Steuerung

PowerBox: für mobile Sternwarten (Version: 230V)
Astronomen, die ihre Sternwarte nicht stationär betreiben, sondern ihre Ausrüstung vor und nach jeder Beobachtungssitzung mühselig auf und wieder abbauen, kennen die Thematik. Stunden bevor mit den eigentlichen astronomischen Tätigkeiten gestartet werden kann, muss das Equipment aufgebaut, verkabelt, in Betrieb genommen und justiert werden. Arbeiten, um die man besonders bei der Astrofotografe nicht herumkommt.

Aber man kann sich mit einfachen Bastellösungen behelfen, um die Setup­-Zeiten wesentlich zu verkürzen. Dadurch erhält man mehr wertvolle Beobachtungszeit am Teleskop. Konkretes Beispiel: Ich betreibe eine Balkonsternwarte, die aus mehreren Gründen nicht stationär aufgestellt bleiben kann. Sprich, jede Beobachtungsnacht starte ich ganz von vorne. Equipment vom Wohnzimmer auf den Balkon tragen, aufstellen, verkabeln, Teleskop austarieren, Kommunikation mit den Softwareprogrammen herstellen, Montierung initialisieren, Fotoequipment justieren …

Bis alles einsatzbereit ist, hat es mich anfänglich 2¬3 Stunden harte Arbeit gekostet. Definitiv zu lange, um mal schnell ein paar Astrofotos zu machen. Mittlerweile benötige ich für einen Vollaufbau 30¬40 Minuten (je nachdem, wie schnell ich greife). Möglich wurde diese Zeitoptimierung durch diverse selbstgebaute Hilfsmittel. Eines möchte ich Ihnen in diesem Bericht näher beschreiben.

Wie so oft bin ich im Baumarkt fündig geworden und habe einen räumlich gut durchdachten Werkzeugkoffer aus Kunststoff gekauft. In diesen lassen sich unkompliziert mittels Bohrmaschine Lö¬cher und Ausnehmungen einarbeiten. Diese PowerBox ist für den Einsatz auf meiner Balkonsternwarte abgestimmt.
Da ich am Balkon eine 230V¬Steckdose zur Verfügung habe, ist die Box für diese Spannung konzipiert. Es ist selbstverständlich möglich, eine PowerBox für
andere Spannungsversorgungen herzustellen. Jedoch ist zu beachten, wo die Box während der Beobachtungsnacht aufgestellt wird.

Da mein Balkon überdacht ist, ist sie vor Taunässe gut geschützt. Soll die PowerBox jedoch unter freiem Himmel in feuchter Wiese aufgestellt werden, muss man damit rechnen, dass diese sehr nass werden kann. Besonders beim Betrieb mit 230V ist Vorsicht geboten (!!! Stromschlaggefahr !!!).

Anm. d. Red.: Elektroarbeiten müssen durch einen fachkundigen Elektriker vor der Erstinbetriebnahme geprüft werden

Autor: Bernhard Suntinger

 

Abb. 1: Die Schnittstellen an der Box
Abb. 2: Praktisch: die Fernbedienung
Abb. 3: Die Hauptstromversorgung
Abb. 4: Ein Beispiel für Zubehör
Abb. 5: Das Innenleben der Box

Nachrüstung digitaler Teilkreise an einer schweren parallaktischen Selbstbaumontierung
Vor fast 40 Jahren habe ich mir als junger Mensch einen Schaer-Refraktor und die Montierung selbst gebaut (Abb. 1 und [1]). Die Achsen haben 50 mm Durchmesser und die Montierung ist mit Teilkreisen und einer Nachführung ausgestattet, die mit einem Synchronmotor und Frequenzumrichter betrieben wird. Die Drehzahl des Synchronmotors ist frequenzabhängig.

Um verschiedene Nachführgeschwindigkeiten einstellen zu können, ist dem Synchronmotor der Frequenzumrichter vorgeschaltet. Das Objektiv ist ein Fraunhofer-Objektiv 150 mm/2.300 mm von Lichtenknecker. Das System ist bis heute im Gebrauch und bereitet mir immer noch viel Freude.

Vor einiger Zeit habe ich meine Ausrüstung durch einen 14-Zoll-Dobson ergänzt, den ich für die Deep-Sky-Beobachtung einsetze. Den Dobson habe ich gebrauchtgekauft und bei der Firma Astro Optik Martini mit Encodern ausstatten lassen. Bei dem Koordinatenrechner handelt es sich um das System Argo Navis der australischen Firma Wildcard Innovations Pty. Ltd. [2, 3]. Das System arbeitet an dem Dobson einwandfrei und so kam der Gedanke auf, die parallaktische Montierung in der Sternwarte auch mit diesem System auszurüsten. Die Idee war, die Teilkreise durch Winkelencoder und Zahnriemenantrieb zu ersetzen.

Aus meinem beruflichen Umfeld wusste ich, dass ein Zahnriemengetriebe sehr genau arbeitet und die Encoderbewegung mit 10.000 Impulsen/Umdrehung korrekt übertragen kann. Um kein Risiko bei dem Abfahren der Schritte einzugehen, kam nur eine 1:1-Übersetzung in Frage. Der Koordinatenrechner kann aber auch andere Übersetzungen verarbeiten. Also habe ich mir im Fachhandel zwei Zahnriemengetriebe mit Zahnriemenscheiben von 80 mm Durchmesser bestellt. Die Riemenscheiben für die Encoderantriebe laufen in Gleitlagern in den Trägerplatten (Abb. 2). Bei der Dimensionierung musste ich mich an dem Nabendurchmesser der Teilkreissitze orientieren (Abb. 3). Gleichzeitig durfte die Riemenscheibe nicht zu weit über den Achsnaben überstehen, um die Schwenkbewegungen des Teleskops nicht zu behindern. Der Achsabstand der Zahnriemenscheiben richtete sich im Wesentlichen nach der Länge der Riemen (Abb. 3). Um die Kosten zu reduzieren, sollten die Zahnriemen Standardmaße haben. Die Trägerplatten bestehen aus einem 2 mm dicken Aluminiumblech, das ich in der Abfalltonne eines benachbarten metallverarbeitenden Betriebes gefunden habe. In diesem Betrieb wurden dann auch die Dreharbeiten durchgeführt. Die Bohrungen für die Gleitlager der Zahnriemenscheibe habe ich auf einer einfachen Bohrmaschine mit einer Reibahle (eine Art Bohrer für präzise Bohrungen) hergestellt. Für den Koordinatenrechner selbst habe ich ebenfalls aus Aluminiumblech einen voll beweglichen Träger gebaut, um die Anzeige aus verschiedenen Richtungen gut ablesen zu können (Abb. 4).

Ich arbeite jetzt seit einigen Wochen mit den digitalen Teilkreisen. Die Antriebe arbeiten einwandfrei und übertragen die Encodersignale ohne Störungen (Abb. 5). Die Beobachtungsmöglichkeiten haben durch diese Technik noch einmal neue Impulse bekommen.

Autor: Hubert Hermelingmeier

Internethinweise (Stand: 12.04.2020):

[1] Schnittzeichnungen der Montierung: www.privatsternwarte.net/Schnittzeichnung_Monti.pdf
[2] Webseite des Anbieters: www.wildcard-innovations.com.au/
[3] Webseite mit Gebrauchsanleitung: http://wildcard-innovations.com.au/ downloads/documentation/argoman_html/draft39.htm

 Abb. 1: Meine Selbstbaumontierung mit dem Faltrefraktor 150 mm/2.300 mm
Abb.2: Der Encoder der Deklinationsachse
Abb. 3: Der Encoderantrieb an der Deklinationsachse mit den Zahnriemenscheiben
Abb. 4: Die Halterung für das Steuergerät
Abb. 5: Die Encoder an den Achsen und das Steuergerät an der Säule

TELESKOP 4.69
Es gibt eine Teleskopsteuerung, die sicherlich mehr Aufmerksamkeit verdient. Sie heißt schlicht und einfach TELESKOP. Dieses Programm kommt ursprünglich aus der Atari-Welt (ab 1987) und wurde in den letzten Jahren vom Entwickler Hans-Jürgen Goldan auf den PC portiert.

TELESKOP startet unter Windows als Konsolenanwendung und präsentiert dort eine Benutzeroberfläche mit Statusinformationen zum momentanen Objekt (u.a. Typ, Position) und einem Menü zum
Steuern des Programms (Objektauswahl, Positionieren, Parkposition, Auslösen einer Kamera, Nachtmodus etc.). Die Anwahl der Menüpunkte erfolgt über Tastatur oder über Handsteuerung (s. weiter unten). Alle Befehle können alternativ auch über die Kommandozeile des Programms eingegeben werden. Hinterlegt sind alle Planeten, Messier-, NGC- und IC-Objekte.

Abb. 1:  Die Benutzeroberfläche von TELESKOP 

Kometen und Asteroiden werden in TELESKOP eingebunden, indem Textdateien mit Bahnelementen und Äquinoktium in ein Unterverzeichnis abgelegt werden. Mit einen zusätzlichen Modul können diese aus den üblichen Datenbanken abgeleitet werden. Das Programm TELESKOP wird mit dem Programm Sky ausgeliefert, welches den aktuellen Sternenhimmel mit Sternbildern, Messier-Objekten und Milchstraße in einem separaten Fenster darstellt und eine Positionierung zu einem Objekt ermöglicht. TELESKOP besitzt einige Merkmale, die hervorhebenswert sind:

  • Über die Einstellung eines irdischen Objekts im Fernrohr, z.B. einen Kirchturm, können über dessen Azimut und Höhe das Teleskop initialisiert und damit Objekte am Taghimmel wie Sterne oder Planeten angefahren werden. Ein besonderer Reiz ergibt sich, wenn man bedenkt, dass einige der besten historischen Merkurzeichnungen am Tage bei großer Höhe und unter Ausnutzung des tageszeitlichen Seeing-Fensters entstanden!

Abb. 2:  Gesamtdarstellung des Nachthimmels mit dem Zusatzprogramm Sky 
  • Das Programm kann über ein Gamepad bedient werden. So werden die Vorteile einer Darstellung am Monitor und einer Handsteuerung verknüpft. Anstatt direkt vorm Rechner sitzen und im Dunkeln Maus oder Tastatur benutzen zu müssen, lässt sich das Programm bedienen, während man sich frei am Beobachtungsplatz bewegt.
  • Es können zudem mehrere Aktionen zu so genannten Jobs zusammengefasst werden. Damit lassen sich mehrere Objekte hintereinander anfahren sowie über ein Zusatzprogramm (Click.exe) Fotografen mit einer DSLR-Kamera auslösen. Diese Jobs können auch zeitgesteuert ausgeführt werden.
  • Berechnung des Aufstellungsfehlers: Durch Anfahren von max. 12 Initialisierungssternen werden alle Aufstellungsfehler und Geometriefehler berechnet.

TELESKOP bietet die Ansteuerung sämtlicher Montierungen mit LX200-Protokoll. Das Programm ist kostenfrei und kann unter www.goldan.org/juergen/teleskop.html heruntergeladen werden. Dort finden sich einige weiterführende Infos zum Programm.

Autor: Helmut Jahns

 
 

Grundsätzliche Überlegungen zum Steuern astronomischer Geräte
Als ich 1990 zum ersten Mal mit einem Fadenkreuzokular durch ein Leitfernrohr meine damalige Olympus OM1 Kamera an einem Newton Fernrohr nachgeführt habe, war die Aufnahmetechnik der Astrofotografie noch ein ziemlich mühseliges Geschäft. 45 Minuten Belichtungszeit und mehr für ein Bild waren dabei nötig, um die das gewünschte Objekt abzulichten. Es wurde auf Diafilm oder auch auf einen mit einem Gas speziell behandelten S/W Film belichtet.

Ich habe S/W oftmals noch in der Nacht nach der Aufnahme entwickelt. Oft waren es gute Bilder, ab und zu aber auch misslungene Aufnahmen. Heute, fast 30 Jahre später sitze ich im Wohnzimmer beim Fernsehen während meine Kamera, teilweise bis zu drei Stück gleichzeitig, Bilder in meiner Gartensternwarte aufnehmen. Ein neues Zeitalter! Andere Sternfreunde haben eigenen astronomische Ausrüstungen in anderen Ländern stehen und belichten ferngesteuert unter dunklerem, vom Wetter her besser gestelltem Himmel ihre Bilder. Wiederum andere gehen noch einen Schritt weiter und haben keinerlei eigene Ausrüstung mehr, sondern nutzen bestehende Anlagen eines kommerziellen Anbieters für ihre Belichtungen rund um den Erdball. Dieses Fernsteuern, unter Sternfreunden als Remote Steuerung bezeichnet, ist heute weit verbreitet. Dabei ist es nicht immer nur gemeint, dass man seine gesamte Ausrüstung so steuern kann. Auch das Kontrollieren seiner Kamera per Mobiltelefon, im Sprachgebrauch Smartphone genannte, ist schon ein fernsteuern. Habe ich Interesse an so einer Technik und will diese umsetzen, stellt sich oft die Frage: Was muss ich tun? Ich möchte hier ein paar Erfahrungen weitergeben. Da die Vielfalt der astronomischen Geräte und der eigenen Interessengebiete einen ganz persönlichen Rahmen absteckt, ist das allgemein gehalten. Bei detaillierten Fragen können Sie mich gerne anschreiben.

  1. Vorhandene Ausrüstung nutzen. Es muss nicht immer alles neu gekauft werden, auch ältere Ausrüstung lässt sich nutzen. Meine Alt 7AD ist aus dem Jahre 1976 und lässt sich gut fernsteuern.
  2. Mit kleinen Schritten anfangen. Zunächst versuchen, einzelne Teile zu steuern. Also zunächst nur die Kamera, dann die automatische Nachführung am Leitstern, dann das automatische Anfahren von Objekten usw. So kann man Fehler in den einzelnen Komponenten schnell herausfinden und lösen ohne den Gesamtüberblick zu verlieren.
  3. Was hindert, Weg lassen. Oftmals ist weniger mehr. Zum Beispiel: Wenn das automatisches Anfahren von Objekten in zwei von drei Fällen mit meiner Montierung nicht funktioniert, dann doch wieder per Hand die Objekte einstellen.
  4. Erfahrungen anderer sammeln und nutzen. Bei Sternfreunden, Zeitschriften und in Foren lesen spart oft viel Arbeit.
  5. Nur einmal kaufen. Wenn sich der Wunsch nach einer Neuanschaffung noch nicht machen lässt, dann lieber etwas warten, als zweimal falsch zu kaufen.
  6. Kabelverbindungen besser als drahtlose Übertragung. Im Zeitalter von viel drahtloser Technik ist oftmals die kabelgesteuerte Kontrolle von Geräten besser, da sie weniger störanfällig ist und ein Kabelfehler schneller durchschaut werden kann.
  7. Trockenübung. Man sollte seine Technik am Tage testen, um so in der Nacht seine Technik zu kennen und eventuelle Fehler schneller zu finden. Das gilt nicht nur für das Fernsteuern von Geräten.
  8. Ein fester Aufbau. Das hilft ungemein, und sei es nur für ein paar Tage. So kann man Fehler, die im Laufe einer Beobachtung entstehen, eventuell erst nachvollziehen. Als Beispiel sei hier eine ungenaue Nachführung genannt, wo schon das Aufstellen der Montierung einen Fehler produzieren kann, der beim nächsten Aufbau nicht mehr nach zu vollziehen ist.

Autor: Oliver Schneider