподвижно закреплена к верхнему основанию, но свободно проходила в отверстие нижнего основания. Накручиваем на нее гайку с большой шестерней. В нижнем основании должно быть отверстие для двигателя, внутри него закрепляем двигатель, так чтобы его шестерня передавала вращение на шестерню шпильки. Подключаем Arduino и остальную электронику. К верхнему основанию прикручиваем шаровую штативную голову, а нижнее основание закрепляем на штативе.
Но чтобы все заработало нужно еще кое-что. Параллельно оси дверной петли, как можно ближе к ней, прикрепляем зеленый лазер, его луч хорошо виден в темноте. С помощью него мы будем наводиться на полярную звезду, она ближе всего оси вращения земли, ее легко найти на звездном небе.
Благодаря такому трекеру и широкоугольному объективу можно получать четкие звезды на выдержке до 5 минут. При съемке же с неподвижного штатива микросмаз заметен уже на 30 секундной выдержке.
К сожалению с погодой не везет, всего пару раз выбирался в поле поснимать звезды, но уже с уверенностью могу сказать, что все работает как нужно. В ближайшее время постораюсь скинуть фотографии того что удалось наснимать.