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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

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.

E cosi siamo arrivati finalmente al 6 gennaio.

Se i lettori si ricordano, lanciai un appello dopo la metà di dicembre, chiedendo di inoltrarmi un file utile a identificare quello che viene considerato dai neofiti come un “problema”, e cioè l’esecuzione corretta delle immagini “flat” di questo tipo di dispositivi.

Come già scritto nell’articolo che si trova a questo LINK , era mia intenzione farmi carico di aiutare qualche amico, dal momento che se è vero che questi dispositivi rappresentano il futuro dell’imaging astronomico, sarebbe stato un lavoro utile per me e per i NUMEROSI (RIPETO NUMEROSI!!) amici che me ne hanno fatto richiesta.

Purtroppo l’appello non ha avuto alcun risultato, solo 1 messaggio (UNO AHHAHAHA) mi è stato recapitato da una persona che personalmente ringrazio. In questa sede volevo però anche esprimere un pò il concetto che ci stava dietro a questa mia richiesta pubblica, e perchè ho scelto di operare in questo modo, raccontando un pò la “storia” di quella richiesta e ciò che avrei messo in campo.

L’antefatto

La questione mi è stata presentata con una domanda da parte di un bravissimo astrofotografo piuttosto conosciuto che leggendo il mio articolo “Quegli stramaledetti Flat” ha deciso di contattarmi per chiedermi di calcolare una base di partenza valida per l’esposizione di un flat con quella logica applicandola ai sensori CMOS di ultima generazione. Essendo io una persona decisamente pragmatica e prevedendo alcune contestazioni che ormai di norma infestano anche l’acqua calda, gli ho proposto un lavoro fatto in maniera piu completa tirando però in mezzo anche chi usa questi benedetti sensori. A me non piace proprio sparare dei valori a casaccio, non ci sono portato..devo sedermi, analizzare la questione e poi si parla, altrimenti tutto diventa piuttosto banale e non farebbe che aumentare ulteriormente discussioni basate su pareri tirati là piuttosto che su dati oggettivi. Se non si fosse presentata la richiesta, io non sarei entrato nel merito e sinceramente nemmeno mi interessava la questione dal momento che io sono felicemente sposato con i miei CCD e non vivo alcun tipo di problematica.

Il lavoro di insieme

Per dare maggior affidabilità a quanto sarebbe stato scritto in merito a questa “curiosa” e “difficile” fase della calibrazione di un’immagine astronomica, e leggendomi MIRIADI di discussioni in merito (diverse ore di letture in pochi giorni, analizzando cose, facendomi passare file etc..) ho raggiunto un risultato alquanto visibile..e cioè.. c’è una grandissima confusione, da tutti i punti di vista. Pratico, informatico, operativo, tecnologico, informativo e costruttivo. Per questo motivo, avevo bisogno di scremare tutte le discussioni e di farne sostanzialmente un riassunto tabellare. Per fare questo avevo bisogno di almeno una cinquantina di risposte, in modo da poter intervenire su tutti i fattori causanti problematiche…dalle procedure, ai dispsoitivi utilizzati fino ad arrivare alla caratterizzazione dei sensori . Ho ritenuto che questa sarebbe stata anche una fantastica occasione per la nostra astrofotografia di approdare ad un lavoro di insieme, una collaborazione molto aperta che avrebbe dato un bel segnale a molte persone, proprio facendo toccare con mano quanto ci sia bisogno di collaborazione e unione in questa passione, un pò come era qualche anno fa.

La procedura

Quello che avrei messo in campo sarebbe stato questo. Dopo la raccolta dati, avrei messo in plot tutte le risposte ai punti in modo da focalizzare in percentuale quelle che sono le casistiche problematiche che insorgono nell’utilizzo “grigio” di questi dispositivi. Una volta raccolti i dati, avrei chiesto a due persone di riferimento (particolarmente esperti nel settore) di costruire una procedura CORRETTA per l’esecuzione di test di linearità. Non che io non lo sappia fare, ma semplicemente serivva qualcosa di CONDIVISO e SCEVRO di possibili errori interpretativi.

Una volta ottenuta la procedura, l’avrei girata a 5 astrofotografi bravi e di mia conoscenza che posseggono il sensore cmos piu famoso (Asi294) e avrei chiesto di seguire quella procedura , ripetendola per 5 range di offset e gain predefiniti. In questo modo avremmo avuto ben 5 risultati per ogni range di gain e offset, da verificare tra di loro e a quel punto si sarebbe ottenuto un test di linearità UNICO basato sulla media dei valori dei 5 dispositivi.

Fatto questo, mi sarei infine premurato di costruire una serie di articoli che favorissero l’emersione di alcuni valori di riferimento entro cui esporre un flat, co una procedura corretta da tenere sul campo (basata sull’emersione delle problematiche individuate dal “sondaggio) e un’esposizione corretta che tenesse conto SIA della linearità, SIA di quanto da me intuito nell’articolo Quegli stramaledetti flat

Fatto questo, ci sarebbe stato sicuramente un valore piuttosto concreto a cui riferirsi e sarebbe stato un lavoro fatto da parte di tutti e fruibile da tutti.

IN CONCLUSIONE

In conclusione, non gliene frega una cippa di niente a nessuno. Nemmeno a chi i flat li sbaglia sul campo e continua a lamentarsi dei sensori che non funzionano o intempestano gli hard disk di amici con intere sessioni da rielaborare.

Pertanto detto questo, rimanendo ancora a lungo un felice possessore dei vecchi CCD e quindi non vivendo queste problematiche ed avendo intuito davvero alcuni focus sostanziali e ricorrenti su buona parte dei sensori CMOS, ho raccolto tantissima documentazione e contattato diverse persone per toccare con mano alcune cose…però però… siccome ad oggi ognuno cura il suo orticello, ho deciso di tenermi per me quanto raccolto lasciando poi all’esperienza del singolo neofita il vederci chiaro, lo studio e lo sbattersi sotto cieli gelidi tornando a casa spesso e volentieri con frame problematici e la testa gonfia di pareri buttati li a velocità di social.

Ci vediamo al prossimo articolo

Cieli sereni

Fabio Mortari

Bene, abbiamo visto nei precedenti articoli, di cui riporto LINK e LINK , quanto il sistema di autoguida e ripresa siano legati tra loro da valori numerici relativi al campionamento corretto tra i due telescopi, ripresa e autoguida.

Ovviamente, come ben sappiamo, tutto non si può ricondurre ad una manciata di numeri per “dormire” sonni tranquilli, perchè altrimenti la questione sarebbe sempre semplice e facilmente intuibile. Di sicuro quanto specificato in precedenza rappresenta IL PRIMO ASPETTO di cui tenere conto quando si approda al mondo dell’astrofotografia a lunga posa, ma non racchiude ovviamente tutto il panorama di casistiche che possono sporcare la regolarità necessaria ad una autoguida perfetta.

Cerchiamo un attimo di contestualizzare un concetto basilare, che spesso rimane piuttosto nascosto nelle impressioni e nelle valutazioni. Torniamo al solito esempio di un pixel da 3,75 micron messo su un qualsiasi telescopio di guida e mettiamo in guida il nostro sistema.. Parliamo di meccanica di precisione er inciso….

Infatti, supponiamo ad esempio che siamo in un campionamento 1 a 1, cioè un arcosecondo per pixel (che aiuta a capire) e che la nostra guida stia procedendo con un errore medio in pixel pari a 0,50. Un pixel è 3,75 micron…cioè 3,75 millesimi di millimetro…lo scostamento è pari a 0,5 quindi praticamente tutta la strutturasi sta muovendo per mantenere il centroide di una stella minuscola entro mezzo pixel, e quindi facendo un pò i conti della serva, tutto il sistema ci sta fornendo una affidabilità tale da contenere l’errore medio in circa 1,8 micron!!! cioè 0,0018 millimetri!

Per i piu precisi: una corona di una Azeq6 ha un diametro di 92,5 mm, la cui circonferenza si sviluppa in 290,4 mm circa. La montatura fa una rotazione completa in 24 ore, quindi (290,4 : 24 = 12,1 mm/h, –> 12,1 mm/h : 60 = 0,201 mm/min. 0,201 / 60 = 0,0033 mm/secondo ergo 3 Micron al secondo. In un rapporto di campionamento ideale 1 arcsec/px considerando il mio pixel pari a 3,75 micron se la guida in AR ha un rms in arcsec/px di 0.5, la meccanica “muove” di 0,00187 pari a 1,87 micron.)

Per intenderci in scale di dimensioni fisiche, citando wikipedia….ecco alcune misure in micron:

1-10 µmicrondiametro tipico di un batterio
1,55 µmicronlunghezza d’onda della luce usata nelle fibre ottiche
6-8 µmicrondiametro di un globulo rosso umano
6 µmicronspora dell’antrace
7 µmicronspessore di un filo di ragnatela
7 µmicrondiametro del nucleo di una tipica cellula eucariota

Bene, possiamo quindi dire che in un mondo ideale, un sistema di guida ben calibrato e gestito arriva a misure anche INFERIOR. A volte si raggiunge tranquillamente uno 0,3 px o ancora meno, per i piu fortunati e soprattutto PRECISI.

Ora se vi concentrate un attimo capite subito con che razza di precisione dobbiamo avere a che fare. Cioè, stiamo parlando di scostamenti teorici che stanno SOTTO di 4/5 volte uno qualsiasi dei globuli rossi presenti nel vostro sangue.

Un minuto di silenzio per farvi toccare con mano cosa avete di fronte.

Prendete il batterio del vostro raffreddore invernale..bene, quello è piu grande dello scostamento dell’esempio citato. Ora, sappiamo che per espellere e mettere in circolo un batterio basta uno starnuto no? E lui svolazzerà allegro di starnuto in starnuto per chilometri e chilometri. Ecco, la vostra autoguida può arrivare ad avere una precisione meccanica inferiore alle dimensioni di quel batterio, col risultato che basta uno starnuto a mandare tutto a put…a fan….alla malora.

Anticipato questo BELLISSIMO contesto che è causa del nostro esaurimento nervoso, osservate la vostra montatura. Ecco, quello che avete davanti è un piccolo miracolo della meccanica sotto un certo punto di vista perchè poste le condizioni base, se ben gestita (e se non ci sono problemi nativi di costruzione), se lavorate bene sul setup tenendo presente questo banalissimo ragionamento, il risultato in termini di precisione raggiunta è microscopico. Ma attenzione…..perchè date appunto queste tolleranze cosi “risicate” non è sempre Natale. PER NESSUNO.

iNFATTI, questo ci pone di fronte ad una serie di considerazioni di circostanza che è bene tenere presente e cioè che se è VERO che i numeri sono piu o meno questi, ci troviamo di fronte a qualcosa che va considerato molto bene, che va TRATTATO molto bene.

Tenete in mente quella scala che vi ho citato poco fa..bene, mettete ora un leggero vento al traverso. Che accade? Nemmeno a dire…ora, immaginate la stessa situazione, ma in una montatura non ben bilanciata. che accade? Bene, altro caso…prendiamo ad esempio un cavo che si sposta…ebbene si, l’autoguida ne risente. E tanto. Tantissimo! Vediamo alcun punti focali meccanici del contesto…

LA GUIDA PERFETTA E’ TEMPORANEA

Eccola là..ta dan! E’ vero, considerando la precisione in gioco, la guida perfetta è SOLO ed ESLCUSIVAMENTE una condzione temporanea. E non può essere altrimenti!! Questo non significa certo che non si possa riprendere per piu notti con una guida eccellente,anzi…ma è bene sapere che la temporaneità si esprime nella sequenzalità degli interventi che si susseguono di secondo in secondo e che cambiano rapidamente da un momento all’altro. Questo implica ad esempio, che un secondo fa tutto andava bene ma all’improviso..sbang. Oppure, può capitare che per lo stesso oggetto ripreso la sera prima, quindi stessa zona di cielo, tutto filasse liscio mentre stasera…non ne vuol sapere di andare.

Questo apre ad una serie di problematiche molto discusse in ambito astrofotografico, in quanto la soluzione di ogni problema legato alla guida è spesso riconducibile ad una casualità di situazioni talmente personali e insite nel “momento preciso in cui ” da rendere particolarmente difficile un reale problem solving che non si basi in realtà su una MEDIA di utilizzo. Detto in parole povere, se si guarda alla serata singola in cui ha guidato male, raramente si ottiene una reale idea dei problemi (a meno che non siano MACROSCOPICI) e per valutare la qualità del proprio sistema è bene riferirsi ad una media di utilizzo. Quindi, non strapparsi i capelli se fino a ieri ha guidato bene e oggi no…piuttosto, viverla anche serenamente e valutare se è un problema che si presenta spesso o meno aiuta di sicuro ad avere le idee molto piu chiare. Saltelli, derive, momenti di incertezza etc, sono per lo piu dovuti al caso e alle condizioni temporanee se riguardano una serata….se invece è un problema continuo allora bisogna ricorrere a un problem solving piu consistente e cercare di analizzare tutto, partendo da sè stessi.

PROBLEMATICA STATICA O DINAMICA?

Considerando che una montatura a questo punto dovrà andare “mediamente “bene, otterremo questo risultato solo se siamo davvero precisi. Precisi in tutto e non è una banalità. Ripensiamo un attimo ai micron con cui abbiamo a che fare, e analizziando un pò la serie di problematiche comuni, potremmo dividere le problematiche legate all’autoguida in due macro-casistiche, statiche e dinamiche. Quelle “statiche” sono le casisitche che portano erorri dovuti ad esempio a una condizione di errato montaggio, o di errato allineamento polare ipotesi, mentre quelle dinamiche sono quelle che incorrono durante la serata (ad esempio si alza il vento, peggiora il seeing etc).

Divido i due contesti perchè sull’errore introdotto da una condizione statica possiamo SEMPRE intervenire fisicamente (non via software!) e il piu delle volte vedremo che sono causati da noi ed è l’errore introdotto da una condizione statica che introduce l’errore.

Diversamente, come possiamo intuire benissimo, sussiste un errore introdotto da una condizione dinamica che non è sempre prevedibile e spesso è questa tipologia di errore su cui può intervenire un software come PHD o altri software di guida.

Interpretandola in questo modo, dovrebbe essere facile arrivare a pensare che ci sono correzioni che un software di guida può apportare e condizioni invece dove il programma di guida peggiora solo la situazione. Facciamo un pò di esempi

ERRORI DOVUTI A CONDIZIONI STATICHE

Una serie di errori dovuti a condizioni statiche sono TUTTI quelli legati ad un errato montaggio o a un problema meccanico e hanno la benedetta (si..benedetta!!) caratteristica di presentarsi quasi sempre se non abbiamo schematizato a dovere come preparare un setup alla ripresa….e in questo caso avremo problemi in tutte le sessioni di guida. Esempio, un errato allineamento polare (o approssimativo perchè di norma non siamo accorti), uno stazionamento in bolla eseguito grossolanamente o come è capitato non eseguito affatto, un treppiedi non fissato a terra a dovere o non stabile. Tra questi poi rientrano anche problematiche meccaniche piu sostanziali, come ad esempio un telescopio non ben fissato ai suoi anelli, una flessione differenziale introdotta da un focheggiatore pessimo oppure un gioco negli organi meccanici troppo lasco, un grasso troppo duro (usare quello ai saponi di litio a me ha risolto un mucchio di problemi), fino ad arrivare a problemi piu profondi, ad esempio un cuscinetto rovinato, una corona particolarmente ovalizzata, Di tutte queste casistiche, il 90% rientrano nella prima parte, e cioè errori introdotti da noi astrofili nelle fasi di montaggio o manutenzione della montatura., considerando i numeri di astrofili è abbastanza raro che a livello meccanico profondo qualcosa sia decisamente rovinato o fabbricato male ,per cui prima di gridare “al lupo”, è bene SEMPRE garantirsi di fare le cose bene.

ERRORI DOVUTI A CONDIZIONI DINAMICHE

Una serie di errori introdotti da condizioni dinamiche, invece, sono dovute a condizioni temporanee, che si verificano magri in quel preciso istante e non sono facilmente prevedibili. Questo può essere ad esempio il caso del vento che soffia leggero ma a brevi folate, da un brusco calo di temperatura con successivo adeguamento termico, da un seeing in peggioramento, da un oggetto ripreso a meno di 25° sull’orizzonte dove il seeing fa brutte sorprese e dove notoriamente le montature faticano un pochino di piu ad abbattere l’inerzia al movimento. Ecco, queste sono tutte condizioni sostanzialmente temporanee, e con l’esperienza si impara che bisogna essere piu permissivi se si utilizza una montatura di fascia medio-economica (ad esempio una eq6).

Ora, viste grossolanamente queste casistiche, io mi chiedo...”OK, ma quale tipologia di errori può correggere il software di guida?”

COSA NON CHIEDERE A PHD

Seguendo questo filo logico arriviamo a capire benissimo che PHD non può intervenire con successo in tutti quei casi in cui l’errore lo introduciamo noi. La bibliografia online è PIENA di porblemi imputati a montature e software e che poi si risolvono con l’accorgimento in piu, con la dedizione in piu nelle fasi di montaggio, con l’opportuna valutazione delle reali potenzialità di guida del sistema. E in centinaia di migliaia di post il problema si conclude sempre con “ah no, io non avevo messo in bolla” o “non avevo stretto il treppiede”. Questo causa la grandissiam confusione che qualsiasi neofita incontra quando approda all’astrofotografia…capirci qualosa realmente.

A questo punto, quindi, non possiamo chiedere a PHD di guidare bene una montatura che è stata bilanciata male. Non gli possiamo chiedere di elaborare un intervento di guida opportuno se abbiamo un gioco negli accoppiamenti troppo lasco.

Se non abbiamo stretto le frizioni, se non abbiamo prestato attenzione ai cavi. Questo PHD non lo farà e non lo farà mai! Nonè stato concepito per SOSTITUIRSI alla precisione UMANA necessaria, ma come ogni software di guida è stato concepito per INTERVENIRE nelle condizioni DINAMICHE che si susseguono nel corso della serata. Quindi ok, ad esempio tira un pò piu di vento? allora possiamo chiedere a PHD di intervenire con un algoritmo diverso. Peggiora il seeing? allora possiamo chiedere a phd di aumentare la durata delle pose o di intervenire nei fatidici MinMov che hanno si una loro importanza ma spesso sono troppo quotati.

Di fatto, una montatura gestita da un astrofilo cosciente, permette a PHD di fare ciò per cui è stato concepito..e cioè “Pull Here DUmmy!” ergo “Schiaccia qua scemo e lasciami fare”. Se si lavora bene a casa e sul campo, PHD non ha bisogno di nulla per funzionare, magari qualche accorgimento (ad esempio se siamo vicini al polo potrebbe non calibrare bene, ma questo lo vedremo..), Di norma, si schiaccia il pulsante e Va. Al massimo possiamo poi migliorare qualcosina per quel che riguarda le situazioni DINAMICHE ma partendo SEMPRE da una base di partenza valida. E quella base di partenza siamo noi.

Avere ottima precisione nelle fasi di preparazione dei setup (da casa fino al campetto) permette di diventare poi dei problem solver piu accurati e piu sostanziali, seppur questo diventa poi un discorso ancora piu complesso. Ma se ci mettiamo nella condizione di lavorare bene e soprattutto con spirito critico, saremo d’aiuto al software di guida senza delegarlo a fare cose per cui non è stato costruito.

Concludo questa breve rassegna con una raccomandazione: non fissarsi MAI TROPPO sui grafici. Perchè questi sono,. appunto, temporanei…ciò che comanda è la foto, e solo lei.

Se vogliamo sapere se stiamo guidando bene, si prende il grezzo appena scaricato, si mette a 200x e si verificano le stelle al centro. Fine. Non ai bordi, non di traverso, non ad minchiam..ma solo al centro.

Freghiamocene dei grafici se in queste condizioni abbiamo una stella bella tonda e puntiforme. I grafici servono solo per avere un’indicazione di massima sui movimenti della montatura e per effettuare un pò di diagnostica e trattano sostanzialmente il dato appena “trascorso”.

A Maggior ragione, non bisogna nemmeno fidarsi di grafici piatti perchè nemmeno quelli sono garanzia di buone pose..basti pensare alle flessioni differenziali ad esempio, dove la guida è perfetta ma sta correggendo l’errore di scivolamento del telescopio di guida mentre nella ripresa……Bisogna sempre prendere l’immagine, si ingrandisce a 200x etc…

Cieli Sereni

Fabio Mortari

Mi rivolgo sempre ai neofiti…

Dopo aver trattato un attimo l’argomento del campionamento a questo LINK, trovo opportuno iniziare a giocare con un pò di numeri e un pò di valutazioni. Riprendiamo la formula magica

C = (Dp /F) x 206265

dove C = campionamento (in secondi d’arco su pixel) , Dp = dimensioni dei pixel del sensore utilizzato e F = focale del telescopio.

Bene, ora espandiamo un attimo sto discorso, tralasciando per ciò che viene definitivo come risoluzione del sensore di norma legato al numero dei pixel, ed addentrandoci in un altro tipo di risoluzione che è quella data dal risultato della formula.

Ebbene si, il campionamento che ricaviamo si può definire anche “risoluzione del sistema di ripresa” ovviamente espressa in Arcsec/Px (risoluzione sistema ripresa = campionamento.…sono la stessa cosa) Per gli amanti della precisione, nella risoluzione del sistema di ripresa bisognerebbe anche indicare l’apertura, il diametro….anch’essa è un elemento fondamentale delle valutazioni sulle risoluzioni dei sistemi, ma in un ambito leggermente diverso e che non tratto in questa sede, magar in un articolo apposito.

Torniamo quindi uno step indietro e chiedo appunto di tralasciare/dimenticare/scordarsi per un attimo la risoluzione legata al numero dei pixel a cui normalmente siamo abituati… Andiamo invece a bomba sulla risoluzione del sistema di ripresa e facciamo un paio di esempi pratici.

Supponiamo Di avere a disposizione un setup cosi configurato

Telescopio Newton 250 f/4.9 Lunghezza Focale: 1220 mm – Pixel Size: 9 micron

applicando la formula, avremo un campionamento pari a: 1,5 arcsec/pix. E sin qua ci siamo.

Supponiamo di avere a disposizone un altro setup cosi configurato

Telescopio Rifrattore 80mm f/7,6 Lunghezza Focale: 610 mm – Pixel Size: 4,5 micron

applicando la formula, avremo un campionamento pari a….uguale. 1,5 Arcsec/Px.

Sembra una banalità, ma non lo è. Ho voluto rappresentare questo esempio specifico, proprio perchè sebbene si trattino due ottiche completamente diverse, con pesi diversi e caratteristiche completamente diverse, ebbene… messi a lavorare in queste condizioni, ognuno con il suo sensore, posseggono la stessa risoluzione. Non importa che uno sia il doppio di focale o meno, ai fini della risoluzione di campionamento…”tot” cielo cade su un pixel in una configurazione, altrettanto ne cade sull’altra. Quindi, per inciso, in questo caso specifico gli 1,5 arcosecondi che cadono sul pixel nella prima configurazione con una focale da 1220 mm, sono gli stessi che cdono nel pixel dell’altra configurazione con focale da 610mm, chiaramente poste come condizioni le relative dimensioni dei pixel.

Tutto chiaro fin qua? Sunto: io posso avere anche il telescopio piu grande del mondo, ma se ci metto il sensore col pixel piu grande del mondo potrei avere un campionamento che è identico al telescopio piu piccolo del mondo su cui ci metto il sensore col pixel piu piccolo del mondo.

Ovviamente poste le condizioni di questa esemplificazione, se pongo i due sistemi cosi diversi ma col campionamento dannatamente uguale su una montatura e spengo i motori per 10 secondi, una stella inquadrata striscerà di tot pixel in entrambi i sistemi, in maniera identica. Tot pixel sul telescopio A, stesso numero sul telescopio B. Punto. Fine. Inappellabile.

e da qua arriviamo finalmente all’Autoguida!

Ovviamente il paragone a campionamento tra due telescopi diventa essenziale quando si vanno a fare i calcoli dall’autoguida…partendo da un presupposto: a me non frega NULLA di sapere se il telescopio X può stare in coppia con il telescopio Y basandomi SOLO sulla focale, a me interessa esclusivamente il rapporto tra i due sistemi di ripresa, quindi devo mettere in rapporto la FOCALE col PIXEL SIZE come da formula!

Ecco perchè ho iniziato questo articolo ponendo lo stesso risultato su due sistemi diversi, perchè quando mettiamo un sensore su un telescopio si arriva dritti dritti a dover calcolare il campionamento di due sistemi diversi, dove ciò che conta è il rapporto tra i due sistemi di ripresa. Ripeto perchè i termini sono importanti…..tra i due sistemi di ripresa, non solo tra le focali dei due telescopi. ok? Sistema di ripresa = formula del campionamento, che comprende focale e pixel size.

Vediamo quindia alcuni aspetti legati all’autoguida.

Per farlo partiamo dagli astrofili piu esperti e di lunga data, abituati a loro tempo a riprendere con intervallometro manuale inmano (a pulsante ndr), pellicola, e sistema di guida manuale con crocicchio illuminato..se vogliamo capire dove siamo oggi, dobbiamo partire da li.

A quei tempi si usava di norma un telescopio di guida che avesse ALMENO la stessa lunghezza focale del sistema di ripresa. Ma ancora meglio, si andava giu di barlow sul telescopio di guida proprio per diminuire la possibilità di errore nel sistema di ripresa. Con questo sistema, similare al pantografo praticamente, se la lunghezza focale del tele di guida era il DOPPIO di quella del tele di ripresa, ci si poteva garantire in buona approssimazione una stella tonda dal momento che seguendo la stella col crocicchio si poteva intervenire tempestivamente per correggere la posizione senza avere del mosso nell’immagine finale.

Come già detto, oggi siamo nell’era digitale, sostituiamo l’occhio col sensore, discretizziamo in questo modo il cielo e campioniamo con i due sistemi, quello di guida e quello di ripresa. I due risulati vanno messi in rapporto tra di loro. E qua ne nascono di belle, perchè la vastità di opzioni configurabili è enorme e spesso creano tanto disturbo nella scelta perchè nessuna scheda tecnica può fornire realmente un range applicativo su cui utilizzarli.

Faccio un esempio: supponiamo un sistema di ripresa con un NEWTON 250MM F/4.9 con sopra un pixel da 5,4 micron. Totale campionamento = 0,91

Alla luce di quanto detto con cosa lo accoppiereste? Allora, la prima valutazione da fare è provare a mettersi nella condizione ddi avere il campionamento migliore in rapporto, sfruttando un telescopio di guida tra quelli in commercio, prendiamo ad esempio lo SW 70mm f/7.5 e quindi una focale di 525mm. Sopra che ci mettiamo….una Asi 120mm con pixel da 3,75? Proviamo a vedere:

TELESCOPIOFOCALEPIXEL SIZECAMPIONAMENTO
NEWTON 250MM F/4.9 in ripresa12205,40,91
SW 70 F 7/5 in guida5253,751,47

Ecco, cosi siamo ben lontani dall’ottenere un campionamento corretto tra i due telescopi..in questo modo, ad esempio, se la guida ha uno scostamento di 1 pixel, il mosso registrato dal telescopio di ripresa sarà di ben 2 pixel (tenete sempre presente che un pixel non può essere frazionato). Il sistema di guida correggera quindi dopo 1 pixel, causando un mosso da 1,47 arcosecondi che verranno registrati sul telescopio di ripresa su due pixel (0,91+0,91) con ben 1,82 arcosecondi di scostamento su tutta l’immagine!!! olè!

Da qui bisognerà poi valutare bene sto setup…perchè la domanda è: in questo caso, dove sta l’errore principale? nel tele di guida o in quello di ripresa? Beh, considerando la lunghezza focale del tele di ripresa e l’accoppiamento con un pixel da 5,4 fa capire bene che l’erroreprincipalmente sta li, è la situazione peggiorativa di ripresa perchè potrei avere oltre a questi, anche problemi di seeing e tutto quanto citato nel precedente articolo.

Per inciso: va da se che non sempre si ha il sensore giusto nel taschino, ma di fatto il calcolo di tolleranza è bene farlo PRIMA di qualsiasi acquisto, che sia il tele di guida, che sia il sensore di guida, che sia il tele di ripresa o che sia il sensore di ripresa. Potete giiocare sempre su questi parametri, in base anche alle vostre economie..tenendo presente però che campionare BENE in ripresa ha un vantaggio reale sull’immagine finale, mentre campionare bene solo a rapporto tra i telescopi senza curarsi di un sovracampionamento nella ripresa, non è detto che porti sempre a risultati efficaci in termini di qualità. Quindi la regola che suggerisco è questa:

  1. Hai già comprato il sensore di ripresa? Bene, lavora sul tele di guida e sulla camera di guida
  2. Hai già comprato il sensore di ripresa e quelo di guida? Bene, lavora sulla cosa che costa meno..adegua il telescopio di guida e cerca il miglior compromesso.

L’astrofotografia, come sempre, è l’ARTE DEL COMPROMESSO.

Ed infatti…se al telescopio di ripresa gli metto un sensore con pixel da 9 micron…vediamo cosa accade..

TELESCOPIOFOCALEPIXEL SIZECAMPIONAMENTO
NEWTON 250MM F/4.9122091,52
SW 70 F 7/55253,751,47

Ecco, qua la situazione è totalmente cambiata!! Cioè i telescopi come si vede SONO GLI STESSI. Cambia solo UN SENSORE. Ma il risultato reale è che ad esempio se l’autoguida sposta di mezzo pixel (0,5) la ripresa nemmeno si accorge! Contiene l’errore e quindi la stella sarà tonda.

Immagina quindi quante valutazioni è opportuno fare prima di dire “l’astrofilo X dice che va bene quel sensore quindi lo compro e amen”. Potresti fare la cosa piu sbagliata sul tuo setup E LO PUOI SAPERE SOLO TU! Non fidatevi cosi alla cieca…MAI.

Si, ma mio cugino riprende con un telescopio da 200mm di focale su un RC8 e ha la stella tonda!!!!

Certo! Ma se non mi dici che campionamenti ha sui due telescopi, non mi stai dicendo niente! Di fatto, il cugino può mettere in ripresa un pixel da 20micron, in guida un pixel da 1 micron e potrebbe guidare anche con un cannocchiale trovato nell’uovo di pasqua! Primo: bisogna almeno cercare di capire se lui SA, o se ha azzeccata, a braccio…Secondo: bisogna vedere se il cugino CE LO DICE che ha fatto ste valutazioni. Potrebbe aver dato per scontato che tu le sappia o semplicemente sta facendo il figo, cosa che ultimamente in sta passione avviene piuttosto regolarmente! Ma questo, come è dimostrato, non implica che TU astrofilo impanicato, possa guidare nella stessa configurazione di focali avendo in ripresa il pixel di una webcam da smartphone e in guida una padella!

Quindi MAI fidarsi, mai prendere per buono tout court. A corollario vi faccio un esempio…due anni fa mi son dotato di una lodestar. Bene, il pixel da 8 che la lodestar ha non si accoppiava con nessuno dei miei ben 5 sistemi di ripresa, solo con uno che però non potevo utilizzare per via di una brutta vignettatura o al massimo con una guida fuori asse! Fortunatamente quella camera la presi per una situazione diversa, una postazione fissa in capo a un osservatorio e volevo avere il mio sistema di guida, altrimenti quelli sarebbero stati soldi spesi malissimo in un dispositivo che sulla carta è PERFETTO, le impressioni e recensioni sono PERFETTE ma nei miei sistemi era DISASTROSO. Oggi l’amica lodestar lavora nel mio osservatorio con grande felicità…

Ok, quindi su che parametri mi posso attenere?

Ovviamente, come per il campionamento, anche qua bisogna stare attenti alla troppa precisione (che non porta a scegliere) o alla mancata precisione (che porta a sbagliare). La via di mezzo è la migliore. Prestate però attenzione a un aspetto…programmi come PHD hanno una risoluzione che mi pare si attesti intorno allo 0,2 px. Cioè corregge fino a un massimo di 0,20 pixel sulla media del numero di pixel di un centroide perfetto. Usando la matematica possiamo dire quindi che il sistema corregge 0,20 su 1, quindi in un rapporto 1 a 5, un quinto di pixel o 1/5 della risoluzione.

Ipotesi…nel mondo dei perfetti, se io riprendo a 1 arcosecondo e guido a 5 arcosecondi, se il mondo smettesse di vivere, l’aria di muoversi, la montatura galleggiasse, nessuno usasse l’auto e se nessuno respirasse, se cessasse anche lo scorrere del tempo, sicuramente una posa dritta su 10 ce la porteremmo a casa…PHD lo fa. LOL

Questo misunderstanding tra potenzialità reali e teoriche causa gioie e dolori….

Gioie, perchè ovviamente possiamo essere piu laschi nei rapporti, già un 2/3 tra i due va benissimo ed è di lusso.. tenendo però sempre presente che un campionamento similare tra i due sistemi è sempre preferibile (quindi pixel grande in ripresa, pixel piccolo in guida, salva il didietro nella maggior parte dei casi),

Dolori, perchè demandare sempre tutto all’elettronica equivale a fare (ad esempio) brutte sessioni di ripresa sul campo e mal calibrate e sperare che Pixinsight faccia il miracolo…. No???

Ahimè, non è cosi che funzionano i giochi, i sistemi devono essere ben calibrati. Sia che stiamo parlando di guida, sia di calibrazioni di immagini, sia di quel che si vuole…bisogna attenersi almeno a una logica ferrea di valutazione. DOPO viene il divertimento, DOPO viene l’elaborazione tirata, DOPO viene il contesto estetico…prima viene il bilanciare bene le cose e il lavorare con cognizione di causa, diversamente i telescopi prima o poi inizieranno a prendere la polvere. E’ inutile accontentarsi di un sistema di guida non ben studiato a tavolino per rimandare poi tutto all’elaborazione, ..anche perchè spesso e volentieri in elaborazione il software ti molla e se ne tira fuori…(con tanto di mille domande al seguito sui parametri da impostare per correggere una stella ovale e povero esperto al seguito che deve perdere ore a scriverti per correggere la tua inerzia al problem solvin sul campo).

CONCLUDIAMO

In conclusione, ritiro fuori un softwarino semplice che ho creato qualche anno fa e che aiuta nelle valutazioni. Lo trovate, insieme al suo articolo di spiegazioni, al seguente link: –> FACEPALM

Basta inserire i dati e i calcoli li fa un pò lui.

Ora, ovviamente nonsi “consuma” tutto qua i discorso sull’autoguida ma subentrano in successione altri elementi..ad esempio gli aspetti relativi alla MECCANICA dell’Autoguida e che vengono DOPO una attenta valutazione dei campionamenti sono questi e rappresentano delle verifiche da fare continuamente sia sul campo che a casa:

  1. Bilanciamento: bisogna BILANCIARE bene il telescopio
  2. Allineamento Polare: bisogna farlo BENE e non in maniera approssimativa
  3. Regolazione dei Giochi: sulle montature tipo Eq6, Heq5 e altri modelli è opportuno agire ogni cambio stagione per effettuare le veriifche dei giochi VSF e Corona
  4. Regolazione del cannocchiale polare: regolarlo ogni stagione
  5. Cablaggi: osservare bene che non tirino
  6. Focheggiatore del telescopio di guida: non deve flettere. Evitare di lasciare a penzoloni i cavi, al massimo tirarli su e fissare un occhiello passacavi sul tubo
  7. Sistema di fissaggio del telescopio di guida: evitare gli anelli come la peste, sfruttare attacchi solidali e con facili sistemi di serraggio
  8. Per ultimo: una corretta impostazione del software di guida…e qua si consumano altri misunderstanding.

Di tutti questi aspetti ne parlerò in altri tutorial, con calma. L’importante ora era definire l’importanza del campionamento.

Cieli sereni

Fabio Mortari

Costruire un osservatorio astronomico rapprsenta uno degli aspetti piu controversi di qualsiasi astrofilo