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2012年7月

2012年7月20日 (金)

天体写真撮影用赤道儀の製作-総括(1)

天体写真撮影用赤道儀の自作を始めて、やく1年が立ちました。
現在は、試作機を経て改良した本番機の組立も終わり、試写・調整を詰める段階です。
先週の帰省時にある程度詰めたかったのですが、福岡地方は梅雨末期の集中豪雨で、全く試写ができる空模様ではなく、なにもできませんでした。
ここで、改めて今回の装置の各部の詳細をまとめておきます。

今回は、タンジェントスクリュー部分についてです。
赤道儀の駆動方式・・・・タンジェントスクリュー式
タンジェントスクリュー式を採用した理由

  1. アーム長を長くすれば、ウォームホイル+ウォームギアの組み合わせより安価に精度を確保できる可能性があるはずです。
    アーム長228.5mmは、直径457mmのウォームホイルに相当し、ネジ部の誤差の影響が少なくなり、精度を確保しやすいと判断しました。
  2. タンジェントスクュー式の欠点は、制御マイコン等で補うことができと考えました。
    タンジェントスクュー式の欠点である、タンジェントエラー、巻き戻しが必要、ネジの回転を円運動に変換する機構の精度については、以下の解決策を用いています。
  • タンジェントエラー
    タンジェントエラーとは、いろんなところで書かれていますので、今更ですが、タンジェントスクリュー式で定速回転をした場合、下図のとおり日周運動を追尾するに要する角度に対して、時間の経過とともに(中心から外れるに従い)、回転角度が不足して誤差が生じるものです。
    この誤差は、タンジェント関数ですので、時間の経過とともに急速に大きくなっていきます(下図)

Photo

Photo_5

この誤差を補正するには、経過時間に従って回転数を適切に増加させれば良いわけですが、回転数の増加もタンジェント関数的になりますので、正確に行うためにはタンジェント関数の処理が必要になります。

私の場合、PICマイコンでタンジェント関数を取り扱うことの難しさ、ステッピングモーターを駆動するためのパルス周期を連続的に変化させる難しさから1分毎に段階的に回転数を変化させて近似させる方式としています。
また、変化させる回転数はあらかじめ計算で求めて、PICプログラム内にセットしておく方式としています。

具体的には、delay関数を用いてwait時間を調整することとし、経過時間の引数で選択しています。
プログラム的には、タイマー割込を使うとスマートなんですが、タイマー割込での周波数制御は、周波数を微妙に変化させる目的には意外と使いづらく、実際には

     switch (a){
        case 1:
             __delay(1234);
             RB0 =~ RB0;
             break;
               ・
               ・
               ・
     }
※__delay()数は、実際に数値を入れて、必要な回転数になる値を試行錯誤で見つける

というベタな方法(プログラム力のなさがわかる)をとりました。これでも私の制御システムの場合、PIC16F88はこのルーチンのみを実行して、モータードライバーにクロックパルスを渡すだけの役目にしていますので、目的は達していますし、良しとしました。

これで、タンジェントエラーは、1秒以内に納まっているはずなんですが、前のギア比の大チョンボ同様大きな思い違いがあるかもしれません。
可動時間全体での試写による確認が必要です。

  • 巻き戻し
    今回の製作機は可動時間60分にしていますので、60分毎に巻き戻しが必要となりまし、これは避けられません。
    巻き戻しは、順回転が4r.p.m なのに対して、300r.p.m(私の回路とモータの組み合わせでは、これ以上にはならない)と高速回転を選択し、46秒で巻き戻しを行うことにしています。
    また、60分の動作時間はPICでカウントダウンし、停止・巻き戻しは自動化して煩わしさをいくらかでも緩和しています。
  • ネジの回転を円運動に変換する機構
    試作機での不都合点を検討し、下図のような機構にしました。
    赤字の部分が今回工夫した部分です。

Photo_7

ナットに取り付けたボルトがアームを引っかけてまわす構造ですが、ナットが台形ネジの回転でとも回りしないような構造が必要で、試作機ではボルトの頭にワッシャを入れ、ワッシャがアームの表面に当たることで回転が止まるようにしていましたが、この方式では、アームを押す力が生じ、アームを取り付けた回転面が上下する可能性がありました。

そこで、ナット全体をブロック状にし、ベース上を慴動する形式にしたものです。
また、ナット上に立てたボルトも試作機ではボルトをそのままで使用していましたが、これだとアームの切欠き部分にネジ山が引っ掛かり、アームが上下運動してしまっていました。
これもボルトにスペーサを被せ、平滑な棒状にしています。

この部分の構造は、これでいいのかどうか自信がありません。今後の試写で確認していきます。

なお、今回の製作では、台形ネジを使うこと、ネジの軸受けはピローブロックを使用することを前提に部品選定しましたので、歯車と併せて通販(オリジナルマインド)で調達することとし

・台形ネジ M-8 1.5mm/ピッチ
・台形ネジナット M-8

を選定し、ピローブロック(この使用は工作のしやすさが第一)はφ10mmからしかなかったので、スペーサ(8mm-10mm)を使用しています。
このスペーサは、径がやや大きく、ピローブロックに入らず苦労しました(結果として、ホームセンター等で手に入るφ8mmのアルミパイプを切ってつかった方がよかったとおもいます)。

改めて考えてみると、台形ネジをφ10mm ピッチ2.0mmにすれば、ナットもブロック状のものがありましたし、ピローブロックもすんなり組み立てれたろうと反省しています。

以上がタンジェントスクリュー部分の詳細です。

2012年7月 9日 (月)

Let's note CF-T2 のSSD換装

中古で手に入れたノートパソコンのHDDをSSDに換装しました。

目的は、速度もありますが、対故障性の向上が第一です。これによって機械的に動く部分はキーボードだけになって、衝撃を含め大幅に改善できるのではないかと思っています。

換装自身は、もうお定まりの手順で、ネット上で多くが公開されていますので説明ははぶきます。

うまくいった事例として掲げておきます。

パソコン

Panasonic Let's Note CF-T2 DW1AXS

pentium M 1.1GHz

RAM 512に増設済

換装したSSD・・・CFD CSSD-PMM64WJ2(64GB)

コピーツール・・・EASEUS Partition Master Home Edition v.9.1.1

コピーツールでディイスク全体をコピー後、ハードの入れ換えを実施。

このコピーツールは、起動ディスクの作成をせずに行えるのが味噌です。

※手順中の障害事項

EPMでディスク全体のコピーを設定した後、再起動し、実際のコピーが実行されるのですが、最初は、再起動時にBIOS読み込みで停止し、それ以降に進まない症状が発生。

これはBIOS設定で「レガシーUSB」が「有効」になっていると出る症状で、USB接続の機器からのBootをするためでした。

Boot順序を「ハードディスク」を「最初」に設定しても症状は改善せず、上記設定を「無効」にすることが必要でした。

それ以外は、極めて順調で、このSSDは「ピン折り」も必要なく、購入姿のままでインストールできました。

起動、再起動とも現在のところなんの支障もなく動作しています。

速度テストの結果を載せておきます。

Crystadiskmark
HDD時の値は取り忘れましたが、おおむね4~8倍程度の数値を記録しています。

<お定まりの文言>

これはあくまで私の場合の結果の報告です。各自自己責任で判断してください。

2012年7月 1日 (日)

ノートパソコン

遠征して天体写真撮影をやるために、ノートパソコンを物色していたのですが、「Let’note CF-T2」を1万円(正確には9,999円)で手に入れました。

Panasonic_lets_note_cft2

それなりに使用感はあるものの、比較的しっかりしていて、スペックの割にキビキビ動きますし、ハードディスクもエラーチェックにかからず、心配したバッテリーも十分実用範囲内(3時間以上は可動か)です。

xpだとこの程度のスペックでも十分動くものですね。
ちなみにCPUは初期型の0.9GHzではなく、1.1GHz版です。

唯一メモリーだけ増設します(中古品1,800円 まだとどいていませんが、うごくかな?)。・・・さすがに256MBでは、少なすぎでしょう。

これは、天体写真撮影で遠征したときの撮影画像確認用です。

ハードディスクは40GBなんですが、この機種ではSDカードスロットが付いていました。

時期的にSDHC対応ではないのですが、これは、ネットからの情報で他社ドライバーのインストールで読めるとの情報を得て、早速インストールしたところ、支障なく読めるようになりました。

これで、40GBハードディスク + 32GBSDメモリー(手持ち分)の構成になりました。

データ領域には十分でしょう。

ネットの情報に感謝です。「Let’note SDメモリー」で検索すれば、情報が得られます(このブロクでは、リンクを張らないことにしていますので)。

しかし、このパソコン、小さく軽いですね。ハードが根をあげるまで使えそうです。

※ほんとうは、IBMのthinkPadがよかったのですが、中古屋で1万円のもの2台を見つけておいて、翌日にいったのですが、もう先客があって2台とも売れてしまっていました。

でも、デザインと軽さではこちらがよかったのかなと思っています。

ちなみに、私の所有したパソコンでは、FM-TOWNS以来の”Intel in it” のパソコンです。

私のパソコン歴の中で2台目のノートパソコンですが、1台目のVAIO(私的には全くの不評のパソコン)はAMDでしたし、ディスクトップはすべて自作機ですので当然全部AMDのCPUです。