自製離軸導星器

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自製離軸導星器

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社長 » 2012-01-09, 13:02

這是一個無奈出現的工作,主要用於我的西藏天文台。

自11月初到西藏組裝天文台回來,便陸續出現大大小小的各樣問題,導星、相機、圓頂、追蹤全部都是,亦即問題出現在天文攝影的每一部份。唯一已全面解決的,是Boltwood Cloud Sensor、全天魚眼、調焦系統。似乎老天爺給了我最基本的天文台保護,至少能看清天氣狀況,圓頂天窗能正常關上,能調好焦辛苦拍張照片,但又展現出種種問題要我解決。若非有其他更重要的事情在港,我12月已再次前往解決了。現暫定春節期間前往,適值廿四節氣的大寒,而目前看見的問題有一部份跟日夜巨大溫差有關,可以想像若這期間能根治問題,全年裡其他時間都不會有事了。

viewtopic.php?f=12&t=1188&start=220#p12966

上述提到的各項問題,除了導星外,已有全面解方案。導星的情況比較複雜,至今未有很清晰的問題根源,甚至按固有的經驗,可以說是有點老貓燒鬚。

可以想想:

- 我的Paramount ME以203APO的1420mm盲跟的話,三五分鐘曝光拍50張以上也不會有一張拉線。若啟動PEC及Protrack後,3000至4000mm盲跟3分鐘是沒有問題的,David Levy、鹿林天文台、香港一些M16及C14以及國外眾多愛好者的都這樣。

- 因為目前105/650APO是架在Skywatcher 300 f5牛反上,我明白那對牛反抱箍強度本身不為應付這樣的架設而造,肯定會有一些剛性問題,但按理引入T Point很多個Terms及啟用Protrack後應能把問題解決,但實際情況郤不然。

- 追蹤出現嚴重拉線,以赤緯+30度左右出現,越近北天極越明顯。是否啟用導星、PEC、Protrack均無明顯分別,那已排除了極軸不準的問題,實際上現時T Point模型也測定極軸精確度極高

- 導星鏡是固定在105/650APO的抱箍上的一片厚鋁板上,比我裝LVI的導星鏡要穏固得多,按理也排除了105/65APO跟300牛反之間連接剛性問題造成的導星拉線,除非目前的問題不是兩鏡之間的縱向及徑向偏移,而是圍繞極軸的旋轉偏移 :?

之後引述過雍正皇朝一句說話,西部用兵,打的是錢糧,打的是後方,現在深有感受。為了此行要把問題一併解決,以便回來後集中精力開始600 f3.5牛反的工作,及本年的各種海外行程,唯有採用多一個後備方案,包括造一個加固支架,直接把105/650APO連到Paramount上,那盲跟650mm半小時也不是問題了。另外我會帶備SBIG專為STi而設的小型導星鏡,因為也不排除整個問題根源自我自製的導星鏡造工不足,最後一個方案是為於現時的TMB 3.5"平場鏡接環上加入離軸導星裝置。

見下圖,這個接環我一直擱著沒用,因為我用的是5D Mark II,全片幅相機用T2接環會有暗角問題,所以我一直採用自製可調接環,可照顧因LPS濾鏡等時造成的後焦點問題,也改用Borg的大通光孔徑相機接環,拍出來的照片不做平場也沒有暗角,唯一的擋光反而是來自Canon單反的反光板 :?

viewtopic.php?f=17&t=371

viewtopic.php?f=17&t=442

現在因為西藏用的是4/3片幅的ST8300M,在本身為6x7片幅設計的TMB 3.5"平場鏡那全照明像場達70多毫米直徑下,8300晶片受光面積外有足夠空間放置一片短邊20x20mm菱鏡,計及所需後焦點,f5或以上的攝星鏡光學系統,能夠讓STi的導星晶片接收到物鏡而來的全部光線。按早前測試,以受光不足的TS薄身離軸導星器,配合f7.5光系統及香港這種透明度下,STi也能在4秒曝光下輕易找到導星,而我在西藏避免採用太短的曝光時間,以免Guide on seeing,一般是用5秒曝光的,所以找導星絶對不成問題 (導星器是在相機濾鏡前,所以是Guide in front of filter),若用CCDSoft甚至好些時候因為導星太多而導致Calibration出現問題。

viewtopic.php?f=23&t=1348&start=20#p12688

目前基本東西已齊備,要做的工作就是在接環上開個孔,然後車/銑一個支架裝上可讓STi調焦點及角度。設計並不複雜,加工很簡單,稍後上圖及報告西藏實際表現。要強調的是,若望遠鏡本身支撐夠穏,Paramount ME本身已可接直跟蹤彗星及人造衛星,是用不上導星的,否則若有一套像我現時的小導星鏡,直接以彗核導星便可以,這是離軸導星器的唯一盲點,我亦知道這只是臨時設備,有些實際存的問題,最終還是要解決的。
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Re: 自製離軸導星器

文章社長 » 2012-01-16, 14:51

初步造了兩個接環及套筒,一個有Helical調焦筒,另一個用另外方法連接STi。明天電鍍,之後裝好菱鏡便可以拿去西藏測試。

建立遠程天文台就是這樣,永遠要做好後備方案,11月時前往西藏組建天文台,因為中間涉及不少遙控系統,以防萬一我不同的線種及縲絲都帶多了兩倍後備,但個別東西最後還是不夠。
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Re: 自製離軸導星器

文章universe24 » 2012-01-16, 15:41

社长要注意焦距问题,就这样看上去,菱镜到STi的距离似乎跟接环到相机的距离一样,但实际是否如此呢?
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Re: 自製離軸導星器

文章社長 » 2012-01-16, 15:50

universe24 寫:社长要注意焦距问题,就这样看上去,菱镜到STi的距离似乎跟接环到相机的距离一样,但实际是否如此呢?


yes, 都是75mm,另外預留+/-5mm及+/-10mm調節距離,足夠有餘了。
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Re: 自製離軸導星器

文章社長 » 2012-01-18, 22:33

電鍍完成,效果比想像中好,固定好菱鏡,做些消光處理便可以測試了。若一切順利,下週西藏開光。
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Re: 自製離軸導星器

文章社長 » 2012-01-19, 00:37

組裝起來,中央的大通光孔是T2接環的接徑,約37mm,足夠讓ST8300M的4/3片幅享受100%照明度,外側的20mm菱鏡亦能接收充足光量,75mm後焦點及STi晶片的6mm對角線,能容下f5.35或以下光圈物鏡而來的100%光量,就算預留一些機械誤差,配合105/650 APO會很容易找到導星。
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Re: 自製離軸導星器

文章mwtse » 2012-01-19, 06:19

稜鏡用甚麼方法固定?
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Re: 自製離軸導星器

文章社長 » 2012-01-19, 08:10

Epoxy,我用的叫"Rapid Steel"的那種,在菱鏡四角點了四點便可以,本來想兩側用縲絲固定,但看來不必了。
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Re: 自製離軸導星器

文章mwtse » 2012-01-21, 14:48

社長 寫:Epoxy,我用的叫"Rapid Steel"的那種,在菱鏡四角點了四點便可以,本來想兩側用縲絲固定,但看來不必了。

日夜溫差那麼大,有沒有問題?
mwtse
 
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Re: 自製離軸導星器

文章社長 » 2012-01-21, 15:02

這個問題我想過,但看到包裝上寫著可工作至零下六十度,我唯一担心的是那種溫差問題。

但也想澄清一點,現時看到的溫差是室外氣象儀的紀錄,那圓頂會直接感受到,但沒有日光直接照射的望遠鏡及赤道儀,實際上屬於陰影區,日間高溫其實沒有那麼高,在西藏這種環境,就算是白天的20度,你仍要穿羽絨,對著太陽那面因為輻射關係可能是20度,但背著太陽的一面,可能只有10度。我們試過在阿里建台時,把溫度計置在雙層玻璃之間,量得的輻射溫度是60度  :shock:

另外晚間的低溫,台內也可能略高丁點。

我已作了最壞打算,因為菱鏡在四角上點了混合膠固定,就算另外三個斷掉,剩下一個固定點也不影響,若全部斷掉,就會留在平場鏡及相機濾鏡之間,若動作不快的話應不至於造成傷害,但因為導星器會找不到星,我馬上就會知道,可以派人做補救措施。

或許用兩個L型架固架夾著菱鏡會好些,但我時間不夠,又有點懶... 或許下次入藏才搞吧 :oops:

沒辦法,在天涯海角建台,總要經歷一些挫折,也從中累積一些經驗。
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Re: 自製離軸導星器

文章社長 » 2012-06-05, 01:14

現人在西藏:

viewtopic.php?f=13&t=3059

今晚怱忙地裝上所有東西,試拍開光照,首先測試的,是證明自製離軸導工作正常,在滿月晚上,離開拍攝天區不足60度,曝光5秒一定可以找到十顆八顆導星,有些甚至過曝。若某些天區可導星特別少,大不了延長曝光至10秒,以派拉蒙赤道儀的精度及穏定性來說,這修正頻率足夠了。

這個拖拉了半年的自製配件,總算測試成功,本計劃滿結束:

viewtopic.php?f=29&t=2884#p19896

註:下圖沒做暗場,所以有些訊點,正常導星時會有自動暗場,導暗星的靈敏度會高些,這也是SBIG STi的機械快問優勢。
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Re: 自製離軸導星器

文章社長 » 2012-06-05, 07:09

另外也說明一點,造了這個離軸導星裝置,我便把對SBIG唯一放不下的功能:內置雙晶片導星,都取代了。

因為我的菱鏡是濾鏡前採光,而經昨晚的測試,亦是SBIG指出,不用太執著STi的焦準,我發現來回0.1mm其實並無影響,亦即相機因為用上不同濾鏡而焦準發生變化要重新調焦時,濾鏡前的STi因而失焦丁點也沒影響,況且我的105在不同濾鏡下並沒有這麼大的焦距差。
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Re: 自製離軸導星器

文章社長 » 2012-06-09, 02:39

現正在西藏進行最後測試,單張30分鐘曝光,實證比旁軸導星鏡好。

- 全圖20%出圖

- 局部裁切100%出圖

viewtopic.php?f=29&t=2884#p19966

亦測試了不同濾鏡極端焦距差的情況下,導星鏡仍能在常規的5秒曝光中視場內有十顆八顆導星 - 包括低至仰角20度天區。按Alan Holmes的文章指出,STi可以配合f3.5光圈導星鏡,在1秒曝光下有百份之90多的機會找到導星,由於離軸導星器受制於攝星鏡本身光圈(除非像OAG-8300那樣加減焦鏡),而採光菱鏡又或多或少限制了入射光量,所以在f6.2光圈的APM 105 APO下,能於5秒曝光找到這麼多導星,這離軸導星器性能達標了。

當然幕後功臣是那個成像圈達80mm的TMB 3.5"平場鏡,否則對某些攝星鏡來說,大過APS片幅已修正度不足及失光明顯,及像場邊緣星點變型,能否用上36x36mm片幅的FLI Proline 16803都成疑問,更不要說在不影響16803的受光入射光錐外置一個20x20mm的採光菱鏡,同時又有合理修正度提供結實星像讓導星器工作。

再次,一台極級目視折射鏡,只要加上合適的平場鏡,便可化身為優秀的攝星鏡,認為攝星鏡效果更佳的,應拿出更好的實證。
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Re: 自製離軸導星器

文章社長 » 2012-12-10, 13:03

貼張照片總結一下,以下是今早臨天亮時這個裝置拍的一張照片,可見STi像場內隨時有數十顆導星可供選擇,6月投入運作、月季結束後拍了近千小時照片,有滿月或無月的晚上,也覆蓋了不同天區及仰角,至今從來沒有試過找不到導星,也每次平均有一二十顆以上的導星可供選擇,因為是在濾鏡前導星,總受到折射攝星鏡調焦的影響,但全部情況,包括零上十多度至零下近20度,導星形態仍在完美工作範圍內,現時曝光時間一般以30分鐘為限,但最長試過用單幀1小時曝光也沒問題。

所以這個離軸導星鏡可算是測試圓滿結束,連同現時的西藏魚眼鏡,我個人看是天文DIY的兩個良好例子:

viewtopic.php?f=20&t=1389&start=120#p21083

從我個人用的器材看:APM 203APO、Paramount MX、Paramount ME、FLI Proline 16803、西藏天文台,我對器材的要求水平是不會如何妥協的,但我也不會浪費無謂的金錢及追逐品牌虛榮,始終天文觀測攝影還是要看實效的。我在導星這事上以很簡單直觀的方法便能實踐起來,注意這個離軸導星器並沒有什麼Rotator,因為這種設計最穏固,我很清楚知道,根本不愁找不到導星。

導星一如拍天文攝影一樣,只是其中一個十分重要,但同時也是不需要小事化大的環節,但很多愛好者把這事無限放大,用三數年時間,花上大筆金錢換三五款赤道儀及導星器,才把本來十來分鐘便解決的事情拖長來處理。的確無論是LVI或STi,其實當時我用Common Sense去看看已知道這是好東西,其長處及限制在哪裡,到手後花十來分鐘便能用起來,之後為兩者開發的專用導星鏡及離軸導星器,也恰如其份的立下不少汗馬功勞。

剛剛一個多星期有4位為購買LVI及STi第一次上來火炭工作室的愛好者,都是互不相識有本地人有華僑有英國人,我也特別說明現時有LVI、STi、SG4、Synguider四款導星器現貨,但極力推薦不是最貴,但肯定最好用的LVI或STi,他們都瞭解我的觀點,並憑自己的智慧選了前兩者,訂了LVI專用導星鏡的要等下週下一批出來後才可取貨。
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Re: 自製離軸導星器

文章社長 » 2013-01-26, 08:12

踏入一月份晚上不時跌至負20度水平,但視寧度還是不錯的,只是站上的SBIG Seeing Monitor送修未有準確數據佐證。

以STi的7.4um像素配合主鏡的650mm焦距,導星曲線的約0.15 RMS表現,換算出來就是0.3“多。

為免Guide on seeing,我向來把導星器的曝光時間設定在5秒,後來為節省每張照片的前期成本,縮短至3秒。

這個用了才數百元自製出來的離軸導星器,試過月前拍C2012 S1時單張曝光1小時導出來的照片星點還是一樣精確,我很滿意 :mrgreen:
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Re: 自製離軸導星器

文章funoooo » 2013-01-29, 16:11

想問一下自制離軸導星器要多少錢?
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Re: 自製離軸導星器

文章社長 » 2013-01-29, 17:02

我的通光徑有3"以上,用於16803,已有相機及望遠鏡平場連接功能,有沒有機械剛性問題,按市場定律,比市場上類近功能但性能較差的產品要貴:

http://www.astrodon.com/www.astrodon.co ... is_guider/

我相信可以賣千多美元。
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Re: 自製離軸導星器

文章社長 » 2013-12-11, 12:42

去年中換了FLI Proline 16803相機及Centerline濾鏡盤,總重逾5公斤,單張曝光1小時仍精確無誤:

viewtopic.php?f=29&t=2884&p=24219#p24219
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M 31-L-3600S-20131202-143749_c c1.JPG
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兩個天文台 - 白鷺湖天文台、西藏自動化天文觀測站
主鏡 - Officina Stellare 500 口徑f3.8 RiFast攝星儀、APM/TMB 254 f9 APO、SkyWatcher Dob 18、305 f8.5 牛頓鏡、Paramount ME 赤道儀
配件 - 2 full sets of Supermonocentrics、Baader Mark V Binoviewer、Ethos、Canon 5D Mark II Mod、FLI Proline 16803冷凍相機、Mercedes SUV
星河科研社 http://www.astro.hk 電郵 saviofong@astro.hk
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Re: 自製離軸導星器

文章universe24 » 2013-12-11, 17:31

好样的! :o :shock: :?
可以省下拍摄很多张数,浪费储存空间的麻烦了。

单张一小时,星空背景光是否已经离开了CCD的噪讯床?

P.S: 我要自制的离轴导星,到现在都还未实行呢。 :oops:
45度反射镜都已买了好一段时间...。
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Re: 自製離軸導星器

文章社長 » 2013-12-11, 19:17

你看吧,原圖未做 Screen Stretch 的,histogram 還是靠左,所以在西藏拍星很吃力的,人家單張3分鐘已過曝,我拍單張1小時才僅僅開始 :cry:

我倒不是想省硬盤,反正一年下來就是一個3T硬盤,也沒多少錢。
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