Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Maussensor - Auflösung auf 300000 DPI erhöhen?
Hallo Leute,
ich brauche einen Encoder mit einer Auflösung von 7.2 Millionen Schritten pro Umdrehung. Es soll der Winkel einer Scheibe mit 20cm Durchmesser auf 0.00005° genau gemessen werden, und ich dachte daran das mit einem Maussensor zu machen (je näher am Rand der Scheibe desto genauer wird die Sache). Wenn ich mich nicht verrechnet habe bräuchte der aber eine Auflösung von satten 300000 DPI.
Theoretisch sollte sich das ja erreichen lassen, wenn man die Originaloptik eines 1600DPI Sensors durch eine mit einer 187,5x höheren Vergrößerung ersetzt, richtig? Stellt sich nur die Frage ob das dann noch vernünftig funktioniert.
Naja, vieleicht habt ihr ja noch bessere Vorschläge
(Getriebe wollte ich vermeiden, da durch den Encoder bereits vorhandenes Getriebespiel ausgeglichen werden soll)
Gruß,
Felix
Die Zahlen stimmen ja soweit, nur die Auflösung auf dem Umfang wäre 87nm. Das wird mit direkter optischer Abtastung nicht mehr gehen.
Manfred
autsch, daran hatte ich nicht gedacht...
irgendwelche Vorschläge wie man so kleine Winkel sonst noch messen könnte?
(notfalls reichen auch 0.0001°)
Ich glaube auch mit nem Gertriebe wird das nur sehr schwer gehen weil immer ein wenig Toleranz drin ist (weit über 0.00005°) und sich der Eingang des Getreibes wegen der hohen Übersetzung nur schwer drehen läßt.
Babbage
Wenn das Rad etwas größer wäre dann könnte man vielleicht den Abstand auf 1mm hochbringen.
Aber wer will schon 7Millionen Striche machen.
Ich entschuldige mich für den 2. Teil meines Postings aber die Sache ist meines Erachtens nicht mit herkömmlichen Mitteln zu erreichen.
Selbst gute Drehwinkelsensoren schaffen es kaum unter 0,1%
Ich habe gerade bei den Leica Geosystems nachgesehen, die guten industiellen Theodolithen schaffen eine "Auflösung" von 0,00001°.
Mal sehen, wie die das machen. http://www.leica-geosystems.com/corporate/en/ndef/lgs_808.htm
Manfred
http://de.wikipedia.org/wiki/Theodolit
Je nach Messgenauigkeit und Einsatz unterscheidet man Bautheodolit (ca. ±10"), Tachymeter (incl. Entfernungsmessung), Präzisions- oder Sekundentheodolit (±1", für Ingenieurgeodäsie) und Universal (±0.1", für Astrogeodäsie).
Christian H
31.07.2006, 18:53
Hallo,
vielleicht könntest Du ein CD, evtl. DVD - Laufwerk ausschlachten. Ich könnte mir vorstellen, dass man mit der darin enthaltenen Optik und einer dicht beschriebenen (0101010101) CD oder DVD geeignete Impulse bei minimalen Winkeländerungen ableiten kann. Genaueres kann ich dazu natürlich nicht sagen (Schreibdichte, Sektoren auf DVD ?). Das Hauptproblem wird wohl die hierfür erforderliche extrem stabile Lagerung der Komponenten sein.
Grüsse
Christian
Christian H
31.07.2006, 19:13
Kurze Eränzung zu DVDs als Drehencoder
DVD >< 100 cm^2 Fläche == 5 Gbyte == 4 * 10 ^10 Bits
d.h. 4 x 10^6 Bit etwa auf 1 mm^2
d.h. 2 Bit sind etwa 1um lang.
Bei fast 40 cm Umfang ergibt das eine Auflösung von 800000.
Wozu um Himmels Willen braucht jemand eine solche Wineklauflösung ????
Grüsse
Christian H
31.07.2006, 19:30
By the way,
wie wär´s mit ner Festplatte. 250 GByte. Wie viele Platten sind eigentlich in einer solchen Festplatte enhalten? Eine deutlich höhere Datendichte liegt aber sicher vor. Höhere Auflösung um Faktor 5 sollte drin sein. Ob bei niedrigen Umdrehungszahlen überhaupt ausreichend Spannung im Lesekopf induziert wird, um ein vernünftiges Signal zu erhalten, ist allerdings meeeehr als fraglich.
Grüsse
Hmm, gehen wir die Sache mal von der anderen Seite an...
die Idee mit der CD/DVD oder Festplatte ist zwar ganz nett, aber das ganze soll sich ja auch halbwegs einfach realisieren lassen.
Also bleiben wir erstmal beim Maussensor mit seinen z.B. 1600 DPI
Ich denke wir sind uns einig daß man diese Auflösung mit Hilfe einer modifizierten Optik (höhere Vergrößerung) deutlich erhöhen kann, die Frage ist nur wie weit.
Bis zu welcher Vergrößerung arbeitet der Sensor noch zuverlässig?
Da ich keinen habe kann ich es nicht ausprobieren, aber vielleicht lässt sich das ja auch rechnerisch abschätzen?
Wozu um Himmels Willen braucht jemand eine solche Wineklauflösung ????Das... verrate ich euch wenn ich abschätzen kann ob es funktioniert oder nicht ;)
Ich hab vorhin gescherzt:
wer wer will schon 7Millionen Striche machen.
Das war zwar auch ein Gag hatte aber auch einen Hintergrund.
Selbst wenn Du ne Spitzenoptik hast, Du mußt auch die Markierung irgendwie aufbringen, die liegt unterhalb des my-Bereichs.
Christian H
01.08.2006, 08:17
Hallo,
aus o.g. Gründen - 7 Millionen Striche - würde ich sage, die einizge Chance o.g. Winkelmessung überhaupt zu realisieren ist die Verwendung bzw. Umbau eines CD oder DVD Laufwerks. Wenn wirklich die Winkel derart genau gemessen werden sollen, dann kann man nicht irgendeine Oberfläche mit einem Maussensor abtasten. Das Raster der abgetasteten Oberfläche bestimmt die Genauigkeit der Winkelauflösung. Und Abändern einer Mausoptik ist sicher komplizierter als die Verwendung einer fertigen CD-Optik.
Urige Fragen erfordern unkonventionelle Antworten.
Grüsse
@Christian H
Hört sich auf den ersten Blick echt gut an die Idee.
Aber die Realisierung stelle ich mir echt schwierig vor. Ich hab keine Ahnung wie der Motor und die Leseköpfe angesteuert werden. Du mußt Hard- und Softwaremäßig an die Treiber rankommen.
Ich glaub nicht das HP oder IBM so gerne und bereitwillig alle Infos mal rübermailt.
Und selbst wenn wärs saumäßig viel Arbeit.
Außer man interessiert sich sehr für das Thema und hat Zeit. Aber die Erfolgschancen sehe ich nicht hoch an.
Babbage
Einige Grundlagen über CDs gibt es auch hier:
http://www.ee.washington.edu/conselec/CE/kuhn/cdaudio/95x6.htm
A. Size and overall construction
B. Making the disk
C. Reading the pits
D. The optical train -- three beam pick-up
E. Three beam autofocus
F. Three beam tracking
...
http://electronics.howstuffworks.com/cd.htm
Das Prinzip der optischen Maus beruht auf der Unregelmäßigkeit der Oberfläche beispielsweise von weißem Papier ohne regelmäßige Markierungen. Damit können recht kleine relative Bewegungen erkannt werden. Beim Wiederfinden einer absoluten Position gibt es aber größere Abweichungen.
Ein Getriebe (vorgespannt) wird die Aufgabe wohl am besten erfüllen können.
Manfred
Getriebe:
Es soll mit 0.00005° Grad Genauigkeit gemessen werden.
Es soll eine Übersetzung von 1 : x haben. Damit multipliziert sich auch ein etwaiger Fehler um x.
Des weiteren dreht der Ausgang des Gertiebes mit der x-fachen Geschwindigkeit. Massenträgheit spielt da schon eine große Rollle.
Jedes Gramm am Ausgang brauch x Gramm am Eingang.
Falls es wirklich eine Scheibe von 20cm geben soll mit einer Übersetzung von 1/187 was soll dann die Scheibe wiegen.
Angenommen 100 Gramm. Dann muß man am Eingang drehen als ob dort direkt eine Scheibe von 18,7kg dran hängt.
Das heißt das Getriebe muß nicht nur superleicht und supergenau sondern auch noch superstabil sein und darf sich um weniger als 0.00005° verdrehen.
Kennt jemand ein Getriebe mit solchen Anforderungen?
Ich würde so ein Getriebe für ein paar 100tausend Dollar der NASO oder der Bergbauindustie verkaufen.
Christian H
01.08.2006, 10:45
Hallo,
ich würde mir einen alten CD-Player für Audio-CDs besorgen. Aufschrauben und gucken ob beim Abspielen irgendwo in der Nähe des Lasers oder auf der Platine eine Impulsfolge zwischen Masse und einer Leiterbahn abgenommen werden kann. Evtl. mit Oszilloskop oder einem PC (Oszilloskop - Software gibts als Freeware. Aufpassen! Eingang über Kondesator und hochohmigen Widerstand anschließen, um die Audiokarte nicht zu beschädigen).
Motor abklemmen. Und versuchen bei Bewegung der CD Impulse abzunehmen.
So würde ich´s versuchen. Große Ahnung von CD-Player hab ich nicht. Aber bei derart hohen Ansprüchen an Genauigkeit, denke ich, kommt man um einiges experimentieren nicht herum.
Mit dem CD-Player hättest Du bereits eine gute Mechanik mit exakter Positionierung des Lasers. Vielleicht wäre die Mechanik ja in Deinem Projekt weitgehend zu verwenden.
Viel Erfolg
Falls es wirklich eine Scheibe von 20cm geben soll mit einer Übersetzung von 1/187 was soll dann die Scheibe wiegen.
Angenommen 100 Gramm.
Das heißt das Getriebe muß nicht nur superleicht und supergenau sondern auch noch superstabil sein und darf sich um weniger als 0.00005° verdrehen.
Kennt jemand ein Getriebe mit solchen Anforderungen?
Ich würde so ein Getriebe für ein paar 100tausend Dollar der NASO oder der Bergbauindustie verkaufen.
Eine Messscheibe muss nicht 100g wiegen, - der Antrieb kann ggf. auch von der anderen Seite des Getriebes erfolgen.
Ein Theodolith (bereits erwähnt) erfüllt in etwa Anfoderungen der je nach Ausführung mehr oder weniger gut, für weniger als 100.000 $ (s. auch e.bay).
So betrachtet ist es lösbar und vielfach gelöst.
Über den effizientesten Weg kann man ja diskutieren.
Manfred
Also ein CD-Laufwerk zu verwenden halte ich wie gesagt für zu kompliziert.
Es ist wesentlich leichter einen Maussensor mit 1-2 zusätzlichen Linsen auszustatten,
als herauszufinden wie man die Optik eines CD-Laufwerks ansteuern muss.
Die Vergrößerung zu verdoppeln sollte überhaupt kein Problem sein,
und wahrscheinlich kann man sogar wesentlich höher gehen (5x z.B.).
Hauptsache die Oberfläche hat Details in dieser Größenordnung, die der Sensor erkennen kann.
Aber gehen wir mal etwas weiter ins Detail...
die besagte Scheibe ist eine von zweien, die gemeinsam ein Gewicht von etwa 9kg tragen und am Umfang auf Teflon gelagert sind. Dieses "Gewicht" ist ein 1150mm langes Stahlrohr mit 230mm Durchmesser, welches im wesentlichen nur zwei Spiegel enthält. (kurz gesagt: ein Teleskop) Eine dieser Scheiben soll nun mit einem Motor angetrieben werden, wobei es möglich sein soll das Teleskop mit einer Genauigkeit von weniger als einer Bogensekunde zu positionieren. Bzw. eigentlich muss nicht die Positionierung so exakt sein sondern die Nachführung, also wenn erstmal das gewünschte Objekt angepeilt ist muss es so gut es irgendwie geht in der Bildmitte gehalten werden. Ich könnte natürlich einen hoch untersetzten Schrittmotor verwenden und mir den Encoder sparen, oder ich verwende einen Gleichstrommotor und bringe den Encoder vor dem Getriebe an, aber dann habe ich ja auf dem Weg zum Teleskop noch sämtliche Ungenauigkeiten der Mechanik mit drin. Wäre es aber möglich die Position direkt am Teleskop mit einer hohen Genauigkeit zu erfassen, könnte ich die Fehler der Mechanik ganz leicht korrigieren.
Vielleicht wäre auch eine Kombination sinnvoll...
also ein Motor mit 2 Encodern (einer vor und einer nach dem Getriebe), bzw. ein Schrittmotor mit Encoder (nach dem Getriebe).
Hallo,
Ich werf' auch mal einen Denkanstoss in die Runde :-k
Wenn die Scheibe mehrere Teilkreise(mit mehreren Sensoren) hat, die Markeirungen etwas versetzt angeordnet werden und die Signale addiert werden, müsste doch jeder Kreis die erforderliche Anzahl der Teilung halbieren?
Desweiteren, ist die Teilung Symmetrisch(50% hell,50% dunkel) kann man beide Übergänge (hell->dunkel, dunkel->hell) asuswerten und verdoppelt damit die Auflösung.
Inwieweit das realisierbar ist, weiss ich nicht, nur mal so...
MfG
Lutz
[edit]
Ich hatte einen einfachen reflexsensor im Sinn...
Christian H
01.08.2006, 11:32
Habt Ihr nicht Bedenken, daß sich die Fehler bei Verwendung eines Maussensors über die Zeit aufsummieren? Für eine Maus ist eine absolute Positionsbestimmung ja nicht erforderlich. Zugegebenermasse kenne mich nicht mit der, einer Maus zugrunde liegenden, Technik aus.
Wie funktioniert denn die Nachführung bei Teleskopen im Amateurbereich? Du hast Dich ja sicherlich schon damit beschäftigt.
Grüsse
Wahnsinn, wäre an dem Vortschritt des Projekts interessiert, vielleicht postest Du ja manchmal ein paar Resultate.
Babbage
Kann man , sobald das Objekt positioniert wurde nicht per Software auswerten ob es sich aus der Mitte herausbewegt hat und dann nachführen?
Wieso ist dafür dann noch ein Sensor nötig oder ist die Information so nicht errechenbar?
Babbage
Christian H
01.08.2006, 11:52
Wie wird denn das Teleskop bewegt? Ich nehme an über einen Getriebemotor? Wie genau folgt denn das Teleskop der Ansteuerung am Motor? Reicht es denn nicht doch aus die Umdrehungen des Motors zu bestimmen, um über die vorhandene Übersetzung die Winkel zu bestimmen. Ein exakteres, spielfreieres Getriebe, als das für den Antrieb eines Teleskops ist woch nicht so leicht zu bestimmen.
Also der Ansatz Motor > Getriebe > Teleskop > Getriebe > Scheibe > Winkelmessung erscheint mir ziemlich um die Ecke gedacht.
Sicher wäre es gut absolute Winkel bestimmen zu können, um ein bestimmtes Objekt auch geziehlt anfahren zu können, ohne es vorher bereits ins Visier genommen zu haben.
Christian
Also, normalerweise besteht eine parallaktische Montierung aus 2 Achsen, die jeweils über Schneckengetriebe angetrieben werden (von Schrittmotoren). Dabei liegt die theoretische Genauigkeit etwa in dem angegebenen Bereich (also wenn man mal das Getriebespiel etc. vernachlässigt)
Bei mir ist das etwas anders, ich möchte keine parallaktische Montierung motorisieren, sondern eine Dobsonmontierung. Diese besteht im wesentlichen aus der sog. "Rockerbox", einer einfachen drehbar gelagerten Holzkonstruktion, auf die das Teleskop mit den beiden daran befesigten Scheiben ("Höhenräder") gelegt wird (genaueres könnt ihr auf Wikipedia nachlesen: http://de.wikipedia.org/wiki/Dobson-Teleskop ). Eine derartige Montierung hat viele Vorteile (einfach zu bauen, kostengünstig etc.), aber sie ist nicht dafür geeignet z.B. Astrofotografie zu betreiben. Genau diesen "Mangel" möchte ich nun korrigieren.
Es ist nun so, daß auch sehr gute parallaktische Montierungen mechanisch eigentlich nicht präzise genug sind um damit wirklich hochwertige Fotos machen zu können, das Problem ist dabei der sog. periodische Schneckenfehler. Um diesen zu korrigieren wird meist ein zweites Teleskop auf dem ersten befestigt das mit einer Webcam ausgestattet ist, deren Bild von einer Software ausgewertet wird, die dann versucht etwaige Abweichungen zu korrigieren. Diesen Vorgang nennt man "Guiding".
Daher auch die wahnsinnige Auflösung der Encoder, denn damit könnte man auf das Guiding verzichten.
Die Frage wie das Teleskop bewegt wird ist noch unklar, ich hatte aber daran gedacht die Höhenräder am Umfang über einen Getriebemotor anzutreiben (Gummirad mit entsprechend hohem Anpressdruck).
Die Idee von FriLu ist evtl. gar nicht schlecht - also quasi wie ein quadratur Encoder nur eben nicht nur mit zwei phasenverschobenen Signalen sondern
meinetwegen mit 10 oder noch mehr ;)
(k.A. ob und wie das genau aussehen könnte - ich fand die Idee aber gut )
Damit kommt man bestimmt schon ganz schön hoch denke ich - brauchst halt recht viele Sensoren dafür und viele super kleine Striche auf der Scheibe .....
Diese besteht im wesentlichen aus der sog. "Rockerbox", einer einfachen drehbar gelagerten Holzkonstruktion, auf die das Teleskop mit den beiden daran befesigten Scheiben ("Höhenräder") gelegt wird.
Die Konstruktion ist ja grundsätzlich die Basis für die Bestimmung des Winkels. Eine Verschiebung der Achse um eine Lichtwellenlänge würde bei den zuerst genannten Anforderungen schon knapp 10 Einheiten ausmachen.
Vielleicht kann man man die Anforderungen dementsprechend beschreiben.
Vielleicht soll eher die Geschwindigkeit beim Nachführen mit hoher Auflösung gemessen bzw. geregelt werden.
Manfred
hmm...
die Striche müssten halt sehr präzise sein, um einen winzigen Betrag gegeneinander verschoben. (da könnte vielleicht eine Druckerei helfen) Da aber nur begrenzt Platz ist, würde ich statt mehrerer Sensoren nur einen nehmen... nämlich eine CCD-Zeile.
so oder so stellt sich dabei die Frage, ob man damit wirklich eine höhere Genauigkeit erreichen kann als mit einem evtl. "getunten" Maussensor.
@Manf
ja, das wäre wohl nicht schlecht...
aber wenn ich mich nicht sehr irre müsste das auch vor dem Getriebe passieren, oder?
(Stichwort Getriebespiel)
Da keine Randbedingungen in punkto Kosten von dir angegeben sind schau einfach mal bei Heidenhain (www.heidenhain.de) vorbei, die haben entsprechende Messsysteme. Die Maussensorlösung würde ich schnell vergessen. So komfortabel das Auslesen der Chips auch ist, das Ausrichten und das Aufbringen entsprechender Teilungen, Beugungserscheinungen etc. frisst deine Genauigkeit und Stabilität schnell wieder auf...
Heidenhain Encoder sind selbstverständlich viel zu teuer, das Messsystem sollte wenn möglich nicht den Preis des Teleskops überschreiten [-X
Also kommen wir mal wieder zu bezahlbaren Varianten...
Daß die gewünschte Auflösung nicht erreicht werden kann (auch nicht mit dem genauesten Heidenhain Encoder), is ja inzwischen klar. Es wäre natürlich möglich, wie von Manf vorgeschlagen, die Drehzahl der Motoren sehr genau zu regeln. Und vielleicht ist das auch die beste Variante, denn da sich die Richtung beim Nachführen niemals ändert, dürfte das Getriebespiel ja relativ egal sein.
Der Aufbau wäre also
Getriebemotor -> Encoder A -> Hauptgetriebe -> Teleskop + Encoder B (evtl. Maussensor)
wobei der erste Encoder für die Nachführung, und der zweite zur absoluten Positionsbestimmung benötigt wird.
Hi
du könntest einen Wellenencoder mit schonmal 120 Teilstrichen verwenden.
Und die Teilung mit einer Übersetzung (Getriebe) zaubern.
Für Absolutmaße wäre das vielleicht nix... aber inkrementel ist das genau hinzubekommen.
X:
Mit einem Gummireibrad kannst du so etwas nicht machen.
Lässt sich nicht exakt ausststeuern.
Schöne Grüße
Hallo,
eine "blinde" Teleskopnachführung mit einer Winkelgenauigkeit von einer Bogensekunde halte ich für utopisch. Selbst wenn die Messung am Motor gelänge, bewirkt das Gewicht des Rohres selbst und das Spiel in den Mechaniken meist viel größere Fehler. Außerdem müsstest du zuvor die Drehachse sehr präzise auf den Nordpol ausrichten (der Polarstern ist schon etliche Bogenminuten davon entfernt).
Das nächste Problem ist, dass die Atmosphäre in den allermeisten Nächten schnell wechselnde Verzerrungen von etlichen Bogensekunden bewirkt, es sei denn du wohnst im Hochgebirge.
Wenn du einen einfachen Vorschlag brauchst: Befestige am Fernrohr ein zweites (kann auch ein Billigrohr sein) mit einem Fadenkreuzokular (Fadenkreuz kann man auch selbst anfertigen), richte das Rohr auf einen hellen Stern in der Nähe deines Beobachtungsgebietes aus, stelle es etwas unscharf und halte den entstehenden Lichtkreis mittig relativ zum Fadenkreuz, indem du von Hand nachführst. Damit kann man ca. 5 Minuten belichten bei einer Winkelauflösung von ca. 20 Bogensekunden. Viel mehr ist, denke ich, nicht heraus zu holen, wenn man nicht gerade Profimaterial besitzt und in die Wüste oder Berge fährt.
Natürlich kann man das auch mit einer CCD-Kamera automatisieren. Damit hab ich aber keine Erfahrungen.
Natürlich kann man das auch mit einer CCD-Kamera automatisieren. Damit hab ich aber keine Erfahrungen.Nennt sich dann Autoguiding...
Aber ich möchte wie gesagt erstmal schauen wie gut das ohne Leitrohr funktioniert, und bei einem Dobson wird onehin keine der Achsen auf Polaris ausgerichtet. Resultat ist natürlich Bildfelddrehung, weshalb ich das Teleskop auch so umbauen möchte, daß es um seine eigene Achse drehbar ist.
Es ist mir klar, daß es recht unwahrscheinlich ist auf die Art aus einem Dobson ein uneingeschränkt fototaugliches Gerät machen zu können, aber das ist irrelevant. In erster Linie geht es mir um die Motorisierung des Teleskops zur visuellen Beobachtung, zumal ich onehin bisher keine geeignete Kamera habe. Das heisst aber natürlich nicht daß die Genauigkeit egal ist, denn die Nachführung sollte zumindest so gut sein, daß das Teleskop ruhig und möglichst vibrationsfrei das angepeilte Objekt in der Mitte des Gesichtsfelds hält.
Mit einem Gummireibrad kannst du so etwas nicht machen.
Lässt sich nicht exakt ausststeuern.Aber was könnte ich sonst verwenden?
Es wäre halt sinnvoll wenn ich die Motoren einfach wegklappen könnte, denn ich möchte das Teleskop auch noch ganz normal "manuell" nutzen können, und die Objekte will ich auch selbst suchen (das soll mir die Steuerung nicht abnehmen).
ulihuber
03.08.2006, 22:53
Hallo Felix,
solche Encoder gibt es. Einen Heidenhain RON mit 18.000 Strichen kannst Du per Interpolation noch bis zu 1024fach höher auflösen.
Canon hat einen interferometrischen Encoder mit 32 Mio Auflösung. Leider konnte ich den Link micht mehr finden :-(
Gruß
Uli
Hi,
den ansatz von Babbage finde ich interessant:
warum spiegelst du das Bild von deinem Teleskop nicht aus (z.B. am Okular), und gibst das auf dem Maussensor?
Ein yC könnte ja dann, wenn sich das Objekt x pixel nach links bewegt hat, einfach den Motor einschalten, bis es sich wieder x Pixel nach rechts bewegt hat.
(x kann ja auch nur 1 oder 2 pixel sein)
(evtl. brauchts noch nichteinmal ein yC dafür. Über die Quadratur anschlüsse und einen zähler lässt sich sowas bestimmt auch diskret aufbauen.)
Ich glaube, für den Einsatz in einem Teleskop bekommst du so die genauesten Werte, genauer als jede DVD.
Denn der Radius von diesem 'inkremental drehwertgeber' beträgt bei einem nahen Objekt von ca. einem Lichtjahr 9,460528 · 10^15 m
CK
poste doch mal fortschritte
alter Mann
28.08.2006, 08:30
Hallo,
ich hätte einen anderen Lösungsvorschlag:
Motor > Getriebe > Incrementalgeber > Getriebe > Teleskop
Wenn der Teil des Getriebes hinter dem Incrementalgeber aussreichend steif ist, also sich nicht übermässig verformt, kann man die Winkeländerung des Teleskops mit dem Incrementalgeber erfassen.
Das Einzige Problem dabei ist das Umkehrspiel, also der Versatz, wenn die Drehrichtung geändert wird. Diese Umkehrspiel kann man aber einmal bestimmen und in der Steuerung speichern und beim Drehrichtungswechsel berücksichtigen.
Auf diese Weise werden auch CNC-Maschinen mit einer Genauigkeit von wenigen 1/100mm gebaut. Die einzige Herausforderung besteht dann darin, das Getriebe bzw. dessen Einzelteile möglichst steif auszuführen und so reibungsarm wie möglich zu lagern, sowie für eine ausreichende Temperaturstabilität der Umgebung zu sorgen.
Wenn man das noch weiter treibt, kann man das Teleskop auch noch Federbelasten um so eine Vorspannung in eine Richtung zu erhalten. D.h. Der Motor dreht das ganze nur in eine Richtung und die Feder zieht es zurück in die Andere, während der Motor die Position hält. So wird nur eine Flanke der Zahnräder im Getriebe belastet. Dadurch wird das Spiel im Getriebe noch weiter minimiert und das Umkehrspiel vermindert sich.
In CD-Laufwerken findet man noch eine weitere Möglichkeit, das Spiel zu minimieren : Federgespannte Zahnräder. Das sind im Prinzip zwei Zahnräder auf einer Welle, die durch eine Feder gegeneinander gespannt werden und auf ein gemeinsames Ritzel greifen. Eines davon ist mechanisch fest mit der Wele verbunden, das andere nur darauf gelagert und durch die Feder auf das andere Zahnrad gekoppelt. Durch die Federspannung werden beide Zahnflanken des Ritzels mit jeweils einer Zahnflanke eines Zahnrades belastet, ohne eine mechanische Beschädigung durch zu geringes Flankenspiel zu riskieren.
Es gibt also mehrere Möglichkeiten, solche genauigkeiten zu erreichen, ohne das die Sensoren dafür in utopische Preisregionen schweben. ;-)
Bei einem Teleskop kommt hinzu, daß man vorher berechen kann, mit welcher Geschwindigkeit und in welcher Richtung sich ein Objekt bewegt. Dadurch kann man die Bewegung des Teleskopes vorher berechnen und minimiert so ungewolltes Spiel im Antrieb noch weiter.
Zusammenfassend würde ich sagen, daß man die Genauigkeit und die Auflösung folgendermassen zustande bringt:
Incrementalgeber möglichst nah am Motor,
Alle Getriebestufen hinter dem Incrementalgeber aus Metallzahnrädern mit abgerundeten Flanken,
Alle Getriebestufen hinter dem Incrementalgeber kugelgelagert,
das Teleskop Federgespannt rücklaufen lassen,
Federvorgespannte Zahnräder in den Stufen nahe am Incrementalgeber,
Richtung und geschwindigkeit der Nachführung vorher berechnen, um möglichst wenige Änderungen der Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit durchführen zu müssen.
Florian
macinstyle
28.08.2006, 13:38
ich entwickle momentan eine vollautomatische teleskopsteuerung - dabei wird die position ueber die schrittmotorpulse bestimmt (86400 pulse/umdrehung)
die genauigkeit reicht locker aus, um beliebige objekte zielsicher zu finden.
da bei dieser koppelnavigation sicher kleinere fehler auftreten wird die position des teleskops vor jedem start durch einen fixpunkt resetted - ist man einmal am himmel kann man die teleskopposition auch durch eingabe der aktuellen koordinaten aus der sternenkarte neu setzen!
geplant ist eine automatische korrektur der teleskopposition durch auswertung der photos der kamera und abgleich mit einer datenbank.
weitere informationen zum projekt: www.skyscanner.de
die ausführlichsten informationen sind unter downloads - lernleistungsbericht
evtl. koenntest du mir auch ein bischen ausführlichere informationen zum projekt selbst geben, sodass man sich da eventuell austauschen kann?
gruß, ben
macinstyle
28.08.2006, 13:59
Hallo,
Außerdem müsstest du zuvor die Drehachse sehr präzise auf den Nordpol ausrichten (der Polarstern ist schon etliche Bogenminuten davon entfernt).
dieses problem haben wir uebrigens mit der sog. "scheiner-methode" gelöst
Hallo Leute,
warum spiegelst du das Bild von deinem Teleskop nicht aus (z.B. am Okular), und gibst das auf dem Maussensor?So eine Konstruktion nennt man "Off Axis Guider", das ist die Alternative zum Leitrohr.
Beide Varianten benötigen allerdings eine Kamera (ich glaube nicht daß ein Maussensor empfindlich genug wäre)
@Florian
Klingt gut, aber ich denke da wäre dann ein Reibradgetriebe sinnvoller
(denn das wäre dann auch ohne Federn spielfrei)
@Ben
So machen es die gängigen (GoTo-)Montierungen ja auch wenn ich mich nicht irre,
da wäre also auch wieder ein spielfreies Getriebe sinnvoll.
Inzwischen habe ich mich von der ursprünglichen Idee verabschiedet, und tendiere eher dazu eine Hufeisenmontierung (Bild (http://www.zellix.de/selbstbau/ex05.jpg)) zu bauen.
Dafür müsste ich aber erstmal einen neuen Tubus für das Teleskop konstruieren, und momentan habe ich einfach nicht genug Geld für sowas.
Vielleicht baue ich fürs erste einfach eine Äquatorialplattform für meinen Dobson...
Damit kann man zwar nur etwa eine Stunde am Stück "freihändig" beobachten,
aber dafür ist es wohl die mit Abstand günstigste Variante. (und sehr leicht zu bauen)
Ist halt alles leider sehr "normal"...
aber wenn das Ungewöhnliche zu teuer und/oder zu kompliziert ist, muss man eben doch auf Bewährtes zurückgreifen.
Gruß,
Felix
alter Mann
30.08.2006, 21:45
Hallo,
aber ich denke da wäre dann ein Reibradgetriebe sinnvoller
Ich glaube nicht, daß man ein Reibradgetriebe Spiel- und schlupffrei bauen kann, lasse mich aber gerne einer besseren belehren.
Florian
frank-findus
01.09.2006, 07:19
Das Problem wird eine irgendwie lesbare Markierung auf dem Umfang der Scheibe mit hinreichender Auflösung sein. Ich habe da eine andere Idee:
Wie wäre es, die Scheibe nicht mittig zu drehen, quasi als Excenter laufen zu lassen und mit einem außen fest installierten Abstandssensor den Abstand zum Scheibenrand zu messen. Dann braucht man keine Markierung und man kann jedem Abstand einen Winkel zuordnen ...
Ich bin jetzt zu faul, das nachzurechnen, aber mit sowas hier:
http://www.tem-technologie.de/produkte/mess/dist/tri/l5/index.html
oder sowas hier (konfocale Systeme):
http://www.allsens.de/laser_techdat.html#LDM
bekommt man Auflösungen bis in den nm-Bereich.
Allerdings kann man die Scheibe wahrscheinlich garnicht so genau herstellen. Man muss sie also einmal drehen und dabei ein "Höhenprofil" aufzeichnen und später wie eine Look-up-Table benutzen. Mit 2 Sensoren und Interpolation wird das noch genauer. Aber bestimmt nicht billig ...
Frank
Hallo,
leider komme ich mal wieder reichlich spät und wie ich beim letzten Post gerade gelesen habe, ist meine Idee nun auch schon angekratzt worden.
Wenn ich also reichlich hohe Winkelauflösung haben wollte, würde ich folgendes machen:
Jeder kennt doch die gute alte Laserinterferometrie:
http://www.navierstokes.de/RN/Laserinterfero.jpg
So würde ich dieses Prinzip auf eine Kreisbewegung anwenden. Im Gegensatz zu Frank-Findus würde ich etwas spiegelartiges spiralförmig an diese "Scheibe" anbringen. So in etwa:
http://www.navierstokes.de/RN/prinzip.jpg
Dabei ist spiralförmig seitlich an dieser Scheibe ein/der Spiegel angebracht, der dann das Laserlicht reflektiert.
Der Abstand L würde dann indirekt die Winkelauflösung bestimmen.Kostenknackpunkte wären hier natürlich die Sache mit dem Spiegel - wer weiß, vielleicht reicht ja schon hochglanzpolierter Stahl - und dieser halbdurchlässige Spiegel, den ich dann außerhalb der Scheibe anbringen würde.
Ich habe hier grad den katalog von Edmund Optics (http://www.edmundoptics.com/de/) vor mir liegen. Da gehen die kleinsten bei 175€ los (5mm Kantenlänge), 206€ für 20mm, 281€ für 35mm.
http://www.navierstokes.de/RN/wuerfel.jpg
Also auch das sehr kostspielig.
Die Frage ist auch: wie muss die Spirale verlaufen, damit sie immer im gleichen Winkel reflektiert - macht sie das bei gleichem radialen Anstieg sowieso? Dürfte ja fast.
...
Allerdings ist diese Lösungsvariante auch ohne Maussensor... :-)
Grüß
NRicola
Hallo,
IMHO ist das Dobson nicht für Fotographie geeignet. Selbst wenn Du die Montierung in den Griff bekommst - das Bild dreht sich auf der Projektionsebene, wenn Du das Objekt nachführst. Damit wirst Du keine anständigen Belichtungszeiten hinbekommen, selbst wenn Du das "objekt" zentrieren kannst - es wird sich um die eigene Achse drehen.
Den Tubus oder die Kameramontierung um die Achse drehbar zu machen, halte ich für einen Aufwand, der eine ordentliche parallaktische Montierung bei weitem übersteigt.
Als automatische Positionierung kann das Funktionieren, aber nicht für lange Belichtungszeiten.
My two cents,
Reinald
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