Eine selbstgebaute äquatoriale Montierung mit harmonischen Antrieben

May 08, 2024

Wie ein Amateur-Astrofotograf Ihnen sagen wird, können Sie die wirklich interessanten Objekte einfach nicht einfangen, ohne eine Menge Geld für ein paar anständige Ausrüstungsgegenstände auszugeben. Abgesehen vom Teleskop sind die Komplexität, das Gewicht und die damit verbundenen Kosten allein bei der Teleskophalterung wirklich überraschend hoch, ganz zu schweigen von einer Halterung, die jede Art von programmierbarer Nachführung ermöglicht. [Alan (Jialiang) Zhao] wollte eindeutig noch besser werden, und nachdem er mit einigen Mängeln seiner äquatorialen Montierung Sky-Watcher HEQ-5 Pro zu kämpfen hatte, beschloss er, eine Open-Source-Montierung namens Alkaid zu bauen, die hoffentlich funktioniert etwas besser für sie.

Vereinfacht ausgedrückt besteht die Schwierigkeit beim Fotografieren eines extrem dunklen, weit entfernten Objekts (oder eines größeren, aber diffusen Objekts) darin, dass der Kamerasensor viel Zeit mit der Signalmittelung verbringen muss, um genügend Licht zu sammeln, damit man alles sehen kann Alles durch den Lärm. Aber dieser Steinball, auf dem wir sitzen, rotiert ständig, daher besteht die einzige Lösung darin, das Objekt von Interesse zu verfolgen, um dies auszugleichen. Dies wird als äquatoriale Nachführung bezeichnet und ermöglicht die Kompensation der Erdrotation während einer Langzeitbelichtung.

Das Design jeder der beiden Achsen dreht sich (sorry!) um die Verwendung eines NEMA-17-Schrittmotors mit einem 27:1-Planetengetriebe, der in ein harmonisches Untersetzungsgetriebe treibt. Harmonische Antriebe (auch bekannt als Dehnungswellenantriebe) sind ziemlich schick und arbeiten nach dem Prinzip eines festen, aber kreisförmig verzerrenden Zahnkranzes, der das Drehmoment nahezu spielfrei von der Innenfläche nach außen überträgt. Es sind zwar teure Teile, aber für eine superweiche Bewegung ist das genau das, was Sie wollen. Das enorme Ausgangsdrehmoment, das sie ermöglichen, ermöglichte es [Alan], eine Montierung für ein schweres Teleskop ohne Gegengewichte zu bauen. Konstruktiv ist das Ganze aus 10 mm dicken Aluminiumplatten aufgebaut, die mit einem Wasserstrahl geschnitten und anschließend fertig gefräst wurden.

Auf der Elektronikseite wurde eine kundenspezifische Leiterplatte mit einem Paar TMC2130-basierten Schritttreibern hergestellt, die von einem Teensy 4.0 gesteuert werden. Das einfache Design wurde mit Eagle PCB erstellt und ist zusammen mit Details zum Rahmen und einer passenden Kopie der OnStep-Teleskop-Controller-Firmware auf dem GitHub des Alkaid-Projekts zu finden. Einige 3D-gedruckte Seitenwände halten die Elektronik an Ort und Stelle und verpacken die Innenteile, was der Halterung eine aufgeräumte Optik verleiht. Art Industrie-Look. Eine wichtige Kennzahl für jede solche Montierung ist das Gesamtgewicht, das [Alan] mit etwa 5,5 kg angibt, was weniger als der Hälfte des Gewichts einer HEQ-5-Montierung ohne Gegengewichte entspricht. Hoffentlich ist es schwer genug, um die vom Stativ übertragenen Vibrationen zu dämpfen, aber Tests werden das auf die eine oder andere Weise beweisen.

Zu komplex? Nicht genug Zeit zum Bauen? Wie wäre es mit einer Halterung zur Verfolgung von Scheunentoren? Wir haben auch einen Raspberry Pi-basierten Star-Tracker gesehen, der im Rahmen des Hackaday-Preises 2016 vorgestellt wurde.

Danke an [Buckarooooo] für den Tipp!