ساخت ابزار های مورد نیاز برای عکاسی نجومی

[MehdiM]

سلام
مژده...مژده... براي عكاسي از اعماق آسمان نيازي به تلسكوپ نداريد.
چند روز پيش بحثي در مورد ساخت پايه هاي دست ساز شد كه قابليت خنثي كردن گردش زمين به منظور امكان نوردهي هاي با زمان طولاني تر رو دارند، من هم با توجه به علاقه به اين موضوع كمي تحقيق كردم و انشالله از اواخر ماه آينده كار ساخت اون رو شروع مي كنم قصد دارم در اين پست توضيحات اوليه در مورد اطلاعاتي كه تا به حال با دوستانم از سايت هاي مختلف جمع آوري كردم قرار بدم به اميد اينكه دوستان فعال فروم در زمينه نجوم هم دست به كار شده و اين پايه رو بسازن (ظاهرا آقاي احسان منصوريان mansourian3 هم يك پايه دست ساز دارند كه از ايشون هم تقاضا مي كنم اگه ميشه توضيحاتي بدن).
خوب همونطور كه عرض كردم بحث اصلي خنثي كردن گردش زمين به دور خود هست، همونطور كه مي دونيد به طور ظاهري همه ستارگان در عرض 24 ساعت (23 ساعت و 56 دقيقه) يك دور كامل به دور ستاره قطبي مي زنند كه با يك تقسيم ساده نتيجه مي گيريم در هر ساعت حدود 15 درجه ستاره ها به صورت پاد ساعتگرد به دور ستاره قطبي مي زنند ( نتيجه اين حركت در عكسهاي Star Trail كه دوستان قرار مي دن ديده مي شه همينطور در عكس زير از اوشين زاكاريان)

3003065.jpg
نكته قابل ذكر اينه كه ما نيازي به نوردهي ها خيلي بلند چند ساعته نداريم، حتي براي عكاسي اجرام اعماق آسمان هم با تركيب چندين شات با نوردهي هاي چند دقيقه اي كه اين پايه دست ساز تقريبا بدون خطا انجام ميده كافي هست.
حالا مي رسيم به روشي كه براي اولين بار در دهه 70 ميلادي در مجله Sky And Telescope آورده شد كه همون پايه هاي بارندور هستند:
فصل مشترك همه انواع اين پايه ها استفاده از يك لولا، پيچ بلند، دو قطعه چوب، يك 3 پايه عكاسي و در نهايت يك دوربين با قابليت نوردهي بيشتر از 1 دقيقه هست.
ساده ترين حالت ساخت اين پايه در شكل زير نشون داده شده كه در بيشتر منابع با پايه تك بازوي بارندور شناخته ميشه (عكس از سايت ويكي پديا):

Scotch_mount.jpg

قطعه خاكستري رنگ به عنوان قطعه اصلي هست و به 3 پاي متصل ميشه، دايره سبز رنگ نشانگر لولا هست كه بايد هم راستاي ستاره قطبي باشه در نتيجه به اجبار قطعه خاكستري رنگ هم بايد زاويه اي برابر با ارتفاع ستاره قطبي نسبت به افق داشته باشه، اين زاويه در هر شهري برابر عرض جغرافيايي اون منطقه هست مثلا براي تهران در حدود 35 درجه (سخت ترين قسمت كار همين قطبي كردن هست)، دوربين هم بر روي قطعه آبي رنگ متصل ميشه، ميله زرد رنگ هم در واقع همون پيچي هست كه با چرخيدن باعث بالا رفتن قطعه آبي رنگ شده (قطعه آبي با سرعت زاويه ثابت* حول لولا ميچرخه) و حركت ظاهري ستاره ها خنثي ميشه.

double_arm1.jpg

*البته در مورد سرعت زاويه اي ثابت بايد گفت كه واقعا اين طور نيست و در طول زمان خطا زياد مي شود و اين باعث اصلاحاتي در نوع اول اين پايه ها شد و انواع بعدي ساخته شدند كه در پستهاي بعدي خدمتتون توضيح مي دم.
اين هم يك نمونه از نتايج اسفاده از اين پايه:

[MehdiM]

خوب مي رسيم به مشكل پايه تك بازو يا پايه هايي با طراحي مشابه، مشكل اينجاست كه بعد از آغاز نوردهي قطعه چوب آبي رنگ از چوب خاكستري رنگ فاصله مي گيره و پيچ (ميله زرد) كه بايد نيرو رو در نقطه ثابتي اعمال كنه با بازتر شدن زاويه بين دو چوب اين نيرو به قسمت هاي جلوتري از چوب آبي رنگ اعمال ميشه و اين باعث كاهش سرعت زاويه اي يا باز شدن چوب آبي رنگ ميشه و در نتيجه از حركت ستاره ها عقب مي مونه در شكل زير نمودار خطا بر حسب زمان نور دهي كشيده شده:

1.jpg

روش هاي مختلفي براي از بين بردن اين خطاي ايجاد شده ابداع شده مثلا اينكه پيچي كه وظيفه حركت دادن چوب آبي رنگ را دارد با سرعت بيشتري در طول زمان بچرخد (در حالت عادي يك دور در دقيقه مي چرخد) و يا روش هاي ديگر كه چند تا از اونها رو در ادامه مي بينيد:
اولين روش اضافه كردن يك بازوي ديگه به مجموعه هست كه با نام Double Arm BarnDoor شناخته مي شه، اين بازو به چهار حالت ميتونه در طراحي به كار گرفته بشه كه در شكل زيرمي بينيد و در شكل بعدي مقايسه خطاي بين پايه تك بازو و دو بازو نشان داده شده است و مشخص هست كه با پايه تك بازو، نوردهي تا حدود 15 دقيقه كم خطا هست ولي با دو بازو ميشه تا حدود 1 ساعت با خطاي نسبتا كم، نوردهي داشت:

3.jpg

4.jpg

2.jpg

اما روش كار اين بازوي دوم به اين صورت هست كه اين دفعه ما دوربين رو به قطعه چوبي متصل مي كنيم كه از انتها لولا نيست بلكه از كمي جلوتر لولا شده و پيچ را به بازوي اول (مانند حالت تك بازو) متصل مي كنيم، بازوي اول با بالا رفتن به علت داشتن نقطه تماس با بازوي دوم كه دوربين بر آن سوار است، اين بازو را با نرخ ثابت تري نسبت به پايه تك بازو به بالا مي كشد كه نتيجه آن خطاي كمتر هست طبق نوشته هاي مبدع چهارم از 4 نوع ديده شده در پايه دو بازويي از همه دقيق تر هستند و در 30 دقيقه تقريبا بدون خطاست! او با بهينه سازي كامپيوتري به اعداد مناسبي براي اندازه چوب ها رسيده است و فعلا فقط اين نكته رو مي گم كه نسبت b/c (در شكل ديده ميشه) در حالت بهينه براي نوع 4 برابر 2 هست، به علت اينكه هدف اصلي تا اين لحظه ساخت مدلي ديگر هست از آوردن اعداد پرهيز مي كنم.
يك نوع اصلاح كننده ديگه براي تك بازويي ها وجود دارد كه از يك بادامك استفاده مي كند تا سرعت زاويه اي ايجاد شده ثابت بماند (عكس از ويكي پديا):

Corrected-scotch-mount.jpg

روش انتخابي خودم رو در پست بعدي توضيح مي دم.
منابع عكسها:
عكس اول:

http://dianajuncher.dk/astrophoto/?attachment_id=555

بقيه عكسها:

http://www.davetrott.com/DoubleArmBarnDoor.html

[m.a.i]

اين هم يك نمونه از نتايج اسفاده از اين پايه:

سلام دوست عزیز
از اطلاعات بسیار مفیدتان سپاسگذارم
و منتظر پست های بعدی شما هستم

میخواستم بدونم در ثبت این عکس از چه لنزی استفاده شده است ؟

و سوال دیگر اینکه وزن لنزی که روی دوربین سوار میشود تاثیری بر کیفیت کار این دستگاه دارد یا خیر ؟
( منظورم فشاری است که به پیچ وارد میشود )

با تشکر دوباره

[MehdiM]

سلام دوست عزیز
از اطلاعات بسیار مفیدتان سپاسگذارم
و منتظر پست های بعدی شما هستم

میخواستم بدونم در ثبت این عکس از چه لنزی استفاده شده است ؟

و سوال دیگر اینکه وزن لنزی که روی دوربین سوار میشود تاثیری بر کیفیت کار این دستگاه دارد یا خیر ؟
( منظورم فشاری است که به پیچ وارد میشود )

با تشکر دوباره

سلام، خواهش مي كنم، اين عكس شامل 20 عكس با نوردهي 30 ثانيه در ايزو 800 با دوربين 400D هست كه با لنز تاكومار 135 مم تبديل شده براي دوربين هاي كنن گرفته شده، مجموع همه وزنها بر روي پيچ تنها بر روي گشتاور لازمه وارد بر پيچ تاثير دارد در نتيجه پيچ بايد با قدرت بيشتري گردانده شود (البته در آخر موتور معرفي مي شود).

منبع عكس يادم رفته بود:

kjordahl.net/

[Ali Zamaninia]

آقا مهدی منتظریم!
اگه بدونی چقدر خوشحال شدم که یه نفر به فکر ساختن این بارندور افتاده.
اگه بشه جوری ساخت که انحراف از زاویه چرخش زمین توش ناچیز باشه ، دیگه راحت می شه تو زمان های بالا نور دهی کرد.
درست گفتم؟؟

[MehdiM]

سلام،
خوب مي رسيم به بخش آخر توضيح در مورد پايه هاي دست ساز قطبي.
يكي از ساده ترين پايه هايي كه ميشه ساخت پايه با ميله خميده يا Curved Rod هست، اين ميله در واقع همون پيچ گرداننده هست علت خم كردن پيچ از بين بردن خطايي هست كه در نوع تك بازو مشهود بود اين پيچ با شعاع خاصي خم خواهد شد كه در ادامه در موردش صحبت خواهيم كرد:

Curved_rod_mount.jpg

فرض كنيد بخواهيم پايه اي بسازيم تا قابليت نوردهي 24 ساعته را داشته باشد بهترين راه داشتن پيچي هست كه به شكل دايره بوده تا دوربين بتواند در 24 ساعت يك دور كامل بزند، اگر مطلب مبهم هست به شكل زير نگاهي بندازيد:

5.jpg

مي دانيم يك شبانه روز يا 24 ساعت به طور دقيق 23 ساعت و 56 دقيقه مي باشد (تعريف روز نجومي) يا به عبارتي 1436 دقيقه حالا اگر پيچي داشته باشيم كه در هر دقيقه 1 دور آن را بچرخانيم بايد 1436 دنده داشته باشد تا بعد از 24 ساعت به آخرين دنده برسيم حالا اگر پيچ را به صورت دايره در آوريم با چرخاندن پيچ، بعد از 24 ساعت به نقطه اول ميرسيم و حركت آسمان خنثي خواهد شد، حالا كمي محاسبات رياضي:
دو پيچ قابل انتخاب از سري استاندارد ميليمتري داريم: پيچ M6 دنده درشت (درشت گام) و پيچ M8 دنده ريز (ريز گام) كه گام هر دو 1 ميلي متر است، يعني با هر دور چرخاندن پيچ، چوب آبي رنگ به اندازه 1 ميلي متر بالاتر مي رود.پيچ فرضي 24 ساعته مان 1436 دندانه دارد( در هر سانتي متر 10 دندانه) پس طول پيچي با 1436 دندانه برابر:

1436/10=143.6cm
خواهد بود. پس دايره حاصل از اين پيچ محيطي برابر 143.6 سانتي متر دارد پس قطر دايره برابر:

143.6/3.1415=45.71cm
خواهد بود، همچنين در هر ساعت نوردهي به اندازه
143.6/24=5.98cm
از پيچ چرخيده ( به همين ميزان چوب آبي رنگ باز مي شود).
يعني در انتها به پيچ 1.5 متري احتياج نخواهيم داشت، بلكه حداكثر 10 تا 15 سانتي متر كافيست.
با توجه به شكل اول، فاصله لولا تا مركز پيچ برابر نصف قطر دايره يا:
45.71/2=22.855cm
فاصله داشته باشد، دقت كنيد اندازه ها بايد حتي الامكان دقيق باشند.
براي خم كردن پيچ بايد بر روي كاغذ يك دايره يا قسمتي از اون رو به شعاع 22.855 بكشيد سپس پيچ رو بايد با مبنا قرار دادن دايره اي كه روي كاغذ كشيديد خم كنيد يكي از راه ها خم كردن با استفاده از تنه درخت و مقايسه با طرح كشيده شده هست (فعلا تاييد نمي شه). بعد از خم كردن طول مناسبي از پيچ رو برش مي ديم.

bend.jpg

مراحل اجرايي كار بعد از شروع عملي كار خدمتتون عرض ميشه (اواخر ارديبهشت) ولي به صورت كلي در زير توضيح مي دم:
بعد نصب اجزا دو راه براي چرخاندن پيچ هست يكي با استفاده از دست هست كه مشكلاتي همچون دقت كمتر و انتقال لرزش به مجموعه رو در پي داره ولي ارزانترين راه هم هست و راه دوم استفاده از استپ موتور هست (موتوري كه در هر دقيقه 1 دور بزنه يا در صورت سرعت بيشتر با يك مجموعه چرخدنده به سرعت كمتر و گشتاور بيشتر برسه كه به نظرم بهتره) در حال حاضر روش استفاده از زور بازو در ادامه ذكر ميشه ولي بعدا از خريد و نصب موتور در صورت موفقيت خبرش رو مي دم.
سوال اينجاست كه آيا ما بايد به طور پيوسته پيچ رو بچرخونيم يا هر 10 ثانيه به اندازه بازه هاي كوچكتر يا حتي هر 1 دقيقه به طور ناگهاني يك دور پيچ را بچرخانيم؟ پاسخ اين است كه اين امر به فاصله كانوني لنز مورد استفاده شما مرتبط هست كه در يك جدول مي بينيد مثلا براي لنز 200 ميلي متر در هر 5 ثانيه بايد 30 درجه پيچ را بچرخانيم ( يعني همون 1 دور دقيقه ولي بازه هاي كوچكتر و پيوسته تر).

table.gif

نكته مهم آخر كه حتي اگه با دقت وسيله ساخته بشه ولي رعايت نشه نتيجه اي نمي گيريم، نحوه قطبي كردن است، براي قطبي كردن بايد لولا به سمت ستاره قطبي گرفته بشه البته دقيقا ستاره قطبي نه بلكه ¾ درجه به سمت ستاره بتاي دب اصغر. در شكل زير محل دقيق رو مي بينيد (ماه كامل ½ درجه مي باشد) البته براي دقيق تر بودن قطبي كردن دستگاه بايد از يك جستجو گر (دوربين هاي كوچك روي تلسكوپ) استفاده كرد. (احتمالا از يك نقاله با دانستن عرض جغرافيايي هم ميشه استفاده كرد كه اين رو هم بعد از تجربه عملي مي گم).

kochab.gif

از علاقه دوستان كه موجب دلگرمي است سپاسگذارم و اگر سوالي هست در خدمتم.
منبع عكسها:

http://www.cloudynights.com/ubbthreads/showflat.php/Cat/0/Number/1500300/page/0/view/collapsed/sb/5/o/all/fpart/1

[S_Neyshaburi]

نكته مهم آخر كه حتي اگه با دقت وسيله ساخته بشه ولي رعايت نشه نتيجه اي نمي گيريم، نحوه قطبي كردن است، براي قطبي كردن بايد لولا به سمت ستاره قطبي گرفته بشه البته دقيقا ستاره قطبي نه بلكه ¾ درجه به سمت ستاره بتاي دب اصغر. در شكل زير محل دقيق رو مي بينيد (ماه كامل ½ درجه مي باشد) البته براي دقيق تر بودن قطبي كردن دستگاه بايد از يك جستجو گر (دوربين هاي كوچك روي تلسكوپ) استفاده كرد. (احتمالا از يك نقاله با دانستن عرض جغرافيايي هم ميشه استفاده كرد كه اين رو هم بعد از تجربه عملي مي گم).

با سلام و تشکر فروان

دوست گرامی میشه در این مورد بیشتر توضیح بدین

[MehdiM]

با سلام و تشکر فروان

دوست گرامی میشه در این مورد بیشتر توضیح بدین

براي استفاده از پايه هاي استوايي، اين پايه ها بايد قطبي شوند، در مورد دستگاه ما منظور اينست كه محور گردش دستگاه هم راستاي قطب شمال سماوي باشد كه در نزديكي ستاره قطبي هست، اگر پست اول رو خوانده باشيد نوشته شده كه لولاي دستگاه بايد به سوي شمال سماوي باشد روشي هم كه در پست آخر بود براي قطبي كردن دستگاه به كار ميره سوالتون كلي هست اگر جزئي تر بپرسيد راحت تر ميشه كمك كرد.
مقاله زير در مورد قطبي كردن تلسكوپ توضيح داده ولي براي اطلاعات كلي بد نيست:

http://telescope.ir/%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D8%A7%D8%AA/67-%D9%85%D8%B9%D8%B1%D9%81%DB%8C-%D9%88-%D8%B1%D8%A7%D9%87%D9%86%D9%85%D8%A7%DB%8C-%DA%A9%D8%A7%D8%B1-%D8%A8%D8%A7-%D8%A7%D8%A8%D8%B2%D8%A7%D8%B1%D9%87%D8%A7/274-%DA%A9%D8%A7%D8%B1-%D8%A8%D8%A7-%D9%85%D9%82%D8%B1%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D9%88%D8%A7%DB%8C%DB%8C

[S_Neyshaburi]

نكته مهم آخر كه حتي اگه با دقت وسيله ساخته بشه ولي رعايت نشه نتيجه اي نمي گيريم، نحوه قطبي كردن است، براي قطبي كردن بايد لولا به سمت ستاره قطبي گرفته بشه البته دقيقا ستاره قطبي نه بلكه ¾ درجه به سمت ستاره بتاي دب اصغر. در شكل زير محل دقيق رو مي بينيد (ماه كامل ½ درجه مي باشد) البته براي دقيق تر بودن قطبي كردن دستگاه بايد از يك جستجو گر (دوربين هاي كوچك روي تلسكوپ) استفاده كرد. (احتمالا از يك نقاله با دانستن عرض جغرافيايي هم ميشه استفاده كرد كه اين رو هم بعد از تجربه عملي مي گم).

ممنون از راهنماییتون

اما سوال من در مورد توضیحات فوق بود که
با توجه به ارتفاع از سطح دریا ایا تفاوتی در زاویه ایجاد میشه؟ اگه لطف کنید پاراگراف فوق رو بیشتر توضیح بدین (بصورت عملی تر)



دوست گرامی یک سری موتور هست که تلسکوپ روی آن نصب میکنن (در سایتی که در پست قبل معرفی کردین به انواعش اشاره شده بود) از این ابزار میشه برای عکاسی استفاده کرد؟ یا مشابهشو طراحی کرد؟(فک کنم هم ساده تر باشه هم کم حجمتر)

در مورد دوربین فرمودید زمان نوردهی بالاتر از 60 ثانیه یعنی با دی 3100 نیکون نمیشه به نتیجه مطلوب رسید؟

[MehdiM]

ممنون از راهنماییتون

اما سوال من در مورد توضیحات فوق بود که
با توجه به ارتفاع از سطح دریا ایا تفاوتی در زاویه ایجاد میشه؟ اگه لطف کنید پاراگراف فوق رو بیشتر توضیح بدین (بصورت عملی تر)



دوست گرامی یک سری موتور هست که تلسکوپ روی آن نصب میکنن (در سایتی که در پست قبل معرفی کردین به انواعش اشاره شده بود) از این ابزار میشه برای عکاسی استفاده کرد؟ یا مشابهشو طراحی کرد؟(فک کنم هم ساده تر باشه هم کم حجمتر)

در مورد دوربین فرمودید زمان نوردهی بالاتر از 60 ثانیه یعنی با دی 3100 نیکون نمیشه به نتیجه مطلوب رسید؟

خواهش مي كنم، استفاده شخصي من تا به امروز فقط از پايه هاي سمتي-ارتفاعي بوده و با پايه هاي استوايي كار نكردم، دوستان ديگه راحت مي تونن اين مورد رو توضيح بدن (به احتمال زياد آقاي قبادي) تنها عامل تاثير گذار در زاويه ستاره قطبي نسبت به افق عرض جغرافيايي هست يعني اگر به قطب شمال برويد ستاره قطبي در بالاي سرتان خواهد بود و در استوا در افق به سختي ديده خواهد شد. تمامي دوربينها SLR داراي مد بالب مي باشند يعني تا زماني كه دست شما بر روي شاتر نگه داشته شود نوردهي انجام مي پذيرد ولي براي جلوگيري از لرزش مي توان از ريموت استفاده كرد.
در مورد موتور كه گفتيد فكر كنم منظورتون پايه هاي مخصوص عكاسي نجومي هست، بله اين وسايل قابل خريد هستند و مطمئنا نتيجه بهتري نسبت به اين پايه قابل دستيابي هست:
يكي از پايه هاي پيشرفته و گران قيمت:

http://www.sciencecenter.net/hutech/kenko/skymemo/index.htm

در مورد پايه هاي دست ساز لذت ساختن اين وسيله، قيمت پايين و دقت قابل قبول هدف اصلي ساخت هست.