2012年12月19日 星期三

天文台零件終於交貨了!! EQ6 SynScan 驅動馬達系統移植 NJP 設計初探

所以也就開始規劃自己的機器了...  XD

利用幫廠長大人買修正鏡的機會順便買回了 EQ6 Pro 的驅動馬達組,放著也有幾個星期了,星期五接到工廠的電話通知學校天文台的零件已經可以交貨了,心思一方面還在想著接下來學校天文台還缺些什麼,另一方面也開始思考自己的機器該怎麼做了...

NJP 和 EQ6 是兩台差異相當大的赤道儀, EQ6 雙軸蝸齒齒比都是 180:1 , NJP 卻是赤經軸 240:1而赤緯軸 144:1 ,如果再考慮到馬達到蝸齒間的齒輪傳動齒比,問題就更複雜了! EQ6 馬達與蝸齒間的傳動齒比是機車無比的 12:47 !!
怎麼說是機車無比呢? 因為 47 是質數!! 這意味著它沒有其他因數可以分解,也就是說在傳動的齒輪之中必然要有其中一顆齒輪必須是 47 齒或是 47 的倍數齒,這大大增加了系統齒輪的設計難度!!

赤經軸的問題比較小,由於蝸齒齒比的差異為 4:3( 240 和 180 ) ,因此僅須把前段減速齒輪馬達端的齒數修改為 4/3 倍的 16 齒即可(原來是 12 齒);赤緯軸的問題就大了! 144 齒和 180 齒的差異為 4:5 ,只改前端傳動齒比的話將得用上非常誇張的齒數(最小齒數為 48:235 ),注定必須以兩級齒輪減速的方式來湊出適當的減速比...

但是兩級減速齒輪缺點不少,包括了將會引入另一組週期誤差以及背隙來源,實在非常討厭!同時, SynScan 驅動系統其實不見得一定要依照原本設計的齒輪比來驅動,如果改用 EQMOD 驅動模組( SynScan 的" Computer Direct Mode "也行),其實根本就可以任意設定齒比,軟體層面就能把問題解決了,只是這麼一來,赤道儀開機就一定要有電腦才能正確追蹤,萬一電腦掛了赤道儀就連最基本的恆星時追蹤也做不到,天文台的話還可行,出野外觀測,這樣子實在太冒險了...

所以就卡住啦!! 直到找到了這個網頁,介紹將 EQ6 改裝為皮帶驅動...

也許仍然可以做兩級減速齒輪,但是第二級傳動給蝸桿的部分改用皮帶傳動來減少週期誤差以及背隙?

再思考看看!!

2012年10月30日 星期二

工作記錄 ST-10XME +CFW-10 搭配 DF-2 對焦座相關

開始大量使用FB之後,部落格的經營減少了很多。
不過每回想要回頭找找舊資料的時候總會發現還是部落格比較穩定易於搜尋出需要的東西...

所以,還是懶惰不得!寫寫部落格文章留下正式記錄才好。

然後寫了一會兒,接著這篇文章就被斷線,寫好的一大半都不見,隔了兩天才又繼續重寫......  XD
而且還發現用 iPad 寫部落格真不是個好主意,我還是比較愛我的 IBM 鍵盤!!

學校天文台有很棒的相機-- SBIG 公司ST-10XME 搭配同廠 CFW-10 濾鏡盤以及 FLI 公司的 DF-2 自動對焦座,可以說是夢幻機種,我來到這家學校已經是第三年了,一直都沒有把這套機器放上線運作,真是罪過!!

實在是因為原來這套系統被放在 TOA130 上面,我覺得口徑略嫌小了些,搭配不是很"最佳化"...
因此利用年度的高瞻計畫小望遠鏡的標餘款,買了一支台灣製的十吋牛頓鏡進來,趁機換上!

不過一如我自己的台灣製牛頓,鏡筒強度等等的問題仍然待解,所幸已經有自己的牛頓鏡經驗,因此早在買進之前就已經規劃好要怎麼做了...

台灣冠昇製的牛頓鏡光學品質其實不差,就是機械結構弱了一些,鏡筒強度普遍不是很足夠,負載我們學校這麼重的相機當然就會出問題,因此打從一開始我就打算把望遠鏡的原配對焦座拿掉,直接把相機-濾鏡盤-自動對焦座固定上去以避免強度不足的變形問題,為了能確實固定這些設備,我直接以雲台板作為固定基座,多加兩個鏡筒箍上去來裝置對焦座...

冠昇自己有生產彗形象差修正鏡,雖然相場只有 20mm 直徑,不過卻有 70mm 的鏡後距,較長的鏡後距使得它的應用彈性顯得比較大一些,設計接環系統也能比較簡單,最重要的是這修正鏡價格便宜到誇張,一點零頭其實就買回來了,而且 ST-10 的晶片對角不過 17-18mm ,這片修正鏡其實已經足夠涵蓋,所以直接就選用了這片自家生產的修正鏡.
冠昇另外還有生產一片兩吋的減焦鏡,減焦倍率達 0.5X ,鏡後距 65mm ,和前面的修正鏡恰好可以直接堆疊使用(兩者都用 M48 螺牙,因此無痛銜接!),這當然會造成彗形象差的惡化(良相場也就被縮小到一公分以下),不過它還是可以有效的擴大相機視野(照明圈實測仍超過兩公分),對於不計較影像品質,需要快速取得大面積影像的觀測(例如搜尋新天體)有很大的助益! 而且我實在很想試試看這樣搭配起來之後的那種 f/2 光圈值用起來到底會是怎麼樣的感覺,所以就一起買了回來,堆疊使用.

接著就是努力做功課了! SBIG 公司自己提供的鏡後距資料顯示 ST-10 搭配 CFW-10 的鏡後距約為 33.5mm ,而 DF2 的資訊就顯得比較難找,網路上找得到的手冊檔案顯示其最小厚度為 26.7mm ,但是實際測量值為 28.2mm ,再考慮其可動範圍約 5mm 上下,因此取中間位置時對焦座厚度約為 30.7mm ......
這樣子一來,如果將上面提到的兩個修正鏡鎖在一起,然後接在 DF-2 之前(望遠鏡端為前方),整體的鏡後距差不多剛好(33.5+30.7=64.2)!

冠昇的減焦鏡沒有很詳細的技術資料,因此無從得知應用它的時候對於相面位置的改變量(Coma Correcter 也是),所以也就只好實測了,利用學校的 DSLR 以及接環設法湊出了鏡後距約為 65mm 的系統,裝上望遠鏡進行測試,實測焦平面位置約在鏡筒壁外側 114mm 的地方(不使用減焦鏡的話則約為 145mm),這個數值有可能會出錯,因為測量的方式是把相機裝好修正鏡,裝上望遠鏡之後對遠方景物對焦,然後直接拉捲尺從鏡筒壁外側測量到相機焦平面記號的距離,這種測量方式當然是非常粗操,不過,我實在想不出更好的方法,只好將就一下了...

然後,就是估算拆掉原廠對焦座之後的各個接環配置,鏡筒箍厚度為 20mm(從鏡筒壁外到鏡筒箍與雲台板固定面的距離), DF-2 之後到焦平面的距離是 65mm, 所以在這兩者之間剩下 29mm, 雲台板做這麼厚太誇張了,得多做一張固定板來墊高高度,所以決定做 16mm 的雲台板,然後再做一片 13mm 的固定板銜接 DF-2, 萬一工廠加工有困難,可以改成 12mm, 讓對焦座往外多退 1mm...

整個設計原則底定,接著就是思考各個板,環之間的銜接,尺寸,螺絲的位置和規格,這些東西在我腦子裡盤旋翻滾了兩個多月,眼前已經差不多,等整個圖面全部確定下來,下單給工廠加工,接著,就會是殘酷的現實考驗了......

我老了! 沒辦法同時處理多件事情,就在思考這些望遠鏡設計相關的東西的同時,學校開學,學生出狀況,學科中心作業,高瞻成果甚至是寒假多元學習活動的探路等等事件也都不停的在發生,而我當然也就做的亂七八糟應付了事,我想,這支望遠鏡完成之後,真的不要再這樣子找自己麻煩了! 自己的望遠鏡可以慢慢玩,沒有時間壓力,也不必擔心同事間的酸言酸語,學校裡的就完全不一樣了,當我花費兩三個月時間和大量精力以不到三萬的開銷弄出一套十吋口徑 f/2 的系統時,同事可不見得會因為我如此墫節經費而感謝我,反而可能還覺得我搞半天弄不出成果來而訕笑一番.
但是如果我選擇直接爭取花費幾十甚至上百萬來直接更新掉整個天文台內的望遠鏡系統,大概只要花一個月的時間(其中三個星期還是在等招標公告),壓著廠商把東西架好設定好就成,我的腦筋都不用動,成敗責任由廠商來扛,大家還覺得我很專業很厲害呢!!

這是最後一次了! 我是認真的!

2012年8月10日 星期五

間隔很久的... 廢話一篇...

一個朋友的同學在台大醫院服務,昨天注射藥物自殺了...
看著這位朋友在 FB 上面以動態緬懷他的同學,雖然我完全不認識這位在醫學界有許多貢獻的研究者,但自己竟然也無端的難過了起來...

剛好最近這半年,歷經埔里買房,麗人調校出狀況,被迫又要賣房,整個生涯規劃大轉彎.每件事情似乎都像是不順到了極點一樣, 事情的處理總就是那樣,可情緒上的起伏和衝擊,兩年規劃的一切全回到原點,眼前要設法回到台中任教將會是無比艱辛的漫漫長路,一切的一切,在心理上一直在疊加重量,感覺好難喘得過氣來...

大概就是因為這樣,所以,也就跟著無病呻吟起來了...

好吧! 難過的情緒總會過去,不過在那之前,我需要好好的填滿自己的時間來讓自己不要想那些引動負面情緒的事情!

最近,少上點網,多做點事吧......

2012年5月16日 星期三

大牛頓計畫起死回生!!

大牛頓已經在家躺了近一年了,期間陸陸續續找到大斜鏡,鏡筒箍,也研究出了改良對焦座(甚至是自己重新設計製作)的方式,最後的一關也是最重要的一關--鏡筒--卻是一直難產,到處詢問碳纖維鏡筒的訂製,結果完全不如預期,不管在台灣或是中國,不是價格高昂就是不接受少量的訂做,德國有現成的訂製品,但是運費無比高昂,鏡筒本身的價格也很高貴,實在難以接受......

最後終於還是暫時先放棄了碳纖維鏡筒,改做鋁合金,還是找昆原機械廠幫忙,一樣是迅速無比的在接單兩星期內就完工了,也一樣完全採用電腦自動雷射切割裁切原料,然後以很高的精度進行滾軋還有焊接,還免費幫忙做了粉體烤漆,全部連工帶料只收我成本價格,弄得我都不好意思了...

最近幾個月有不少時間在瞎忙,部落格也破天荒連續兩個月沒有任何新文章,實在糟糕! 下週開始日食,月食,凌日等天象連發,高瞻計畫也有學生活動,教師工作坊,訪視接連著來,希望可以順利撐過去! 加油!!  暑假就快到來!! 大牛頓鏡也很快就會完工開光!! 每件事情都還是在逐漸變好!! 所以一定要對自己有信心,一定可以也越來越好,把每件事情都穩穩的處理完成的!!

2012年2月10日 星期五

猶豫和掙扎...

FC-125 的修正鏡很早就回來台灣了,農曆年前的一次初步測試顯示她的性能不俗,讓我更加期待自己的整個系統的完整開光,所以也就更加努力的去蒐集資訊研究赤道儀的導入系統究竟該怎麼做比較適合...
 最早的安排是使用購自日本的原廠二手 PD-6XY 無導入馬達組,後來覺得不太方便,幾年前買進了 BBAstroDesigns 的步進馬達控制系統,可惜受限於自身時間還有能力的不足(時間不夠好像應該是藉口...  XD ),一直沒有成功的把這套系統裝上我的赤道儀,直到現在都還躺在我的抽屜裡,業界都已經有相當程度的巨大變化了,我還在原地徘徊...  &_&
 既然沒有時間自己弄,買現成的套件如何呢?幾年以前可以給 JP 赤道儀用的導入系統選擇不多,價格都很昂貴(其實現在也差不多啦!),我知道的只有原廠的天馬套件還有德國的 FS2 ,完整的價格大概都要衝上八萬台幣以上,實在非常昂貴,一直以來雖然心動,卻始終買不下手...
那麼再退而求其次,買其他廠牌的套件來改裝呢? 同好圈中有位前輩有改 SS2K 上 NJP 的經驗,聽說似乎不太好用,由於 SS2K 的直流馬達扭力有限,因此據說追蹤還有導入的品質都不是很好,這讓我很早就死了用 SS2K , StarBook 之類這些小電流直流伺服馬達系統 的企圖. 而使用步進馬達的導入系統大多價格不菲,大概都和原廠天馬, FS2 的花費相去不遠,所以,就這麼一直放著這件事情沒有進展到現在...
 前陣子突然熊熊發現中國製的 SkyWatcher 的導入系統(使用步進馬達)有單獨販售套件了,給 HEQ5/EQ6Pro 的看來似乎挺有機會,價格也相對便宜許多,只是深入比較這套導入系統,會發現它的功能其實相當受限,說真的除了導入之外的其他功能都比較弱一些,如果需要進一步的功能,就必須放棄它的控制器改用電腦直接溝通的介面(可以自己做,也有現成的套件可以買,價格相當便宜)來控制,缺點是導入速度將因此受限...
當然,嚴格講起來導入系統最重要的功能其實就是 Goto ,除此之外當真會用上的鳳毛麟角都備而不用居多,不過像是可微調的追蹤速度之類的功能有和沒有就會造就拍彗星,拍地球影之類方便和不方便的差異,都已經這麼懶惰的用Goto 了,是不是其實更應該一次到位懶到底的把所有可能用上的功能全備齊呢?
更重要的是中國製的系統,實在怕怕的...  XD (雖然其實已經有好多位同好已經證實 EQ6Pro 真的很好用也很穩定...)
 另外一個考慮的重點則是近幾年業界的技術突飛猛進,各種廠牌的赤道儀以及導入系統如雨後春筍般"遍地開花",幾個星期以前就發現了一套同樣是德國人開發的系統,功能大概是目前我看過最完整的了,不止可以管赤道儀,連對焦座馬達,數位相機的定時快門功能都做進去了,可微調任意設定的追蹤速度, USB/RS232 介面不稀奇,它還內建了網路介面! 最可怕的就是這系統還有 DIY 套件可以選購,自己組裝,焊接電子零件,價格更便宜!!對我這個 DIY 狂實在有著無比的吸引力,只是之前 BBAstro 系統做不起來的教訓仍在,實在不敢又潦下去一次...
 所以... 大概還得再繼續這麼猶豫上好一陣子吧...  可憐的我的望遠鏡們還是得再繼續封存的等待,等待東西完整之後,再重出江湖囉!!

2012年1月30日 星期一

農曆新年快樂~~

仍舊是過了好幾天的新年快樂~~  XD
今年的開始非常令人開心! 大斜鏡還有鏡筒箍順利在農曆新年之前到家,價格便宜到令人不敢相信,質感很好! 看來令人感覺相當放心..



貨真價實的 104mm 短徑斜鏡! 後方的固定金具是金屬製的,相當堅固,固定螺牙相同,可以直接沿用原來的斜鏡支持架,斜鏡以及固定金具間採用直接黏合的方式,有效節省成本也減輕整體的重量,最重要的是也因為如此,冠昇製作這片斜鏡本身的厚度達到短徑的 1/6 ,符合一般認為望遠鏡的"厚鏡"規格,鏡片本身不至於因自身的重量而導致變形.




質感絕佳的 356mm 鏡筒箍,鑄鋁製作,斷面做出了淺淺的三角形以增加強度,上下兩端的固定點各有三組螺牙,筒箍的鎖緊螺絲以及對面的絞鏈處都處理的很細緻(注意絞鏈螺絲還有一顆側面固定防脫落小螺絲唷!),這才是我認知中的 MIT 產品嘛!!   :-D


更棒的是在閒逛日本拍賣網站時偶然發現了一支 Kenko 做的 63-800 折射鏡筒在賣,價格也是便宜的不得了,當然,我其實對小口徑的傳統消色鏡是沒有興趣的,但是這支鏡子用的對焦座看起來實在很像是 Borg 做的 7857 M57 直進式對焦座,所以二話不說,標下來! 如果真是這顆對焦座,那麼就真的是賺到了!

 代標業者需要些處理時間才能把東西弄回來台灣,就先等等了! 真是讓人期待~~

2012年1月5日 星期四

新年快樂!! 終於找到便宜的大斜鏡啦!!

一百零一年快樂!! 超過好幾天的新年祝賀~~  XD

話說大牛頓鏡買下來的時候還不知道大斜鏡要從何處取得呢! 不過短短幾個月,到處都有了...  XD
更棒的是台灣冠昇終於開始生產 104mm 短徑的斜鏡了,價格非常便宜! 透過台灣的代理商詢價,價格甚至不到歐洲的一半,便宜的不得了!! 當然就非常開心的訂下來了...  *^_^*

 既然找到了大斜鏡,對焦座也就可以用原來的三吋對焦座加以改良來使用了! 這個對焦座的用料不算差勁,除了摩擦桿的固定件是塑膠以外其他的全都是很不錯的金屬件,因此直接改良應該就可以有很好的性能表現,改齒條式難度有點高,我想簡單的把它的摩擦條改寬,改用不鏽鋼之類的材質就好,而原來的線性滑軌仍然沿用,只是旋轉對焦內筒一百八十度把滑軌改到摩擦條對面去...

 找到斜鏡讓人大大的鬆了一口氣,既不用自己做對焦座也不用再煩惱以後想用的高級修正鏡裝不上去之類的問題了,這個新年開始的真的很快樂~~