8万円で買った安心感

スカイキャンサーをオートガイド化して今のところ問題なくガイドできています。ガイドミスで星が流れるようなことも今までには一度もないです。

ただ、たまにですが、DEC側が一方的にズレ、なかなか修正されない現象がおきます。やきもきしていると、ようやく動き出し修正されます。いわゆるノコギリ波形です。おそらく極軸のズレによるDEC側のズレに対して、バックラッシュが大きく、修正が遅れるものと思われます。

こんな時は、小心者の私は、安心できず、車の中でゆっくり休憩なんてことはできず、３分もパソコンから離れていられません。こういった経験のある人は私だけでないと思います。

●問題点の洗い出し

原因はおそらくバックラッシュが大きいことと思います。ここでいうバックラッシュとは角度のことでなく時間です。というのは私の赤道儀のDECのウオームギヤの歯数は90枚と少ないうえ、モータ伝達ギヤ比も15:16と小さいことなんです。なんでギヤ比が小さいかというと、大きくすると、ギヤがクランプにぶつかってしまうのです。

さて、私が現在使っているモーターは、オリエンタルモーターの普通のギヤモーターで、バックラッシュが1～2°あります。仮にバックラッシュが2°だとします。DECの回転速度を恒星時だとすると、バックラッシュをキャンセルする時間は

DEC軸バックラッシュ角度= 2°÷(16/15)÷90 = 0.02°

恒星時なら1°あたり240秒ですから、

240秒×0.02 =4.8秒

実際には8倍速でやってますので、0.6秒になりますが、ガイド信号はミリ秒単位ですから、相対的にけっこうな長さです。

もし、ウオームギヤの歯数が144枚で伝達ギヤ比が1:3なら、

2°÷3÷144 = 0.00462°

240秒×0.00462=1.11秒

となります。

したがって、バックラッシュを小さくしたいなら、伝達ギヤ比を大きくすれば良いのですが、前述したとおり大きくできません。そこで、モーター自体のバックラッシュを小さいものに変える必要が出てきました。

●問題点その２

もう一つ、問題点があります。今現在、DEC側は８倍速でガイドしていますが、ちょっと荒いです。できれば２倍速でガイドしたいです。しかし、実際は4倍速でもガイド失敗しますし、キャリブレーションでさえ失敗することがあります。

原因はやはりバックラッシュが考えられますが、もう一つ可能性があります。ギヤ比が低いので、モーターの回転速度が遅く、1パルスの時間が長いのです。したがって、PHDGuidingからの修正信号の長さとモータの1パルス時間がほとんど同じことが考えられます。

分かりやすく言うと、PHDの修正信号がモーターの1パルスとか2パルス分しかない可能性があります。スッテッピングモーターですが、消費電流を節約するため信号がない時は電流を切っているのですが、その場合、1パルス分のガタが生じます。つまり、PHDからの1パルス分の修正が無視されていたり、2パルス分の修正が1パルス分しかカウントされていない可能性がります。それでガイドがうまくいかない可能性もあります。

この問題を解決するには
１　伝達ギヤ比を上げてモーターを高速に回す（実際はできない）
２　モーターの減速比を大きい物に変える。（既に一番大きい物を使っている）
３　マイクロステップ駆動にする
　マイクロステップ駆動はモーターの分解能を上げる制御方法で、パルスの数を多くすることができます。
４　５相モーターにする。2相モーターは分解能1.8°ですが、5相モーターは0.72°ですから、それだけでパルスの数を増やすことができます。

●解決策

理屈っぽい話が長くなりましたが、問題点を解決するには、モータをもっといいものに変えれば良いということです。

で購入したのが、これです。

ハーモニックギヤモーターです。ドライバ基板とケーブルのコミコミセットで8万円ほどです。ハーモニックギヤとは、なんとバックラッシュ0の夢のモーターです。少々高かったのですが、これで少しは安心できると思うと、ついつい買ってしまいました。

大きさ2cm角ですが、ほんと小さいです。SDカードと比べてみてください。

もとのモーターと比べてもこんなに小さいです。

ハーモニックギヤは、トルクが高いので、こんなに小さくても、もとのモーターと同じだけのトルクがあります。

実はバックラッシュを減らすには、ハーモニックギヤまでいかなくても、高性能な通常のギヤで十分なのですが、28mm角以下の小型のものは高性能なギヤでもそれほどバックラッシュが小さくならないんです。それで、究極のハーモニックギヤまで行ってしまいました。

もちろん５相モータなので、分解能も高く、減速比も1/100と大きいので、パルス長の問題もこれで解決です。

さっそく、ブラケットを自作し、赤道儀にとりつけてみました。

今日はここまで。

バッテリーケースの製作

バッテリーケースが出来上がりました。

横に充電用のコンセントがあります。

後ろは開いているので、バッテリーターミナルから直接充電器で充電することもできます。

それと、コントローラケースも出来ました。バッテリーケースの上に載せて使います。

電源はこのようなコンセントから取ります。

蓋を開けたところ。最上部はパソコン台になっています。

コントローラと機材との接続は、赤道儀コントロール用ケーブル、カメラコントロール用ケーブル、それとオートガイダーとパソコンのUSBケーブル。この３本だけ接続すれば撮影準備完了です。もうケーブル地獄から開放されました。すっきり。

セッティングは組み立ても含め、３分もあれば出来てしまいます。超速撮影システムの完成です。バッテリーの充電も不要でいつでも撮影に急行できます。

これですべての作業が終了です。次の晴れ間が楽しみ、楽しみ。

サブバッテリーチャージャーの組込み

車にサブバッテリーチャージャーを取り付けました。

バッテリーのプラス端子から8sqの線を引っ張ってきます。

ヒューズも入れておきます。

エンジンルームから、エアコンの排水口を通して、車内に引き込みます。

車内から見た様子です。

これがサブバッテリーチャージャーです。マイナスは車体からとります。

これがサブバッテリーにつなぐコンセント。

これで、煩わしいバッテリーの充電から開放されます。バッテリーは車内に置きっぱなしにし、バッテリー上がりの場合はレスキューバッテリーにもなります。

「スカイキャンサーオートガイド化計画」キャリングケースの製作

バッテリーシステム関連の部品が揃うまでに、キャリングケースを製作することにしました。早速、ホームセンターで部品を購入してきました。

コンセプトは「撮影機材を組み立てたままで運搬できる」を目標に。。。一日で完成しました。

蓋を開けたところ。

赤道儀固定用に、使っていないマンフロットの微動雲台を利用しました。ちょっと贅沢な使い方ですが、どうせ使っていないので利用しました。微動雲台なので、上下微動を利用して、ウエイトがちょうど底に付くように固定できます。

機材を入れたところです。組み立てたまま格納するのはさすがに無理なので、赤道儀と鏡筒の２分割で格納します。

これだと、組み立てるのにわずか１分です。

「スカイキャンサーオートガイド化計画」バッテリーシステムの構築

バッテリーシステムについて考えています。

右がディープサイクルバッテリーです。

で、左の機械がサブバッテリーチャージャーです。

実は、バッテリーの充電を車内ですませてしまおうと考えています。走っているうち充電してしまう。

普通に車のメインバッテリーに並列にバッテリーをつないでしまうと、車のメインバッテリーからサブバッテリーに電気をとられてしまい、メインバッテリーが上がってしまいます。
そこで、メインバッテリーを優先させながら、余った電気でサブバッテリーを充電させるのが写真のサブバッテリーチャージャーです。私もあまり詳しいことは分かりませんが。。。

ところが、いざ組み込もうとするといっぱい問題があり、いろいろ悩んでいます。

まず、一番の問題ですが、エンジンルームから車内にどうやって線を引っ張ってくるかです。ダッシュボードをすべて外したり、車の外装を外すのは慣れていないので、やりたくないのですが、適当な穴がありません。で、ようやく見つけたが、エアコンの排水口なのですが、水が出るのと、割と車の低い位置なので、気を使いそうです。ちょっと離れた位置にドリルで穴を空けることも考えています。

次の問題ですが、撮影する時は当然ですが、サブバッテリーチャージャからサブバッテリー（オプティマバッテリーのこと）を外さないといけません。バッテリーは車の中に置きっ放しにしてコードだけ引っ張ることも考えたのですが、それだと設置場所が車から遠く出来ないなど制約が出てしまいます。
したがって、サブバッテリーチャージャーとサブバッテリーはコネクタやコンセントなどで抜き差しできるようにしておかなければなりません。

ところが最大電流は60Aですから、そんな大電流に耐えられるコネクタやコンセントがありません。普通はだいたい15Aくらいです。そこで、３相交流用のコンセントがいいのではないかと考えているところです。

ヒューズも入れないといけないのですが大電流用のものはあまりないのですが、オーディオアンプの配線用のパーツが使えそうで調べています。そんなこんなで、けっこう時間がかかりそうです。

「スカイキャンサーオートガイド化計画」オートガイダーが来た

やっと来ました。K-ASTEC扱いのオートガイダーLodeStarとガイド鏡のペンシルボーグ。

ボーグのこの箱は久々に見ます。LodeStarのこのケースは意外と小さいんですね。

さっそく、FS-60CBに取り付けです。

FS-60CBは鏡筒バンド間が短いので、穴あけを覚悟しましたが、中央にカメラネジが開いていたので、これを利用して３点止めにしました。

うーん、かっこいいですね。

ガイド端子もコントローラに接続し、PHD-Guidingで動作を確認できました。

やっと、事実上オートガイドできるとこまで組みあがりましたが、次はバッテリーシステムの構築です。これはこれで大変なのですが、次回に紹介します。

「スカイキャンサーオートガイド化計画」ぴったりの長さのヒーターを作りたい

FS-60CBとガイド鏡筒のヒーターを作成しようとしているのですが、鏡筒外径に合わせてぴったりの長さのヒーターにしたいと思っています。

以前このブログで紹介したヒーターの作り方だと問題があります。

というのは、ニクロム線の長さで発熱量が決まってしまいますので、自由に長さを変えれません。特に、ガイド鏡筒用だと短くしないといけないのですが、短くすると抵抗が減り、電流が増えて発熱量が増えてしまいます。つまり、この方法だと、短い長さは作りにくいのです。
それともう一つ問題があります。ニクロム線がらせん状に巻いてあるので、鏡筒との接触が少なく、効率が悪いのです。消費電流を減らすには、ニクロム線を完全に伸ばす必要があります。

さて、いろいろ調べていたら、テープヒーターとか、リボンヒーターというのがあるのを知りました。ただ工業用のため、短い単位では買えず、お値段もけっこうします。で、構造はいたって簡単でニクロム線を使っていることには変わりないので、テープヒーターを作ることにしました。

さっそく、ホームセンターで部品を調達してきました。

●ニクロム線ですが、どれだけの抵抗のものが良いか分からないので、とりあえず、100W、200W、300W、600W全部買ってきました。それ以外では、
●マジックタイ（幅19mm)
●マジックタイ（結束バンド用）結局使いませんでした。
●絶縁テープ　結局使いませんでした。
●耐熱両面テープ（幅19mm 180℃までOK）

結局使わない物も多く無駄な買い物でしたが、それでも全部で2000円ほどで、買うよりはるかに安上がりです。次回から1000円以下で出来そうです。

それでは、作り方の紹介です。

まず、マジックタイを鏡筒外周より少し長く切り、そこへ鏡筒外周よりちょっと短く切った耐熱両面テープを裏側に貼ります。

次に、ニクロム線を伸ばします。太いニクロム線だと完全にまっすぐ伸ばせませんので、細めのを使います。どのくらいの長さに切るかは良く考えないといけません。いろいろ試行錯誤した結果、20Ωくらいがヒーターとして適当な発熱量と分かりました。（ただし、ヒーターコントローラで半分くらいの電力にすることが前提です。コントローラがない場合はもっと抵抗を大きくします）

以前の方法で作ったヒーターのΩ数が確か、6Ωでしたから、かなりの消費電力の削減です。やはりニクロム線は延ばして使うのが効率がいいです。

さて、4種類あるニクロム線のうち、２番目に細い200Wのタイプを1.5mに切ると20Ωになるので、そのようにきります。

さて、長さ25cmくらいのヒーターに長さ1.5mのニクロム線を貼り付けるのですから、次のようになりますね。

６往復しているのが分かると思います。ショートさせないように気をつけます。

ニクロム線を貼り付けたら、その上にさらに耐熱両面テープを貼り、サンドイッチします。
あとは、ニクロム線にコードをつけて完成です。

さっそく、鏡筒につけて見ます。

ぴったりの長さのなので、すっきりです。

消費電流ですが、MAX650mAですが、ヒーターコントローラで300～500mAくらいで使うつもりです。

続いて、ガイド鏡筒（ペンシルボーグの予定）用の短いバージョンを作ります。ニクロム線は一番細い100Wのものを使いました。（ちなみに抵抗値は27Ωです）

短いので、ニクロム線をジクザクに貼り付けていきます。

とりあえあず、ファインダーに巻いてみました。やはり、ぴったり。ぴったりサイズはいいですね。

このヒーターを作る点でいくつか注意があります。

ニクロム線を伸ばす時は、コブを絶対に作らないで下さい。コブがあるとそこで異常に発熱し、焼き切れます。（実際そうなった）

ニクロム線は細いのですが、細いということは熱が集中しているということですから、必ず厚みのある耐熱テープでサンドイッチしてください。厚みのあるテープで熱を分散させているためです。薄いテープだと鏡筒を焦げさせてしまう恐れがあります。（ちなみに私は厚さ0.8mのを使いました。）

さて、電気関係のものが一通り出来たので、すべて接続して、テストしてみました。

快調です。あとは、オートガイダーだけです。

消費電流ですが、ヒーターON、モーター恒星時追尾、バルブ撮影時で、1.68Aです。パソコンの消費電流が350mA程度ですので、撮影時トータル2Aちょっとということになります。40AHのバッテリーなら20時間いける計算です。

「スカイキャンサーオートガイド化計画」カメラコントローラの製作

モーターコントローラの製作に続き、今度はカメラコントローラを製作しました。カメラ電源、インタバルシャッター、ヒーターコントローラが入っています。

今回は配線がいっぱい。かなりごちゃごちゃです。

ハードの製作が終わったので、次はプログラミングです。

しかし、肝心のオートガイダーがなかなかきません。

「スカイキャンサーオートガイド化計画」２軸モーターコントローラの製作

晴れませんね。梅雨だから当たり前か。

こんな日は電子工作に専念です。

半年ぶりに２軸モーターコントローラの製作を再開しました。

赤道儀も一度、バラバラに。

こんな細かな作業もあります。オートガイダー端子をつけたところです。

 

だいたい出来たので、テストします。

いくつかバグを出して、ほぼ完成です。

でも作業はまだまだ続く。。。

復活!

ようやく仕事が一段落しました。

さぁ、これから趣味に打ち込むぞーっと行きたいとこですが、入梅で今ひとつやる気が出ません。

そこでモチベーションを上げるため、予定より早めにこんなもの買ってみました。

奥さんにバレバレなこの箱のまま送るのはなんとかしてほしい！と思っている人は私だけでないはず。

だれでも知ってるFS-60CBです。持った最初の印象は「軽い」でした。ちょっと前まで所有してたテレビューのTV76があまりにも重かったから。この軽さは意外でした。でもさすがタカハシ。作りはしっかりしています。小さくてもタカハシ。なんともいえないこの本物感が、いいですね。
最近、ブルーラインが入ったのもポイント高いです。

早速、スカイキャンサーの載せてみました。

やっぱ、スカイキャンサーにはフローライトブルーラインの鏡筒がよく似合う。というより、やっぱ、カメラレンズより、望遠鏡がいい。

望遠鏡の方が、天文屋って感じがするし、じっくり腰をすえて撮影しようという気になる。カメラレンズなんて、なんていうか。。。やめておこう。

一番心配していたのは、既存のウエイトでバランスがとれるか、ということでしたが、

ギリギリ、バランスとれました。両軸ともクランプフリーでこの通り。しかし、ガイド鏡やファインダー付けたらアウトですね。そう思って、昨日ヤフオクでP2用の1.4Kのウエイトを落札しておいたんです。それで大丈夫でしょう。

適当にピント合わせて、窓の外を撮影して見ました。

０．７２レデューサーつけたフルサイズ画像です。周辺減光はカメラレンズの開放なみです。

まだ、スカイキャンサーのオートガイド化はできていないので、本格的な撮影はできませんが、とりあえず、次の休みにはノータッチガイドでテスト撮影したいですね。１分露出くらいならノータッチでも大丈夫でしょう。

ところで、レデューサーつけると255mmF4.2ですが、星雲星団狙うにはちょっと広すぎますね。フラットナー(370mmF6.2)を買いたくなってきました。いずれにしてもオートガイド化が完成してからですね。しばらく電子工作です。