Uurwerken op de Sterrewacht

Op de Sterrewacht zijn drie publieke nevenuurwerken aanwezig welke werken op een impulsgever of 50 Hz generator. Deze lopen nu niet goed op tijd en zijn lastig bij te stellen. Daarom was het tijd voor een onderzoekje om uit te zoeken wat hier aan de hand is.

Hiertoe werd de afgelopen weken bij iedere gelegenheid een foto genomen, welke vandaag afgelezen en nabewerkt werden in een spreadsheet. Alle tijdstippen zijn ten opzichte van die van de tijdstempels op de foto’s uit de telefoon, dat is CET. Hier wordt enkel de gang van de klokken bekeken, niet de absolute afwijking.

In de hal

De 24-uurs 50 Hz nevenuurwerken in de hal; links UTC, rechts Sterrentijd

De klokken in de hal wijzen niet de juiste tijd aan en de wijzers zitten niet goed op de as, zodat er “onzin” aangegeven wordt. De wijzers werden afgelezen naar de voorgaande streep, waarna in de spreadsheet gecorrigeerd werd voor de wijzer offsets. Hierbij werd de offset voor alle afgelezen tijden gelijk, en zo ingesteld dat het gemeten tijdverschil, de afwijking, geen hele uren of minuten versprong. Dit kan hier omdat de gang onderzocht werd, niet de absolute afwijking welke zich betrekkelijk eenvoudig laat corrigeren door de klok gelijk te zetten.

UTC klok

Als eerste de UTC klok. De gekozen offset van de minutenwijzer was hier 38 m, die van de secondenwijzer 4 s. Er zijn nog steeds sprongen van 1 m zichtbaar welke niet weg te werken waren met offsets, een wild idee is dat dit veroorzaakt wordt door speling van de wijzers. Conclusie: Dit uurwerk loopt goed.

Sterrentijd klok

De sterrentijdklok geeft een ander beeld, hij loopt inderdaad op Sterretijd en dus ongeveer vier minuten per dag sneller dan de referentietijd ! Dit geeft de dalende trend. Wijzer offsets waren: 24m, 0s. Uitdaging was hier dat de spreadsheet afhankelijk van het moment van aflezen soms een negatief tijdverschil gaf, hetgeen opgelost werd door er in die gevallen een dag bij op te tellen. Conclusie: Ook deze klok loopt goed. hij schijnt mechanisch gekoppeld te zijn met de UTC klok, ik ben nieuwsgierig hoe dit werkt.

De buitenklok

De klok boven de hoofsingang van de Oude Sterrewacht in Leiden.

De wijzers op deze klok zitten goed op de as, hetgeen de nabewerking van de data vereenvoudigde. Er zijn wat minder metingen over een langere periode:

Deze klok lijkt op basis hiervan onregelmatig te lopen. Dit wijst op een defect van de (DCF-) impulsgever. Bij een mechanisch defect van het nevenuurwerk zou de verwachting zijn dat er pulsen gemist worden waardoor de klok enkel steeds verder achter gaat lopen.

Batterij spanning vs temperatuur

Experiment. Een meting van de onbelaste spanning van vier AAA batterijtjes van onbekende ladingstoestand bij verschillende temperaturen laat een klein maar omgekeerd evenredig effect zien. Bij legere batterijen is dit sterker als bij volle.

Dat dit omgekeerd evenredig zou zijn had ik niet verwacht. Batterijen presteren in het algemeen beter bij hogere temperaturen 🙂

Spanningen bij 17,5 graden waren: Philips 1,580 V, Sony 1,469 V, Gamma 1,339 V, Albert Heijn 1,601 V.

Push to declinatie

Links de encoder, bovenop de Arduino, rechts de ledjes. De declinatie-as loopt horizontaal.

Bij de WLS zijn wij bezig een goto systeem te maken op een wat grotere telescoop, de Zunderman. Het blijkt echter een uitdaging om een motor op de decinatieas te installeren.

Daarom maakte ik als experiment een push-to oplossing. Een 10-bits encoder bepaald de positie van de as. Een Arduino leest deze uit, en vergelijkt hem met de positie zoals deze opgegeven wordt door de sturing. De signalen uit de sturing zijn die welke de stappenmotor aan zouden sturen.

Het resultaat van deze vergelijking wordt getoond op vijf serieël aanstuurbare leds. Men moet de as met de hand zo bewegen dat de middelste led groen oplicht. De resolutie is met 21 boogminuten niet geweldig, maar dan is men behoorlijk in de buurt van de gezochte positie.

Richtingsgevoeligheid SQM

Dit weekeinde in een kleine geïmproviseerde opstelling de richtingsgevoeligheid van een Unihedron Sky Quality Meter proberen te meten. Een SQM is een instrument om te meten hoe donker de hemel ’s nachts is. Dit in verband met een groter project, waarover binnenkort meer.

De gemeten helderheid van de nachthemel is in de eenheid “magnitudes per vierkante boogseconde”. Na omrekenen naar een (soort) intensiteit lijkt het resultaat niet zo gek. De meter heeft niet veel last van strooilicht buiten zijn as, welke op het zenit gericht zal worden.

Dit is nuttig om te weten voordat hij een plekje krijgt.

Spreadsheet with measurements

Naturalis

Gisteren naar het nieuwe Naturalis geweest, een ruim jaar na mijn bezoek aan de bouwplaats op de Dag van de Bouw.
Het nieuwe gebouw is prachtig, de vele dode gewervelde dieren ook, maar voor een ‘Biodiversity center’ is er in het museum weinig aandacht voor lagere dieren en voor planten.

Pt100 meetbrug

Onlangs kreeg ik van iemand een fraaie oude glazen driedraads Pt100 sensor cadeau. Hier had ik geen uitlezing voor, wat een goede aanleiding was om er een klein meetbrugje rond een tienslags Helipot voor te maken.
Referentie zijn 1% weerstanden op een plugin, bereik is nu 0-100 graden C, bij een resolutie van 0,1 graden C. Versterker voor de nuldetector is een CA3140 opamp.

Het is soms erg leuk iets eenvoudigs te maken op de oude manier en te ervaren hoe goed dat werkt 🙂 En dit is natuurlijk een uitgelezen excuus om toch eens naar calibratie van thermometers te gaan kijken..

IJKbasis Loenermark

Deze zomervakantie de monumentale IJkbasis op de Veluwe bezocht.
Deze werd gebruikt als referentie voor geografische afstandsmetingen. De twee belangrijkste merktekens, op een afstand van ongeveer 576,09286m, bevinden zich op apart gefundeerde betonnen pijlers in kelders onder de grond.
Een mooie combinatie van natuur en (meet-) techniek 🙂

Kettingreparatie

Alweer mechanica op de Sterrewacht, wat na een week vooral computerwerk gedaan te hebben ook wel lekker is.
Er was een antieke ketting kapot van de koepel van de zesduims. Deze hebben we voorlopig gerepareerd met wat gemodificeerde M4 boutjes.
Het is fijn om op de Makerspace snel kleine dingen te kunnen maken voor de Sterrewacht 🙂
Een nieuwe metrische(!) ketting met steek 15mm, binnen breedte 12mm en roldiameter 5mm, wordt nog lastig zo lijkt het.