एस्ट्रोफोटोग्राफी के लिए Arduino संचालित 'स्कॉच माउंट' स्टार ट्रैकर: 7 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

मैंने स्कॉच माउंट के बारे में तब सीखा जब मैं छोटा था और जब मैं 16 साल का था तब मैंने इसे अपने पिता के साथ बनाया था। एस्ट्रोफोटोग्राफी के साथ शुरुआत करने का यह एक सस्ता, आसान तरीका है, जिसमें प्राइम फोकस के जटिल टेलीस्कोप मामलों में आने से पहले मूल बातें शामिल हैं, ऑफ एक्सिस ट्रैकिंग, आदि। जब मैंने पहली बार यह माउंट बनाया था तो यह 90 के दशक में वापस आ गया था इसलिए मुझे एक फिल्म कैमरा का उपयोग करना पड़ा और उस फिल्म को स्थानीय कैमरा शॉप में विकसित करना पड़ा, यह एक महंगी और लंबी प्रक्रिया थी (तस्वीरें लें, पूरे रोल का उपयोग करें, इसे छोड़ दें, कुछ दिनों बाद इसे उठाएं और परिणाम देखें), यह अब डिजिटल कैमरों के साथ परीक्षण और त्रुटि से बहुत तेज़, सस्ता और सीखने में आसान है। आखिरी स्टेप पर आप 1997 के कुछ पुराने शॉट्स देख सकते हैं।

मैंने उस समय और आज जिस डिज़ाइन का उपयोग किया है, वह इस पुस्तक स्टार वेयर: https://www.philharrington.net/scotch.htm से आया है।

इस निर्देश के लिए मैं सभी Arduino संपत्तियों के लिए एक Github भंडार भी हूं: URL के साथ कोड, योजनाबद्ध और भाग सूची।

github.com/kmkingsbury/arduino-scotch-mount-motor

स्कॉच माउंट निश्चित समय पर घड़ी के पहिये को घुमाने के एक बहुत ही सरल सिद्धांत पर काम करता है, लेकिन जैसा कि मैंने सीखा है कि फ़ोटो कैसे सामने आती हैं, इसमें स्थिरता बहुत बड़ी भूमिका निभाती है। विशेष रूप से उच्च ज़ूम पर एक अस्थिर या मंद डिजाइन पर घड़ी के पहिये को चालू करना स्टार ट्रेल्स का परिचय देता है और फोटो में घबराहट करता है। इस पर काबू पाने के लिए और पूरी प्रक्रिया को आसान और स्वचालित बनाने के लिए, मैंने एक डीसी मोटर और कुछ प्लास्टिक गियर पर आधारित एक साधारण Arduino आधारित मोटर ड्राइव बनाया (मैंने एक टूटे हुए खिलौना हेलीकॉप्टर से मेरा एक खींच लिया)।

स्कॉच माउंट या बारंडूर ट्रैकर के लिए अन्य निर्देश हैं, लेकिन मेरे डिजाइन के लिए मुझे माउंट छोटा और पोर्टेबल चाहिए था, इसलिए मैं इसे एक बैकपैक में फेंक सकता हूं और इसे ऑस्टिन TX के प्रकाश प्रदूषण से दूर दूरदराज के क्षेत्रों में ले जा सकता हूं।

चरण 1: 'मुझे बताया गया था कि कोई गणित नहीं होगा!'

पृथ्वी २४ घंटे में लगभग ३६० डिग्री घूमती है, अगर हम इसे तोड़ दें तो यह एक घंटे में १५ डिग्री या २० मिनट में ५ डिग्री हो जाती है।

अब 1 / 4-20 स्क्रू हार्डवेयर का एक सामान्य टुकड़ा है, इसमें एक इंच में 20 धागे होते हैं, इसलिए यदि इसे 1 क्रांति प्रति मिनट की दर से घुमाया जाए तो उस 1 इंच की यात्रा करने में 20 मिनट लगेंगे।

त्रिकोणमिति हमें हमारे क्लॉकव्हील होल के लिए जादुई संख्या देता है जो कि काज के केंद्र में हमारे धुरी बिंदु से 11.42 इंच (या 29.0cm) है।

चरण 2: सामग्री

स्कॉच माउंट:

• शीर्ष बोर्ड, 3-इंच-दर-12-इंच (3/4-इंच)
• निचला बोर्ड, 3-इंच-दर-12-इंच (3/4-इंच)
• टिका है, एक लंबी 3 इंच की हिंग की सिफारिश की जाती है, सुनिश्चित करें कि यह एक ठोस काज है जिसमें बहुत सारे "प्ले" नहीं हैं, मैंने दो साधारण टिका का उपयोग किया है, लेकिन बहुत अधिक झंझट है और मैं उन्हें अधिक ठोस काज के लिए स्विच कर सकता हूं।
• स्पर्शरेखा पेंच, 1 / 4-20-बाय-4-इंच-लंबा गोल सिर पेंच
• 2 एक्स टी नट, 1 / 4-20 आंतरिक धागा
• पेंच आंखें और रबर बैंड
• तिपाई सिर (एक हल्का प्राप्त करें लेकिन सुनिश्चित करें कि यह ठोस है, आप एक सस्ता माउंट एक महंगा कैमरा छोड़ना नहीं चाहते हैं, या एक शॉट के दौरान माउंट ढीला और गिरना नहीं चाहते हैं)।
• क्लॉकव्हील गियर्स (मैंने 3 का इस्तेमाल किया: मोटर के लिए एक छोटा, इंटरमीडिएट जिसमें एक छोटा और बड़ा होता है, और क्लॉकव्हील के लिए बड़ा होता है)।
• मोटर स्टैंड के लिए प्लास्टिक स्टैंडऑफ। 1" के साथ शुरू किया और सही ऊंचाई प्राप्त करने के बाद उन्हें उस आकार में काट दिया जिसकी मुझे आवश्यकता थी।
• पतली हॉबी प्लाईवुड - मोटर और गियर माउंट के लिए (मैंने रेडिओशेक से एक सर्किट बोर्ड का इस्तेमाल किया, पतला, हल्का और काफी मजबूत, जो भी सबसे अच्छा काम करता है उसका उपयोग करें)।
• मिश्रित स्प्रिंग्स (मैं गियर्स/स्क्रू की सहायता करता था और गियर्स को इनलाइन रखता था)। मुझे लोव्स से एक जोड़ा मिला और कुछ अन्य लोगों को बॉलपॉइंट पेन से बाहर निकाला और उन्हें सही आकार में काट दिया।
• चलने वाले हिस्सों को लकड़ी के खिलाफ पीसने से रोकने के लिए मिश्रित वाशर।
• मोटर माउंट के लिए सरल ब्रैकेट।

Arduino Motor Driver (विशिष्ट भाग Github भाग सूची में URL के साथ हैं जहाँ आप उन्हें ऑनलाइन प्राप्त कर सकते हैं):

• अरुडिनो
• मोटर चलाना
• एच-ब्रिज मोटर चालक १ए (एल२९३डी)
• दबाने वाला बटन
• चालू/बंद टॉगल

चरण 3: ऊपर और नीचे के बोर्डों को मापें और काटें

प्रत्येक बोर्ड पर 12 मापें, इसे चिह्नित करें, काटें और किनारों को रेत दें।

चरण 4: छेद ड्रिल करें और हार्डवेयर जोड़ें

ड्रिल करने के लिए छेदों का एक गुच्छा है और आवश्यक सटीक माप के कारण मैं आपको क्लॉकव्हील को अंतिम करने की सलाह देता हूं (ताकि आप 29 सेमी को काज से बिल्कुल दूर माप सकें)!

युक्ति: मैं छेद को सही जगह पर निर्देशित करने में मदद करने के लिए एक पंच का उपयोग करके छेद को टैप करने की सलाह देता हूं।

आप निम्नलिखित छेद ड्रिल करने जा रहे हैं:

• टिकाएं - उन्हें केवल पेंच न करें क्योंकि बोर्ड विभाजित हो सकता है, दोनों बोर्डों के किनारों पर छेद ड्रिल करें, छेद काज पेंच के आकार पर निर्भर करता है, पेंच को मापता है और थोड़ा छोटा ड्रिल बिट का उपयोग करता है।
• क्लॉकव्हील - काज पिन के केंद्र से 29 सेमी, इसे एक टी-नट मिलेगा, इस छेद का स्थान बोर्ड और आकाश को उसी दर से मोड़ने के लिए आवश्यक है जब स्क्रू को 1 आरपीएम पर घुमाया जाता है। टी-नट बोर्ड के नीचे की ओर (जमीन की ओर) होना चाहिए।
• तिपाई सिर - शीर्ष बोर्ड पर केंद्रित, आकार तिपाई सिर पर निर्भर करता है, मैंने इसे पकड़ने के लिए एक वॉशर का भी इस्तेमाल किया।
• तिपाई माउंट - नीचे के बोर्ड पर केंद्रित, 5/16-इंच और इस छेद को टी-नट मिलेगा। टी-नट भी बोर्ड के नीचे की ओर (जमीन की ओर) होना चाहिए।

टी-नट्स जोड़ते समय मेरा सुझाव है कि आप इसमें हथौड़ा मारने से पहले कुछ गोंद नीचे रख दें, और कोमल हथौड़ा मारें। मैंने अपने निचले बोर्ड पर एक विभाजन शुरू किया (फोटो देखें) जिसे मुझे मरम्मत करना था।

जब आप इसे ट्राइपॉड पर माउंट करते हैं, तो ट्राइपॉड माउंट होल और टी-नट को सबसे अधिक तनाव मिलता है (कोण पर होने पर कैमरे के वजन से आगे-पीछे होता है) ताकि टी-नट के ढीले होने या पूरी तरह से बाहर आने की संभावना हो। सुनिश्चित करें कि आपने इसे पर्याप्त रूप से गोंद कर दिया है और माउंट का उपयोग करते समय वजन को केंद्रित रखने का प्रयास करें। बिना स्टार ट्रेल्स/जिगल्स के फ़ोटो के लिए एक अच्छा स्थिर माउंट महत्वपूर्ण है।

चरण 5: मोटर माउंट और गियर्स

पहले एक गियर में मानक 1 / 4-20 नट को गोंद करें, यह मुख्य क्लॉक-ड्राइव गियर होगा, मैंने इसके लिए गोरिल्ला गोंद की एक उदार राशि का उपयोग किया (आप फोटो में देख सकते हैं)।

दूसरे बड़े गियर के लिए एक छोटे गियर को गोंद करें, यह हमारा मध्यवर्ती गियर है, मैंने एक्सल के रूप में एक साधारण कट डाउन लकड़ी की कील का उपयोग किया।

मोटर को एक ब्रैकेट में माउंट करें (मैंने ज़िप को बांध दिया और फिर बाद में चिपका दिया जब मेरे पास संरेखण सही था)।

सेटअप यह है कि मोटर बड़े गियर को अपेक्षाकृत तेज दर (1 रेव / 5 सेकंड या तो) पर घुमाता है, यह छोटे गियर से जुड़ा होता है, जो उसी दर से यात्रा करता है। छोटा गियर मुख्य क्लॉक-ड्राइव गियर के साथ संरेखित होता है, लेकिन चूंकि परिधि अलग होती है, इसलिए क्लॉक-व्हील गियर बहुत धीमी गति से मुड़ता है। हम १ रेव/मिनट की गति का लक्ष्य रख रहे हैं और इसके लिए मोटर थोड़ी बहुत तेज चलती है। इसलिए Arduino कोड में एक ऑफ और ऑन का उपयोग करके मैं गियर को धीमा करने में कामयाब रहा। इस सेटअप को गियर ट्रेन कहा जाता है और आप यहां इसके बारे में कुछ और जान सकते हैं (https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/gear-ratio3.htm) आपको यह प्रयोग करना होगा कि कौन से मूल्य काम करते हैं अपनी मोटर और गियर के लिए सही दर पर गियर स्पिन करने के लिए चालू और बंद समय के लिए।

सब कुछ पंक्तिबद्ध और सुचारू रूप से घूमने के लिए आपको एक अच्छे आवास की आवश्यकता है। अपने छिद्रों को पंक्तिबद्ध करने का ध्यान रखें और गियर्स को चिकनी सतहों पर चलने के लिए और किसी भी बोर्ड के खिलाफ पीसने के लिए स्प्रिंग्स और वाशर का उपयोग न करें। यह शायद मुझे परियोजना से सबसे अधिक समय लगा।

चरण 6: मोटर सर्किटरी

सर्किटरी बहुत सरल है, एच-ब्रिज मोटर चालक के पास जाने वाले अधिकांश कनेक्शन के साथ, संलग्न छवि का उपयोग करें या फ्रिट्ज़िंग प्रोजेक्ट फ़ाइल को जीथब पैकेज में भी शामिल किया गया है।

दिशा को उलटने के लिए एक पुश बटन जोड़ा गया था (या आप घड़ी के पहिये को हाथ से भी "रिवाइंड" कर सकते हैं)।

चालू/बंद स्विच ने उपयोग/विकास में न होने पर ड्राइव को चालू और बंद करना आसान बना दिया, आप केवल Arduino को भी शक्ति खींच सकते हैं।

मोटर दिशा इस बात पर निर्भर करती है कि इसे कैसे तार-तार किया गया था, यदि आप गलत दिशा में घूम रहे हैं, तो बस ध्रुवीयता को उलट दें।

चरण 7: अंतिम परिणाम, टिप्स और ट्रिक्स

और उपयोग करें! तिपाई को संरेखित करें, उत्तर सितारा को काज के नीचे देखें, काज सेटअप के बाईं ओर है (अन्यथा आप विपरीत दिशा में ट्रैक करेंगे)।

पूरे सेटअप को संतुलित और स्थिर रखने की कोशिश करें। शॉट्स के दौरान इसे स्पर्श न करें, या केबलों को खींचें (अपने कैमरे के लिए रिमोट ट्रिगर का उपयोग करें), और स्पष्ट शेक-मुक्त शॉट प्राप्त करने के लिए मिरर लॉकअप (यदि आपका कैमरा इसका समर्थन करता है) जैसी तकनीकों का उपयोग करने का प्रयास करें। एस्ट्रोफोटोग्राफी के बारे में बहुत सारे ट्यूटोरियल उपलब्ध हैं और आप अनुभव से जल्दी सीखेंगे।

छवियां दो शॉट्स दिखाती हैं जिन्हें मैंने पूरे सेटअप का उपयोग करके किया था, यह ऑस्टिन TX के हल्के प्रदूषित उपनगरों में सबसे स्पष्ट रात नहीं थी, लेकिन वे अच्छे निकले। ओरियन लगभग २.५ मिनट लंबा था और बड़ा आकाश शॉट ५ मिनट था (लेकिन प्रकाश प्रदूषण की मात्रा के कारण बहुत लंबा था और लाइटरूम में वापस बढ़ाया जाना था)। 1997 से धूमकेतु हेल-बोप की 3 छवियां भी हैं, यह एक हाथ से बने माउंट के साथ-साथ एक पारंपरिक फिल्म कैमरा था। आप देख सकते हैं कि शॉट के लिए कंपन या गलत संरेखण क्या कर सकता है।

अंतिम सुझाव और विचार:

• लेंस में कैमरे और ग्लास भारी हैं, मुझे घड़ी के गियर से वजन कम करने और गियर की सहायता करने के लिए स्प्रिंग्स का उपयोग करना पड़ा। मेरे द्वारा उपयोग की जाने वाली मोटर में बहुत अधिक मात्रा में टॉर्क/पावर नहीं था, इसलिए यदि बहुत अधिक वजन था या बोर्ड पर गियर फ्लश थे, तो गियर को मोड़ने में मुश्किल होती थी या सीधे लॉक अप होता था। एक मजबूत मोटर मदद करेगी, लेकिन यह वही है जो मेरे पास उपलब्ध था।
• ध्रुवीय संरेखण कुंजी है। यदि यह ठीक से संरेखित नहीं है तो सेटअप गलत ट्रैक करेगा। आपको संतुलित और केंद्रित एक मजबूत तिपाई की आवश्यकता है (एक बुलबुला स्तर के साथ मदद करता है)!
• टेंगेंट माउंट में एक अंतर्निहित त्रुटि है जो लंबे समय तक एक्सपोजर पर दिखाई देती है, आप इसे समायोजित करने के लिए एक सुधारात्मक कैमरे का उपयोग कर सकते हैं, यहां पाया गया: https://www.astrosurf.com/fred76/planche-tan-corrigee-en। एचटीएमएल. मैं इसके बारे में चिंतित नहीं हूं क्योंकि मैं एक बहुत चौड़े कोण लेंस (50 मिमी की तुलना में 20 मिमी) और लगभग 5 मिनट की अवधि के शीर्ष का उपयोग कर रहा हूं।
• एस्ट्रोफोटोग्राफी स्वाभाविक रूप से कठिन और निराशाजनक है। पहली बार भयानक तस्वीरों की अपेक्षा से बाहर न जाएं, सीखने की अवस्था है, निश्चित रूप से अधिक महंगे और सटीक उपकरण मदद कर सकते हैं, लेकिन यदि आप नहीं जानते हैं या उनकी सराहना करते हैं कि वे कैसे काम करते हैं। लेकिन छोटी शुरुआत करें, बुनियादी बातों में महारत हासिल करें, तब आपको पता चलेगा कि महंगे उपकरण का उपयोग कैसे करना है और आप इसका अच्छी तरह से उपयोग कर पाएंगे। आप अभी भी साधारण सेटअप के साथ शानदार शॉट प्राप्त कर सकते हैं। 1997 के पुराने शॉट्स लगभग 100 शॉट्स में से "सर्वश्रेष्ठ" थे, इसलिए यह सीखने की प्रक्रिया थी। डिजिटल के साथ आप फोटो के बाद फोटो ले सकते हैं और अपने कौशल को निखारने के लिए अपनी गलतियों और जीत से सीख सकते हैं।

पढ़ने के लिए धन्यवाद, अगर आप मेरे इंस्टाग्राम और यूट्यूब चैनल को देखने के बजाय मेरे प्रोजेक्ट्स की अधिक तस्वीरें और वीडियो देखना चाहते हैं