Link alla parte 1 –> Link alla parte 2 –> Link alla parte 3

Una volta compresa l’importanza e il funzionamento di concetti quali la Critical Focus Zone e una sommaria panoramica tra driver e motori passo passo, possiamo iniziare a dare uno sguardo alla circuiteria.

Potete trovare nel PDF trovato al primo articolo tutto quanto serve per costruire il progetto di R.Brown oppure potrete acquistare direttamente il PCB stampabile seguendo i link inseriti all’interno di quella dispensa. Se queste sono le condizioni in cui vuoi operare semplificandoti la vita, questo articolo lo puoi saltare a piè pari.

Diversamente, se veramente sei interessato ad entrare nel merito di come funziona la “mia” versione adattata alle mie esigenze, iniziamo a parlarne un pò.

LE MIE ESIGENZE

Quando ho iniziato a costruire il sistema, mi sono fissato alcune esigenze prima di operare con il disegno dello schema

  1. Che controller utilizzare: nel mio progetto ho utilizzato un arduino Nano cinese, si trovano senza coronavirus su ebay e costano piu o meno un paio d’euro a pezzo. Con 20 euro ve ne comprate 10, arrivano in un mese e hanno i pettini da saldare. Consiglio vivamente di utilizzare versioni con i pettini già saldati, semplifica ulteriorimente il lavoro. Caratteristica Negativa di cui tenere conto: sono cinesi e costano poco. Questo si traduce in componentistica non sempre all’altezza e questo si può osservare soprattutto sul regolatore di tensione posto nella parte inferiore del controller. Quel regolatore di tensione ha lo scopo di trasformare la tensione in entrata (da 5 a 14V) in una standard 5V lasciandoci cosi la libertà di poter avere a monte piu sistemi di alimentazione. Ma da prove empiriche e per esperienza ho notato che quel regolatore se alimentato oltre gli 8V iniziano a scaldare e durano poco lasciandoci a piedi. Motivo per il quale nella mia circuiteria ho previsto un regolatore di tensione che abbassasse la 12V in entrata da batteria/alimentatore in una piu consona 7V per consentire un’alimentazione piu soft ad arduino e l’ho ottenuta utilizzando il regolatore LM 7807 che si trova a circa 1,50 euro in commercio.
  2. Con che tensione alimentare il tutto: inutile dire…12V. Ma con una precisazione…di solito noi astrofili prendiamo la 12V o da trasformatori (se abbiamo la 220 a disposizione con un generatore o riprendendo da casa) oppure la prendiamo dalle batterie, spesso batterie da auto. Queste batterie hanno però una curva di tensione da quando son cariche fino al putno di scarica, passando quindi da 13.4V se pienamente cariche fino a 11.8 quando iniziano ad essere scariche. Ricordandoci che stiamo sempre parlando di economica circuiteria cinese all’interno del nostro bel sistema di focheggiatura, ho trovato indispensabile inserire un regolatore di tensione che abbia lo scopo di stabilizzare il range di tensioni in entrata (da 11.8 a 13.4) in una piu stabile 12V. Questo compito lo faccio assolvere da un regolatore di tensione LM7812. La stessa tensione andrà poi ad alimentare il driver motori e il motore stesso.
  3. Come far comunicare arduino con l’esterno: Per comunicare con l’esterno ho utilizzato due protocolli. Il protocollo bluetooth tramite il modulo Hc-05 dal costo di circa 6 euro, che mi evita cablaggi ulteriori attorno al telescopio ed il protocollo USB che serve principalmente per le programmazioni e come sistema di backup comunicativo

Quindi stiamo parlando di un controller per focheggiatore che comunica via bluetooth e che verrà poi chiuso in una scatola. Siccome ci sono piu elementi in serie che devono funzionare (regolatori di tensione, arduino nano, scheda Bluetooth, driver motore e motore stesso) in caso di guasto come posso risalire velocemente all’origine del problema?

IL SISTEMA DIAGNOSTICO A LED

Per risponderee alla domanda posta a termine del paragrafo precedente, ho inserito 5 led di diagnostica. 2 led erano già previsti dal progetto, gli altri 3 li ho inseriti io. In dettaglio

  1. LED DI STATO ROSSO PER ALIM.12V: Questo led si attiva non appena arriva la tensione al primo regolatore ed è posto lungo le linee di circuito che portano la 12V al driver motori e conseguentemente al motore. Se questo led non si accende, significa che non funziona nulla pertanto il problema può essere dovuto o all’alimentazione utilizzata (cavo rotto ipotesi) o al regolatore saltato.
  2. LED DI STATO ROSSO PER ALIM.5V: questo Led si alimenta all’accensione del controller arduino. Questo led indiriettamente mi comunica sia il buon funzionamento del regolatore da 7V posto all’interno, sia dell’alimentazione interna ad arduino con conseguente accensione. Viene presa direttamente dai pin 5V di arduino pertanto se questo LED non dovesse accendersi, o è saltato arduino o è saltato il regolatore da 7V
  3. LED DI STATO ROSSO PER BLUETOOTH questo led, di colore ovviamente BLU come si vede dall’immagine sopra, si attiva solo quando la connessione tra dispositivo esterno (computer o cellulare) e controller ha esito positivo. Qualora ad esempio dovessi subire un mancato movimento del focheggiatore, posso valutare immediatamente se il sistema è connesso o se si è disconnesso per qualche problematica. Mi permette quindi di diagnosticare immediatamente se sono connesso e pertanto sia il buon funzionamento del modulo Bluetooth HT-05 sia la buona configurazione del mio computer.
  4. LED DI MOVIMENTO DEL MOTORE: sonodue LED BIANCHI che si trovano ai bordi del controller e servono ad indicare la ricezione del comando di movimento. In un verso se ne accende uno e nel verso contrario si accende quello adiacente. Qualora ad esempio non dovessero accendersi, evidentemente il comando di movimento non è corretto o viene mal interpretato. Se invece si accendono ma non si muove ilmotore, allora il problema è da ricercarsi o nel motore stesso oppure in una errata piedinatura dei cablaggi oppure si è cotto il driver.

In questo modo, abbiamo sotto occhio tutta la diagnostica necessaria per capire l’origine di un problema, che sia questo a monte dell’alimentazione, relativo ad arduino o relativo ad uno dei suoi moduli

ALCUNE ACCORTEZZE SUI REGOLATORI

Prima di andare a vedere in dettaglio la costruzione della circuiteria e presentare cosi il file stampabile, una parolina breve la spendo sui regolatori, in quanto per ogni regolatore ho inserito dei comuni condensatori in modo da poter filtrare la tensione in entrata. Questa accortezza che potrebbe anche essere un pò eccessiva dal momento che di norma alimentiamo tutto o con batteria o con alimentatori switching, trova la sua efficacia nel regalare un pò di tranquillità qualora si utilizzi un generatore,. notoriamente afflitto da spyke di tensione anche piuttosto importanti. La circuiteria utilizzata è la stessa per entrambi i regolatori ed è piu o meno questa (presa da internet, la mia è leggermente modificata ma serve solo per spiegare)

Image result for LM7812  capacitor scheme
Immagine di repertorio.

IL DISEGNO

Questa brutta opera di arte moderna è stata disegnata con Fritzing. Al di là della complessità visiva è tutto abbastanza semplice..si parte dall’alto a sinistra, e si seguono le piste. Si trovano quindi i due regolatori in alto con i loro condensatori, dopodichè scendendo sul lato sinistro ci sono il LED rosso di stato con un condensatore che fa da filtro per alimentare il driver dei motiri. Tutta la piedinatura necessaria per il bluetooth è costituita da quei 6 pin centrali alla scheda (dove c’è il pin rosso per intenderci) e sono relativi alle funzioni di TX, RX, ALIMENTAZIONE + E -, LED DI STATO, mentre la fila di 8 pin adiacenti ad arduino e quella di altrettanti 8 pin posta dalla parte opposta sono gli alloggiamenti del driver. I quattro piedini in basso sono quelli dell’alimentazione motore. Al centro verso destra troviamo ARDUINO Nano mentre sulla sinistra i due led relativi al movimento motori Vediamolo Meglio:

Parte inerente alla circuiteria di aliemtanzione. A sinistra l’alimentazione principale, poi verso destra troviamo LM7812 E LM7807 IL PIN DEL + è il primo sulla Sinistra

Proseguendo la linea dei 12V troviamo il led di stato 12V e il condensatore filtro per l’alimentazione motori

Questa è la piedinatura per il driver motori. A sinistra i pin da collegare ad arduino, a destra quelli di pilotaggio del motore

Immagine relativa ad arduino, Si osservano sotto ad arduino due resistenze e due fori da ponticellare. Queste resistenze sono installate proprio sotto ad arduino che dovrà essere montato sul pcb con una zoccolatura a pettine per alzare un pò il controller. NB. Stessa cosa per il driver motori a Sinistra troviamo gli altri due led di stato per il movimento motore

Infine la parte centrale della board. Su tutti questi pin vanno installati dei pettini Maschi in modo da poterli cablare facilmente. La serie superiore serve per eventuale sensore di temperatura (io non l’ho messo, l’ho disegnato ma non installato) mentre i pin sotto sono relativi al modulo bluetooth. Sul sesto PIN c’è il led di stato del bluetooth.

IL PCB STAMPABILE

Ecco quindi il pcb stampabile tramite bromografo, che poi andrà forato e su cui si potranno istallare i componenti.

Metto a disposizione anche il PDF da stampare su acetato per la successiva impressione di basetta presensibilizzata tramite bromografo

CONCLUSIONI

Riconosco che spiegare in un articolo una circuiteria Home made non sia semplice, perchè ovviamente non essendo un tecnico non ho quella forma mentis che mi possa permettere di costruire un progetto tenendo presente tutta l'”etica” progettuale che di norma un elettrotecnico conosce. Ritengo tuttavia concreta la possibilità di stampare questo circuito che è testato e funzionante e approcciando un pò alla volta il controller Arduino con le sue regole, può essere relativamente semplice costruirsi questo PCB. Ad ogni modo, come da precedente constatazione, qualora si ritenga complicato e non comprensibile il lavoro svolto è possibile acquitsare un pcb già pronto tramite i link inseriti nelle dispense di R.Brown.

Infine, il “lavoro” completo si presenta in questo modo:

Su cui, una volta installati i particolari avremo questa configurazione:

Per domande e curiosità potete scrivere commenti all’articolo

Grazie a tutti

Cieli Sereni,

Fabio Mortari

Link alla parte I – Introduzione

Link alla parte II – La Critical Focus Zone

Dopo aver visto un pò l’introduzione di questo splendido progetto di R.Brown ed aver affrontato alcuni aspetti relativi alla Critical Focus Zone e alla risoluzione dei motori, abbiamo compreso come sia necessario (per lavorare in maniera precisa) ottenere un buon accoppiamento tra focheggiatore e motore.

In questo articolo ci spostiamo un pò piu in “la” andando quindi a vedere un altro accoppiamento opportuno da valutare, che è quello tra motore e driver di pilotaggio.

Ebbene si, non solo dobbiamo tenere presente delle caratteristiche meccaniche del sistema, ma dovremmo porre un pò in valutazione anche le caratteristiche di pilotaggio del motore dal momento che questo avviene tramite una schedina contenente un chip, comunemente chiamato DRIVER o DRIVER MOTORI.

I MOTORI PASSO PASSO

Ho scelto di spendere due parole sula tecnologia dei motori passo passo perchè in questi anni di passione ci siamo tutti resi conto come questa tipologia di motori rappresenti da almeno un ventennio la soluzione preferita per tutti gli organi di movimento di precisione, che siano quelli di una montatura, di un focheggiatore, di un rotatore di campo e in alcuni (rarissimi) casi anche di una ruota portafiltri (sebbene queste ultime di solito hanno sensori magnetici di posizione o ottici)

Da quando è stato inventato arduino e tutta la miriade di controllori ad esso associati, sicuramente si è sviluppato in larghissima scala anche il contesto hobbystico di questa tipologia di dispositivi e di motori, portando cosi questa bellissima tecnologia a portata di qualsiasi casalinga di Voghera che voglia controllare con passi numerici determinati meccanismi e che abbia bisogno di sapere precisamente a che punto si trovi uno scorrimento di un organo di rotazione senza dover ricorrere all’encoder seppur quest’ultimo rimane a tutt’oggi l’unico vero sistema di controllo preciso di rotazione. Se pensiamo ad esempio alle stampanti 3D, abbiamo il quadro completo di come siano sfruttabili questi aggeggi..

Il funzionamento di un motore passo passo (o stepper) è relativamente semplice e si può identificare nello schema seguente ma con un’attenzione particolare…non è l’unico schema possibile, è solo quello piu elementare. Di motori passo passo (o stepper) ne son state costruite milioni di versioni con diverse logiche di funzionamento seppur il ragionamento base è sempre lo stesso.

Quello che vediamo sopra, è il tipico funzionamento di un motore passo passo. Ed è piuttosto semplice intuirne il funzionamento seppur possiamo spiegarne in modo elementarissimo la logica di funzionamento…in parole povere, prendendo a riferimento uno degli innumerevoli testi che si trovano online:

Date queste premesse, si immagini di fornire tensione al conduttore A, collegando B a massa e lasciando scollegate le fasi C eD: a causa della magnetizzazione delle espansioni polari connesse alle fasi A e B il magnete permanente del rotore ruoterà, orientandosi in modo da allineare le proprie espansioni polari Nord e Sud nella direzione A-­‐‑B, come mostrato in figura.Se successivamente si toglie tensione alla fase A e la si commuta alla fase C in modo da alimentare il percorso di corrente da C a D, il rotore ruoterà in senso orario di un quarto di giro allineandosi lungo la direzione C-­‐‑D. Per provocare un ulteriore avanzamento sifornirà tensione alla fase B, poi alla D e così via, provocando una continua rotazione dell’asse del motore.La sequenza degli impulsi elettrici da fornire è quella evidenziata in figura(corrispondente a due giri del motore), dove le varie sequenze sono sincronizzate da un clock, il cui periodo determina ovviamente la frequenza di ripetizione degli impulsi, e quindi la velocità di rotazione del motore

Altro aspetto interessante dei motori passo passo è la loro capacità di mantenere la posizione quando sono alimentati, bloccandosi in un determinato punto fino a che non avviene appunto un cambio di stato sulle bobine che ne consenta il movimento.

Risultato immagini per stepper gif

Da qui comprendiamo bene che

a) c’è una sequenza ben precisa con cui fornire alimentazione alle bobine

b) Se io fornissi corrente al motore come ad un normale motore elettrico senza costruirmi un’elettronica di controllo, il motore non si muoverebbe

c) tornando all’immagine di cui sopra, esiste un “clock” con cui alternare le varie fasi, ed agendo su questo clock io determino la velocità con cui ruoterà il mio motore, se ruoterà avanti o indietro e sfruttando determinate peculiarità del clock, posso avere anche passi intermedi aumentando cosi il numero di passi per rotazione (funzione denomianta HALF STEP ovvero Mezzo Passo)

Bene, chi è deputato a fare questo?

IL DRIVER MOTORI E IL CONTROLLER

ESATTAMENTE! Il driver motori. insieme al controller…Ogni volta che sentiamo parlare di motore passo passo, non ci si dovrebbe riferire solo al motore in sè ma a tutta l’elettronica che ne gestisce il movimento e quindi per ogni motore c’è il driver che ne gestisce frequenze, rotazione, alimentazioni e la corrente di alimentazione al motore.

Il driver motori è costituito generalmente da uno o piu Chip saldati su un PCB il quale contiene tutta quella serie di resistenze, diodi di protezione, led etc.etc. che ne permettono il regolare funzionamento. Essendo questo deputato a fornire appunto anche la corrente in transito verso il motore, ha un problemino: se il motore va molto sotto sforzo, il driver scalda. E se scalda troppo, frigge. E se frigge, ciao rotazione perchè chiaramente il motore senza il corretto driver non può funzionare.

Il driver in buona sostanza potremmo associarlo da una serie di interruttori (4) che si aprono e chiudono in maniera consequenziale in base al proprio clock interno e la cui attivazione di un ciclo di sequenza avviene tramite l’ingresso di un segnale di corrente in un determinato piede del chip. Leggendo segnale elettrico in ingresso su quel pin, fa partire la sequenza di On/Off per ogni uscita verso al motore (4 nel nostro caso). Quindi, se arduino , ipotesi, apre il pin XY a cui è collegata l’entrate del chip apposita, il driver lo riconosce e attiva il primo interruttore alla cui uscita è collegato il cavo n.1 del motore, in un altro dei 4 cavi ci sarà il polo negativo e questo stato di cose genererà il primo movimento del motore e quindi il primo passo. Nella sequenza successiva, sarà il cavo n.2 ad essere deputato al ruolo di fornire corrente, e il corrispettivo cavetto diventerà il polo negativo, ripetendo il ciclo per un altro passo, come abbiamo visto in precedenza.

Per citare esempi che facciano vedere un pò le schede di controllo dei motori passo passo, quello che allego qua sotto è un esempio del driver motori di una Heq5 costituito da due chip per asse

Risultato immagini per neq6 motor driver

Mentre questa ad esempio è la motor board di un LX 200

Risultato immagini per vixen motor board

Per capire ancora meglio, penso si aopportuno affidarsi anche ad uno schema generico di funzionamento di un driver motori, in dettaglio questo che sarà il driver di cui ci occuperemo durante la costruzione. In Dettaglio il DRV8825, un driver piuttosto performante, minuscolo, che fornisce tutte le opzioni che ci servono e consente il transito di 0,4 ampere per ogni ciclo…ed è veramente tanto, considerando l’alimentazione a 12V a cui collegeremo la Vmot. Il costo di un driverino del genere si attesta intorno alle 3,5 euro, si trovano a piu e si trovano a meno, ma grosso modo tutti viaggiano intorno a ste cifre.

DRV8825 SCHEMA

Come possiamo vedere, abbiamo un pò di pin sul lato sinistro, che andranno collegati ad arduino. Mentre i pin sul lato destro andranno collegati al motore. In dettaglio, partendo dalla sinistra

LATO ARDUINO

a) ENABLE: Questo pin se alimentato (o quando alimentato) consente l’abilitazione o la disabilitazione del driver. E’ utile qualora si voglia, ad esempio, togliere corrente al motore quando questo è a riposo anche se è preferibile gestirlo non spegnendo l’elettronica (come in questo caso) ma mettendola a riposo, con il pin Sleep che vediamo successivamente

b) da M0 a M2 . Questi pin, consentono una gestione dei passi. Alimentati in certe combinazioni, consentono la divisione dei passi in 1/2, 1/4, 1/8 etc. Praticamente la gestione di questi pin consente di combinare le uscite verso il motore in modo tale da causare una rotazione piu small per passo. Ad esempio potremmo passare da 200 passi giro a 400 passi giro o a 800 passi giro, agendo elettricamente su questi pin. Personalmente, lo sconsiglio perchè io sono un pò antico e preferisco dotarmi di un bel motore ridotto e lasciare il full step. L’half step ha come contropartita quella di diminuire sensibilmente la coppia del motore che opporrà meno resistenza al movimento quando fermo e contestualmente avrà meno spunto quando dovrà iniziare la rotazione per spostarsi verso il fuoco.

c) Reset: non in uso

d) Sleep: fa quello che avevamo anticipato al punto a). In dettaglio…siccome i motori passo passo quando alimentati continuano a mantenere uno stato di blocco, questo pin permette (quando alimentato) di mettere in stand by il driver e di togliere corrente al motore. Questo può essere utile ad esempio se non si vuole che il motore scaldi troppo, perchè anche qualora il motore sia fermo ma l’elettronica di controllo sia attiva, il motore continuerà a scaldarsi pur non muovendosi. Siccome stiamo parlando però di un sistema di focheggiatura su cui ci mettiamo del peso, è consigliabile non gestire funzioni di sleep affinchè il motore rimanga in uno stato di blocco assoluto. Sviluppando la comprensione di questo concetto (cioè di NON disattivare il motore) ed affiancandolo ad un motore con riduttore che a sua volta ha una coppia molto molto alta, ecco dove troviamo la possibiltià di avere un sistema di focheggiatura che sposti fortissimi carichi e che mantenga il fuoco anche in posizioni piu complesse

e) STEP: Questo è il pin che farà partire la sequenza. Quando questo pin rileverà un segnale elettrico consentirà la partenza di un ciclo di movimento. Piu impulsi arriveranno a questo pin e piu il ciclo andrà avanti. Supponiamo che i lmotore si trovi a 5000 passi debba andare a 6.000 passi, arduino conterà per 1000 volte l’apertura del pin che porterà per 1000 volte un impulso di entrata al driver, il quale per 1000 volte completerà il ciclo di rotazione.

f) DIR: questo è il pin piu banale…se non alimentato, consentirà una sequenza di alimentazione verso i 4 fili del motore in una direzione sequenziale, mentre se alimentato invertirà la sequenza.

LATO MOTORE

Visto cosa succede in entrata al driver, adesso è il momento di osservare cosa avviene in uscita dal chip

a) Vmot: Questa è l’alimentazione che arriverà al motore, può viaggiare su questo driver dagli 8 volt ai 45 volt. Ma a noi serve la 12V, e quindi qua dovrà essere collegata la 12V in entrata dal nostro controller Ascom che a questo punto, come potremo intuire, non avrà piu una sola tensione all’interno ma 2: la prima è la 5Volt fornita da Arduino, la seconda è la 12V fornita al motore e al driver (ebben si, questo segnale alimenta anche il driver). In realtà nel progetto come l’ho fatto io ho modificato un pò anche questo aspetto, nel mio controller girano ben 3 voltaggi: 12 Volt, 8 Volt e 5 Volt, poi nei prossimi tutorial vediamo perchè ho adottato questa soluzione

b) GND: qua bisogna prestare attenzione…questo Ground rappresenta il polo NEGATIVO deI segnali del motore, quindi non è da confondere con il GND che troviamo in fondo alla scheda che ha un’altro scopo. In parole povere, questo ground è quello diretto al motore, è quel polo negativo che causerà la chiusura del circuito della tensione in transito verso il motore e che viene fornita attraverso i 4 pin che andiamo a spiegare ora

c) B2, B1, A1, A2: Eccoli qua i pin a cui collegare i nostri motori. Qua bisogna prestare un pò di attenzione perchè andranno collegati in maniera corretta altrimenti il motore non girerà, farà rumore, scalderà e in taluni casi potrà portare a fusione il driver a causa di un cortocircuito!! In dettaglio basterà affidarsi alla scheda tecnica del motore dove solitamente viene specificata (per questo motivo consiglio di dotarsi si motori nuovi e non di quelli trovati sotto al cuscino di zia..)

Come si vede chiaramente…avremo...A e /A del motore che saranno A1 e A2 sul driver mentre B e /b del motore saranno B1 e B2 del driver.

Collegato in questo modo, avremo mantenuto la corretta piedinatura delle bobine del motore al nostro driver.

d) Fault;: non in uso

e) GND: ecco questo GROUND è piuttosto importante, perchè qua andrà collegata la Ground di Arduino. Siccome, come stiamo intuendo, tutto il pilotaggio si svolge tramite segnali elettrici, dovremo avre un ground comune tra arduino e il driver altrimenti il segnale in entrata dai pin posti lato arduino andranno a scaricarsi su una GND non corretta non consentendo cosi la chiusura del circuito tra Arduino e il Driver Motori e la risultante sarà che non ci sarà corrente in transito tra arduino e il driver.

CONCLUSIONE

In conclusione, adesso penso che si stiano facendo un pò piu chiare le cose. I driver motori presenti sul mercato sono una miriade, io personalmente mi trovo molto bene con questo, siglato appunto DRV8825. Questo fornisce 0,4 ampere al motore che sono ben sufficienti allo scopo, costa poco, ha una grande versatilità e consente di operare in tutte le condizioni necessarie costituendo cosi un particolare piuttosto importante e ben costruito di questo progetto. Unica raccomandazione che fornisco è di considerare il montaggio di un dissipatore sul driver perchè scalda, ma di solito viene fornito col driver stesso.

Raccomandazione: si tratta di componentistica cinese, il che significa che non tutti i prodotti siano buoni alla stessa maniera. Compratene piu di uno e potrete sostituire qualora un driver non funzioni e ad ogni modo è sempre bene averne qualcuno in piu per scongiurare il blocco del progetto a causa di errori di montaggio.

Nel prossimo articolo, inizieremo a parlare di schemi elettrici e di costruzione.

Stay Tuned

Fabio Mortari

LINK ALLA PARTE N.1

Dopo aver introdotto un pò l’argomento di questo focheggiatore, entriamo un pò nel dettaglio dei requisiti fondamentali che sono utili prima di procedere. In particolare, si parla un pò di questa fatidica CFZ, Critical Focus Zone.

La critical focus zone è la zona critica di fuoco e rappresenta in buona sostanza un range espresso in micron entro cui cade la perfetta messa a fuoco di un sistema ottico.

E’ importantissimo, prima di procedere alla costruzione di un sistema del genere, sapere perfettamente qualche dato elementare, in modo da permetterci di produrre con efficacia dei ragionamenti matematici volti a ottenere una focheggiatura potenzialmente perfetta. I parametri che ci servirà sapere sono i seguenti:

  1. A quanti centimetri di scorrimento del canotto corrisponde un giro completo di manopola del focheggiatore.

Questo dipenderà ovviamente da che lato del focheggiatore verrà montato il motore e con quale organo di trasmissione.., se utilizzeremo ad esempio una cinghia sul riduttore del focheggiatore allora non dovremo preoccuparci troppo di questo aspetto. Diversamente se invece volessimo trasmettere la rotazione tra motore e focheggiatore utilizzando l’albero del focheggiatore stesso collegato al motore attraverso un giiunto, ecco che dovremo inserire la corretta valutazione di movimento.

Risultato immagini per focuser

Considerando (per motivazioni personali) assolutamente da evitare l’utilizzo dell’alberino che si può osservare estraendo la manopola del riduttore, è bene considerare l’utilizzo dell’albero principale non ridotto, che si trova nella manopola dal lato opposto. Questo per due motivi sostanziali…il primo è che la manopola (generalmente dorata) che troviamo dal lato riduttore, è una manopola “pesata”, fornisce cioè una sorta di bilanciamento al piccolo asse del riduttore (provare per credere..toglietela e sentirete grattare tutto e girare in modo piuttosto increspato e “grattoso”) , secondo perchè l’alberino del riduttore lo ritengo davvero minuscolo e se dobbiamo spostare grandi carichi (ruota, ccd, cablaggi) a mio avviso può piegarsi molto facilmente soprattutto se non abbiamo a disposizione dei kit appositi. Quindi, considerando l’idea di risparmiarci due soldi, ritengo la scelta piu vantaggiosa o quella che vede la cinghia, come sistema di trasmissione o quella che vede la connessione dell’albero piu grande al motore tramite giunto.

Bene, affrontato velocemente questo aspetto, andiamo a misurare di quanti centimetri si muove il canotto del focheggiatore facendo compiere alla manopola non ridotta un giro completo di rotazione. Si prende un calibro, si fissano i due punti di “start” e di “end” del movimento di rotazione e si misura quanti centimetri s’è spostato. Semplice..una volta stabilito questo valore, andiamo al punto due:

2. Di quanti passi giro è costituita una rotazione completa dell’asse del motore che vorremo montare:.

questo lo troviamo in tutte le schede tecniche dei motori passo passo. Cito alcuni esempi in tabella:

Queste tre soluzioni, molto diverse tra loro, possono andare bene ciascuna per delle specifiche condizioni di utilizzo, Come vediamo si va dai 200 passi giro fino agli oltre 5.300 passi giro dello stesso motore ma con riduttore, per finire con l’ultimo che ha appena 64 passi giro.

Cosa ne deduciamo? Che ovviamente cambia la risoluzione del movimento...facciamo un esempio pratico.

Supponiamo che un giro di manopola non ridotta faccia scorrere il canotto di 2 centimetri ok? Bene, nelle tre soluzioni avremmo che

a) utilizzando il Nema 17 senza riduttore, ogni passo giro sposterebbe il canotto del focheggiatore di: (/200) = 0,01 cm pari a 10 micron.

b) Utilizzando ilNema 17 CON riduttore, ogni passo giro sposterebbe il canotto del focheggiatore di (2/5300 cc.a) = 0,37 micron

c) Utilizzando l’ultimo della lista, ogni passo giro sposterebbe il canotto del focheggiatore di: (2/64) = 32 micron.

3. Determinare la Critical Focus Zone

A questo punto dovremo determinare la nostra zona critica del fuoco e per farlo potremo utilizzare il calcolatore che trovate a margine di questo articolo. Facciamo un esempio con una tabella dove inserisco qualche setup a cui ho espresso il calcolo e metto come utilizzo un sensore MORAVIAN G2 8300 in ogni setup:

4. Determinare se la potenziale accoppiata motore/focheggiatore consente una risoluzione sufficiente

Arrivati qua, rimane l’ultimo aspetto da valutare e cioè: dobbiamo capire se stiamo mettendo il motore giusto nel nostro sistema.

Per farlo, la regola suggerita dal costruttore (R.Brown) suggerisce che dobbiamo rientrare nella CFZ per almeno 10 steps!

Andiamo quindi a creare una tabellina esplicativa su un setup…dove abbiamo NEWTON 250 F/4,9, e una rotazione di manopola sposta il canotto di 2 CM, come visto in precedenza. Avremo che:

In Conclusione

Per concludere, è opportuno effettuare valutazioni di circostanza sul proprio sistema prima di scegliere il motore adatto per il proprio focheggiatore.

Ovviamente, qualcuno eccepirà che ci sono poi alcuni driver di pilotaggio dei motori che supportano l’Half Step, ma anticipo che personalmente non amo questo tipo di soluzione dal momento che l’Half Step comunque ha dei riscontri negativi in quanto a coppia del sistema. Ma di questo ne parleremo nel prossimo articolo.

Vi lascio con la tabellina con cui calcolare la Critical Focus Zone del vostro sistema. Di norma, potete fare il calcolo utilizzando come lunghezza d’onda il verde.

Ma vi faccio osservare una cosa…noterete che variando la lunghezza d’onda, varierà la CFZ del sistema. Sarà per questo che esistono gli apocromatici e che i filtri realmente parafocali non verranno mai costruiti? Ai posteri l’ardua sentenza.

Cieli Sereni

Fabio Mortari

Critical Focus Zone

Lunghezza D’onda
Lunghezza D’onda
Focal Ratio
Pixel size del sensore (in microns)
Binning utilizzato
 
Zona Critica del fuoco
CCD Focus Zone

Da diversi anni c’è online un progetto per un focheggiatore ASCOM piuttosto interessante, che molti di voi avranno già conosciuto e qualcuno sicuramente avrà già costruito. Il progetto è di R. Brown, un bravissimo e disponibilissimo autocostruttore (perdonate, non ho idea di che lavoro faccia) che ad un certo punto ha creato un sistema piuttosto valido e anzichè vendere il progetto, ha tenuto fede al principio base che ancora rende la passione astrofotografica qualcosa di inclusivo: l’ha reso disponibile gratuitamente.

Nota: Il Tutorial che sto scrivendo è ormai piuttosto obsoleto perchè il progetto è in continua evoluzione, motivo per il quale io mi limito a spiegare come l’ho fatto, ma questo intervento non può essere nè esaustivo nè del tutto completo. Questo aspetto non è dovuto ovviamente a mie restrizioni nello spiegare, quanto piiuttosto alla vastità del progetto. Ad ogni modo, essendo questo un blog, è possibile poi commentare i vari articoli e chiedere approfondimenti, in modo da poter collaborare per trovare le soluzioni migliori.

IL PROGETTO COMPLETO PUOI TROVARLO AL SEGUENTE

LINK

L’aspetto interessante è che il progetto OPEN abbraccia un pò tutte le esigenze, quindi ritengo che R.Brown abbia fatto un lavoro piuttosto completo. Ovviamente, si tratta di un sistema di motorizzazione autocostruito e a mio avviso piuttosto efficace, ma si pone su un piano diverso rispetto a prodotti in commercio e non è questa una sede opportuna su cui fare valutazioni di circostanza, che non avrebbero senso.

Strizzando l’occhio da tempo a questo progettino, circa un anno fa ho deciso di affrontarne la costruzione..sono già un felice possessore di un sistema di motorizzazione Moonlite su un telescopio apocromatico e quindi una piccola parte delle difficoltà di comprensione sul funzionamento del sistema già le avevo superate e trovo abbastanza opportuno avere un pò le idee chiare prima di parlare di autofocus, altrimenti il rischio di trovarsi in braghe di tela con un sistema di difficile diagnostica (un malfunzionamento potrebbe essere dato da impostazioni/interpretazioni/mancata conoscenza del sistema etc.) è piuttosto elevato. Pertanto, consiglio personale poi ognuno si muove come meglio crede, è quello di avere almeno testato altri sistemi di focheggiatura automatica giusto per avere la garanzia di saper individuare eventuali problematiche annesse al “nostro” sistema autocostruito.

Il progetto completo si trova al seguente LINK e consiglierei di dare una bella lettura al PDF di istruzioni prima di procedere..e andiamo al sodo

E’ DIFFICILE DA COSTRUIRE?

Come ogni progetto di autocostruzione, la risposta è fortemente dipendente da una serie di fattori. Ad esempio, se sai saldare a stagno e ti districhi con un pò di meccanica, non è particolarmente difficile anzi probabilmente l’avrai già costruito e con un discreto successo. Diversamente se hai problemi a saldare, se in genere tutti i tuoi progetti vengono dei “pastrocchi”, si può migliorare sicuramente ma qualche piccola difficoltà si trova. Quindi posso dire che di norma non è difficile farselo da soli, poste però come condizioni un pò di esercizio nelle saldature e un pochettino di dedizione alla meccanica.

Nota: nel mentre in cui stendo questi articoli, è uscita anche una versione SOLDERLESS, cioè senza saldature. Navigare al seguente LINK

Per fornire un’idea, io non sono una persona particolarmente dedita alla precisione nelle lavorazioni, spesso le mie saldature non vengono particolarmente belle da vedere, ma nell’insieme riesco a portare a termine un progetto, districandomi un pò nelle difficoltà leggendo tanto e sperimentando. Questo mi ha aiutato non poco a concludere il progettino che adesso è funzionante sul mio Newton 250mm f/4.9.

COME METTERE INSIEME “I PEZZI”?

Il tutto si basa sostanzialmente su una scheda di appoggio dei componenti, o PCB, su cui vanno poi saldate tutte le parti (Arduino, resistenze, ponticelli etc.etc.). Il PCB può essere acquistato in numero minimo di 3 (almeno cosi era qualche tempo fa) e ha un costo anche irrisorio, mi pare si aggiri intorno alle 25 euro per tre schede da cui nasceranno poi tre sistemi di focheggiatura.

Ovviamente, siccome stiamo parlando di autocostruzione, io ho provveduto a farmi da solo il mio schema seguendo ovviamente le indicazioni di progetto. Ho fatto alcune piccole modifiche per adattarlo alle mie esigenze, sviluppando il tutto con il software FRITZING e stampandomi il circuito con il bromografo.

Se non sai cos’è un bromografo, puoi leggere un tutorial che avevo fatto tempo fa per costruirsene uno e che trovo strumento piuttosto indispensabile per sviluppare propri progetti di elettronica ANCHE legati alla nostra passione. AUTOCOSTRUIRSI UN BROMOGRAFO

DA DOVE INIZIARE?

Rivolgendomi ai meno smanettoni, per risparmiare qualcosa ed evitare di comprare componenti col rischio che rimangano in un cassetto, la cosa migliore da fare è partire ovviamente dalla scheda precostruita (troverete i link dove acquistarle nei vari pdf) e “vestire” quella. I componenti elettronici a corredo hanno costi che viaggiano intorno a qualche decina d’euro e una volta fatto bene il controller il resto è piuttosto semplice fatti salvi alcuni punti a cui prestare attenzione.

Gli aspetti di cui tenere conto prima di iniziare il progetto sono questi

a) Leggere tutto il contenuto della cartella!!! LINK — IL progetto è in continua evoluzione e rimanere aggiornati è importante almeno durante le fasi costruttive.

b) Effettuare il calcolo della CFZ (Critical Focus Zone) – Questo servirà a comprendere in dettaglio entro quanti passi giro far ricadere la possibilità della messa a fuoco. Detta in parole povere, se il fuoco si trovasse in un range di 10 micron e la risoluzione del nostro motore è di 1 micron per step, allora avremmo ottime possibilità di ottenere un fuoco perfetto. Viceversa, se il fuoco si trovasse in un range di 5 micron e la risoluzione del nostro sistema è di 7 micron per passo, allora non otterremo un buon fuoco. Questi calcoli li potete fare tramite un software che si trova all’interno delle cartelle di progetto. Dovrete misurare di quanti millimetri si sposta il focheggiatore in seguito ad un giro di manopola, dopodichè dovre rapportare questa misura alla lunghezza focale e all’apertura.

c) Decidere il tipo di motore e il driver di pilotaggio utilizzare : Il motore è mosso da un driver, praticamente possiamo definirla come una schedina che ha delle peculiarità: ad esempio fornisce una corrente max al motore, ha una velocità massima, ha un’elettronica interna piu o meno complessa, può essere a 5 Volt o a 12 Volt etc.etc. L’accoppiata motore/driver va valutata in seguito ad una serie di considerazioni: il peso da muovere (ad esempio se si collega una webcam , una reflex, un moderno cmos, o un sensore mono con Ruota portafiltri esterna. Sono casi molto diversi tra loro e richiedono valutazioni diverse. Ad esempio una Canon eos 450D pesa poco piu di mezzo chilo, se ci mettiamo il correttore arriveremo max a 1 kg a star larghi… mentre una Moravian g2-8300 pesa piu di 1 kg, con ruota portafiltri esterna andiamo a 2 kg coi filtri e correttore di coma supereremo i 2,5 kg e quindi cambiano totalmetne il tipo di motore da utilizzare e le potenze in gioco. Oltre a questo, dobbiamo ottenere un’ottima precisioine in fuznione della CFZ e qua entra in gioco proprio la caratteristica del motore.

Esempio noioso: lampante assurdo e volutamente surreale: supponiamo di avere una CFZ di 5 micron, cioè il nostro fuoco ricade in 5 micron ok? Bene, una rotazione completa di manopola è pari a 2 centimetri, ergo 2000 micron. Se il mio motore compie una rotazione completa in 200 passi,, significa che ogni passo mi muove il fuoco di circa 10 Micron. Questo non è ok, perchè un singolo passo motore sposta il canotto del focheggiatore di un valore che va oltre alla zona di fuoco (in 5 mic ron ricade il mio fuoco, ma la risoluzione massima del motore è 10 micron!). Tra l’altro, il range di passi entro cui “azzeccare” il fuoco deve essere almeno pari a 10 passi giro, questo per garantirsi una buona risoluzione e limitare un pò gli effetti negativi di un backlash. Se però, ad esempio, io monto un motore con riduttore che mi porta la rotazione completa a 5000 passi per giro, ecco che ogni passo mi sposterebbe il fuoco di 0,4 micron. Moltiplicato per 10 passi giro arrivo a 4 micron, raggiungendo cosi una larghissima tolleranza nel movimento, cioè anche avessi un backlash, questo verrebbe recuperato ENTRO la zona di fuoco.

Altri aspetti legati al riduttore del motore, sono maggiore coppia disponibile e maggior resistenza a movimenti indesiderati dovuti al peso. Non è poco!

D) Decidere il tipo di alimentazione da fornire: ci sono un paio di possibilità, da 5V tramite USB o a 12V. Non mi dilungo tanto, io sono andato diretto a 12V senza nemmeno pensarci troppo, ma il perchè è presto detto. Usb fornisce 0,5 ampere a a 5 Volt, totale watt = 2,5. Utilizzando invece una circuiteria a 12V e montando un driver motore spefico (che vedremo dopo) vengono forniti 0,4 ampere. Totale watt: 4,8..quasi il doppio. Altro aspetto, nella versione a 5Volt via USB, i lmezzo ampere è diviso tra alimentazione arduino, alimentazione scheda motori, alimentazione motore, led e ammenicoli vari..ergo: impensabile che si abbia una coppia sufficiente e se messo tutto sotto carico non è escluso che si frigga la porta usb sul pc. Quindi, a mio parere, se si decide di autocostruirsi anche la board tantovale pensare tutto a 12V con alimentazion esterna.

e) Come comunicare col pc: anche qua ci sono diverse versioni, io ho scelto quella via BLUETOOTH. E’ la piu comoda, un cavo in meno, meno tiro, il bluetooth se configurato bene si collega immediatamente, non è necessaria una velocità di comunicazione particolarmente alta per questo tipo di dispositivo (semplici dati testuali). Quello che può essere comodo è PREVEDERE comunque una comuniciatività via USB amche se si è scelto di adottare l’interfaccia bluetooth..pertanto nella versione che presenterò prevede appunto comunicatività bluetooth ma con integrazione di una porta usb necessaria per programmazione del sistema e come sistema di backup nel caso dovesse non funzionare il modulo bluetooth (capitato una volta ma per un errore mio)

f) Quale versione scegliere: ho provato a costruirne due, uno piu massiccio con schermo LCD, pulsantiera, led etc….e uno molto piu small, che comunica appunto via bluetooth, senza schermo LCD, esenza pulsanti. Inutile dire quale sia la piu comoda. La puslantiera, purtroppo, consente di ruotare il motore di solo uno step per pressione del pusante e quindi diventa praticamente inutile. Inoltre lo schermo LCD non serve assolutamente a nulla se non ad aumentare le luci parassite. Ho costruito quindi una versione con led di stato per indicare la connettività bluetooth e la presenza della 12V ai motori e l’accensione regolare di arduino..ma anche questi, sono piuttosto luminosi e presto li maschererò con del nastro adesivo.

ASPETTI CRITICI

g) Come trasmettere il movimento: la trasmissione del motivmento tra motore e focheggiatore può essere a cinghia o a giunto. Questo rappresenta uno degli aspetti critici del sistema, perchè se si decide di optare per il giunto sicuramente bisogna affrontare due problemi. Il primo è relativo all’assialità tra albero del focheggiatore e albero del motore. Devono essere allineati bene e questo dipenderà esclusivamente dal sistema di collegamento del motore al focheggiatore. Se non ci si riesce a garantire questo, bisogna poi optare su giunti flessibili ma hanno dei giochi pazzeschi e si annulla un pò la possibilità di ripetere il fuoco in automatico con successo da una sessione all’altra, troppe variabili (tra cui anche temperatura e carichi). Diverso se si vuole operare sempre con fuoco in modalità motorizzata ma cliccando manualmente sul software di focheggiatura..in questo caso non sussistono problemi.

h) Come collegare il tutto al fochegiattore: anche questo è un aspetto piuttosto critico. Bisogna avere inventiva e un pò di capacità meccanica e creativa. Personalmente ho adottato una soluzione che fin’ora sta funzionando degnamente ma non è eccelsa. Ho praticamente stampato in 3d un sistema di staffe che vengono poi connesse al focheggiatore trmaite la vite di blocco che è posta sotto. Non è un sistema eccezionale, qualche gioco lo introduce e per forza di cose mi obbliga ad utilizzare un giunto di tramsissione flessibile a causa dell’allineamento non preciso tra gli alberi del motore e del focheggiatore..ma per ora va bene cosi, sono nell’atttesa di trovare una soluzione ancora piu vincente.

CONCLUSIONI E SCOPO DI QUESTO LAVORO

Concludendo questa prima parte legata all’autocostruzione di un focheggiatore Ascom, posso dire che oltre che essere divertente è piuttosto risparmioso a patto però di sapere sempre cosa si sta facendo. In generale, senza errori dovuti a inesperienze e avendo le idee ben chiare, il costo di un sistema del genere si aggira appena intonro alle 80 euro compreso il motore NEMA 17 PG 27 che è uno dei piu tosti!

Lo scopo di questo lavoro è semplicemente presentare uno dei progetti possbili, che possa essere di stimolo a qualcuno per addentrarsi dentro a questa avventura autocostruttiva piuttosto interessante e che permette di entrare nel dettaglio di molti aspetti legati alla robotizzazione e automazione di un sistema. Detta in parole povere, fa scuola. Dentro a un progetto di questo tipo si trova informatica, meccanica, elettronica, ottica e creatività…pertanto, a patto di non avere fretta nel costruire, è qualcosa di sicuramente vantaggioso anche per l’esperienza diretta di un astrofilo.

In ultima analisi, il progetto che porterò avanti su questo blog è volto a spiegare la versione da me scelta e che funziona da piu di un anno in pianta stabile sul mio newton senza mai avere problemi di sorta (se non legati appunto al giunto..), in dettaglio

Sistema di focheggiatura ASCOM con LED di stato, alimentato a 12V, comunicazione tramite Bluetooth su una schedina autocostruita con BROMOGRAFO <<-. LINK ALL’ARTICOLO, e la cui circuiteria è stata da me ridisegnata sulla base di alcune accortezze. La versione di arduino utilizzata è la NANO acquistata in un negozio cinese a circa 2 euro.

Nei prossimi giorni iniziamo a lavorare.

Cieli sereni

Fabio Mortari

Ok, arrivati quindi fin qua dopo la lettura DELLA PARTE I <– link posso “provare” ad introdurre un pò il software di guida PHD con qualche raccomandazione.

La prima è la piu importante..prestate attenzione anche ai miei articoli! Repetita Juvant…io non sono un esperto assoluto di astrofotografia, quanto piuttosto un astrofotografo che cerca di raccontare tramite esperienze cosa ci sta dietro ai sistemi a mano a mano che li scopre. Siccome adoro l’interfaccia del blog, che è anche un pò il mio blocco appunti, questa anticipazione è dovuta perchè come abbiamo visto anche nei precedenti articoli, spesso la sensazione è che sia vero tutto e il contrario di tutto. Quindi d’obbligo sempre incrociare piu fonti.

La seconda raccomandazione invece è questa: i sistemi di guida, come abbiamo visto, sono semplicissimi finchè tutto funziona. Tuttavia,a livello pratico, un sistema di autoguida è talmente sensibile a tutte le condizioni di circostanza, da rendere praticamente impossibile trovare un uovo di colombo che vada bene per tutti i setup e per tutte le situazioni, e questo ovviamente non fa che aumentare a dismisura la bibliografia di problemi che si può di norma trovare online. Ahimè, la risposta universale a tutte le domande dell’autoguida, probabilmente non esiste e questo di sicuro può deludere un pò le aspettative che di norma ci possiamo aspettare dai vari tutorial.

Esiste però un atteggiamento che si dovrebbe adottare tutte le volte che ci si prefigge di riprendere, e su questo ovviamente mi rivolgo in larga parte a chi approccia alla materia…la differenza, la fa IL METODO.

DUE PAROLE SUL METODO

Il metodo, soprattutto all’inizio, è l’unica vera garanzia di successo quando si vuole iniziare a fare “sul serio”. Prendere appunti, valutare e scriversi le procedure di stazionamento , fare continui accertamenti sul proprio setup, ricordarsi BENE cosa si sta smanazzando sui software, sono tutti aspetti che fanno parte di quelle piccole accortezze che piano piano portano ai risultati.

Diversamente, è talmente ampia la casistica di parametri ritoccati che portano a risultati poco prevedibili, da far perdere il filo a qualsiasi astrofotografo, di qualsiasi grado. Non è un caso se ad esempio astrofotografi di maggior esperienza consigliano spesso di “tenersi lontani dai problemi”, e questo deriva sicuramente dalle miriadi di notti perse in un frustrante insuccesso dovuto magari ad una DLL che non funziona, ad un cavo che tira, ad un attacco non ben serrato, ad una impostazione modificata mentre si provava il sensore dell’amico la volta prima e che la nostra memoria ha totalmente bypassato.

Giusto per ridere un pò, tra le casistiche ricorrenti relative ad insuccessi o stress aggiutnvi, si va da mezza serata persa perchè si è lasciato impostato il simulatore come camera di guida (wow che graifco piatto!!) fino al tappo nel telescopio di guida (ma cavolo non mi va piu a fuoco!!) Personalmente, sonocose che mi sono capitate e in certi casi sono state anche piuttosto frustranti 😀

Anche quando ci si avvicina proprio al problem solving di un’autoguida, l’approccio fondamentale è sempre alla base di qualsiasi problem solver e risponde ad una domanda, e una soltanto: COSA STO FACENDO?

Questa banalità spesso risiede all’interno di logiche piu “oscure”, il piu delle volte non si ha ben chiaro dove si è, da dove si arriva e soprattutto dove si andrà, anche in un ambito procedurale volto a migliorare una buona situazione pregressa ma non molto chiara.

Il motivo per cui faccio questo papiro all’interno di queste chiacchierate, risiede proprio nella logica di utilizzo di un qualsiasi programma di autoguida, di cui PHD rappresenta attualmente forse la scelta piu quotata da molti astrofili. e cioè:

Per SAPERE come funziona un software di guida come phd, bisogna STUDIARE

Per CAPIRE come funziona Yn software di guida ocme PHD bisogna INTERPETARE


Applicare una sola di queste due logiche, non fa che dare risposte parziali. In realtà, bisogna strizzare l’occhio ad entrambe.

Infatti, questi due aspetti sono asslutamente legati tra loro e la capacita del loro “utilizzo completo” risponde ad un nome e uno soltanto: ESPERIENZA. L’esperienza è quell’aspetto che permette la soluzione personale ad un problema proprio e di altri, risiede sostanzialmente nella completezza di casistiche da affrontare e spesso passa inosservato nella valutaizone sia di chi consiglia sia di chi riceve il consiglio per due motivi: o chi sta consigliando ha già un bel bagaglio di esperienza e dà per scontate alcune cose, o chi consiglia ha risolto qualche proprio problema in maniera del tutto fortuita, o chi riceve il consiglio applica senza aver compreso in pieno i motivi. E’ normale, ci si passa tutti.

Ecco, questo concetto racchiude in sè la grandissima risorsa che ognuno di noi ha mentre prosegue nel suo percorso, l’esperienza è la risoluzione dei problemi, ma l’esperienza non può essere un tutorial. Ecco spiegato a mio parere per quale motivo è difficile trovare tutorial risolutivi in termini di autoguida e quindi è bene considerare che finchè la barca va bisogna lasciarla andare e rimandare i miglioramenti di un sistema non precisissimo a piccoli interventi circostanziati nel tempo.

Detto questo, uno dei miei preferiti metodi per avventurarsi nel proprio problem solving, sta nel fatto che l’autoguida va letta, interpreatata e corretta non sulla base di un parametro ma sulla base di una serie di parametri che sono tra loro connessi per via diretta o indiretta. Detto in parole povere, se si vuole migliorare un aspetto relativo alla propria autoguida agendo su un parametro, può essere difficile che si ottenga un risultato a meno che a monte non ci sia stata una valutazione precisa che porta ad agire su quel parametro. Il piu delle volte, è opportuno intervenire su un parametro “in relazione a”, e intuire che siccome “la conseguenza sarà”, allora dovrò “agire anche su”

Detto in parole povere: se vogliamo parlare a nuora (software) perchè suocera intenda (montatura) dobbiamo intuire quale sia il punto della discordia, trovare le parole giuste per affrontare il discorso con la moglie, dopodichè magicamente la suocera farà ciò che noi gli abbiamo trasmesso tramite la nuora.

La conoscenza del software implica una logica di insieme, dove la valutazione si dovrebbe fare sulla base di tutti gli elementi di intervento che permette il programma e non solo di uno di questi. In pratica, non ha alcun senso agire ad esempio su un solo parametro tipo il MIN MOV se non abbiamo tenuto conto della lunghezza dell’esposizione e non abbiamo messo in relazione il seeing, con la durata della posa della camera di guida, con l’entità di scostamento minima entro cui far intervenire l’impulso di guida, relazionando tutto poi alla meccanica della montatura.

Vista cosi di sicuro è tutto fuorchè semplice, ma se sei qua probabilmente hai già passato la fase del “mi va bene qualsiasi cosa purchè sia..” e quindi tantovale affrontare un paio di cosette.

INSTALLAZIONE PHD

Saltando a piè pari tutta la questione di installazione (RACCOMANDAZIONI: modalità AMMINISTRATORE) una finestrella caruccia e spesso trascurata è quella che si presenta al primo avvio, in buona sostanza questa:

Questa finestrella è molto importante e ci fa capire subito un qualcosa su una parte di architettura che sta dietro al software. Proprio il fatto che si attivi un allarme Windows Defender Firewall ci fa capire che questa finestrella ha a che fare con le connessioni, in dettaglio connessioni server e loro comunicazione. E’ importante sempre sincerarsi che al primo avvio della macchina, si dia l’accesso a PHD2 di smanazzare con la comunicazione tra software e il motivo è presto detto. Avendo PHD un lato server che riceve istruzioni da script esterni e restituisce array di dati, è importante fornire al programma le autorizzazioni a farlo sltrimenti il firewall farà ciò che è deputato a fare: cioè, da un bel calcione alla connessione con buona pace dell’intercomunicabilità tra le piattaforme..Prestare attenzione a questo aspetto evita tutti quei problemi e problemuncoli dovuto sostanzialmente a mancate comunicazioni tra piu applicativi, ad esempio un software di gestione (come Voyager o APT o SGP per citarne alcuni) devono poter comunicare con PHD affinchè gli impartiscano istruzioni, quali ad esempio effettuare appunto un dithering, una calibrazione, l’intervallo di guida. A sua volta, PHD comunicherà ai software il suo stato, riporterà i dati per i grafici e per le dimensioni delle stelle e tutto quanto farà parte dell’array necessario a gestire il tutto. Dico questo perchè è capitato ad alcuni amici che non funzionasse il dithering tramite software esterni a PHD e la problematica è stata poi ricondotta a questo aspetto. Per comunicare con programmi esterni, quindi, dobbiamo assegnare a PHD il diritto di farlo.

Il sunto di questo piccolo paragrafetto è quindi questo: se hai problemi di dithering mancati o problemi relativi alla comunicazione tra piu software (problemi di timeout, problemi di mancate risposte, problemi di dati che non arrivano, latenze varie) che devono interfacciarsi con PHD, in prima analiisi la soluzione va cercata qua, con tanto di Antivirus al seguito.

LA PIRAMIDE DI PHD

Osservando un pò l’architettura con cui è stato programmato, possiamo interpretare una piramide che personalmente valuto cosi

a) In cima abbiamo gli algoritmi. Gli algoritmi sono praticamente quella serie di istruzioni di calcolo che vengono inserite all’interno di una routine ed è volta a fornire sostanzialmente un ambiente definito entro cui effettuare una serie di considerazioni matematiche volte a determinare (nel nostro caso) il risultato in termini di autoguida. Ecco spiegato, ad esempio, per quale motivo non è possibile modificare un algoritmo DURANTE la guida e per quale motivo è bene metterli in cima alla nostra piramide: a prescindere dagli interventi su altri parametri (che vengono a cascata) saranno sempre questi a determinare le valutazioni primarie su cui far rientrare la predizione sul prossimo intervento di guida.

Prendendo a riferimento una normale montatura equatoriale, possiamo innanzituto osservare che i due assi sono diversi, hanno movimenti e ruoli completamente separati tra di loro. In dettaglio osserviamo che:

  1. L’asse di AR ha un movimento continuo durante la nottata, scandito come un orologio e la cui meccanica è costantemente in movimento. A livello meccanico sappiamo che c’è una vite senza fine(VSF) che pilota una corona su cui è fissato l’asse, facendolo girare. Bene, l’accoppiamento corona/VSF è soggetto ad errori intrisechi del sistema che dipendono nel loro susseguirsi nel tempo dalla durata di un giro di Vite senza Fine. Questa varia di montatura in montatura, esempio dura 5 Minuti per una CEM60 o 8 minuti per una Neq6 (mi pare..verificatelo voi). Questo significa che ogni tot minuti si ripresenterà sempre lo stesso errore periodico, che il sistema dovrà “filtrare” individuandolo tra tutte le ulteriori correzioni necessarie, che siano dovute ad un bilanciamento, a un brutto seeing o al vento o a un cavo che si è mosso. Utilizzando un algoritmo di ISTERESI viene quindi apposto un certo ritardo prima di intervenire ad effettuare correzioni, onde evitare che una situazione momentanea (come può essere ad esempio il seeing) vada a influire negativamente su un movimento regolare nel tempo come appunto dovrebbe essere l’asse di AR.
  2. L’asse di DEC: l’asse di Dec, invce ha un funzionamento diametralmente opposto. Come visto nei precedenti articoli, se c’è un perfetto allineamento non ci sarebbe nemmeno bisogno di guidare! (ad esempio in tutti quei casi in cui una postazione fissa viene allienata con il metodo BIGOURDAN di precisione). Ma ahimè…siamo itineranti, spesso non abbiamo tempo o voglia di fare un sistema del genere (che è l’UNICO vero sistema con cui stazionare di precisione alla polare) e quindi abbiamo bisogno di correggere in dec. In questo caso, ad ogni modo, non c’è limite al periodismo..nel senso che in una serata potrebbe anche non verificarsi mai un giro completo di vite senza fine. Tutto dipende da quanto siamo precisi…Ad ogni modo, l’asse subisce correzioni in entrambe le direzioni, Nord e Sud, quasi in continuo se non siamo ben allineati. Quel continuo su e giu è dovuto sostanzialmente a due aspetti legatissimi tra loro: giochi e bilanciamento. Giochi, perchè chiaramente un ampio gioco della VSF non fa che “titillare” continuamente tra un dentino e l’altro…Bilanciamento, per gli stessi motivi spiegati per l’AR. In questo caso però, di norma siamo fuori polare in una direzione e quindi il sistema può avere dei vantaggi se gli suggeriamo di evitare di passare da una direzione all’altra. Questo Logaritmo è il RESIST SWITCH la cui base è molto similare all’Isteresi ma con una considerazione in piu: preferisce anteporre appunto una resistenza al cambiamento di direzione durante la guida. Questo significa che di norma aspetterà che la stella derivi in una stessa direzione prima di correggere. Quando arriverà però a correggere troppo, portandola dall’altra parte, allora cercherà nuovamente di riportarla in centro con direzione opposta (Nota: questa funzione non è da confondere con il parametro “Nord” “Sud” “Auto” che si trova nella maschera principale.

A questo punto, la cosa migliore da fare è studiare i restanti algoritmi tenendo sempre presente un aspetto: di norma, questi due funzionano benissimo per tutte le volte in cui è sereno e c’è un tempo adatto alle riprese. Elencare tutti i restanti algoritmi non solo appesantisce tutto (e già è pesante di suo) ma contribuisce a fare piu confusione a mio parere. Per lo scopo di questo intervento, è la LOGICA che deve passare, il resto vien da se.

2) Tornando a bomba alla piarmide, subito sotto gli algoritmi, abbiamo gli interventi che si possono fare durante la guida, nella barra utente per dirla spiccia. E sono questi qua:

Questi sono i parametri che, a differenza del punto precedente, si possono cambiare durante la guida e servono per le correzioni fini. C’è poco da dire e li conosciamo piu o meno tutti,…

Agr è l’aggressività, intesa come la durata e tempestività con cui inoltrare un comando di guida,

Isteresi l’ìabbiamo visto piu sopra, è la quantità di “memoria” di cui tenere conto prima di rilevare un sostanziale cambiamento dell’andamento della guida,

MoMi è il minimo movimento oltre il quale far intervenire la guida.

Gli ulotimi due parametri si ripetono anche per la Dec, dopodichè abbiamo la durata massima degli impulsi, espressa in micorsecondi, e la compensazione della deriva…Su automatico, permette correzioni del solo asse di DEC in entrambe le direzioni, se messo su Nord solo in un verso, se messo su Sud solo nell’altro ma ovviamente è una impostazione sconsigliabile per itinerante.

3) La diagnostica: PHD è un software che permette anche una diagnostica molto interessante per valutare la propria strumentazione. In prima analisi è bene osservare il grafico quando ci si pone nell’ottica di diagnosticare il sistema, ma oltre questi la schermata piu importante è sicuramente costituita dalle statistiche:



Le statistiche si dovrebbero sempre leggere in arcosecondi e il calcolo viene effettuato in automatico dal software quando si inseriesce la lunghezza focale del telescopio di guida. Essendo un riferimento universale, l’arcosecondo ci fornirà anche l’idea di massima sulla qualità dell’immagine dal momento che se il setup è stato opportunamente studiato avremo ben a mente il rapporto tra guida e ripresa e quindi sapremo valutare tempestivamente la qualità della guida. Oltre a questo PHD permette di fare valutazioni sul backlash della montatura e sugli errori periodici dell’asse di AR.

SOPRA A TUTTO QUESTO…L’ASTROFILO

Bene, abbiamo in pratica questi TRE contest che sono in ordine di importanza: .gli algoritmi e gli interventi in corso d’opera e la diagnostica.

E’ importantissimo a mio parere leggere in questa maniera il software, perchè mentre gli algoritmi ci fanno entrare all’interno di un contesto, i parametri variabili in corso d’opera ne regolano alcuni aspetti sostanziali e costituiscono in buona sostanza tutta quella serie di valutazioni e considerazioni da fare durante una normale nottata di riprese. La diagnostica, oltre a costituire un elemento in piu, ci permette di entrare nello specifico del problema qualora intuiamo di averne uno e di attuare una serie di misure volte a circoscrivere una problematica. I tre aspetti, ad ogni modo, sono FORTEMENTE legati tra loro ma in termini di autoguida sul campo solo i primi due già costituiscono uno strumento piuttosto potente di intervento. Adesso, ad esempio, sapendo come può funzionare un’isteresi o per quale motivo utilizziamo un resist switch, ci apparirà piu chiaro un aspetto fondamentale: TUTTI I PARAMETRI SONO INTRECCIATI TRA LORO e consentono una correzione opportuna solo quando teniamo conto di tutto l’ambiente che circonda quel parametro.

Per quel che mi riguarda, io lego sempre diversi aspetti per ogni asse e decido in seguito come operare…

Tempo di posa tra un frame e l’altro con Algoritmo di guida con Valutazioni sul Seeing con Isteresi con MoMi con Aggressività. Tutto insieme. E’ l’unico modo che conosco per poter interpretare corretttamente una guida e fare gli opportuni aggiustamenti, passare quindi da cambiare un parametro “in relazione a”, intuire che siccome “la conseguenza sarà”, allora dovrò “agire anche su”

Ipotesi: una montatura con cinghia è piu reattiva di una con ingranaggio. Quindi, poste come ottime le condizioni di bilanciamento, stazionamento, campionamento etc, avremo una montatura piu reattiva. Bene, già questo ci farà capire ad esempio che è bene aumentare il tempo tra una posa e l’altra, attestandoci magari anzichè dai 2 secondi ai 4 secondi. Questo aspetto avrà come vantaggio il fatto di diminuire i nefasti effetti del seeing. Bene, aumentando però il tempo di posa, utilizzando una isteresi, significa che supponendo un ciclo di 10 pose avrò un cambio di condizoni piu lento qualora io abbia bisogno di adeguarmi ad una condizione dinamica intercorsa durante la serata (ipotesi, si alza un pò di vento). Questo perchè ovviamente aumentando il tempo di posa, aumenta anche il tempo di reazione dal momento che l’isteresi è un parametro che non tiene conto del tempo intercorso ma solo del numero dei frame! Allora, questo potrebbe ad esempio portarmi ad una sottocorrezzione, cioè potrebbe non essere sufficiente la quantità di correzioni apportate…ed ecco quindi venirmi in soccorso il MoMi, ch eposso abbassare affinchè il sistema venga allertato su una condizone piu restrittiva da considerare come errore forte anche del fatto che aumentando la durata della posa contengo di piu il seeing. Ovviamente a questo si va a legare poi anche l’aggressività, dal momento che se il sistema è troppo lento nella risposta ma ha una forte aggressività, potrebbe causare l’effetto contrario ergo sovracorreggere..cioè, una volta superata l’inerzia al movimento, potrebbe trovarsi a dare una bella “botta” di impulsi che farebbe ribaltare la situazione…da deriva in un lato a deriva all’altro. E di nuovo ricominciare la solfa. Ecco quindi, alla noce del discorso, chje in questo caso abbassare l’aggressività potrebbe rivelarsi vincente.

Risultati immagini per phd overcorrection

Nella stessa ipotesi ma con risolti differenti una montatura sovraccarica o che già nativamente ha forti resistenze al movimento..allora in questo caso, potrei avere necessità di diminuire i tempi di posa, magari portandoli ad un secondo per poter avere una guida continua e contestualmente aumentare il MNmo perchè la logica conseguenza di una situazione del genere è di sicuro il rischio di guidare sul seeing. Se sono in serate dove tutto sta andando bene, posso aumentare l’isteresi in Ar in modo da poter avere una guida un pò piu morbida e meno soggetta a sbalzi e contestualmente potrei anche diminuire la lunghezza massima degli impulsi di guida in modo da evitare un eventuale rimbalzo.

Questi concetti son ogli stessi che posso applicare all’asse di DEC, praticamente gli stessi. E’ importante leggere il grafico e di conseguenza agire ma prima di tutto cercar edi capire COSA sta causando un brutto grafico e le stelle allungate..

Purtroppo, tutto questo è difficilmente inseribile all’interno di un articolo di blog, soprattuto un articolo di questo tipo che è piu volto a spiegare l’approccio che la soluzione… ma possiamo “stringere” il succo del discorso con tre fondamentali concetti

a) come visto negli articoli precedenti, tutto deve essere METICOLOSO e fatto con METODO, i setup ben studiati, le flessioni meccanice EVITATE come la peste etc.

b) Nelle serate poco belle, non è bene riprendere. O perlomeno, è necessario evitare di confrontare i grafici di guida con sessioni a cielo perfetto..lo facciamo tutti, è vero, ma è da evitare.

c) nel software phd TUTTI i parametri forniscono una risposta ad una condizione precisa e cioè che abbiamo in testa non un parametro solo, ma tutta una serie di considerazioni. Come un direttore d’orchestra, quante piu casistiche abbiamo a disposizione e informazioni sul sistema e piu precisi saremo negli interventi.

Per concludere lascio qua in allegato questa DISPENSA che si trova direttamente dal sito PHD. E’ fondamentale leggerla anche come approfondimento di quanto spiegato in questo blog e contiene i consigli utili piu opportuni su PHD:

Ora, spero che anche questo articoletto poss aver contribuito a sviluppare qualche aspetto relativo alla giusta “forma Mentis”.., il mio “lavoro” su questi aspetti lo ritengo finito. Tutta questa serie di considerazioni parte da diversi articoli fa, precisamente dai campionamenti e via discorrendo fino a tutta la serie di articoli sull’autoguida e questo articolo è il naturale proseguimento di quei lavori.

Ringrazio tutti gli amici che fin qua hanno supportato e letto questo blog e rivolgo un caro saluto a tutti!

Cieli sereni

Fabio Mortari con 37.7 di febbre. 😀 Si nota?

Concludo questa (per forza) non esaustiva rassegna sui sistemi di guida, parlando finalmente del software probabilmente piu usato per l’autoguida, PHD.

Quello che vado a presentare è un articolo piuttosto lungo, quindi consiglio magari di leggerlo in piu momenti. Purtroppo non ho possibilità di spezzare a volte gli argomenti perchè un articolo incompleto crea molte contestazioni/dubbi e quindi certe cose preferisco dirle in unica soluzione e poi eventualmente discuterne e integrare.

Partiamo da un presupposto “basic”. Se

a) abbiamo un corretto campionamento del sistema di ripresa – LINK

b) Abbiamo un corretto campiomento tra sistema di guida e di ripresa – LINK

c) Siamo stati accorti che non ci siano problematiche di montaggio o inaccortezze varie e posto che la montatura non abbia porblematiche interne – LINK

….bene…se queste tre condizioni sono VERE, allora PHD consente una buona autoguida già con le impostazioni di base su un setup che non sia troppo pesante, troppo spinto con le focali lunghe, che la serata sia ottima, che non subentrino delle questioni “dinamiche” allì’interno della sessione.

Definizione di buona autoguida: una buona autoguida si può definire qualora fare una sessione ci trasmetta tranquillità a prescindere dalla perfezione di un grafico, con una stella tonda sulla maggior parte dei frame e che ci trasmetta l’idea di qualcosa di solido Se questo avviene, il sistema sta guidando in maniera sufficiente allo scopo e quindi partiamo da una base già piuttosto buona

Quello che possiamo fare mentre stiamo riprendendo è cercare di capire piu o meno come funziona questo mondo qua, quindi mentre siete li che vi godete il cielo proviamo a leggere insieme due robe.

COS’E’ E COME FUNZIONA UN SOFTWARE DI GUIDA

Un software di guida è un programma che ha lo scopo di rilevare la posizione di un centroide luminoso sugli assi cartesiani di un sensore (x e y) e di effettaure dei calcoli PREDITTIVI…

no spe….ripetiamo…

di effettuare dei calcoli PREDITTIVI…sul posizionamento della stella nel tempo e di calcolare i tempi di apertura di una serie di interruttori affinchè quel centroide rimanga all’interno degli stessi pixel.

In dettaglio, come è ovvio e giusto che sia (stiamo parlando dell’acqua calda) la correzione avviene sulla base di una media di frame per individuare nel corso del tempo dove si posizionerà la stella nel frame successivo e quindi ANTICIPARE un eventuale spostamento attivando interruttori (logici o fisici) affinchè si vada ad annullare il potenziale errore introdotto da cause meccaniche (giochi e periodismi). Detta in parole povere, come avviene in ambito aereonautico, il software deve volare davanti all’aereo, anticipandone quindi le manovre errate per imbastire azioni correttive senza che l’utente se ne accorga. Ovviamente, come ADDENDUM (cioè viene DOPO) si può intervenire per eliminare i DISTURBI (cosi vanno chiamati) dovuti a condizioni estemporanee (vento, seeing etc)

Siccome lo scostamento di una stella avviene su una matrice di pixel numerati in coordinate XY e siccome stiamo parlando di NUMERI, è possibile confezionare una serie di comportamenti del software applicando algoritmi di reazione a questo potenziale spostamento che si possano sposare con una situazione specifica e quindi far comprendere nei calcoli alcune condizioni o escluderne altre, aumentare una frequenza di calcolo o diminuirla, aumentare la richiesta di intervento sulla base di uno scostamento fisico, o diminuirla, o annullarla etc.etc.

Quindi, possiamo agire su PHD affinchè si possano correggere gli errori introdotti dalla montatura.

Detto in parole povere, possiamo parlare a nuora (phd) affinchè suocera (montatura) intenda.

Ora, che PHD sia sostanzialmente una donna lo si può osservare facilmente, tant’è che appunto hanno messo li bel pulsantone verde che ne determina il nome (PULL HERE DUMMY) come a dire “siccome sei uomo e non ce la puoi fare, ecco il pulsantone magico schiaccia li e sei a posto -ergo: telecomando, tv, spaghetti. fine.”. Di fatto però noi vivremmo tanto bene con quel pulsantone verde se non ci fosse la suocera (montatura) a rompere le balle perchè un giorno vuole venirci in casa a trovare il nipote, un altro ha la tachicardia, un altro ancora ha solo bisogno di attenzioni, un altro ancora vuole fare le pulizie in casa etc. pertanto per correggere il comportamento della suocera, per forza di cose dobbiamo prendere la moglie (PHD) e iniziare ad avere a che fare con tutta quelle serie di algoritmi e parametri del tutto femminili volti a educare la suocera affinchè non ci entri in casa creando situazioni piuttosto imbarazzanti e facendoci venire le stelle lunghe fino ai piedi.

Tenete presente che a causa di questi problemi, molti astrofili hanno divorziato, sono diventati visualisti e si godono serenamente la propria esistenza.

Scherzi a parte, provo a fara una carrellata di aspetti che stanno dietro un pò al sistema. Partendo da:

I MOVIMENTI DEGLI ASSI NEL PROTOCOLLO ST4 E PULSEGUIDE

PROTOCOLLO ST4: Il protocollo ST4 è piuttosto banale per quanto geniale, praticamente si prefigge detta in parole spicciole di effettuare un collegamento elettrico tra la camera di guida e la montatura, un collegamento fisico dove passa corrente e attiverà proprio interruttori. I movimenti degli assi sono i seguenti

Declinazione: Nord – Sud

Ascensione Retta: Ovest – Fermo.

Sembra strano che l’ascensione retta quando l’autoguida deve muovere verso ovest possa accelerare e si ferma invece quando deve correggere verso EST ma in realtà è logico, essendo che il moto apparente della volta celeste è costante da est a ovest, quando devo correggere a EST basta fermare l’asse per consentire una correzione.

Diverso invece l’asse di DEC, perchè quello è fortemente dipendente dal buon stazionamento polare. Nel mondo degli allineamenti perfetti, una montatura equatoriale non avrebbe bisogno di ALCUN INTERVENTO DI GUIDA. La montatura equatoriale è stata inventata apposta, ndr…

Specifico questa banalità perchè può capitare in fase di problem solving di appoggiare l’orecchio alla montatura per verificare ad esempio il cavo ST4 e magari si va a pensare con una giusta logica che la montatura non corregge in EST perchè non si sente girare il motore. Ecco, questo è normale…

Il protocollo ST4 viaggia su un cavo con plug telefonico a 6 Fili, di cui ne vengono utilizzati cinque. In dettaglio, 4 fili servono per il polo positivo di 4 movimenti (due per asse, Nord/sud – Est/ovest), uno è il common, o altrimenti detto polo negativo che serve appunto a circuitare il segnale.

Attenzione al cavo, se non sapete cosa state facendo evitate di costruirlo da soli..un cortocircuito al cavo vi fa saltare la scheda motori. Siccome può capitare che i cavi siano invertiti (ad esempio alcuni adattatori SBIG rispetto al cavo standard ST4) state in campana e contattate sempre il produttore per eventuali schemi.

PROTOCOLLO PULSEGUIDE: il protocollo pulseguide fa sostanzialmente la stessa cosa, ma ha qualche features in piu. E’ un protocollo che sfrutta la comunicazione seriale della montatura tramite interfaccia ASCOM (quindi non piu un cavo fisico di pilotaggio), e ha come vantaggio la caratteristica di rendere noto al software di guida in che posizione si trova la montatura, applicando quindi la fatidica “compensazione della declinazione” che si può riassumere in quanto segue: essendo i cielo un cono che parte dalla polare e si estende verso sud, la quantità di moto necessaria per correggere una posizione della stella varia in base al punto di cielo osservato. Questa features corregge e permette di evitare tutta quella serie di errori che ogni tanto compaiono, quali ad esempio “la stella non si muove abbastanza” se puntiamo a nord (e giustamente, dico io, visto che al polo il movimento è minimo) oppure “la calibrazione potrebbe non essere valida”.

Pulseguide quindi permette di andare a compensare tutte quelle caratteristiche introdotte dalla zona di cielo puntata, oltre ovviamente a togliere un cavo di mezzo e a regolare in automatico alcuni aspetti importanti della calibrazione, facendo valutazioni di circostanza sulla base della durata di impulso impostata. In pratica è come guidare l’auto con il navigatore.. Infine, passando il comando di guida tramite interfaccia software/seriale, ed essendo un comando informatico, viene compreso ad esempio nel movimento in AR costante della montatura, causando diverse oscillazioni ni meno rispetto al protocollo nativo ST4 che invece è totalmente indipendente da tutte queste casistiche.

Quindi ricapitolando..abbiamo un software, un sensore, una stella su pixel XY pixel e un sistema elettrico o informatico di pilotaggio dei motori. Le componenti in gioco iniziano ad essere sostanziose e quindi è preferibile tendere una mano ad un aspetto spesso trascurato e cioè…

CONOSCERE LA MECCANICA

Uno degli aspetti principali e su cui non ci soffermiamo mai abbastanza è la questione relativa alla meccanica della montatura. In realtà è un pò un’aberrazione, perchè tutto il sistema di guida serve proprio a questo: correggere la meccanica. Come filastrocca insegna, in un mondo ideale una montatura ideale stazionata ad un nord perfetto e con un asse di Ascensione Retta senza alcun gioco/periodismo, non avrebbe bisogno di alcuna autoguida…ma siamo spesso itineranti, spesso monta e smonta, e il piu delle volte l’economia ci “costringe” a lesinare un pò sulla montatura (chi non vorrebbe una meraviglia da dieci mila euro..?) e quindi ci troviamo di fronte a una serie di aspetti meccanici di cui tenere conto.

In buona sostanza la questione è presto detta: una autoguida corretta cambia di montatura in montatura, anche se fosse lo stesso prodotto ma con un numero diverso di serie. E quindi al di là del leggere le problematiche riscontrate sui forum, non sempre ci sono soluzioni a portata di mano per migliorare una guida ballerina, anzi..è sempre opportuno sapere ciò con cui si a a che fare. Faccio un esempio…

Parliamo di Eq6 o Heq5, non l’ultimo modello..ma quello prima, la Neq6 Pro. Questa montatura usciva con ben tre ingranaggi per motore che consentivano la riduzione dei rapporti. Il tutto finiva poi su una ultima ruota dentata su cui era fissato l’albero della vite senza fine (o VSF). La vite senza fine a sua volta incastrava i propri denti all’interno dei denti della corona permettendone il movimento.

Sistema della Heq5

Va da se che un sistema del genere (miracoloso per gli standard e i prezzi di allora) era piuttosto increspato rispetto alle moderne Eq6, che invece godono di kit cinghie che eliminano parzialmente i giochi e che permettono una reattività piu alta. Ecco quindi che proprio vediamo cambiare totalmente il paragone e le impostazioni di guida, e potremmo anche riassumerle cosi…

a) Vecchia eq6 o Heq5 (almeno nel mio caso): una guida piu aggressiva, esposizioni corte (1 sec) per via delle numerose correzioni da apporre in continuo a causa anche dei backlash introdotti dal sistema di ingranaggi, diversi consigli portavano a considerare il mantenimento di un leggero sbilanciamento per evitare che una bilancia troppo perfetta causasse un continuo saltellare della meccanica da un lato all’altro del dente degli ingranaggi con successiva guida ballerina e grafici piuttosto bruttini. Perdita a dettagli a gogo…(poi ovviamente da questa disamina vanno esclusi alcuni interventi di miglioramento, quali ad esempio cuscinetti nuovi, grasso nuovo, regolazioni fini etc..)

b) Nuova Eq6 o Montature native a cinghia (nel caso ad esempio di una CEM60): cambia radicalmente tutto..la montatura è piu reattiva, quindi le esposizioni devono essere piu lunghe (2, 3, 4 sec) diminuendo il numero degli interventi, l’aggressività deve scendere (da 90 a 50/60) onde evitare un andamento sussultorio (cioè ogni correzione sposta di troppo la montatura…) e un blianciamento assolutamente perfetto.

A riprova di ciò che dico ho toccato con mano la questione, quando ho montato sulla mia Eq6 il kit cinghie e i cuscinetti, è la situazione si è totalmente ribaltata…prima avevo un problema dovuto alla troppa resistenza al movimento e agli errori meccanici dati dai numerosi ingranaggi, dopo avevo un errore diametralmente opposto e cioè una correzione esagerata. Stessa cosa l’ho vissuta appena ricevuta la CEM60…ogni cosa va “domata”. Posso dire che dopo diversi tentativi sono riuscito a ottenere un ottimo risultato. (Si ringrazia Christian Mari per alcuni consigli sul tuning)

Quiindi in generale, penso sia opportuno prendere a riferimento una guida in pdf di PHD e prima di tutto domandarsi con che tipo di meccanica stiamo avendo a che fare. Se ci facciamo caso, in queste guide raramente vengono forniti dei parametri, ma si parla in larga parte del loro significato e degli effetti che hanno sulla guida. Questo è giusto, perchè come abbiamo visto, ogni situazione è a sè stante e non esiste “il parametro universalmente riconosciuto” quanto piuttosto una logica di utilizzo che sta alla base d iuna conoscenza, anche superficiale, del sistema meccanico. Ovviamente, rivestendo i panni del neofita, questo crea un pò di confusione perchè a volte è difficile avere parametri di riferimento validi.

Quindi possiamo dire senza ombra di dubbio alcuno che il PRIMO aspetto che riguarda l’autoguida e CONOSCERE il sistema meccanico con cui stiamo avendo a che fare..se è ad esempio una vecchia Eq6, una nuova Eq6, se ha un sistema cinghia o se è a ingranaggi o addirittura se è Direct Drive (magari non oggi ma nel futuro prossimo si svilupperà..)

LE DUE DIREZIONI IN CUI VA CONSIDERATO IL DATO DI PHD

Quando si utilizza PHD o un qualsiasi software di guida, bisogna prestare attenzione a come si interpretano i grafici e i dati che a mano a mano arrivano a costituire le impressioni di guida..detto in maniera semplice, è opportuno dividere i propri pensieri tra diagnostica meccanica (che si dovrebbe fare in serate apposite ad esempio quando c’è luna) e diagnostica di guida (che si opera normalmente durante la sessione). Questa sorta di pulizia mentale la si può sviluppare in due situazioni diverse. Ecco, diciamo che PHD ha di vincente che può mettere tutti i dati a disposizione, facendo valutazioni sul campo di entrambe gli aspetti a patto però di sapere cosa si sta osservando e tenere sempre presente che al di là dei numeri, E’ SEMPRE LA STELLA DI RIPRESA CHE CI DIRA SE TUTTO FUNZIONA.

Quindi quando si osservano grafici, è sempre bene cercare di mettersi nella condizione valutativa migliore e opportuna. E’ stressante fare diagnostica di un sistema se alla fin fine le stelle vengono tonde e magari abbiamo un grafico abbastanza piatto..ci si può godere la serata.

Quindi, fare diagnostica richiede a mi parere interventi mirati e sessioni specifiche, mentre se la montatura ha seguito fino a dieci minuti fa e adesso non segue bene, allora si è introdotto qualcosa di dinamico che andremo a correggere (un cavo che tira, una nuvola o anche la condensa sul tele di guida per esempio..)

Per sfruttare appieno l’aspetto DIAGNOSTICO, è stato prodotto un software che si chiama PHD LOG VIEWER e che lo trovate al seguente LINK

Questo software ha il vantaggio di poter aprire i file di LOG che phd fa automaticamente ad ogni sessione e di farci poi ragionare a mente fredda sui problemi quando saremo a casa. Fornice tutto il grafico della guida, con tutti i dati di calibrazione, la rilevazione di periodismi etc.etc. ed è questo il momento importante in cui si fanno le valutazioni profonde.

Di norma, quando si parla con qualche amico o con un tecnico, QUESTO e’ lo strumento che va utilizzato per valutare. Non hanno alcun senso screenshot di immagini di phd durante il suo funzionamento perchè forniscono solo una ipotesi parziale e mal contestualizzata di una condizione assolutamente temporanea. Se abbiamo un picco in AR e uno solo per tutta la serata e fotografiamo solo quello e andiamo a chiedere pareri, non avremo MAI una reale diagnostica sul sistema. Quindi, armatevi di pazienza, attivate i LOG sul software PHD, scaricate il programma citato e analizzate le vostre sessioni, partendo ad esempio dai dati di calibrazione e arrivando piano piano a valutare i periodismi e gli allineamenti alla polare.

L’importanza di questo software è anche quella di poter risalire a tutte le impostazioni di guida messe in campo nella sessione, e quindi ha un’importanza anche storica. Se fino a 10 sessioni la montatura funzionava e oggi non va, lo vediamo proprio da questi aspetti e ci potremo togliere quindi QUALSIASI DUBBIO dato dalla memoria. Hai un problema? Analizza..vuoi confrontarti con un amico? Mandagli il file log di phd. Queste sono le uniche due cose che realmente contano quando si cerca pareri..

phd log viewer

Ad ogni modo, come regola aereonautica insegna, quando tutto funziona e non sai cosa fare per migliorare un problema inesistente, stai fermo e non fare nulla perchè potresti infilarti in qualche problema circostanziale dato da una valutazione sbagliata. Viceversa, a volte phd sembra perfettamente funzionante eppure qualcosa non torna…E’ il caso ad esempio delle…

FLESSIONI DIFFERENZIALI

..concludo questa prima parte, prima di addentrarci dentro alle impostazioni, per parlare di quanto sia cattivissimo questo problema.

Il giochino funziona cosi…

Caso 1: abbiamo un tele di guida che si sposta impercettibilmente, la guida si accorge che la stella si muove e corregge. Il problema è che in realtà la stella non si sarebbe mossa e quindi la correzione viene fatta sulla base di uno scostamento che in realtà non esiste nel sistema di ripresa.

Caso 2: abbiamo una guida fuori asse e tutto il treno ottico poggia su un focheggiatore ballerino..ad un certo punto i cavi iniziano a pesare, il focheggiatore si muove e viene effettuata la correzione. In questo caso, il problema può nascere o meno, nel senso che in guida fuori asse se si sposta il focheggiatore il problema avviene su entrambe i sensori, ad ogni modo qua sarà anche il campionamento tra i due sistemi a determinare se il problema emergerà o meno.

Caso 3: abbiamo un newton, il tele di guida è perfettamente bloccato ma lo specchio primario non è ben fissato…la guida non si accorge di niente, ma in realtà le stelle verranno mosse perchè il sistema di ripresa ha avuto un problema

Caso 4: il focheggiatore del tele di guida del LIDL. E’ robaccia, io ne uso uno perchè ancora devo finire il setup su cui è stato apposto in via preliminare, ma bisogna assolutamente valutare la’cquisto di un telescopio di guida VALIDO. Certo non serve l’apocromatico, ma la cosa piu importante è sempre sincerarsi che il focheggiatore sia SUFFICIENTEMENTE BUONO.

…e via discorrendo.

La flessione differenziale è qualcosa da cui è bene tenersi alla larga, ma posso dire senza ombra di dubbio che qualora ci siano grafici di guida perfetti e stelle mosse, il problema non è MAI della montatura. Piuttosto c’è qualcosa di lento da qualche parte e si introduce proprio questo errore.

Per evitarsi grande da questo punto di vista, il telescopio di guida deve essere SOLIDALE con la struttura (sconsigliatissimii gli anelli di guida, mi è stato consigliato a suo tempo da un bravo astrofotografo che ringrazio) e ho iniziato a lavorare con i morsetti Vixen.

Stessa cosa per le guide fuori asse, è sempre bene posizionarle su focheggiatori di cui siamo certi che non sussistano problemi di giochi e che siano piuttosto resistenti.

Tutto deve essere sempre considerato e messo in condizione di lavorare come se fosse un unico BLOCCO.

E con questa maratona abbiamo finito la prima parte…alla prossima vedremo alcune impostazioni di un software di guida e che effetti avranno nel nostro sistema.

Cieli sereni

Fabio Mortari.

Benritrovati.

Con questo tutorial volevo introdurre un argomento interessante che può risolvere diversi problemucci sia per quanto rigaurda la disponibilità di cataloghi di oggetti da “immortalare”, che per quanto riguarda la ricerca amatoriale (e anche professionale a saperlo usare bene…)

Nell’utilizzo da Neofita di Cartes du ciel, si viene incontro a due aspetti sulle prime negativi:

a) il primo è l’impatto grafico che può non sembrare entusiasmante

b) il secondo è relativo alla difficoltà di installare alcuni cataloghi generati fuori dal contesto “cartes du ciel”

Per tanto tempo ho cercato il modo di poter fotografare oggetti che andassero oltre al catalogo Messier (dopo qualche anno ne hai gli hard disk pieni di oggetti Messier) e a quello NGC (troppo dispersivo per noi neofiti), e parecchie volte mi son chiesto come reperire cataloghi di sole nebulose come ad esempio Sh-2 (per citarne uno) ed utilizzarlo per scegliere gli oggetti da puntare col mio telescopio per fotografarli. Oppure, mi è capitato spesso di trovare cose interessanti cazzeggiando su Aladin Sky Atlas ma non riuscire a esportarne i dati per le valutazioni da fare sul planetario (ad esempio transiti al meridiano, tramonto dell’oggetto, visibilità dell’area del cielo dalla mia postazione. Finchè, un pò di tempo fa, son riuscito a legare due sofwtare insieme: in dettaglio Aladin Sky Atlas e Cartes Du Ciel

A rigor di prassi, dovrei inserire all’interno anche la relazione con TOPCAT che è un software di elaborazione dati e cataloghi che permette di creare dei plotter personali, ma di questo parleremo piu avanti quando avrò compreso bene l’utilizzo.

PAROLA CHIAVE: INTERRELAZIONE

L’interrelazione tra Aladin Sky Atlas e Cartes Du Ciel è pressocchè totale. Grazie a questa interrelazione è possibile lavorare su Aladin Sky Atlas ed esportare ad esempio i dati di Simbad della lastra direttamente sul planetario in modo da avere sotto controllo la zona di intersse e poterla puntare molto agevolmente con il proprio telescopio conesso tramite Ascom. Viceversa, grazie a questa interrelazione, ho la possibilità di scaricarmi tutti i cataloghi direttamente sul planetario, sfruttando proprio i server Vizier, assegnargli un codice colore e un simbolo e avere sotto controllo la situazione del cielo di quel determinato periodo per scegliere l’oggetto che si vuole riprendeere. Figo no? Partiamo…

IL “MIRACOLO” LO FA SAMP

Tutto questo “andirivieni” di dati avviene tramite un server virtuale, che mette in comunicazione i vari software: questo server si chiama SAMP. Nell’ultima versione di Cartes du Ciel si trova sotto alla voce “Visualizza”

Mentre su Aladin Sky Atlas si trova sotto la voce Interop nella barra dei menu superiore

Nota: la connessione è possibile avendo aperto entrambi i software, diversamente verrà rifiutata

Fatto questo, apriamo i due software e colleghiamoli tra loro sfruttando la connettività di Cartes Du Ciel.

SCARICHIAMO IL CATALGO SH-2

Una volta connessi, decidiamo di scaricarci un catalogo intero, nel dettaglio lo faremo con il catalogo SH-2 perchè vorremmo vedere (ipotesi) quali oggetti sono presenti nella costellazione del cigno senza dover navigare tra migliaia di IC e NGC i quali a loro volta spesso non contengono oggetti del catalogo Sh, essendo quest’ultimo un catalogo specifico a parte.

Bene, andiamo su CONFIGURAZIONE – CATALOGHI su Cartes Du Ciel

e apriamo la tab CATALOGHI VO

 

Come vedete è completamente vuota. Ma c’è il pulsantino AGGIUNGI che ci permetterà di scaricare direttamente dal Vizier i cataloghi che ci interessanto. Facciamolo, chiedendogli il Catalog of HII ed accertandoci che nel menu a tendina di selezione del server ci sia indicato uno dei Vizier

 

Selezioniamo quindi il VII/20 e clicchiamo su “Seleziona Catalogo”Siu

 

Si aprirà la finestra come nell’immagine sopra. Da qui è possibile selezionare il colore dell’indicatore degli oggetti sulla pagina, la sigla (Sh2) il tipo di simbolo (cerchio, quadrato etc.) e il tipo di visualizzazione (io uso sempre DSO). A quel puinto scarichiamo il catalogo con l’apposito pulsante.

Una volta scaricato, si aprirà nuovamente la finestra dei cataloghi VO, ma conterrà anche il catalogo da noi scelto

Lo spuntiamo in modo che l’indicatore di attivazione diventi verde e clicchiamo su APPLICA

Nel mio caso ho selezionato un forza colore sul VERDE in modo da poter visualizzare gli oggetti.

A questo punto con la montatura connessa a Cartes du Ciel è possibile selezionare quello che ci interessa e andarlo a Fotografare.

…E SE VOLESSIMO STUDIARCI L’OGGETTO?

Bene, se volessimo invece studiarci l’oggetto non ci rimarrà che cliccare su di esso col pulsante destro e cliccare su “invia coordinate a Samp – Aladin” selezionando però su Aladin il catalogo DSS con l’apposito pulsante a sinistra in alto

Lo facciamo con SH-2 103…per scoprire che Aladin Sky Atlas mi mostrerà proprio quell’area.

A questo punto conviene disconnettere i server  SAMP per lavorare serenamente su Aladin.

LAVORIAMO CON ALADIN ORA

Possiamo quindi spostarci su  e fare tutte le valutazioni degli oggetti. Ad esempio possiamo scaricare il catalogo interattivo SImbad di quell’area, sarà sufficente cliccare sul pulsante “simbad” che si trova proprio sotto la barra degli strumenti di Aladin.

La lastra Simbad mosterà tutto un insieme di indicatori, basterà selezionarli per capire di che si tratta. Ad esempio nel nostro caso troviamo una Variabile di Tipo RR proprio nel campo da noi visualizzato.

Ottimo! Vogliamo riprenderla? Bene, non ci resta che esportare questa lastra su Cartes Du Ciel e fargli puntare li il telescopio.

Facciamolo..riconettiamo i programmi a SAMP (ricordo che SAMP è un server “virtuale” che mette in comunicazione i software, chiamiamolo HUB) e chiediamo ad Aladin Sky Atlas di portare la lastra SImbad su Cartes Du Ciel.

Prima cosa dobbiamo accertarci che sia stato selezionato il set di dati che vogliamo esportare, nel nostro caso “Simbad”

Dopodichè non ci rimane che cliccare su INTEROP – Broadcast this plane etc…come nell’immagine sotto, ed avremo questi dati a disposizione su Cartes Du Ciel

Verrà caricata la tabella (vi chiederà se volete farlo, dite di si!) e TAAA DAN!! Avrete tutta la tabella esportata e non solo…un indicatore VERDE vi comunicherà qual’è il dato selezionato su Aladin in quel momento e basterà puntarvi il telescopio per iniziare a rilevare la nostra bella VAriabile RR.

 

Fine.

I cataloghi sono enormi, trovate di ogni…persino cataloghi di sole zone di cielo dove si stanno studiando fenomeni strani. Il catalogo è tutto. L’interoperatività è fondamentale.

La gratuità una risorsa, come “spero” venga recepito questo blog.

A presto.

Dopo aver iniziato a parlare del bellissimo software Aladin Sky Atlas, ritengo opportuno fornire qualche approfondimento sul suo utilizzo.

Nel caso che vediamo oggi, andiamo a prenderci una bella stellona particolare, che si trova nella costellazione dell’Ofiuco quindi ben visibile a Sud nei periodi di inizio estate. Saliamo sulla nostra astronave a forma di rotella di mouse ed anzichè viaggiare nello spazio addentrandoci in un buco nero come abbiamo fatto nel precedente articolo, ci prepareremo ad efftuare un viaggio indietro nel tempo.

Curiosi? Volete sapere dove vi porto con queste righe? 😀 E’ presto detto, ma ve lo faccio spiegare direttamente da Wikipedia, mentre infiliamo tuta e casco e accendiamo i motori:

La Stella di Barnard è una stella rossa di sequenza principale nella costellazione dell’Ofiuco. Mostra il più grande moto proprio di ogni altra stella conosciuta (a parte il Sole), pari a 10,3 secondi d’arco all’anno. Questo grande moto proprio fu scoperto dall’astronomo Edward Emerson Barnard nel 1916[11]. Per questo viene anche a volte citata come Barnard’s “Runaway” Star, cioè stella fuggitiva di Barnard[12].

Ebbene si..questa volta dovremo viaggiare veloci per acchiapparla e ci attende un viaggetto mica da ridere: quasi 6 anni luce. Mentre viaggeremo, vi dirò un pò di cose su Aladin Sky Atlas, potente mezzo di trasporto e veicolo di conoscenza con il suo enorme contenitore di informazioni libere ed accessibili.

E arrivato il momento di iniziare a conoscere un pò piu a fondo alcune proprietà dei cataloghi, cercando di utilizzare realmente il software per qualche efficace studio.
Aladin Sky Atlas permette diverse interazioni,  una in particolare la trovo assolutamente meravigliosa e riguarda la possibilità di confrontare tramite blinking immagini a catalogo riguardanti survay effettuate a diversi anni di distanza. La questione sembrerebbe abbastanza inutile sulle prime, ma in realtà si rileva essere di un’utilità sorprendende qualora si stiano effettuando studi astrometrici. Ciò che vedremo oggi riguarda la creazione un interessante confronto che ci permetta di toccare con mano il reale spostamento della stella di Barnard negli anni. La peculiarità di questo tipo di ricerca trova poi il pieno compimento negli studi astrometrici (cioè misura di distanza tra gli astri) ed un esempio eclatante lo possiamo trovare nel campo delle stelle binarie dove spesso si ha a che fare con lenti movimenti reciproci di due corpi stellari; avere la possibilità di ottenere un confronto diretto tra due lastre poste a distanza di anni aiuta a comprendere meglio l’effettivo legame gravitazionale.

Ops..siamo quasi arrivati (ve lo dicevo io che ci avremmo messo poco..), scendiamo dall’astronave avviando il software e digitiamo nel campo LOCATION: BARNARD STAR

Barnard1

Ciò che ci appare, e lo vedete bene, è una bella lastra a colori con due stelle al centro: una azzurra e una arancione. In realtà, si tratta della stessa stella ed è lei il nostro obbiettivo: l’inagguantabile stella di Barnard!

Aladin sky atlas permette tramite pochi click di accedere ad un enorme catalogo di immagini, che non solo contiene tutta la zona di cielo a noi conosciuta, ma permette (come anticipavo) anche un confronto con lastre di decenni precedenti, a partire dagli anni 1950 fino al 1998. E’ tramite questo potente strumento che effettueremo il viaggio nel tempo, cercando di osservare la posizione dell’astro negli anni antecedenti, per la precisione vogliamo sapere in che posizione si trovava la stella tra gli anni 1988 e 1991.

Fico eh? 😀

Bene, iniziamo. Avendo selezionato “Barnard Star” in location, andiamo su FILE – LOAD ASTRONOMICAL IMAGE – ALADIN IMAGE SERVER.

Si aprirà una finestra identica alla seguente:

server1

Ora osservate il campo TARGET(ICRS, NAME): in questa immagine non si vede, ma normalmente troverete già inserite le coordinate del campo inquadrato tramite Location. Bene, cliccate su SUBMIT e vedrete apparire un elenco. (ricordatevi di spuntare la checkbox “Hierarchical View”)

Ecco che dopo un breve lasso di tempo apparirà una struttura ad albero con un elenco di nomi:

serverselect

Dovrete spuntare le immagini selezionate nella finestra che sono rispettivamente lastre degli anni 1988 e 1991. In realtà ci sarebbero anche lastre piu antiche da prelevare, ma essendo che la nostra stellona viaggia piu di un cavallo impazzito, scegliamo due lastre vicine tra loro in termini di tempo in modo da evitare che essa si trovi fuori dal campo inquadrato.

Cliccando su SUBMIT le lastre verranno importate nella finestra principale del programma, come possiamo vedere nel circolino Rosso dell’immagine seguente:

areaimageVi faccio notare una cosa che a me affascina parecchio: questo aspetto un pò “retrò” delle lastre, che mi fanno pensare a quanto siamo eravamo già in grado di fare oltre 20 anni fa.

Bene..è arrivato il momento del confronto. Vedete nell’immagine qua sopra che ho selezionato con un cerchietto verde il simbolo della pellicola cinematografica. Questo sarà lo strumento che ci permetterà di effettuare un blinking diretto tra le immagini prelevate, in modo da poter vedere il reale spostamento dell’astro.

Cliccate quindi su quell’icona, e andiamo a inserire le due immagini all’interno degli slot

blink1

A questo punto basterà cliccare su CREATE per vedere compiuto il nostro bel viaggio indietro nel tempo.

Mi sono preso la “briga” di creare una gif animata, che presento qua come foto ricordo 😀

rappresentazione

Vedete come sullo sfondo tutte le stelle rimangono ferme e inchiodate negli anni, mentre la nostra stella, viaggiatrice come noi, vaga nello spazio alla ricerca di qualche casa gravitazionale su cui sostare.

Nel prossimo intervento riguardo a questo software, vedremo come effettuare una connessione tra i server di Aladin Sky Atlas ed un grandioso planetario gratuito, che uso metodicamente per ogni mia sessione: Cartes du Ciel.

Buon Viaggio di Ritorno 😀

Benritrovati,

l’argomento che volevo introdurre con questo articolo  è dedicato a coloro che volessero giocare un pò coi cataloghi online, appassionati di dati e immagini scientifiche o che necessitino di confrontare le proprie riprese con foto di catalogo o, per finire, tutti coloro che volessero iniziare a studiarsi qualcosina per iniziare un percorso amatoriale di ricerca scientifica.

Oppure per..ehm..studiarsi un buco nero, come avviene su Astrofilo Neofita 😀

L’applicativo di cui andremo a trattare è un software scritto in Java, il quale permette con pochi click di accedere a tutte le risorse dei cataloghi online. Si chiama Aladin Sky Atlas, ed è un atlante stellare interattivo. Aladin Sky Atlas consente di visualizzare immagini astronomiche o di effettuare vere e proprie ricerche o indagini,  grazie alla possibilità di visualizzare ed elaborare i dati delle lastre create dagli anni 50 ad oggi,  permettendo inoltre di  interagire con i dati relativi al database Simbad oltre a numerosi archivi per tutti gli oggetti astronomici conosciuti.

Questo enorme progetto contiene, ad esempio, immagini dalle survey di

  1. DSS,  immagini dalla survay digitale  a tutto cielo
  2. SDSS, immagini dalla survay in redshift di galassie
  3. 2MASS, immagini dalla survay ad infrarossi a tutto cielo
  4. WISE, immagini dalla survay a largo campo in infrarossi
  5. GALEX, raccoglitore dati e immagini del progetto Galaxy Evolution Explorer
  6. PLANCK, immagini dalla survay di tutto il cielo in microonde
  7. AKARI,  immagini dalla survay a infrarossi, fotometrica e spettroscopica
  8. XMM, immagini dalla survay a raggi X a tutto cielo
  9. FERMI, immagini dalla survay a raggi Gamma a tutto cielo
  10. NED, catalogo Nasa Extragalactic Dabatase

e tanti altri. Di non poco conto la possibilità di poterlo utilizzare su ogni piattaforma e sistema operativo grazie alla compilazione in linguaggio Java, che ne permette anche la consultazione direttamente online.

Ora, bando alle chiacchiere e vediamolo piu da vicino…

Potete prelevare Aladin Sky Atlas dalla seguente risorsa online:

http://aladin.u-strasbg.fr/

DECOLLIAMO

Una volta scaricato ed avviato, verrà richiesto nel caso non fosse disponibile un aggiornamento  (o installazione) di Java. Basterà seguire i link per dotarsi di una versione free che permetta l’utilizzo dell’applicativo

A quel punto, quando tutto sarà pronto, avremo la seguente schermata davanti:

aladin 1Dove

m31

  1. LOCATION: In questo campo abbiamo la possibilità di eseguire una ricerca o tramite coordinate oppure tramite nomi a catalogo, grazie al resolver fornito dal Vizier. Esempio, supponiamo di voler osservare un’immagine DSS dell’oggetto M31, basterà indicare “M31” nell campo per vederne il risultato. Un altro metodo per risalire a porzioni di cielo è l’indicazione delle coordinate che vanno inserite con questa stringa:  hh:mm:ss gg:mm:ss

2.BARRA LATERALE: Nella barra laterale vi sono tutte le funzioni possibili a livello di immagini, come ad esempio il tipico strumento “MANO” per spostare la lastra, lo strumento “FRECCIA” che fornisce funzioni di select, e diversi strumenti di plotting, utili per effettuare calcoli sulle distanze tra due o piu oggetti.

3. AREA DI ELABORAZIONE: E’ ovviamente la schermata centrale dove vengono riportate tutte le informazioni grafiche, tra cui anche quelle relative al catalogo SIMBAD a cui dedico un paragrafo a parte all’interno di questo articolo

4. RADAR: ovvero strumento di interconnessione server SAMP che vedremo in un altro articolo ma chiedo almeno di porre un occhio sul punto in cui si trova perchè ci servirà in futuro.

ALADIN SKY ATLAS E SIMBAD

ovvero: Vi porto in un Buco Nero

Simbad è uno strumento meraviglioso ed estremamente potente e versatile che permette di accedere a tutte le informazioni possibili su tutti gli oggetti catalogati fino ad oggi. Grazie alla creazione di Aladin Sky Atlas che contiene anche Simbad, è possibile ricavare una lastra dal DSS ed inserire all’interno tutte le informazioni di catalogo disponibili per quel campo. Queste informazioni vengono quindi mostrate proprio sull’immagine e diventano selezionabili. Pertanto agendo con il mouse sui circolini che verranno mostrati attivando Simbad, comparirannò in un elenco sottostante l’area di elaborazione dati tutte le informazioni dell’oggetto. Cliccando infine nella sezione dell’elenco, potremo accedere al catalogo e studiare alcuni dati.

Facciamo un esempio con qualcosa di piu interessante sebbene i dati non siano molti..andiamo a vedere “un buco nero” (permettetemi il nonsense)

Dunque dove vi porto? Beh…proprio qua, dietro casa. Andiamo a vedere dove si posiziona il buco nero all’interno della nostra galassia, cercando di individuare quanti piu dati possibile.

Ci spostiamo quindi sulla barra di ricerca denominata LOCATION posta in alto e digitiamo: SAGITTARIUS A

SAGITTARIUS A

Vedete che sulle prime sembrerebbe un campo esclusivamente stellare. Ma basterà cliccare su SIMBAD posto in alto a destra dopo la sfilza di cataloghi disponibili per trovarvi nel “caos piu totale” di oggetti. Volete vedere?  Provate!

xrai sag

SPAVENTOSO! Quanta roba!!!!!

Vedete le X rosse? Bene tutte quelle sono sorgenti a raggi X All’interno invece di tutto il campo inquadrato troviamo di tutto: dalle stelle, a sorgenti infrarosse, sorgenti radio e chi piu ne ha piu ne metta.

Ora quello che dobbiamo fare, è infilarci con la nostra astronave a forma di rotella di mouse dentro a quel turbine di oggetti che sembra proprio gravitare attorno ad un comune centro di gravità….iniziamo il viaggio.

..

xrai sorg2

EHM…tipo…”nel mezzo del cammin di nostra vita..mi ritrovai per una selva oscura..che la retta via era smarrita…”

ovvero

quel gomitolo di segni rossi sono oggetti/direzioni di movimento degli oggetti/diosolosacosa.

Andiamo piu a fondo..e iniziamo a vedere che la regione si dirada…

Troviamo una X vicino al nostro centro lastra 😀 Ci siamo, se non sbaglio, direi che è lui 😀

xray3

Potremmo dire che la regione è come ce la aspettavamo. Nera. Sembra non esserci niente di captabile con i nostri occhi, ma avete notato quanti indicatori rossi abbiamo appena attraversato? In realtà è proprio cosi, è piena di sorgenti di ogni tipo.

Ora Selezioniamo con la funzione “freccia” posta a lato nella barra degli strumenti, la sorgente X e vediamo che nella parte inferiore del programma appare l’indicatore dell’oggetto.

xray4

Vedete che la X in OTYPE sta ad indicare sorgente raggi X.

Cliccando sull’oggetto CXOGC J174540.0-290028 si aprirà il vostro browser Internet con la pagina creata dal catalogo Simbad e da li potrete poi verificare e scovare altri dati interessanti oltre a navigare in cataloghi visuali e vari plotter dell’area. Lascio a voi lo stimolo di curiosare tra i dati 😀

Prima di finire questo viaggio offertovi dalla premiata ditta Astrofilo Neofita, vi faccio fare qualcosa di interessante. Chiudiamo Aladin e riapriamolo, riselezionando nella barra Location SAGITTARIUS A. Questa volta prima di agire sul pulsante Simbad, selezioniamo  XMM posto in alto vicino al pulsante “Fermi”. Questo scaricherà nel campo inquadrato una immagine ripresa dal telescopio spaziale per raggi X. Guardate bene l’area, insomma…godetvela 😀

xmm

Ora se volete vedere la corrispondenza tra quel bel macchione azzurro e gli oggetti presenti in quell’area, basta semplicemente attivare il SIMBAD.

BLACKHOLE

et voilà

les jeux sont faits 😀

Mi auguro che questo articolo vi sia piaciuto e che vi abbia fatto toccare con mano le potenzialità degli strumenti di ricerca che abbiamo tutti a disposizione, appassionati o ricercatori amatoriali o studiosi universitari che siate.

Ciò che mi premeva di piu era farvi entrare in questo mondo di possibilità, presentandovi questo progetto che da tempo popola le risorse online a nostra disposizione e che, come ho potuto constatare, pochi in realtà conoscono e sanno sfruttare.

Ma la questione non è finita qua. Creerò ulteriori tutorial per questo software, e lo metteremo a lavorare in abbinamento a Cartes Du Ciel molto presto, in modo da poter ambire ad avere con noi uno strumento meravigliosamente completo di ricerca.

A presto 😀

Eccoci dunque arrivati ad un argomento molto importante per quanto riguarda l’astrofilia, piu specificatamente per l’argomento astrofotografico.

La questione verte sostanzialmente in una scena tipica che si presenta con una certa costanza durante le sessioni di astrofotografia; hai montato il tuo setup, una Eq6 che porta un Newton 250 f/5, un tubone bello grosso, con il sensore collegato al focheggiatore. E’ normalissimo che in questa situazione si venga avvicinati da persone che come prima domanda chiedono “A quanti ingrandimenti stai fotografando?”

Soprattutto quando ero agli inizi, io stesso ero caduto in questa specie di tranello, interpretando il telescopio come se fosse uno zoom di cui tipicamente vengono espresse le potenzialità con un valore di ingrandimento massimo. E, analogamente, mi son trovato nella situazione contraria,  in cui mi è stata posta la domanda e ho dovuto cercare una risposta adeguata.

 Cerchiamo quindi di essere chiari: non è sbagliato parlare di ingrandimenti quando si fa astrofotografia. Ma è fuorviante fornire un valore di ingrandimento basato su valori numerici con affianco un “per” (x), come ad esempio 100x o 10x.  Questo discorso, come vediamo immediatamente, è differente per i visualisti dove gli ingrandimenti sono forniti da una semplice formula tra i millmetri dell’oculare rispetto alla focale del telescopio. La formula è questa

focale/mm oculare = ingrandimenti

Esempio banale: se abbiamo un telescopio con 750mm di focale a cui applichiamo un oculare da 10mm, avremo un ingrandimento di 75x.

Ma quando facciamo astrofotografia non abbiamo oculari (a meno che non stiamo facendo proiezione dell’oculare) e quindi ricavare un valore di ingrandimento in queste modalità può portare a non comprendere appieno la noce della questione

CALCOLI DA FARE

Ok, ci siamo, vediamo di entrare in partita ed andiamo subito al sodo: l’unità di misura relativa al campo inquadrato da un sensore sul telescopio, è l’arcosecondo.

L’arcosecondo è un’unità di misura angolare, che corrisponde a 1/3600 di grado. Per renderlo piu “tangible” (anche se  corretto dal punto di vista concettuale ma meno da quello pratico) potreste immaginare la volta celeste come un enorme orologio analogico. Mentre il rapporto tra la lunghezza focale e la dimensione del pixel possiamo interpretarla come il movimento minimo possibile della lancetta.  Ne deriva che, in seguito al rapporto appena citato tra la focale e la dimensione del pixel,  lo scattino della lancetta tra un secondo e l’altro disegnerà nella volta celeste il nostro ipotetico arcosecondo,  che possiamo quindi definire come la porzione di cielo inquadrata ad una determinata focale con un pixel di dimensioni X. Boom. Non si capisce niente…

Va bene va bene…Facciamo allora un altro esempio. Fingiamo di essere mosche, con gli occhi a quadretti.

MOSCA

Chiamiamo i quadretti “pixel”. Guardiamo il cielo a occhio nudo: ogni quadretto del nostro occhio “a mosca” inquadrerà una porzione di cielo. Mettiamo davanti agli occhi un cannocchiale, ogni quadretto del nostro occhio inquadrerà una porzione di cielo minore rispetto a prima. Noi dobbiamo sapere quanto cielo viene inqudrato da ogni quadretto dell’occhio della mosca.

Compreso questo deduciamo un aspetto importante, soprattutto per noi neofiti: abbiamo capito uno dei motivi per cui all’interno delle schede tecniche dei sensori astronomici viene dichiarata la grandezza in micron del singolo pixel. Lo voglio evidenziare, perchè quando scelsi il primo sensore per effettuare l’autoguida, non mi curai assolutamente di questo parametro, tantomeno mettendolo in relazione alla focale del telescopio di guida stesso con il rischio di trovarmi con un sistema di guida non opportuno.

Vediamo quindi la formula banalissima per sapere quanti arcosecondi vengono inquadrati da un pixel su un telescopio, valore la cui definizione instriseca è “campionamento”:

C = (dimensione pixel x 206265) / Focale utilizzata

Dove

c = valore di campionamento espresso in arcosecondi per pixel

dimensione pixel = dimensione in millimetri del pixel

206265 = costante radiale

Focale utilizzata = focale utilizzata per riprendere.

Esempio: supponiamo di avere un telescopio da 1250mm di focale e che vogliamo riprendere un oggetto celeste con una reflex, tipo la canon Eos450D

Abbiamo quindi: focale = 1250mm, pixel = 5,2 micron

Convertiamo subito i micron dei pixel in millimetri: 5,2/1000 = 0,0052

Applichiamo la formula

C = (0,0052*206265)/1250 = 0,85 arc/sec per pixel

Analogamente, supponiamo di riprendere con un telescopietto da 347mm di focale

C = (0,0052*206265)/347 = 3,09 arc/sec pixel

Come vediamo, piu che parlare di ingrandimento, possiamo riferirci a questo valore per comprendere che anche in questo caso, a parità di sensore, una focale piu spinta diminuisca la porzione ripresa per ogni pixel, viceversa accorciandola, aumenti.

Questo inoltre suggerisce un altro aspetto: cioè che se io volessi sapere quanta “porzione” di cielo riprende il mio sensore con un determinato telescopio, posso semplicemente moltiplicare il valore arcosec/px per il numero dei pixel presenti nel sensore.

Rifacciamo quindi il calcolo tenendo presente i due campionamenti, sapendo la risoluzione della reflex che è 4,272 × 2,848.

a) Newton 1250mm di focale con canon

 0,85 x 4,272 = 3.631 arcosecondi in larghezza del sensore

e 0,85 x 2848 = 2420 arcosecondi in altezza del sensore

Li dividiamo per 60 e abbiamo il valore in primi che diventa: 61 x 40 circa.

b) Rifrattore 347mm di focale con canon

3,09 x 4272 = 13200,48

3,09 x 2848 = 8800,32

Li dividiamo per 60 e abbiamo il valore in primi che diventa = 220 x 146 e rotti.

Abbiamo quindi visto che a parità di sensore,  aumentando la focale diminuisce la quantità di cielo ripresa per ogni singolo pixel e analogamente diminuisce il campo inqudrato dal sensore.

L’IMPORTANZA DEGLI ARCOSECONDI

Fino ad ora ci siamo concentrati nel comprendere come ricavare il dato, veidamo ora in cosa può esserci utile

a) Nello stabilire opportunamente il sistema di guida: conoscendo quanto “cielo” viene visto da un pixel nel sistema di ripresa e quanto “cielo” viene visto da un pixel nel sistema di guida, posso comprendere il rapporto reale che esista tra i due sistemi e quindi valutare se il sistema di guida campiona in maniera sufficiente a consentire

b) nella possibilità di conoscere le posizioni degli astri: tipica condizione su cui si basa qualsiasi sistema di plate solving, siamo nel campo dell’astrometria. Tramite la conoscenza del valore di campionamento, abbiamo la possibilità di conoscere la distanza angolare tra due astri, e riconoscere cosi le velocità (ad esempio) angolari di spostamento di un asteroide, o di una cometa, o semplicemente indivudare un campo inquadrato tramite il calcolo delle distanze tra piu stelle

c) nella possibilità di decidere con quale ottica riprendere in base al seeing: essendo il seeing determinato dal movimento delle masse d’aria che spalmano la figura della stella ed essendo anch’esso espresso in arcosecondi, possiamo decidere in base alle condizioni del seeing con quali accoppiate sensori telescopio operare in modo da facilitare la raccolta del segnale. Ecco un esempio di una tabella prelevata dal sito treckportal, tabella relativa a campionamenti consigliati per riprese planetarie:

tab_campionamento

d) Nella conoscenza findamentale del proprio sistema ottico basato sul campionamento: considerando che il campionamento rappresenta un indicatore qualitativo relativamente alla registrazione dell’informazione sul sensore, e considerando che questo viene teoricamente considerato efficace per valori che variano da 1,5/2 arcsec/pixel, abbiamo modo di comprendere quanto il nostro sistema sarà pronto a registrare correttamente le informazioni. Qualora si abbiano quindi valori troppo alti, o troppo bassi di campionamento, subentra il rischio di ottenere pose piu rumorose ed effetti indesiderati sui nostri frame e che richiederanno quindi interventi di post elaborazione piu incisivi.

Questi sono solo alcuni degli aspetti che suggeriscono l’importanza di conoscere quindi il valore di campionamento in arcosecondi del nostro sistema di ripresa. Farò poi un ulteriore articolo dedicato esclusivamente all’autoguida e al rapporto tra questa e il sistema di ripresa, argomento spesso messo da parte da noi neofiti e che invece merita un focus approfondito sopratutto nel momento dei primi acquisti.

Stay Tuned e se non è chiaro, chiedete!