CK 將個 EM1 改雙軸摩打 GOTO 赤道儀

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CK 將個 EM1 改雙軸摩打 GOTO 赤道儀

文章 Wongsir » 週二 15 7月, 2003 23:15

CK 將個 EM1 改雙軸摩打

譚志強 2002年 於加拿大

我以前將個 EM1 改雙軸摩打,同柱式。留意摩打同齒輪之間,裝有磨擦離合器,可以同時手動及電動,摩打採用行星齒輪減速,所以可以好貼副MOUNT(一體化)。

副行星齒是 TAMIYA,為了提高減速比,一共用二套,原本的螺絲不夠長,改用一分銅技攪牙,齒輪中注入膠齒輪專用雪油.

控制板

先講手持控制板,上面4個微動開關為控制望遠鏡4個方向,上面二個銀色開關為順逆方向轉換,因為當使用不同配件,星像在視場運動方向,有機會和面板設定不同,為省去適應時問及在追蹤攝影過程按錯方向,所以利用轉換開關,調節二者一至。而綠色旋鈕為控制赤緯速度。
由於EM1 己有極軸馬達,只需將原控制電路及電源和新系統連接即可,(EM1 是用 6V的,有別於一般12v系統)。而赤道儀上的三粒旋紐為紅色調節極軸望遠鏡照明LED的光度,而黃色二粒分別為調節追蹤時快慢的倍數。
最初試驗用過DC servo, (comparator) servo 及 Sony CX065A 的 FG servo, 最後發覺,用粒TCA900 電流控制IC ,簡單方便。

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CK 將個 EM1 改雙軸摩打--- 2

文章 Wongsir » 週二 15 7月, 2003 23:19

CK 將個 EM1 改雙軸摩打 --- 2

磨擦離合器

再講磨擦離合器,白色齒輪不是直接和軸心連接,用銅車成二片碟形,其中一片直接穿在軸心,另一片用彈弓片或彈弓鑼絲連到第一片碟片上,而齒輪就夾在兩片銅碟片中。在馬達運轉時,由於白齒輪被兩面銅碟夾緊,所以馬達傳來的動力,經小銅齒輪,傳到大白齒輪,再經銅碟傳到緯軸絲桿。另一方面,當用手動調節時,由於直流馬達是經一組 1比1600 行星齒的齒輪箱減速,所以根本不可能反向傳動,所以小銅齒就鎖死大白齒,當手動扭力大於二片銅碟的磨擦力,齒輪和銅碟之間開始滑動,動力就直接由銅碟經軸心傳到緯軸絲桿。而調節兩碟片之間彈弓壓力,就可以調節兩者間的磨擦力。如果你想對磨擦離合器的實際結構有進一步瞭解,我多年前幫黃師傅做了一副十幾吋牙,就是用這個設計,你問下他,可否給你看看。 說到這裹我相信你明白我選用直流馬達,及大比數行星齒而放棄步進馬達的原因。當然還有其他理由,我們在以後探討。
這種磨擦離合器在赤道儀上使用相當有用,當這種裝置放在主齒輪上有相當多優點:
a)不用Lock 鏡,普通赤道儀是先將遠鏡推到目標附近,然Lock死軸心,再用齒輪微調到目標。
而磨擦離合器,由於齒輪用磨擦固定,可以隨時推鏡。
b)普通赤度儀用螺絲固定,當不小心碰撞,或平衡不好,所有壓力由齒輪及絲桿承受,容易損
壞。但磨擦離合器在壓力下就會滑動保護齒輪。
c)由於磨擦離合器的壓力方向平衡於極軸,不同普通赤度儀垂直於極軸,當受壓力時齒輪軸心,
離開極軸軸心。
黃師傅二十多年前得獎的6吋卡式鏡都使用同軸鎖,(在極軸尾部用錐牙螺紋)。但現在還有廠家用螺絲直壓齒輪及極軸,副mount 又點會準呢?

所以我常常鼓勵同學們,如果有心機做,或改裝副赤道儀,好過廠製一D都唔奇!!

馬達及電子部份

忙左幾日,今日繼談赤道儀的馬達及電子部份,馬達主要有三個作用:

a) 赤道儀的最重要工作是追蹤,簡單來說,由於地球自轉,故此星像會東昇西落,而馬達就以均速堆動極軸齒輪,令望遠鏡以相當於地球自轉速度運動,使星像保持於視場中心,方便觀測或長時間曝光,故此對速度的精度要求甚高,所以早期多採用同步馬達,但由於同步馬達需120-220V 驅動,所以電路必須起振後再推挽升壓,故效率較低,而電流損耗較大,不利野外使用,所以近年多採用步進馬達,因它的規格大多是 6V,12V 及24V。

b)第二個工作是推動緯軸,在理論上只要赤道儀的極軸對準北極,即平衡於地球自轉軸,就只要轉動極軸,就可以達成追蹤任務,但實際的情況由於,對極不準,機械缺陷,大氣折射的因素,令到單軸追蹤只能停留於300mm左右的星野攝影,如果希望挑戰5,600mm以上的深空天體,就必須配合緯軸馬達作追綜修正之用。正因為作修正用,所以要求不高,無論步進馬達,或直流馬達都可適用,只要能作正、反雙向運動就可。

c) 自動尋星,即GOTO 赤道儀,這是最近的熱門話題。但其實又沒有什麼特別,以記憶體儲存星體座標的微型處理器在十多年前早以出現,只售2-300USD,附有兩個角度解碼器,分別接在赤道儀的兩條軸上,然後在天空選兩顆星,微型處理器利用角度解碼器的讀數,和原資料庫座標比較,就可以作零位較正。然後選擇觀察目標,LED 就列出現在望遠鏡距離目標角度的正負數,只要用手推望遠鏡到讀數為零,目標將在視場出現。而近年只不過將手動改為電動,由於GOTO 赤道儀通常運轉速度為每秒五度以上,所以多用DC伺服馬達以達到高轉速的要求,在數年前曾折開一副LXD600研究,Meade就更簡單,用個普通直流馬達,用條膠帶駁落絛蝸桿度就算,所以我個人而言,玩就冇所謂,如果有要求都唔敢用MeadeD野。
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CK 將個 EM1 改雙軸摩打 --- 3

文章 Wongsir » 週二 15 7月, 2003 23:31

CK 將個 EM1 改雙軸摩打 --- 3

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問:
1.)極軸轉動既然那麼重要,轉動速度應該是多小??
是否可計算如下: 360度/(24小時x60分)=0.25度/分
2.)我數個台國產EQ4,手動個極軸微調144下(圈),極軸即轉動一圈(360度), 而手動個緯軸微調120下(圈),緯軸即轉動一圈(360度),兩者轉動數不同,有特別作用嗎??
3.)今天在深圳賽格買左個馬達如附圖,是否行星齒馬達,廠家話轉速可按要求定制,每個RMB30.-
4.)TCA900電流控制IC,我查不到資料,可以的話請能提供data spec.參考.謝謝!!

CK答:
計算振盪頻率的方法很容易,由於地球自轉是 24小時一圈,所以太陽時是 24x60x60=86400秒轉一圈。但星空除自轉外還有公轉,所以速度此太陽時快 4分鐘,故此恆星時為 1436x60=86160秒轉一圈。

就以我自製的振盪器是用 144齒為基本,同 EQ4 一樣,同步馬達則選因 Japan Servo 的 KP4P15G 為 12v 24 steps 內阻66歐母,即1step 15度,配原廠 1/600 齒輪箱。

所以總機械減速此為 144x600 =1/86400。
而同步馬達轉速為 86400/86160 =1.0027855 RPS。
故此驅動頻率為 24/1.0027855 =23.93333 HZ

我列出詳細的計算方法是方便你可以換入不同齒輪及馬達重新計算驅動頻率。而主振盪為驅動頻率的 1000倍即 23.93KHZ,由於 23.93 HZ 石英難求,為求提高精度,所以先振一個較高頻率,用頻率計校準後,然後再用三粒 74LS93 除細頻率,最後用 MC3479 Step motor driver 驅動馬達。
你用微處理器的方法應比我這方法更佳,不竟是十多年前的設計,我學電子時,微處理器還未普及,所以數字電路要用不同編號IC 砌出電路。
智通就未覆我D間題,所以好難講他們的質素點,不過對他們有小許失望,接Order 反應好快,技術提問就......!!我提出這些問題都是希望他們能發展出一些合天文攝影爰好者使用的平!靚!正!儀器。
BB 有冇興趣幫我做套雙軸馬達振盪,如果成功都可以造福天文界!!


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問:
因公司忙了兩天,先謝謝你的資料.
從資料中說明減速箱是原裝1/600,與圖片EM1的Tamiya行星齒減速箱1:1600有所不同,是舉例說明另外的赤道儀嗎??

使用8051系列及用12MHz晶體做振盪,每一指令週期為1us容易計算.而用其內部計時器產生脈衝信號,
(內部計時器由0~65535us整數,取41783us.)1/41783us=23.933Hz 不用再除頻可直接得到23.933Hz方波,不知你是否有用??

** CK新設計的雙軸馬達振蕩,我希望可以試試,請能說明.

CK答:
600 齒是另外一部赤道儀,為了研究各廠家的特點及精度,大大,小小的赤度儀我有十一副。遲D 有時間我都會在 這裹和大家討論,赤道儀精度問題,為什麼高橋mount誤差這樣小,齒輪是否影響追綜精度的主因,國產EQ4有否方法提高精度等問題。
2) 120齒的緯軸是根日本廠一般的規格。
3)那一個馬達應不是行星齒。另一方面轉速太高,不適合作緯軸驅動用。
4) 你有與趣就最好,我有好多不同設計概念,可以大家一齊研究,請將聯絡電話 E-mail給我,stephent@accessv.com

P.S 我今天起會到North Bay 渡假兼考察建天文台可行性,星期四回來。

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問: 舊磁碟機內的[步進馬達]可用否

BB答:
是否可用,視乎從printer或disk drive拆出來的步進馬達扭力是否足夠,步進角是多少等.
一般步進馬達以4相(4組線圈)使用最多, (拆出來的步進馬達會係5或6條連線),而激磁方法可分:
單極一相,單極兩相,單極4相,雙極兩相,雙極4相,等激磁.
拆出來的步進馬達扭力是否足夠,只能憑試驗
步進角則要接電後步進馬達轉一圈是多少步而算

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文章 Wah! » 週三 16 7月, 2003 00:04

黃sir,
CK同BB的問答我有點兒混淆,不知誰在問誰或者答誰...

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文章 Wongsir » 週三 16 7月, 2003 00:13

I made some corrections.
Check whether it's ok now?

Wongsir
:roll: :roll:

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CK 將個 EM1 改雙軸摩打 --- 4

文章 Wongsir » 週三 16 7月, 2003 11:16

黃隆校正和補充資料

EM1赤道儀TAKAHASHI TELESCOPE & EQUATORIAL MOUNT
高橋天文望遠鏡及赤道儀

http://www.pbase.com/gesc/takahashi_telescope&page=3

http://www.geocities.com/grandeyehk/index.html
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EM1 equatorial mount
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文章 pywmm999 » 週三 16 7月, 2003 22:48

CK先生,您什麼時候去牧夫啊?我有個問題在那兒幾天了,幫我解答一下吧。要不我就貼到這兒來?

pywmm999
原恆星
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文章 pywmm999 » 週三 16 7月, 2003 22:50

CK先生,CELESTRON最新的赤道儀CGE不知您有沒有用過,有地方介紹它嗎?我訂了,但我很擔心它的質量!

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文章 Wongsir » 週三 16 7月, 2003 23:05

pywmm999 寫:CK先生,CELESTRON最新的赤道儀CGE不知您有沒有用過,有地方介紹它嗎?我訂了,但我很擔心它的質量!
pywmm999,
我也訂了一台Celestron CGE mount 和 8"鏡,
現由美國運送來香港, 我會盡快將測試結果在這裏公佈.

Wongsir
16-7-2003

pywmm999
原恆星
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文章 pywmm999 » 週四 17 7月, 2003 13:56

多謝!

CK
紅巨星
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文章 CK » 週五 18 7月, 2003 10:50

pywmm999 寫:CK先生,CELESTRON最新的赤道儀CGE不知您有沒有用過,有地方介紹它嗎?我訂了,但我很擔心它的質量!
我在數星期前見過,外觀不錯,相當穩定,手工也好。可惜就沒有機會實際使用,不過 WongSir 的一台日內將到,你可以參考他的意見,在光學儀器方面,他是宗師級,我都只是他的小徒。

ck

CK
紅巨星
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文章 CK » 週五 18 7月, 2003 10:52

pywmm999 寫:CK先生,您什麼時候去牧夫啊?我有個問題在那兒幾天了,幫我解答一下吧。要不我就貼到這兒來?
PYWMM999你好!最近我沒有上牧夫站,因為發現甚難登入,幾分鐘後就傳回網頁錯誤的訊息,但我上美、加的網站又沒有問題,正和網絡供應商瞭解中。你的問題是什麼?

CK

pywmm999
原恆星
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文章 pywmm999 » 週日 20 7月, 2003 19:47

C.K先生,你好!
我到Lumicon的網站上看了一下,關於HYPER-KIT我有幾個問題。一、你以前是用膠卷作天體攝影的,現在開始用CCD了,那你是否認為CCD必將替代膠卷呢?CCD是否在天體攝影的各個領域都優於膠卷,不管是行星還是深空天體?我總有一個想法就是CCD照片是電腦上看的效果比打印出來的好,或者說打印出來的沒有膠卷沖洗出來的效果好,是否正確?
二、如果現在買Lumicon的HYPER-KIT是否落後於天體攝影的發展了,是否應該直接進入CCD攝影。
三、Lumicon的HYPER-KIT所需的氫、氮混合氣體是否他本身的設備就能提供,不需要另外製造?使用時是否很安全?
我有意買這樣的設備,也希望各位前輩都能提供這方面的意見。

CK
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文章 CK » 週四 24 7月, 2003 14:18

Pywmm999
你好!我由菲林轉 CCD是使用菲林多年後,希望試一下新的技術,如果單以深空天體己言,我覺得CCD 還不可取代CCD。首先以價錢已言,己不可相提並論。第二,使用方便,在菲林拍攝時,只要對準焦點,一按快門,之後就交由沖印公司處理。但在CCD拍攝時,由於對焦要求比菲林更嚴格,而且不能由對焦屏上得到影像,只能以亮度數字為標準,這一點在短焦拍攝時尚不成問題,以我用C14的經驗,由於大氣干擾,星點會在像素之間飄移,故此,需然你沒有移動對焦筒,光度依然會有2-30% 改變,而對焦準確的要求,甚至要考慮溫差,故此你見外國高級對焦座對溫度影晌金屬冷縮熱脹自動作出補償。很多人著眼CCD 在它的敏感度,(一秒影到14等星) ,但你如果留意天文刊物上圖片的拍攝數據,你會發覺他們的曝光時間,往往達一小時或以上,並不因CCD的高敏感度而縮短曝光時間,原因在一張短時間拍攝的CCD照片可能相當粗糙,為提高解像度而增加S/N 比,長時間曝光依然不可免,但另一方面由於CCD的高敏感度,遠高於菲林,所有追蹤誤差,又會如實紀綠下來。反觀由於菲林的藥膜有散射作用,星點會形成一個.03mm 的小圓點,故此當對焦及追蹤誤差小於這個數值,就不會被發覺,又由於菲林沒有CCD的高敏感度,故此當有外力影晌,(如風)引起星點跳動,它也不一定紀綠到,簡單而言,用菲林拍攝比用CCD容易過關。

夜己深下回再續。

ck

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文章 pywmm999 » 週四 24 7月, 2003 20:24

對於CCD與傳統攝影間的比較,我有了進一步的認識。那麼關於膠卷敏化呢?

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