Een spiegeltelescoop is niets meer dan een spiegel en een oculair in de juiste positionering ten opzichten van elkaar. Om die juiste positionering te bereiken zijn mechanische instellingen noodzakelijk zoals scherpstelling en collimatie, het uitlijnen van de optica.
Gewoonlijk worden deze instellingen verzorgt door een aantal aparte mechanieken. Om deze praktisch goed te laten werken zodat de instellingen voorspelbaar werken, elkaar niet beïnvloeden en na het instellen vast blijven staan, moet de gehele constructie een voldoende stijfheid hebben.
Een andere benadering is alle instellingen door 1 mechaniek te laten verzorgen, in dit geval een zogeheten Steward platform. Dit soort moderne’ oplossingen is mogelijk door het inzetten van motoren bestuurd door een computersysteem, een Arduino microcontroller. Het lijkt aantrekkelijk om alles vlot en gemotoriseerd in te kunnen stellen, zodat het beeld al dan niet automatisch en op afstand voortdurend geoptimaliseerd kan worden en stijfheid minder belangrijk wordt.
Dit is gunstig bij grote telescopen, die relatief minder stijf zijn dan kleine, en specifiek voor Dobson (alt-azimuth) monteringen is het praktisch dat het Steward platform ook direct in een rotatie as voorziet.
Persoonlijk vond ik het echter vooral een interessant en elegant idee om eens mee te experimenteren. Er zijn een aantal professionele telescopen gebouwd met deze constructie, echter met beperkt succes. Ook zijn er projecten met deze constructie enkel voor een handmatige collimatie. Hoewel ik later nog eens een grotere privé telescoop wil bouwen besloot ik dit idee nu uit te proberen in een klein experiment.
De spiegel is een wat gehavende surplus 205 mm f/2,5. De camera is een oude, maar behoorlijk gevoelige, C-mount kleuren videocamera CV-S3300 zonder lens. De montering is een EQ6. De niet 3D-geprinte onderdelen zijn van multiplex, de stangen eenvoudig 5/8″ elektra buis van de Gamma.
Het ontwerp is geschetst op papier. Op de schets mat ik ook de onderlinge positie van de kruiskoppelingen op. Deze manier van werken heeft een beperkte nauwkeurigheid, maar de constructie blijkt zo flexibel dat er niets afbreekt als de sturing om enige reden niet helemaal juist is.
De noodzakelijke kruiskoppelingen zijn uitgevoerd als levende scharnieren, 3D-geprint in PLA. Om deze goed te laten werken is het belangrijk de scharnieren voor het printen goed te plaatsen in de printer. Er is er nog geen een gesneuveld. De scharnierpunten van de stangen liggen niet in 1 vlak en komen van twee stangen ook niet in 1 punt samen. Dit is niet optimaal, maar het lijkt geen probleem te geven. Aan de onderzijde zijn zij hetzelfde, maar groter opdat de motor in het midden past.
Voor de motoren koos ik goedkope stappenmotoren met vertraging type 28-BYJ-48. Deze zijn eigenlijk ongeschikt. Zo is er in alle richtingen een aanzienlijke speling op de as. Ook zijn ze erg traag. Dat is voor het gebruik geen probleem, maar onhandig bij het ontwikkelen. Toch heb ik het project hiermee doorgezet, het ging er immers niet om de beste telescoop ooit te maken maar om te zien of ik het geheel werkend kan krijgen.
Op de as van de motoren is een stuk M5 schroefdraad bevestigd, dat in de PVC buis loopt in twee M5 moeren waar door de 3D geprinte houder de speling uit gedrukt wordt. Dit idee werkt keurig, jammer dat de motor zelf zo veel speling heeft…
De sturing wordt verzorgd door een Arduino Mega met drie ULN2803 darlington array’s. Omdat ik geen Arduino code kon vinden welke geschikt was voor een Steward platform met lineaire actuators heb ik zelf iets geschreven.
Feitelijk hoeft men slechts 1/6 deel van de code te bedenken, de rest is copy-paste met enige verwisselingen. De user interface bestaat uit een kleine joystick en drie leds.
De onderkant van de telescoop met o.a. de Arduino.
De eerste resultaten zijn bemoedigend, het lukt vlot om de kerktoren en later enige sterren in focus te krijgen. De kijker goed collimeren lukte echter nog niet.
Boven de top van de kerktoren in de schemering, onder enige sterren met veel coma op de monitor.
Het blijkt lastig het platform in het donker goed te bedienen omdat dan niet zichtbaar is hoe het beweegt. Ook laat de code nu enkel het maken van stappen toe: groot, medium of klein, wat niet handig werkt. Er is dus nog genoeg te verbeteren 🙂
Voor wie geïnteresseerd is verzamelde ik de gebruikte 3D-ontwerpen en de Arduino code in een ZIP: