05 機材 Feed

2018年3月31日 (土)

満月期の作業(2) GPD/SP赤道儀モータードライブコントローラの改良

3月の2回の遠征では、GPD赤道儀の赤緯側の動きが悪かったり、全く動かなかったりと安定性がすこぶる悪く、ほとんど撮影できませんでした。

(1)モーター電源の問題

撮影の後半で赤緯側が全く動かなくなったのは、どうも電源にしている鉛バッテリーの電圧が下がり、11Vを切るようになると、L6470モータドライバーキットが必要とする12Vの許容範囲を超え、エラーとなってしまっているのが原因みたいです。

鉛バッテリーの性質上、満充電では12V以上あっても、消耗してくると段々出力電圧が下がってきて10.5Vが下限となります。

ところが、前にも書きましたが、L6470モータドライバーキットは、ロジック電源の5Vの他、モータ駆動用の12V電源の入力が必要で、この入力12Vの許容範囲がそこまでなく、バッテリーが消耗してくると、エラーが出てしまうのではないかと推測しています。

これに対して、昨年導入したリチウムイオン電池のポータブル電源の12V出力は、電池が消耗しても12Vを出力してくれますので、この問題は避けることができます。鉛バッテリーに安定化電源を組み込めば解決ですが、モータ電源としては結構な電流量が必要ですので、それなりの回路が必要になりますし、この部分でのロスも発生します。

今使っている45Ahのバッテリーの重さに閉口している身としては、リチウムイオン電池のポータブル電源で置き換えたいのですが、如何せん金額がはるので躊躇しています。

(2)プログラム上の問題

赤緯側修正信号に対する反応が鈍い感じで、自作コントローラのプログラムに問題がありそうなので、プログラムを見直してみました。

赤経側の修正信号の処理そのものは、メインのArduino側ではなく、赤経側の駆動パルスを発生しているPIC12F629でやっているのですが、修正信号の表示(LED点灯)処理はArduino側でやっています。

このとき、赤経側の修正信号がある間、ループ待ちとしていることが原因みたいです。赤経、赤緯の修正信号の処理は同じように修正信号がある間ループ待ちとしているため、他の処理はできません。

これでは、赤経と赤緯の修正信号を同時に受け取った場合、どちらかが実行され他方は無視される結果になってしまいます。

赤経側の修正動作は別におこなっていますから問題ないのですが、赤緯側が無視(無動作)されるケースがでるようなプログラムになっていました。処理方法を変更して同時に信号を受けても動作するように変更しましたので、多分、これで問題解決と思います。

(3)結露防止ヒータコントローラの増設

今まで、モーターコントローラには1系統の結露防止ヒータコントローラを付けていましたが、ガイド鏡+撮影鏡の2系統の結露防止ヒータが必要ですので、別途外付でヒーターコントローラを付けていました。

設営時の面倒くささと、コントローラを持っていくのを忘れてしまうことを防止する意味で、本体コントローラに内蔵し、本体コントローラのみで2系統の結露防止ヒータを扱えるようにしました。

Dsc_0183
左側が既設のコネクター、右側が新たに増設して結露防止ヒータコントローラ部分です。

本体コントローラの躯体は大きめにしていましたので、余裕で組み込むことができました。

本体コントローラからの制御はできませんが、設定温度を15度(冬仕様)と30度(夏仕様)に切り換えれるようにはしています。

2018年3月24日 (土)

モーターフォーカサーのプログラム

私のモーターフォーカサーの記事で質問があったので、Ardiunoのプログラムについて説明とコードをアップします。

私のモーターフォーカサーの構成は、

モーター・・・SPG20(ユニポーラステッピングモータ 減速ギア付)

モータードライバー・・・L6470ドライバーキット(秋月電子製)

CPU・・・ATMega328(Arduino uno互換)

表示器・・・16桁×2行 LCDディスプレイ

と言うものです。

hayak001さんがもし私と同じモータードライバーを使っていて、動かないのであれば、たぶんL6470をコントロールするSPI通信かL6470のコンフィグを含めた初期化部分で問題があるのだと思います。

初期設定の部分です。

=============================================

  digitalWrite(RESET_Pin,HIGH);          // L6470リセットピンを通常に設定
  delay(200);                            // 念のための遅延
  digitalWrite(RESET_Pin,LOW);           // L6470リセット信号の送り出し
  delay(200);                            // 念のための遅延
  digitalWrite(RESET_Pin,HIGH);          // L6470リセットピンを通常に設定
  delay(200);                            // 念のための遅延

// L6470 初期設定の書込み
  L6470_RegW_2byte(0x18,L6470_CONFIG);   // L6470 CONFIG reg. set
  L6470_RegW_2byte(0x05,0x008a);         // 回転加速度 → 80rpm/sec2
  L6470_RegW_2byte(0x08,0x1000);         // 最低回転数 → 0 低速回転時最適化 ON
  L6470_RegW_2byte(0x07,FAST_SPD);       // 最大回転数
  L6470_RegW_byte(0x09,0xff);            // 停止時の最大電圧→12.0V
  L6470_RegW_byte(0x0a,0xff);            // 定速時の最大電圧→12.0V
  L6470_RegW_byte(0x0b,0xff);            // 加速時の最大電圧→12.0V
  L6470_RegW_byte(0x0c,0xff);            // 減速時の最大電圧→12.0V
  L6470_RegW_byte(0x13,0x0f);            // 過電流しきい値→ 6A
  L6470_RegW_byte(0x14,0x7f);            // ストール検出のしきい値→4A
  L6470_RegW_byte(0x16,0x05);            // マイクロステップ→1/32

====================================================

ここで、L6470_CONFIG =  0x0fa0としています。

英語のマニュアルに悪戦苦闘した結果で、正しいのかどうかわかりませんが、とにかく支障なく動いています。

参考になるかどうかわかりませんが、プログラム全体をアップしておきます。

SPI通信の方は、下のプログラムを見てください。

Focuser.zipをダウンロード

しろうとのプログラムですので、誤りもあるかもしれませんが、一応コメントもつけていますので、参考になればうれしいです。

2018年3月20日 (火)

トールのハンマーではなくトールの兜

3月17/18日に3月の2回目の遠征に行ってきました。

当日のGPV予報では、夜中には雲がでる予報だったのですが、新月期を逃せないと、途中での撤収も覚悟して出かけました。

撮影開始時と夜半に薄い雲がかかりましたが、薄明開始までほぼ一晩中撮影することができました。

まずは、前回不発だった、トールのハンマーにではなくトールの兜からです。

_800
【撮影データ】
2018年3月17日 小石原焼伝統工芸館駐車場
BKP150 + TC16A(×1.6)
Nikon D7100(レス改) + HEUIB-II FFフィルター
New スカイエクスプローラ SEⅡ赤道儀
D60mm F240mm ガイド鏡 + QHY5L-M + PHD2 Guiding
ISO 25000 露出360秒 × 20枚
SI8でダーク/フラット補正+コンポジット、CaptureNX2で画像調整(傾き調整分だけトリミング)

【オリジナルの1/2画像はここ】

夕方、薄明終了直後、南中後の南西の空(久留米方面の光害がある)と言う悪条件下での撮影です。

私の処理のまずさも手伝って、独特の色が出ていません。

また、前回撮影から、PHD2+DigiCamControlでのディザリング有りで撮影していたのですが、操作ミスで、この対象だけディザリングなしになってしまっていました。

撮影のカメラ操作にDigiCamControlを使うとPHD2との連携で、自動的にディザリングできると言う機能は前から知っていたのですが、前回から本格的に使い始めてみました。

結果としては、コンポジット後の画像で縞模様が見えなくなりましたし、なんか荒れも低減されているような気がして、今後はディザリングありを基本にしたいと思っています。

ただ、ディザリングありにすると、赤緯側のバックラッシュ大きいと、ディザリング後のガイドが安定するまで時間が掛かる場合が多く、SEⅡはそれほど目立たないものの、特にGPDでは要調整です。

2018年3月19日 (月)

新しい機材での撮影は・・・・(バラ星雲)

3月10/11日の遠征撮影は、新月期を待てずに新しい機材での撮影を早くしたかったからでもありました。

新たに調達した機材、FSQ85EDPとNikon D810Aの組み合わせの本格的な初撮影です。

Rose04800
【撮影データ】
2018年3月10日 小石原焼伝統工芸館駐車場
FSQ-85EDP フラットナー1.01
Nikon D810A
GPD赤道儀(自作2軸モータードライブ化)
Ai Nikkor135mm f2.8ガイド鏡 + QHY5P-II + PHD2 Guiding
ISO 2500 露出360秒 × 20枚
SI8でフラット/ダーク補正+コンポジット、CaptureNX2で画像調整

【オリジナルの画像をアップしてみました(28MBとデカイです)】

星像は小さく、画角も手頃で、光条割れの目立つ輝星もないので、なかなかいい感じですが、フラットがイマイチ合わないので処理が中途半端になっています。

この撮影の後、GPD赤道儀の赤緯側の動きがおかしくなり、この組み合わせでの撮影はこれだけになってしまいました。

このほかの不具合も発生して、最初に書いたように消化不良の撮影となったのですが、これは、次の17/18日の遠征でも引きずりましたので、後で併せて書きたいと思います。

なにはともあれ、フルサイズの四隅までシャープな画像を撮影できる機材を手に入れましたので、あとは慣熟に向けた努力あるのみです。

2018年2月27日 (火)

モーターフォーカサーの製作

寒さは和らいできましたが、月が満ちてきて、まだまだ撮影はしばらくできませんので、暇つぶしみたいな工作を続けています。

今度は、モーターフォーカサーの製作です。

もう2年以上前に一度作ろうと思って回路を考え、基板も作成済だったのですが、荷物整理中にこれを見つけ作ってみました。

モータを始め、その他部品もすべて手持ちでしたし、動作プログラムも作っていましたので、2日ほどで出来上がってしまいました。

Dsc_0163
コントローラの内部です。

構成は、

  • モータ・・・・ SPG20(ユニポーラステッピングモータ 減速ギア付)
  • CPU・・・・・ATMega328(Arduino互換)
  • モータードライバー・・・・L6470ドライバーキット

です。

これを9Vの乾電池内蔵で動かそうと思ったのですが(電源コードがあると、取りまわしが煩雑)、モータードライバーが12Vの入力がないと動かないのをすっかり忘れてしまっていました。

結局、電源コード付きのコントローラになってしまいました。

モータは、手持ちで最小のものを使っていますが、ユニポーラ型で、モータードライバーはバイポーラ型用ですので、モータの6線の内の4線を使用して回しています。

Dsc_0168
BKP150に取り付けたところ。

Dsc_0171
接眼部への取付状態です。

接眼部抑え部分に4mmのアルミプレートを挟んで、位置合わせをしています。

接続してみると、モータ軸径は3mmなのに対して、ピント調整軸は3mmよりやや小さい(2.5mm?)ので、カップラがうまく付きません。

安いリジット型では偏心で変な力がかかってスムースではなくなってしまいます。

そこで、前にカップラを検討したときに偏心が大きくても変な力がかからない「ジョータイプ」があることを思い出し、これだけは新しく調達しました。

軸径3mm用を使ってしますので、偏心はありますが、比較的なめらかに動いており、変な力もかかっていないみたいです。

また、クラッチ機構は付けませんでしたので、モータを付けた時の手動ピント合わせできません。

さて、実際の使い勝手を試すために、月を撮影してみました。

M001
【撮影データ】
2018年2月26日
BKP150 直焦点(750mm)
QHY5P-II 1280×1024 500フレーム
Registax6でbest250フレームをコンポジット、ウェーブレット処理
30ショットをMSICEでモザイク合成

月齢10.6の月です。

【オリジナルの画像はここ】

使用した感じは、細かいピント調整ができ、ピント位置が数字で読めて再現性があり、かつ画面がぶれないので、じっくりとピントを追い込むことができますが、常用するかというとちょっと疑問です。

2018年2月20日 (火)

新しい機材調達の第2弾は・・・・

SEⅡ赤道儀を追加したことで、BKP150の750mmより短いレンズ、300~450mm程度の望遠鏡またはレンズもほしくなってしまいました。

そこで候補にあげたのが、

  1. FSQ-85EDP  450mm
  2. BORG90FL  500mm(レデューサー360mm)
  3. ε-130D       430mm

GPDやSEⅡに載せることを考えると総重量8kg以内と思いましたので、上記の候補に絞りました。

手持ちのBKP150が反射望遠鏡なので、追加はメンテナンスが楽な屈折式がいいのではと、「3」を除外、「1」と「2」は、相当迷ったのですが、最終的には、組み合わせるカメラがフルサイズ主体とするつもりですので、周辺画像のよさに重点を置き、とあるショップの店員さんの意見も参考に、「タカハシ」にすれば、後悔しないだろうと、FSQ-85EDPに決めました。

併せて、専用フラットナー1.01×も購入です。

さて、実際に到着した品物を見てみると、いままでの機材がオモチャみたいに見えるゴツイ作りで、さすが一流メーカーの製品と一人悦に入っていました。

Dsc0164_2

純正の鏡筒バンドを付け、ガイド鏡のAi Nikkor135mmをアルカスイスプレートで取付た結果、総重量は6.9kg、まあなんとかGPDでもいけそうです。

せっかくの一流機、タカハシですので、洒落て、収納用に桐箱を作ってみました。

Dsc_0166
結構、上品に仕上がっています。

まあ、桐集成材ですので、野外に持ち出す収納箱としての耐久性は疑問ですが。

さて、肝心の画像ですが、寒さもあってなかなか遠征する機会に恵まれず、晴れ間を見つけて、ニワトリでちょこっと撮ってみました。

20180213_fsq85edp
【撮影データ】

20178年2月13日 自宅庭
FSQ-85EDP フラットナー1.01
Nikon D610(改)
GPD赤道儀(自作2軸モータードライブ化)
Ai Nikkor135mm f2.8ガイド鏡 + QHY5P-II + PHD2 Guiding
ISO 800 露出180秒 × 4枚
SI7でフラット補正+コンポジット、CaptureNX2で画像調整

光害のカブリがひどく、本格的撮影はできないので、簡単なテスト撮影です。

フラットも後日に撮ったので、ゴミが消しきれていなかったりと散々な画像です。

でも期待どおり、フルサイズの四隅でもまん丸星像、さすがに「タカハシ」と満足しかけたのですが、輝星の光芒割れに気づくと、一気に興ざめです。

輝星(といっても結構暗い星まで)の光芒がへんな角度で割れてしまっています。

この光学系では仕方ないみたいですが、鑑賞用画像としてはいけません。なんとかならないかとネット検索してみたのですが、いやならFSQ106みたいで、がっかりしています。

「タカハシ」なら後悔しないと思ったのがまちがいでした。

一方、周辺の光量低下の具合をフラット画像の等光度曲線で見てみると、

20180217_4222
さすがに綺麗な同心円になっています(ミラーによるケラレの影響がほんの少し見られますが)。

なんとも、期待したFSQ-85EDPは中途半端な結果でした。

2018年2月14日 (水)

SE II 赤道儀の調整

新たに手に入れたSEII赤道儀、やっと試験運転する機会ができました。

自動導入赤道儀は初めてですので、ホームポジョシン、アライメントなど分からないことばかりでしたが、なんとか試写までできました。

まずは、極軸設定で悩みました。

マニュアルでは、望遠鏡をホームポジョシンにセットし、北極星を極軸望遠鏡の指定の目盛り位置に導入しなさいとだけ書いてありますが、

まず、ホームポジョシンでは、極軸望遠鏡で北極星は見えません。

また、極軸望遠鏡の目盛りは、マニュアルでは、次のとおり真上が「0」ですが、傾いています。

3
極軸望遠鏡自身が回転し、水平儀が付いていればなんの問題もありませんが、極軸望遠鏡はGP赤道儀と同等のもので、日付環や補正目盛りもそのままです。

Dsc_0153

マニュアルには、この日付環や補正目盛りの説明はありますが、設定方法についてはスッパリ割愛されています。

いろいろと考えて見た結果、次のような手順で良いのだろうと・・・・。

  1. 赤道儀の水平を取る。
  2. マニュアルどおり、極軸望遠鏡の光軸を調整。
  3. 極軸望遠鏡の目盛りの「0」が真上にくる位置まで、赤経軸を回転。
  4. 補正環の指標を赤経軸側の目盛り「0」に合わせる。

以上が、下準備。観測時の極軸設定では、

  1. 赤道儀の水平を取る。
  2. 望遠鏡をホームポジョシンにセット。
  3. 電源投入。
  4. 北極星の位置情報が表示された時点で、赤経、赤緯クランプをゆるめ、極軸望遠鏡が見える位置で、かつ補正環の指標と赤道儀側目盛りの「0」が一致する位置の望遠鏡を回転させる。
  5. 北極星の位置が、指示された目盛り位置になるよう、方向、傾きを調整。
  6. 望遠鏡をホームポジョシンに戻し、クランプを締めて、アライメント作業に移る。

と言うものです。

実際にやってみた結果は、満足いく精度で設定できました。

GP方式の極軸望遠鏡を時角指示方式に中途半端に変更しておいて、マニュアルの記載も途中が抜けているため難解な代物になってしまっています。

Se2pe
これが、なんの調整もせずに取ったピオリディックエラーのグラフです。

±15程度てすので、まあ、許容範囲でしょうし、オートガイドが前提ですので、あまり意味はないのかもしれません。

PHD2でのキャリブレーションで、赤緯軸のバックラッシュが大きかったので、平ギア部分の調整をしてみました。

Dsc_0151
平ギア部分を開けた状態です。

1軸当たり、平ギアが3枚あり、この部分のバックラッシュだけでもと思って、詰めてみました。

この組み付けかたなら後でなにか改造したいときにでも何とかなりそうです。

まあ、これがSEIIを選んだ理由のひとつなんですから。

2018年2月11日 (日)

新しい赤道儀を調達!!

天候が悪く、寒い日が続く中、ニワトリすら出来ない毎日です。

今年に入って、臨時の収入があったこともあって、自分へのご褒美として、新しい機材の導入を検討していました。

まずは、赤道儀。

SP/GPD赤道儀もいいのですが、やはり回転が渋く、ちゃんとベアリングを使った赤道儀がほしいと思い、10kg程度の搭載荷重でなるべく軽量なものをと検討しました。

予算は30万円l以内、候補に挙げたのは、

  1. ケンコー New スカイエクスプローラーSEII
  2. 同上 EQ6PRO
  3. ビクセン SXD2
  4. スカイウォッチャー AZ-EQ5 
  5. 同上 EQ6R
  6. セレストロンCGEM II

「4」は、価格、重量とも魅力的な機種なのですが、ベルトドライブだと言うのに引っかかってしまいました。
個人的にはベルトの耐久性に疑問が抜けません。よって「5」も却下です。

「6」は、DCモータ駆動て却下。

「2」は重量が私の体力限界を超えていそうで却下。

「1」か「3」になったのですが、内部構造とかを見てみると、なにかあったときに、自分でモータ換装やその他手を加えることを考えた場合、「1」の方がやりやすそうだったのが決め手で、SE IIに決めました。

Dsc_0148
BKP150を載せてみました。

三脚はオリジナルではなく、手持ちのビクセンSXG-HAL130に載せてみました。

この三脚には、SP/GPD赤道儀を載せれるようGP60→45ADを付けており、SE IIもぴったりはまりました。

購入後、なかなかテストする機会もないので、収納箱を作ったりしてお茶を濁しています。

Dsc_0158
出来上がった収納箱の外観、大きさは約41cm×41cm×25cmです。

Dsc_0155
製品を納めた発泡スチロールがすっぽり入るようにして、利用しています。

001_2
SE IIを収納したところ、いい感じに仕上がったつもりです。

<追記>

箱の重量は4.3kg、赤道儀を入れると15kgになりますが、横の把手が持ちやすく、それほどの重量感はありません。

2017年12月11日 (月)

GPD赤道儀の再調整(追加)

今年は例年になく寒い日が続いていて、日本海側だと改めて感じています。

機材の準備もやることがなくなってきましたが、天候もすっきりせず、どうも今年中の遠征も無理な雰囲気です。

前回書いたGPD赤道儀の調整で満足だったのですが、やることがないとついついいじりたくなるのが悪いくせです。

再度ウォームギアの当たりを調整し、ステッピングモータの速度も調整(若干遅く)してみました。

その結果は、

G03
ピリオディクモーションエラーは±7秒と前回の±10秒からさらに改善できました。

グラフの縦軸は秒(角度)で、作成方法等は前回と同じです。
ただし、今回の極軸設定がややあまく、赤緯方向の誤差が大きくなりましたので、右側に別スケールの軸を立てて表示しています。

回転速度も+0.005秒角/秒程度にまで詰められました。

ほんと、これ以上いじると改悪になりそうですので、なにか不都合が出るまではじっと我慢です。

2017年12月 4日 (月)

GPD赤道儀の調整再び

12月の新月期にはなんとか遠征したいと、GPD赤道儀の動作確認をやったところ、どうもイマイチぎくしゃくした感じです。

そこで、PHD2を使って、ノーガイドの時の精度確認をしてみました。

G01
PHD2で、ガイド信号を出さない設定にして採ったログを使いグラフ化したもので、縦軸は秒(角度)で表しています。

青線が赤経、赤線が赤緯で、若干全体的な回転誤差があるみたいですので(やや早い?)、その分は補正して描画しています。

ピリオディクモーションエラーが±30秒と大きいばかりでなく、グラフの形もいびつです。

これはなにか原因があると思い、調べてみると、モータの回転が渋い箇所があります。

どうも、軸受けがおかしくなっているみたいです。

幸い、同型のステッピングモータをもう一個持っていたので、これと比べてみると、明らかにスムースさが違います。

モータを交換して、再度PHD2で精度を確認して見たのが、下の図です。

G02
綺麗なサインカーブで、ピリオディクモーションエラーも±10秒と、1/3に。

これなら上出来とはいかなくても及第点だと納得できるのではないでしょうか。

後は、新月期に晴れることを期待するだけですが、満月を過ぎて、ここに来て強い冬型の気圧配置、福岡は日本海側なので、天気の良くない日が続く予報となっています。

今年中に遠征できるのかどうか微妙です。