Astro Nachführung / Barndoor Idee

[AEBZ]

Ich habe hier mal eine andere Idee einer Kameranachführung für Astro-Aufnahmen. Die Epxerten unter uns könnten ja mal ein Kommentar abgeben, ob das so passt von der Berechnung her.

Das Grundgestell wird mit dem jeweiligen Winkel für die geografische Breite gebaut (je nach Defintion des Winkels entweder den richtigen Breitenwinkel oder 90° minus den Winkel). Darauf befinet sich eine Scheibe. Ich habe nur einen Kreisausschnitt gewählt, da ich nicht länger als eine Stunde oder so belichten will/werde. Das Grundgestell wird noch mit 3 Füßen aufgestellt, welche man einstellen kann. Eine Libelle oder z.B ein Pendel wird auch noch angebaut um es in Waage auszurichten (auf dem Bild noch nicht zu sehen). Der Kreisausschnitt hat einen Radius von 240mm und die Gewindestange eine Steigung von 1mm. Die Gewindestange wird mit etwas Druck gegen den Radius der Scheibe gelagert und bildet somit eine Art Schneckengetriebe. Passt das nun so von der Berechnung, dass die Nachführung exakt arbeitet wenn man die Stange eine Umdrehung pro Sekunde dreht?
Ich hatte das so ausgerechnet: Die Erde dreht sich pro Tag ein Mal. Das wären 24 Stunden bzw. 1440 Minuten bzw. 86400 Sekunden. Somit müsste man 360° geteilt durch 86400 Sekunden = 0,0041667 Grad pro Sekunde nachführen. Bei einer Steigung von 1mm pro Umdrehung gilt folgende Gleichung: Tangens(alpha)=Gegenkathete geteilt durch Ankathete. Die Gegenkathete sind die 1mm Steigung und die Ankathete ist der gesuchte Radius. -> Radius=Steigung geteilt durch tan(0,0041667)=239,998611mm. Durch Fertigungstoleranzen sage ich jetzt einfach mal besser als 240mm kriegt man es mit Holz eh nicht hin. Stimmt diese Rechnung so oder ist mir da ein fahler unterlaufen?
Wenn das so passt werde ich die Nachführung demnächst mal bauen und testen. Das Bild habe ich in einem CAD Programm gerendert und das Modell natürlich vorher gebaut

 

[Marcurion]

Deine erste Rechnung ist schon mal annährend korrekt, genau genommen hat ein Sterntag 23h 56min 4sek.
Bei der 3. Rechnung mit der Tangens bin ich ausgestiegen, aber wenn du die Steigung deines schneckenganges kennst kannst du auch annährend die Veränderung des Winkels zur Kontrolle bestimmen wenn du den Umfang der Scheibe bestimmst mit 2*pi*r
Die 0,0041667 Grad die du pro Sekunde brauchst passen 86399 Mal in die 360 Grad einer Scheibe. Da du ja auch jede Sekunde 1mm am Schneckengang drehst gibt das 86399mm Umfang für die komplette Scheibe, mit der Formel von oben komme ich dann auf einen Radius von sage und schreibe 13,75582 Metern Dabei bin ich davon ausgegangen dass die Scheibe ein großes Zahnrad ist das von der Welle direkt bewegt wird
Fazit ein Millimeter pro Sekunde ohne Übersetzungsetzung auf die Scheibe zu übertragen führt zu riesigen Ausmaßen. Also entweder eine Übersetzung einbauen oder weniger oft drehen. Außerdem würde ich den Schneckengang nicht aus Holz machen und am anderen Ende könnte man noch ein Zahnrad für einen Nachführmotor anbringen.
Vll war meine Überlegung bezüglich der rechnung aber auch falsch

MFG Marcurion

 

[Hoekri]

Eine Umdrehung pro Minute passt eher, das entspricht ja auch der manuellen Nachführgeschwindigkeit bei Barndoors. So schnell, wie der Sekundenzeiger- der braucht fur eine Umdrehung auch eine Minute

fG Ralf

 

[Dewenne]

Hallo AEBZ

Grundsätzlich funktioniert Deine Idee sicher schon.
Was ich noch nicht ganz verstanden habe: Soll die Gewindestange nur auf Reibung an der Drehplatte angreifen ? - könnte ein kleines Problem werden.

Die trigonometrischen Berechnungen habe ich mir noch nicht durchgedacht aber meines Erachtens hat Deine Art Barndoor gar keinen Tantentialfehler bei der Ansteuerung.
Ach ja noch ein klitzekleiner Denkfehler fiel mir auf:
Du mußt nicht nach dem Sonnentag sondern nach der Sternzeit nachführen.
Das heißt ein Tag hat nicht 86400 Sekunden (60*60*24h = Sonnentag) sondern 86164,091 also rund 1/365 Tag kürzer als der Sonnentag. Die Abweichung kommt daher daß sich die Erde in einem Tag nicht nur einmal um sich selbst dreht sondern außerdem noch ein Stückchen (knapp 1° = 1/365) um die Sonne herumbewegt.
Ansonsten habe ich mal irgendwo in den Tiefen des Internets eine noch bessere Idee gesehen: Da hat einer die Gewindestange zum Kreisbogen gebogen und ließ darauf eine Mutter laufen. Die Mutter wird mit konstanter Drehzahl angetrieben und weil die Gewindestange einen Kreis bildet (muß man präzise biegen) vermeidet man auch so den Tangentialfehler.

Überleg es Dir nochmal ob nicht die gebogene Gewindestange noch mehr Sinn macht.

Dewenne

 

[AEBZ]

Hallo und danke für die Antworten. OK da wird wohl ein Denkfehler meinerseits drin sein. Ich hatte mir das mal überlegt...1mm pro Sekunde auf 240mm ist schon viel aber laut der Berechnung sollte es stimmen. Dann ist wohl meine Formel falsch Ich habe erst nachher wieder mehr Zeit und werde nochmal nachrechnen.
Die Idee mit der Mutter habe ich auch schonmal gesehen nur da wird es wohl etwas schwieriger die Mutter anzutreiben. Aber meint ihr nicht, dass das Gewinde der Stange nicht in das Holz greift? Wenn man die Stange so lagert, dass sie ein bisschen Druck gegen das Holz bringt dann müsste es doch klappen. So große Kräfte werden am Umfang ja nun nicht übertragen. Vielleicht kann man auch den Rand der Holzplatte mit einem geeigneten Material bekleben wo das Gewinde besser greifen kann.

Ach genau das mit dem Sonnentag und Sternentag....das hatte ich noch im Hinterkopf aber ich wusste nicht wonach ich suchen sollte weil mir die Wörter nicht einfielen Aber dazu gibt es ja hier ein Forum und man kann sich gegenseitig austauschen.

 

[Wakl]

Eine Alternative wäre auch eine gebogene Zahnstange (mit Zahnrad) bzw. ein aufgeschnittener und verkehrt aufgebrachter Zahnriemen mit Riemenrad. Bei der zweiten Variante könnte ich mir vorstellen, dass sie durch den Gummi auch etwas vibrationsdämpfend wirkt.

 

[AEBZ]

Ich hab jetzt doch nochmal schnell mit dem Taschenrechner und ein Stück Papier gerechnet. Nun stimmt das Ergebnis. Wahrscheinlich hatte ich vorhin im Excel irgendwie falsche Eingaben oder Einstellungen.
Beim Sterntag wären es nun 86164 Sekunden und 0,00417808°/Sekunde.
Das ergibt nun mit dem Taschenrechner 13713,42mm für den Radius. Also etwas viel
Von daher wäre es wohl besser nur eine Umdrehung pro Minute zu machen wie ihr schon sagtet . Das ergeben dann 228,55mm für den Radius.

Die Idee mit der Zahnstange ist auch gut. Ich hätte aber dazu sagen sollen, dass ich die konstruktion erstmal so einfach wie möglich aufbauen wollte. Die Materialien würde ich auch gerne im Baumarkt kaufen und da gibt es bestimmt keine Zahnstangen?

Ich denke, dass man vielleicht auch das Gewindeprofil etwas in das Holz "einschlagen" könnte mit einem Hammer. Dann sollte die Gewindestange gut greifen können.

 

[Wakl]

Die Idee mit der Zahnstange ist auch gut. Ich hätte aber dazu sagen sollen, dass ich die konstruktion erstmal so einfach wie möglich aufbauen wollte. Die Materialien würde ich auch gerne im Baumarkt kaufen und da gibt es bestimmt keine Zahnstangen?

Zahnriemen und Riemenscheiben gibt es im Modellbauhandel, sollten sich also ohne große Bestellerei besorgen lassen. Liegen üblicherweise im einstelligen Eurobereich.

 

[AEBZ]

Wobei...wenn ich jetzt wieder darüber nachdenke fällt mir ein, dass ich in irgendeiner Bastelkiste noch kleine Riemenscheiben liegen haben müsste aus einem alten Kassettenradio. Vielleicht finde ich die noch. Ich werde aber wahrscheinlich erstmal die Umsetzung so bauen wie es auf den Bild zu sehen ist.

Muss die Kamera dann eigentlich genau über der Drehachse positioniert sein oder ist es nur wichtig, dass sie sich mitdreht?

 

[der_holzwurm]

Wenn Dein Holz kein Massivholz, sondern Multiplex ist, dann wird das funktionieren, mit Gewindestange auf Holzkante. Ggf. der Kante ein Hohlprofil geben, dann hat die Gewindestange mehr Material zum "packen"


meint der_holzwurm


Ich denke, die Kamera solltest Du so montieren, dass der Nodalpunkt mittig auf dem Drehpunkt liegt.

 

[Hoekri]

Das "Holzgewinde" erschien mir als Schwachstelle, aber wenn das der holzwurm so sagt, dann glaube ich das. Sind ja auch nicht so die großen Kräfte, die da wirken.

Die Konstruktion gefällt mir, weil sie relativ einfach nach zu bauen ist

Nodalpunkt kann nicht schaden, aber das halte ich nicht für so kritisch. Wenn die Kamera huckepack aufs Fernrohr geschraubt wird, macht sich auch keiner darüber Gedanken. Da geht es eher um die Gewichtsverteilung. Ich denke, bei der praktisch unendlichen Objektweite hat das keinen großen Einfluss. Wenn ich falsch liege, bitte korrigieren

fG Ralf

 

[der_holzwurm]

Das einzige Problem, was ich sehe ist evt. die Ungeduld und man versucht "mal eben" die multiplexplatte zurückzuschiebne und nicht zu drehen. dann ist natürlich so ein Holzgewinde hin. Auch sollte beim Bau schon sehr präzise das fräsen der Schwenkplatte gemacht werden, Sonst rutscht es durch, da nicht genug Holz in den Gewindegängen ist.

"Krumme" Gewindestangen taugen ebenfalls nix....


...sagt der_holzwurm

 

[Hoekri]

Ein Teufelskreis
Je weiter man die Schwenkplatte einfräst, desto länger muss die Gewindestange sein.

Ich denke, das funktioniert! Auch hier wieder: Probieren geht über studieren. Der Aufwand ist nicht so groß, ich würde erst ein Modell vom Getriebe 1:1 bauen, um Erfahrung zu sammeln. Vielleicht auch erst mal ohne Hohlkehle.

fG Ralf

 

[AEBZ]

Ich habe jetzt nochmal ein neues Modell im CAD-Programm "gebaut". Eure Ideen habe ich natürlich mit eingebunden
Die Drehscheibe hat jetzt eine Rundung nach innen am Rand damit die Gewindestange mehr Material zum Greifen hat. Das werde ich vorher aber erstmal testen. Vielleicht versuche ich auch das Gewindeprofil irgendwie ins Holz reinzudrücken. Danach könnte man vielleicht mit einem Baufön dieses Profil stark erhitzen. Dadurch wird doch das Holz etwas härter und das neu entstandene Gewindeprofil wird verstärkt.
Da ich auch noch einige Kugellager liegen habe, wird die Drehscheibe damit anständig gelagert an der Achse. Als Auflagefläche zwischen Drehscheibe und den anderen schrägen Deckplatte habe ich mir fogendes ausgedacht: In die schräge Platte fräst man z.B. ein Rechteck ca. 4mm tief aus welches möglichst von links nach recht reicht. Dort wird eine zurechtgeschnittene Glasplatte (habe noch altes Fensterglas aus im Garten rumliegen) eingelegt. Auf die Unterseite der Drehscheibe kommen 2-3 Filzgleiter und ein leichtes Gleiten sollte damit ermöglicht sein.
Im 2. Bild hier soll ein Pendel dargestellt sein. Dazu wird auf der Rückseite, welche ca 20cm hoch ist, eine Rinne gefräst. In dieser Rinne hängt das Pendel und auf der Unterseite ist eine Markierung. Nach Augenmaß sollte man das Pendel bzw. das komplette Gerät so aufstellen können, dass das Pendel ziemlich genau auf die Markierung zeigt. Das wäre dann wohl nur eine sehr geringe Abweichung und das ist glaube ich genauer als eine Wasserwaage.
Die Füße sind auf den Bildern noch nicht zu sehen. Da werde ich mal gucken was sich im Baumarkt so finden lässt. Wahrscheinlich nehme ich einfach nur ein Stück Gewindestange und kontere eine Flügelmutter drauf. Die Stange geht dann durch die Grundplatte (hierzu soll eine alte Küchenarbeitsplatte mit ca. 30-40mm Stärke dienen) und wird z.B. mit einer Einschlagmutter in der Grundplatte geführt.

 

[der_holzwurm]

Siewht doch gut aus, doch nun kommt der weitaus schwierigere Teil, das Bauen. Da sollte der Umgang mit dem Handwerkszeug schon sitzen, sonst wird das nix. am PC ist alles einfach, doch wenn man mal eine Przise Bohrung worein machen soll, da sind dann 0,5mm (Bleistiftminenbreite) schon entscheidend.

meint der_holzwurm

 

[AEBZ]

Ja das stimmt, nun ist präzises Arbeiten gefragt
Ich werde aber erst am Mittwoch wieder zu Hause sein wo ich dann anfangen werde mit bauen.
Falls es aber jemand anders auch vorher schon versuchen möchte...ich hätte nichts dagegen

 

[Wakl]

Ich habe den gesamten Thread noch einmal durchgesehen, da steht noch nichts darüber, wie du die Nachführung antreiben willst. Die Kurbeln in den Renderings sind ja nett, werden dich in der Praxis aber nicht ganz glücklich machen.

 

[AEBZ]

Nunja, eigentlich sollte es eine Handkurbel werden. Falls es aber eine bessere möglichst preisgünstige Variante gibt, bin ich für Vorschläge offen. Ich wollte es ja auch erstmal nur testen ob is im Großen und Ganzen fuktionieren würde. Wenn alles soweit klappt, könnte man ja einen Schrittmotor als Antrieb nehmen und ggf. noch eine andere Übersetzung anbringen.

 

[Osnarianer]

da hast in einer Sekunde einen Weg von ca 0.0017mm oder ca. 0.017 Umdrehungen der Gewindeachse pro Sekunde. Zudem jeder kleinste Ruckler an der Montierung extrem stört. Die Wege sind wirklich sehr klein.
Náchtrag: ca 1 UMP pro Minute (1mm Weg)

Im Aquabedarf für Meerwasser gibt es einen Korallenkleber. Eine 2K Knetmasse, die nach einiger Zeit superhart wird. Vielleicht wäre das etwas, das Gewinde im Holz zu stabilisieren.

Ich vermute dennoch, dass es mit dem Gewinde im Holz nicht reichen wird, um die aufkommenden Kräfte auffangen zu können.

 

[Hoekri]

Kurbel finde ich nicht schlecht für den Anfang! Die Bezeichnung "Astrofrust" für derartige Nachführungen sagt ja auch aus, dass man damit nicht nur Spass hat Deshalb ist auch die genaue Berechnung des Radius notwendig- dann kann man an der Kurbel synchron zum Sekundenzeiger einer Uhr drehen. Antrieb mit Motor kann man immer noch nachrüsten