DOBSON: NAVIGOVANÝ
- MOTORIZOVANÝ
INSTALACE
INKREMENTÁLNÍCH ROTAČNÍCH ČIDEL POLOHY A MOTOROVÉHO POHONU AZ
Obsahem stránek jsou
snímky a výrobní podklady pro konstrukci a pro instalaci:
Univerzálního odpruženého
třecího převodu "DSC-i-1" pro montáže DOBSON.
KOMENTÁŘ K PROJEKTU
Považuji za vhodné v úvodu uvést, jaký je
smysl a cíl tohoto příspěvku:
poskytnout zájemcům inspiraci a návod k amatérské výrobě a instalaci mechaniky
třecího převodu DSC-i-1.
Nejedná se tudíž o komerční nabídku.
Konstrukčně totožný třecí převod DSC-i-1 je využit ve třech aplikacích:
- snímač polohy výšky ALT (vlevo),
- snímač polohy azimutu AZ (uprostřed),
- motorový pohon KM1 osy azimutu AZ.
Popsaná konstrukce třecího převodu umožňuje instalaci
snímacích čidel a motorových pohonů KM na různé typy Dobsonů.
Realizace byla prakticky vyzkoušena na montáži DOBSON která se v CZ
často vyskytuje (produkce fy Drbohlav), s dalekohledem NEWTON 250.
Konstrukčně je řešení třecího převodu a instalace snímačů DSC a motorového
pohonu univerzální v tom smyslu, že
* hlavní díly mechaniky
jsou totožné pro osy ALT i AZ a jsou vyrobeny ze standardních duralových
polotovarů (uhelníků a trubek),
* celek lze umístit v libovolné
poloze vůči montáži, (např. snímací kladka osy ALT je v poloze =
, kladka osy AZ je v pozici
II ),
* funkce spojky na třecí převod může být zajištěna buďto přítlakem, nebo
odtažením od povrchu kotouče,
* přítlačná síla spojky na přítlačnou kladku je snadno nastavitelná tvarem
pružiny resp. počtem listů v pružině,
* snímací kladka s pryžovým povrchem je upevněna výkyvně v jedné ose otáčení,
* mechaniky jsou snadno a rychle demontovatelné, což uvítají amatéři často přemísťující
montáž Dobson,
* elektronické prvky propojené kabely mohou být
soustředěny a upevněny přímo na montáži Dobson (2x snímače
DSC & NAVIGATOR &
PC notebook & event. i zdroj 12
Vss).
Při elektronizaci Dobsona lze s výhodou uplatnit levná a amatérsky
zhotovitelná čidla např. typu DSC27, DSC70 (bez kompromisu ve kvalitě
snímání), neboť nutný mechanický převod je u Dobsona snadno realizovatelný.
Konstrukční a výrobní podklady pro instalaci snímače polohy DSC na ose výšky ALT
Fotodokumentace a
komentáře pro instalaci snímače polohy DSC na ose azimutu AZ
Fotodokumentace a komentáře pro
instalaci motorového pohonu osy azimutu AZ
KONSTRUKCE SNÍMACÍ KLADKY
Přítlačná převodová kladka ve tvaru
cívky s odnímatelným jedním čelem je vysoustružena z duralu.
Pryžový povrch je navlečen na jádro cívky, sevřen mezi čely cívky, osoustružen
na předpokládaný průměr a jemně zabroušen.
Docílený převodový poměr je dán poměrem jejího průměru k průměru snímaného
kola. V případě osy AZ je to např. cca 1:20 :
Průměr snímací kladky osy AZ (17,8 mm) / Vnější průměr kovové základny osy AZ
(356 mm).
Pokud povrch pryže časem ztvrdne, lze kladku celkem snadno přebrousit a
přecejchovat nově vzniklý převodový poměr.
Doporučuji zvyknout si využívat na konci pozorování spojku a odklopit kladku
od snímaného kola.
Poznámka k
mechanické konstrukci osy AZ
Instalace mechaniky DSC-i-1
i pohonu KM1 na ose AZ závisí na individuální konstrukci
podstavy Dobsonovy montáže, kterou řeší každý výrobce jinak.
Společným a častým jevem u většiny komerčních montáží je, že ložisko AZ je
konstrukčně a technologicky nedostatečně dimenzováno.
V případě mého dřevotřískového Dobsona ložisko osy AZ tvořil šroub volně procházející
dnem, t.j. dřevotřískovou deskou (!).
Pro účely
nebeské navigace a motorového pohonu osy AZ toto primitivní řešení nevyhovovalo,
brzy byla nutná rekonstrukce azimutální osy
montáže.
Možné a mnou realizované řešení je:
(a) - Na dně pohyblivé
části montáže
v jejím těžišti nutno umístit kluzné ložisko osy AZ
(materiál dural nebo MS).
(b) - Montáž (a) se pohybuje (t.j. se otáčí) po stabilní
kovové kruhové základně mající
uprostřed ocelovou hřídel (AK D=8mm) zapadající do ložiska (a).
(c) - Zespoda na dno montáže jsou namontována
3x kuličková ložiska pohybující
se po obvodu pevné kovové základny (b).
Celek je patrný i na dalších stránkách, na detailních snímcích řešení snímání
polohy a motorového pohonu osy AZ.
Rekonstrukce základny osy AZ splnila očekávání, otáčení osy je stabilní a
snímač i motorový pohon jsou funkčně plně vyhovující.
ZÁVĚREM
Zájemcům doporučuji
amatérský přístup s uplatněním amatérského a experimentálního "ducha" a přeji jim radost z úspěšného
vlastnoručního "díla".
Připomínám, že i tak náročná díla jako např. program SkyChart či GO-TO od M.Bartelse
jsou dílem amatérů a jsou určeny (zdarma) amatérům.
Jelikož snímací čidla a motorový pohon si zájemce musí instalovat
sám, nabízím k tomu ověřené výrobní podklady k výrobě a instalaci
mechaniky.
Výsledky pečlivého testování potvrzují, že instalací popsaných mechanických
frikčních převodů nedochází k degradaci přesnosti a opakovatelnosti navigace.
Správně seřízený a udržovaný třecí převod má nepopiratelnou výhodu v tom, že
prakticky nemá mrtvý chod.
Pamětníci si zajisté vzpomenou na několik generací gramofonů a magnetofonů
využívajících dobré vlastnosti třecích převodů s pryžovými kladkami.
Pokud jde o elektroniku: příznivých referencí na správnou funkci systému NAVIGATOR je dostatek,
zařízení již bylo realizováno u více než 70-ti amatérů.
Chápu časové obtíže, technologické překážny a možná i finanční
těžkosti jednotlivců.
Jsem ale přesvědčen, že i v amatérských podmínkách lze zvládnout překážky a dosáhnout cíle.
Není-li astro-amatér schopen sám postavit NAVIGATOR-1 (či pohon KM1, nebo čidlo
DSC70), určitě může najít pomoc u blízkého radioamatéra.
Uvedená zařízení lze snadno smontovat s využitím základních součástek (hotového PLS a naprogramovaných jednočipových MCU Atmel),
které jsou k dispozici...
Pokud vím, neexistuje snadnější a levnější cesta k pořízení navigačního
systému.., než si ho amatérsky vyrobit.
Znáte snad adresu výrobce navigačního zařízení, který nabízí zdarma SW a
výrobní podklady pro elektroniku i mechaniku?
Projekt
NAVIGÁTOR je nyní kompletní
Skládá se ze třech modulů, které jako celek umožňují
navigační funkci dalekohledu.
Jsou to moduly:
* elektronika NAVIGATOR-1 nebo NAVIGATOR-2,
* snímací rotační inkrementální čidla řady DSC..,
* elektronika KM1 pro pohon krokovým motorem,
* instalační mechanika DSC-i-1pro snímací čidla a motorový pohon.
Přeji Vám mnoho zdaru při jejich realizaci.
P
O K R A Č O V A T: INSTALACE OSY ALT
P
O K R A Č O V A T: INSTALACE OSY AZ
Z
P Ě T DOBSON ÚVOD
Z
P Ě T DO HLAVNÍHO MENU
DISKUZE NA ASTRO-FÓRU
(1.) DUK: … jak se to bude chovat při -22°C
..?
Ad (1.)
Čidlo DSC1K
Teplota -22° neovlivní funkci čidla DSC1K.
Přitom nutno vzít do úvahy, že
vlastní čidlo je umístěno v izolačním plastovém krytu, který chrání
choulostivé čidlo i konektor proti rose a jinovatce a současné tvoří
vzduchovou tepelnou izolaci.
Proti přímým účinkům rosy a jinovatky bude celek snímacího ústrojí chráněn
snadno odnímatelnou stříškou umístěnou nad ložiskem ALT a nad
kladkou.
NAVIGATOR-1
K věcným a správným argumentům o teplotních tolerancích které uvádí VAH ještě
poznamenávám, že polovodičové prvky umístěné v dobře uzavřené skřínce vyvíjí
ztrátové teplo, takže jejich teplota nemůže klesnout na teplotu okolí pokud je
NAVIGATOR zapnut a ve funkci.
(2.) DUK: .. díly Dobsona nejsou nikterak zámečnicky opracovány (..černé
výplně..)
(3.) VAH: Jediné slabé místo je gumové kolečko které se odvaluje po ložisku
dalekohledu.
Ad (2. a 3.)
K problematice plastového ložiska ALT dalekohledu (kruhové dutiny po straně
tubusu) a ke třecímu převodu s pryžovou snímací kladkou mám doplňující
poznámky.
TEST PŘESNOSTI A OPAKOVATELNOSTI SNÍMÁNÍ POLOHY
Jakmile byla vyrobena instalace DSC-i-1, byl uskutečněn test její přesnosti a
opakovatelnosti v odečtu polohy v ose ALT dalekohledu s cílem ověřit
vlastnosti třecího převodu na ose ALT. Test byl proveden na montáži Dobson
odečtením v SW Uranos počtu generovaných pulzů mezi dvěma pevnými zarážkami A
a B.
Jeden cyklus dráhy je definován pohybem tubusu TA (Etapa 1.) a ZPĚT (Etapa 2.) mezi zarážkami:
Etapa 1. : od zarážky A (tubus přibližně vodorovně opřen o horní hranu
přední kolmé desky montáže),
k zarážce B (tubus přibližně kolmo opřen dnem o vnitřní
plochu přední kolmé desky,
Etapa 2. : od zarážky B zpět k zarážce A.
Rychlost pohybu ručně ovládaného tubusu byla cca 10 sec /etapa (tj.asi 100°).
Rozlišovací schopnost odečtu polohy byla cca 1,35 arcmin /1 impulz.
VYHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ TESTŮ deseti cyklů TA a ZPĚT
Bylo provedeno měření a vyhodnocení celkem 10-ti cyklů.
Maximální odchylka (rozptyl) počtu pulzů vyskytujících se v jedné etapě: 2 až 3
impulzy v cca 40-ti % etap
Minimální odchylka (rozptyl) počtu pulzů vyskytujících se v jedné etapě: 0 až 1
impulz v cca 60-ti % etap.
Maximální nepřesnost snímání polohy osy ALT a vnavigaci mezi dvěma objekty je cca: 4’ arcmin.
Dosažená přesnost snímání je vyhovující, ke znatelným prokluzům nedochází.
Tabulka naměřených hodnot je k dispozici:
| EVALUATION OF DISPERSION for GEARING FRICTIONAL DSC-i-1 on axe ALT of DOBSON | |||||||||
| loop # | start A [imp] | to: backstop B [imp] | odds (even-B) [imp] | return: start A [imp] | odds (A-even) [imp] | ||||
| 1 | 0 | 4347 | 2 | 2 | 1 | ||||
| 2 | 0 | 4349 | 0 | 1 | 0 | ||||
| 3 | 0 | 4349 | 0 | 3 | 2 | ||||
| 4 | 0 | 4349 | 0 | 1 | 0 | ||||
| 5 | 0 | 4349 | 0 | 1 | 0 | ||||
| 6 | 0 | 4350 | -1 | 3 | 2 | ||||
| 7 | 0 | 4347 | 2 | 1 | 0 | ||||
| 8 | 0 | 4349 | 0 | 0 | -1 | ||||
| 9 | 0 | 4350 | -1 | 1 | 0 | ||||
| 10 | 0 | 4349 | 0 | 1 | 0 | ||||
| a-mean | 0 | 4348,8 | 1,4 | ||||||
| even | 0 | 4349 | Dispersion 3 imp | 1 | Dispersion 3 imp | ||||
| DISPERSION RESULTANT in [arcmin] : | 4,05 | 4,05 | ||||||
NOTE
(a) movement of scope in the axe ALT: start from the stopper A > to the
stopper B > return to the stopper A
(b) from NAVIGATOR: 1 impulse = 1,35 ' arcmin trajectory of motion of the scope
in the axe ALT
(c) number of impulses for 360° = 16.000 in mode quadrature of NAVIGATOR
OPAKOVATELNOST MĚŘENÍ
Měření bylo a je opakovatelné.
Jednou z příčin rozptylu naměřených hodnot je
pružnost přední přepážky Dobsona se zarážkou B.
Dřevotřísková přepážka se
chová jako membrána, ovlivňující krajní polohu tubusu o +/- 1 impulz tj. cca o
1,3 arcmin.
UMÍSTĚNÍ SNÍMACÍ KLADKY
Předpokládejme, že pryžová snímací kladka ve tvaru válce o výšce 10 mm je
umístěna správně tj. že kolmá rovina procházející osou dutiny prochází i osou
snímací kladky. Pokud tento předpoklad není splněn, generovaný počet pulzů
generovaných v etapě 1. (TA) se mírně liší od počtu pulzů v etapě 2. (ZPĚT).
ORIENTACE PŘÍTLAČNÉ SÍLY NA KLADKU
Nutno poznamenat, že vnitřek dutiny není válec, ale mírně komolý kužel
zešikmený o cca 16°. Pryžová válcová plocha snímací kladky v celé své výšce 10
mm pak kopíruje šikmý vnitřní povrch dutiny a přizpůsobí se úhlu zešikmení
komolého kuželu. Pružina tudíž přitlačuje kladku k povrchu dutiny nejenom
kolmou sílou, ale i sílou vyvolanou torzní deformací pružiny o oněch cca 16°.
OPRACOVÁNÍ VNITŘNÍ PLOCHY DUTINY LOŽISKA OSY ALT
Bylo upuštěno od kvalitního strojového opracování vnitřní plochy dutiny
z důvodu, že by tím vzniklo riziko prokluzu ve snímání polohy. Černé plastové
ložiská osy ALT u tohoto typu montáže jsou výlisky, jejichž povrch tvoří
styčnou plochu vhodnou a vyhovující pro pryžovou kladku. Tím, že se poloha nesnímá
bodově, ale po celé výšce pryžového válce, dochází ke zprůměrnění odchylek
a vyrovnání nerovností (drsnosti) povrchu dutiny. Výsledky testů potvrdily
vhodnost tohoto řešení.
Zdraví
