2017-09-20

Tee-se-itse: EQ-5-seurantajalustaan paremmat moottorit ja hihnaveto halvalla

Syntan Sky-Watcher EQ-5 ja sen uudempi versio NEQ-5-seurantajalusta on harrastaja-astronomien keskuudessa suosittu jalusta, eikä ihme kun alle kolmella satasella saa yli kymmenen kiloa kolmijalkaa ja ekvatoriaalista päätä. Mukana siinä ei tule vakiona moottoreita, vaan jalustan seuranta on oletuksena käsivetoinen. Satasella-puolellatoista kuitenkin voi ostaa kahden moottorin paketin jalustaan jolla se seuraa taivaan liikettä jollain tarkkuudella muttei osaa itse vielä suunnistaa pitkin taivaankantta. Suunnistustaidon jalustalle eli goto-paketin voi tietenkin ostaa lisähintaan, mutta tämän paketin hinta on enemmän kuin alkuperäisen jalustan itsessään.

Jos haluaa selvitä halvemmalla tai muuten tykkää tee-se-itse-meiningistä, voi moottorit asentaa jalustaan itse. Lisäksi voi käyttää hihnavetoa goto-mottoripaketin hammasrattaiden tilalla joka poistaa yhden isoimmista välyksen aiheuttajista systeemistä eli hammasrattaat — jalustan matoruuvin välyksistä ei pääse kylläkään eroon ellei vaihda ruuvia parempaan.


(Rektaskensio- ja deklinaatiomoottorit paikoillaan ja hihnaveto käytössä. Osien värikoodaus paljastuu käyttämällä osoitinta kuvan päällä.)

Ostoslista

Tarkemmat speksit on listattu myös AstroEQ-sivustolla.

  • Violetti: NEMA14 kaksivaiheiset (eli nelipiuhaiset) askelmoottorit 1,8 asteen askeleella ja viiden millin halkaisijaisella akselilla, 2 kpl yhteensä n. 20€. Kalliimmat, isommat ja tehokkaammat NEMA17-moottorit käyvät myös.
  • Vihreä: NEMA-17-askelmoottorin kannattimet, 2 kpl yhteensä n. 4€
  • Tummansininen: kymmenen millin levyiset hammasrattaat 5 tai 6 millin keskireiällä ja 15 hampaalla, 2 kpl yhteensä n. 10€
  • Keltainen: samanlainen hammasratas, mutta 40 hammasta ja 6 millin reiällä, 2 kpl yhteensä n. 8€
  • Vaaleansininen: 10 millin levyinen MXL-hihna 65 ja 63 hampaalla, 2 kpl yhteensä n. 6€. Hampaiden tarkka määrä riippuu käytettyjen hammasrattaiden koosta ja moottorien etäisyydestä akseleihin.
  • Ei näy kuvassa: jäähdytyssiili päiväkäyttöä varten, 30x30mm; varsinkin rektaskensiomoottori käy aika kuumana auringonpaisteessa, n. 2€
  • Sitten se tärkein: AstroEQ-boksi joka kytkee toisiinsa moottorit ja tietokoneen tai käsiohjaimen. AstroEQ:n voi myös tehdä itse Arduinosta, moottorinohjainpiireista ja muutamasta komponentista. DIY-asteesta riippuen hintaa tulee muutamasta kympistä sataseen. Omani ostin valmiina ja se oli satasen paukku.

Verkkokaapeli moottorien kytkemiseksi AstroEQ-boksiin löytyi omasta takaa. Lisäksi tarvittiin neljä kappaletta M4-ruuveja, aluslevyjä ja lukkomuttereita moottorien pidikkeiden kiinnitykseen jalustaan. Hammasrattaiden välitysuhde voi olla joku muukin kuin tuo 40:15, välitykset voi laittaa kohdilleen AstroEQ:n asetuksista ennen käyttöä.

Moottorien asennus

Moottorien asentaminen jalustaan on melko helppoa. Ensinnä pitää porata uudet reiät moottorien NEMA17-kiinnikkeisiin, jotta NEMA14-koon moottorit saa niihin kiinni. Jos käyttää isompia NEMA17-moottoreita, ne käyvät suoraan moottorin kiinnikkeisiin, ei tarvitse edes porailla mitään. Kiinnikkeet voi myös tehdä itse alusta alkaen, mutta valmiiden kiinnikkeiden hintaan en minä ainakaan vaivautunut. Kotipolttoisten kiinnikkeiden etuna on se että niistä saa helpommin säädettävät moottorin sijainnin suhteen, joten arpominen hihnojen pituuden kanssa jää pois.

Deklinaatiomoottori käy paikoilleen yhdellä ruuvilla joka menee samaan reikään kuin alkuperäisen moottorin kiinnitysruuvikin. Yksi ruuvi kyllä pitää tuon paikallaan, koska vääntö kohdistuu sivuille päin ja siellä on aina jalusta ottamassa kuorman vastaan. Kaveriksi aluslevy ja lukkomutteri toiseen päähän niin moottori ei lähde kävelemään keskenkaiken.


(Deklinaatiomoottori paikoillaan. Kiinnityskohtana käytetään jo valmiina jalustassa olevaa reikää.)

Rektaskensiomoottori asentuu alkuperäisiin moottorin kiinnityskohtiin. Kuvassa taaempi ruuvi on alkuperäisessä reiässä joka kulkee tuosta läpi jalustan toiselle puolelle, ja alempi taas uudessa reiässä jonka porasin ja kierteistin jalustan pehmeään alumiiniseokseen. Periaatteessa yksi ruuvi riittää, mutta otin varman päälle koska rektaskensioakselin moottori käy oikeastaan aina seurannan käydessä joten se on parempi pysyä paikoillaan. Koska moottorin kiinnike tulee noin paljon tuonne oikealle, hioin myös pois pienen selänteen joka pitäisi alkuperäisiä moottorin kannattimia sivusuunnassa aloillaan — pehmeä kiinalaisalumiiniseos on onneksi helppoa työstettävää. Muulloin tuo moottori olisi jäänyt vähän vinoon jalustan napa-akselin suunnassa. Jos moottorissa on pidempi akseli tuotakaan modausta ei tarvitse tehdä ja hiontahommista pääsee myös laistamaan tekemällä kiinnikkeet itse.


(Rektanskensioakselin moottorin kiinnitys, alempi merkatuista rei'istä on porattu jalustaan.)

Kaapeleille kannattaa muistaa vedonpoisto, pimeässä jalustan kanssa turatessa niistä jossain vaiheessa tulee vahingossa vetäistyä eikä varmasti naurata jos tulee vedettyä piuhat irit irti moottorin sisältä. Nippuside tiukasti moottorin ympärille ja piuhat sinne alle toimii hyvin tähän tarkoitukseen.

Moottorien kytkentä

Moottorit ovat kaksivaiheiset joten niistä lähtee neljä kappaletta piuhoja jotka juotetaan kiinni neljänastaiseen verkkokaapeliin. Verkkokaapeli taas kytketään AstroEQ-boksiin. En tiedä onko kytkentäjohtojen väri jotenkin standardisoitu, joten kannattaa katsastaa moottorien dokumentaatiosta minne johdot tulevat.

AstroEQ:n konffaus

Kun Arduino-AstroEQ on kasassa tai valmiina ostettu AstroEQ on tullut postissa, pitää se konffata kuntoon. Toimiakseen se tarvitsee sisäänsä firmwaren ja asetusohjelmalle kerrotut jotka kertovat millä nopeudella ja mihin suuntaan moottoreita pitää ajaa.


Tärkeimmät kohdat tuossa ovat motor step angle eli moottorin askeleen koko asteina, tässä tapauksessa 1,8 astetta; motor gear ratio eli moottorin välityssuhde, tässä tapauksessa 40:15 eli 2,666… sekä jalustasta riippuvainen worm gear ratio (matoruuvin välityssuhde), joka EQ/NEQ-5-jalustalla on 144:1.

Goto ratella voi säätää jalustan maksiminopeuden gotolla ajettaessa taivaankantta pitkin. 800-kertainen nopeus oli omilla moottoreilla liikaa, joten nopeudeksi tuli puolet siitä — tällä nopeudella täyteen 360 asteeseen menee 3½ minuuttia. Käsiohjainta tekevälle ST-4 rate on hitain hienoliikuntanopeus jolla jalustaa voi ajaa ilman tietokonetta, se voi olla jotain nollan ja yhden välillä. Moottorien ajosuunnan voi myös vaihtaa, omassa jalustassani rektaskensioakselin moottoria ajetaan toiseen suuntaan kuin deklinaatioakselin moottoria. Ihmetys oli suuri kun taivaankappaleet liukuivat pois näkökentästä seuranta päällä nopeammin kuin ilman seurantaa — onneksi ei tarvinnut alkaa johdottelemaan moottoreita uusiksi.

Yksinkertainen käsiohjain

Ostoslista käsiohjainta varten:
  • lukkiutumattomia painokytkimiä 4 kappaletta, n. 3€
  • kolmiasentoinen kytkin, n. 2€
  • neljän kilo-ohmin vastus, n. joitain senttejä
  • vähän tupakkiaskia isompi kotelo edellisille, n. 3€
  • kymmenen mikrofaradin kondensaattoreita 4 kappaletta, n. joitain kymmeniä senttejä
  • Kuusinapainen verkkokaapeli ST-4-liitintä varten

Kondensaattorit voi jättää pois, niiden tehtävä on vain suodattaa pois kytkinvärähtelyt (debouncing). Jos haluaa edelleen säästää, vastukset voi jättää myös pois ja vaihtaa kytkimen kaksiasentoiseen. Tällöin käytössä on vain goto-liikuttelunopeus (400-800x) ja ST-4-liittimen seurannankorjausnopeus (alle 1x). Suosittelen siis kytkemään vastukset, niillä pääsee myös 2x hienoliikuntanopeuteen.


(Kannattaa tarkistaa kytkentä ennen kuin juottaa kytkimet paikoilleen, muuten käy näin.)

Kytkentä itsessään on helppo tehdä. Liittimen kakkospinni on maa, johon toinen puoli jokaisesta NESW-kytkimestä tulee. 3456-pinnit ovat järjestyksessä sitten itä, etelä, pohjoinen, länsi. Ykköspinnin ja maan väliin tulee kolmiasentoinen kytkin npeuden valintaa varten, jolla valitaan suoraan, ei ollenkaan tai vastuksen kautta kulkeva kytkentä kakkos- ja ykköspinnin välillä — jos kytkentä on olemassa, seuranta käynnistyy; ilman kytkentää seuranta ei ole päällä, mutta jalustan käyntinopeus ajettaessa on asetuksiin laitettu goto rate eli vaikka se 800-kertainen. Suodatinkondensaattorit, jos niitä käyttää, tulevat NESW-kytkinten napojen väliin.

Tietokoneistus

Ropellihatuille on aina olemassa myös Raspberry Pi -minitietokoneet, joilla saa parilla kympillä täysiverisen Linux-koneen ajamaan jalustaa ja kameraa. Ohjauskäskyjen antaminen onnistuu myös vaikka läppärillä, Eqmodin asentamalla saa jalustan ja atk:n juttelemaan sujuvasti keskenään. Hihnavedon vähempivälyksisyys verrattuna alkuperäisiin hammasrattaisiin myös mahdollistaa jalustan seurannankorjauksen (autoguidaus), jolloin maksimivalotusaika millä tahansa polttovälillä on periaatteessa rajaton (käytännössä ei kuitenkaan, mutta huima parannus joka tapauksessa).

0 comments:

Lähetä kommentti