elektronische knechte für astronomische zwecke

hallo,

ich hoffe der beitrag ist im richtigen themenbereich aufgehoben.

zu aller erst:
ich habe noch nicht viel erfahrung und wissen rund um elektronik.
vor ca. drei monaten stand ich vor einer aufgabe, die ich nur auf elektronischem wege lösen konnte. es galt, einen schrittmotor anzutreiben und halbschrittgenau dessen position auszuwerten und zu beeinflussen.
sinn und zweck war/ist die sehr genaue positionierung eines okularauszuges bei einem teleskop. nachdem ich nun samt software den motor im griff habe, stellt sich die nächste aufgabe. bei astronomischen montierungen und teleskopen gibt es sehr viel, das man gerne an elektroknechte abgeben würde... :cheesy:
winkelbestimmungen, kompass (vielleicht durch erdmagnetfeldmessung?),
temperaturmessungen und und und...

zum projekt:
ich möchte eine winkelbestimmung mit möglichst hoher auflösung erzielen mit weniger als 0,5° abweichung und genauer.

erste möglichkeit: ein potentiometer könnte dafür herhalten.
durch die drehbewegung wird ja ein widerstand beeinflusst. anhand der widerstandswerte wäre eine winkelbestimmung im verhältnis zur ausgangsposition möglich. nur, wie hoch ist die mögliche genauigkeit?

zweite möglichkeit
ein sensor ic (neigungssensor). nur da sind die preise für akkurate sensoren recht hoch. hab einen für um die 70 ocken (mems) gesehen!

dritte möglichkeit
erdmagnetfeldsensoren. die gibt es in zwei und dreiachsiger ausführung.
aber ich dem ganzen nicht so recht, was die genauigkeit angeht wenn man das erdmagnetfeld seiner eigenen position vorher auf 'störungen' untersuchen bzw. im internet recherchieren muss.

vielleicht noch eine möglichkeit
mit magnetisierten ic's (gibts das überhaupt?), also auf magnetischem weg,
die position zweier elemente zueinander beeinflusst auch deren magnetismus, bzw. leitfähigkeit. ergo könnte man dort, wie beim poti die
gemessenen werte in winkel umrechnen. ich hoffe, ich liege da richtig mit dieser vermutung.


für anregungen und tips gibt es ein fettes danke und =D>
gruss, edgar

ist dein teleskop mobiel, so dass zb ein referenzwinkel immer neu eingemessen werden muss, oder kann man von fixen grundeinstellungen mit inkrementalgebern einfach die winkeländerung messen (ganauigkeiten sind nur eine frage des preises 0,036° um 10€ und jede null hinter dem komma der genauigkeit bringt eine null vor dem komma beim preis)

sollte dein teleskop transportabel sein würde ich nur eine achse mit einem kompas einmessen (nur den referenzwinkel) und anschleißend ebenfalls mit inkremantalgebern weitermachen. die hochachsen lassen sich mit einem pendel sicher in vernünftier weise einstellen (kann ja 1m lang sein, dann macht die bewegung über grund 17.4mm aus, das müsste sich doch genau genug einstellen lassen).

potis sind mit ordentlicher genauigkeit sicher nicht gerade billig und mit magnetfeldsensoren habe ich für meinen teil noch nichts gemacht.


ich hoffe ich habe deine anforderungen an die ausrichtung richtig verstanden, ansonsten helfen die gemachten vorschläge herzlich wenig.
mfg clemens

hi clemens,

ja, die teleskopmontierung ist mobil.
sie besteht aus einem stativ und einer montierung, die ein oder mehrere teleskope trägt.
das stativ wird anfangs (bevor die montierung drauf kommt) in die waage gebracht und laut analogem kompass eingenordet. das wäre doch der referenzwinkel für die horizontale und vertikale ausrichtung.

aus spass werde ich mal einen versuch mit poti machen. hab grad genügend rumfliegen. welchen anderen inkrementalgeber kannst du empfehlen?

gruss und danke, edgar

Ein Kompass und ein Potentiometer setzen ja unterschiedlich an, der Kompass zur absoluten Richtungsbestimmung und das Potentiometer zur Winkelbstimmung innerhalb des Sytems.

Mit einem Kompass wird 0,5° schwierig werden mit einem Winkelmesser ist es weniger ein Problem.
http://de.wikipedia.org/wiki/Richtungsmessung
Die Genauigkeiten liegen bei 1-10° (Sport, Navigation), hundertstel Grad bis 1" (Vermessung) und 0,1" bis 0,01" (Satelliten, Lotabweichung, Astronomie).

Hast Du schon mal nachgesehen was die anderen so machen?
http://images.google.de/images?um=1&...elescope+motor

Zitat:

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sollte dein teleskop transportabel sein

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Das ist bei den meisten Hobbyastronomen der Fall

Zitat:

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nächste aufgabe. bei astronomischen montierungen und teleskopen gibt es sehr viel, das man gerne an elektroknechte abgeben würde... Cheesy Grin
winkelbestimmungen, kompass (vielleicht durch erdmagnetfeldmessung?),
temperaturmessungen und und und...

zum projekt:
ich möchte eine winkelbestimmung mit möglichst hoher auflösung erzielen mit weniger als 0,5° abweichung und genauer.

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Da du einen Kompass erwähnt hast, gehe ich mal von einer parallaktischen Montierung aus...

Dabei stellt sich nur die Frage welchen Winkel du eigentlich messen möchtest...

Anhand deines ersten Vorschlags würde ich vermuten daß diese Winkelmessung für die beiden Achsen bestimmt ist. In diesem Fall würde ich optische Encoder empfehlen, die werden aufgrund ihrer Präzision in dem Bereich gerne eingesetzt.

Einen Neigungssensor hingegen würde ich eher als Ersatz für die in den meisten mir bekannten Montierungen eingebaute Libelle sehen (und dafür dürfte er dann auch recht gut geeignet sein)

Und die Geschichte mit dem Erdmagnetfeld klingt mir eher nach einem möglicherweise geeigneten Ersatz für Kompass und Polsucher (je nachdem wie exakt es funktioniert)


edit:
ich sollte schneller tippen...

Die Frage nach dem konkret zu messenden Winkel stellt sich allerdings dennoch

fürs maturaprojekt habe ich diese: http://www.pwb-technologies.eu/01int...AbKrwHuzOJedow (leifern aber nur an firmen, aber freundlich fragen kostet nichts)

noch eine idee: du könntest dein teleskop waagrecht ausrichten, den nordstern ins fadenkreuz nehmen und den geber null setzen. das bringt dir dann sogar den echten nordpol und nicht nur den magnetischen. auch sollten 0,5° bei einer ordentlichen vergrößerung kein problem sein.

mfg clemens

danke für die schnellen antworten.

da es sich, wie von felix richtig vermutet, um eine paralaktische montierung handelt (eq6), wären beide winkel sehr brauchbar.
bis dato norde ich das stativ zunächst mit kompass grob ein und richte es in waage aus. danach wird durch die scheinermethode
die montierung ausgerichtet.
der prozess des scheinerns ist aber sehr zeitaufwendig und kann bis zu einer stunde dauern (je nach tagesbefinden meinerseits;).
wenn ich nun eine sehr gute ausgangsposition hätte, könnte ich den prozess beschleunigen und besser kontrollieren, weil ja referenzwerte vorliegen und nicht einfach nach gefühl ein wenig die winkel verstellt werden.

diese taktscheiben sind ja seeehr interessant..:o
optische Encoder muss ich mal gucken, was das ist.

ich habs grad mal mit einem poti am mega2560 versucht.
die ankommenden werte sind mehr als bescheiden.
schwankungen von 120-140 bei getadc(), ohne den poti auch nur anzugucken.

hallo Astronomie fellow

Ich hab auch ein Teleskop und hab mir auch schon gedanken zum Thema gemacht.

Wieso so komplitziert? Hast du eine Montierung welche sich über beide Achsen motorisierbar ist?

Du kannst doch einfach zwei Schrittmotoren ansteuern und ein simples Goto bauen. Durch die gefahrenen Schrittzahl weiss du dannn auch immer wie die Röhre ausgerichtet ist. Wenn ich mich recht erinnere braucht es dazu keine optische Encodierung oder inkrementalgebern. Das geht doch direkt vom IC zum Stepper und zurück.

Was hast du denn für eine Ausrüstung?

Zitat:

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ich habs grad mal mit einem poti am mega2560 versucht.
die ankommenden werte sind mehr als bescheiden.
schwankungen von 120-140 bei getadc(), ohne den poti auch nur anzugucken.

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ich versteh nicht ganz wie du auf solche werte kommst, ist deine spannungsquelle stabil ? (batterien/akkus sind sehr stabil :p) weil ich bekomme mit meinem mega8 und nem 5k poti sehr stabile werte, ausser ich hab ne last dran, da müsste ich die stromversorgung stabilisieren weils hier manchmal "holpert"

EDIT: wie hast du das poti angeschlossen ? P1 an VCC, P2 an GND, Schleifer an IC sollte es eigentlich bringen

mir geht es nicht um die re-de achsen. die sind bei der eq6 ja schon motorisiert und dienen der nachführung, um die erdrotation zu 'kompensieren' um dadurch ein anvisiertes objekt auch immer in der okularmitte zu haben.

nur muss das teleskop vorher genauestens auf den astronomischen nordpol ausgerichtet sein. und das möchte ich mir etwas erleichtern.
kompass und winkelmessung sollen dabei helfen.

@Ceos

wie stabilisiere ich die spannung denn?
vielleicht ist der poti auch zu überdimensioniert.
es ist ein 1m bei einer 6v versorgung vom einstellbaren dc/ac netzteil.

der elektronische kompass ist sehr störanfällig und nicht sehr genau, für meine zwecke reicht er zwar mit seiner genauigkeit aus aber bei dir sollte die genauigkeit denke ich am besten maximal sein

EDIT: mit einem spannungsregler, 100nF kondensator parallel zum mega (VCC und GND) (möglichst dich dran), 100nF zwischen AREF und VCC und ner passenden spule (schau/frag mal im AVR forum nach genaueren infos) ... dein netzteil bring höchstwahrscheinlich ungeglättete spannung die pulsiert und deshalb deinen messwert verfälscht, versuchs mal mit nem batteriepack, das ist ultimativ stabil ^^

EDIT: such mal im wiki nach AVR Einstieg, da wird das alles sehr schön beschrieben

EDIT: Das poti kann NIE überdimensioniert werden, du musst es nur richtig anschliessen die beiden pole auf GND und VCC und den schleifer auf den pin des IC

so, zur spannungsstabilisierung werde ich mich mal mit dem 78s05 beschäftigen, wenn er dann endlich da ist :Weihnacht

die messungen mit dem poti sind schon genauer aber noch nicht das gelbe vom ei.
vielmehr interessieren mich auch diese taktscheiben. hab hier zwei in der wühlkiste gefunden. ist ein bauteil, das ich nicht einordnen kann. zumindest sind wohl alle nötigen komponenten noch auf dem board vorhanden.
die scheiben haben an die 40 kontakte, die an drei kleinen drahtstiften vorbeischleifen. das ist aber auch alles, was ich weiss...also so gut wie garnix. :-#
wie funktioniert denn so eine taktscheibe samt komponenten?
hat da wer einen link parat?

wie es funktioniert - keine ahnung, aber du hast dafür eine unschuldige computermaus getötet ;)

ich würd nie, niemals auch nur ne maus töten [-X

Ich hänge mich mal hier rein, weil ich auch aktiver Astronom bin und auch so einige Elektronikprojekte in diese Richtung betreibe.
Angefangen habe ich auch mit Motorisierung des Okularauszuges
http://www.astrohome.info/LXFocuser.htm und in der Steigerung dann http://www.astrohome.info/StepperFocuser.htm.

Inzwischen bin ich an der Realisierung einer Komplettsteuerung des Teleskops und der Kuppel dran. Das Projekt ist aber noch am Anfang der Entwicklung und mehr oder weniger noch in der Planungsphase. Ich habe aber schon konkrete Vorstellungen, wie ich die Ausrichtung der Montierung mit hoher Präzision realisiere.
Ich hatte mal angefangen das auch mit einem elektronischen Kompass zu machen. Dazu habe ich mir dieses Teil an die Montierung gebaut. http://www.sander-electronic.de/gm00038.html. Das Problem bei einem Kompass ist ja, daß er durch Magnetfelder beeeinflusst wird. Die Montierung selbst beeinflusst aber, weil meistens aus Stahl, das Magnetfeld um den Kompass mit. Der verwendete Kompass ließ sich aber kalibrieren, sodaß er den Einfluss der Montierung herausgerechnet hat. problematisch wurde es nur wieder, wenn man das Teleskop gewechselt hat. War ein Refraktor drauf, der einen Metalltubus hatte gab es andere Werte als wenn ich den Newton mit Kunststofftubis drauf hatte. ich habe das dann aufgegeben.

Die Ausrichtung der Montierung geschieht bei meinem aktuellen Projekt direkt über die Steuerung. Die Montierung wird über eine recht genaue Dosenlibelle waagerecht aufgestellt und grob nach Norden ausgerichtet und in der Höhe auf den Polarstern ausgerichtet. Nun wird aus der Datenbank ein Stern angefahren (im Osten). Der Stern wird natürlich durch die Fehlstellung der Achsen nicht in der Bildmitte sein. Der Benutzer muss ihn nun mit den Steuerungstasten in die Bildmitte stellen. Diese Korrektur wird gemerkt. (Korrektur 1) Nun wird ein Stern im Westen angefahren, und auch dieser dann vom User wieder manuell über die Tastatur in die Bildmitte gefahren (Korrektur 2).
Mit beiden Korrekturen kann man nun die Verdrehung der beiden Koordinatensysteme berechnen und das Misalignment in Alt/AZ-koordinaten umrechnen. Die Steurerung berechnet nun die Position eines 3. Sternes und die zu erwartende Fehlstellung und rechnet diese mit ein. Jetzt wird das Teleskop an die Position des Sterns+Fehlstellung gefahren.
Im letzten Schritt muss der User diesen Stern nicht mit der Steuerung sondern durch verstellen der Alt- und der Az-Achse in die Bildmitte bringen, also quasi die berechnete Fehlstellung ausgleichen. Damit ist dann die Montierung genau ausgerichtet.

Was die Rückmeldungen der Teleskopposition im laufenden Betrieb angeht, so kommt man um die Verwendung von Winkelencodern meines Erachtens nicht umhin, wenn man es genau haben will. Bei hohen Geschwindigkeiten sind Encoder ein Muss, weil die Schrittmotoren auch mal Schritte verschlucken können. Bei Servomotren braucht man ohnehin gute Encoder. Die benötigte genauigkeit der Encoder hängt von der Brennweite des verwendeten Teleskops ab. Je länger die ist umso genauer müssen die Encoder sein.
Es gibt da im Internet Bauanleitungen, wie man eine Computermaus als Encoder verwenden kann. Die Genauigkeit ist aber recht gering, zumal auch ein Encoder, der nicht fest auf einer Achse montiert ist, sondern zum Beispiel mittels Gummiräderen als Reibrad adaptiert wurde, auch mal durchrutschen kann. Zudem haben Reibräder gerade bei Beobachtung im Winter die unangenehme Eeigenschaft oftmals hart zu werden oder auch zu versagen, wenn sich Eis auf der Montierung bildet.