Автор Тема: Постройка экваториальной платформы для доба 12"  (Прочитано 4740 раз)

Оффлайн halx

  • Профессор
  • *****
  • Сообщений: 510
  • Александр
    • DobMod
Для тех кто еще не знает об этом чуде: Экваториальная платформа это довольно простая в изготовлении подставка-столик под штатив телескопа (обычно - большой доб), не требующая никакой модификации телескопа или его монтировки, которая обеспечивает автоматическое ведение за суточным вращением неба в течение некоторого промежутка времени (обычно от полу-часа до часа). После чего платформу необходимо "сбросить" в начальное положение, и она снова будет готова к ведению.

Тут, куча фоток различных варинтов ее исполнения любителями (и производителями) со всего мира.

Такая подставка может использоваться даже для фотографирования через телескоп ярких туманных объектов с небольшими выдержками, если она выполнена качественно. Платформа универсальна - её можно использовать почти с любым телескопом на любой переносной монтировке (правда, ее центр тяжести должен быть достаточно низким, чтобы столик не перевернулся). На платформу можно поставить даже обычный фото-штатив и успешно снимать небо с относительно короткофокусными, широкоугольными объективами.

В отличие от альт-азимутальных систем ведения (и наведения) в телескопах с системой GoTo, экваториальная платформа не создает вращения поля зрения, что тоже упрощает задачу фотографирования с ней. Тем не менее, стоит помнить, оригинально платформа задумывалась для визуальных наблюдений с добом. Чтобы сделать фотографическую платформу нужно вложить значительно больше усилий и средств в ее изготовление.

В России, правда, среди "старичков" ЛА бытует мнение (см. федеральный), что для средних широт построить экваториальную платформу невозможно. Но это расхожее заблуждение. Платформы в России (а так же, например, в Канаде, которая на тех же широтах) любители без проблем строят и успешно используют. Другое дело, что для длинных ньютонов, с высоким центром тяжести, придется использовать конкретные конструкции платформ и (или) утяжелять "табуретку" дополнительным грузом для устойчивости.

Теория (идея) платформы очень проста. Представьте себе большой конус, лежащий на земле округлым боком. "Раструб" конуса делается таким, чтобы в этом положении геометрическая ось вращения конуса оказывалась направленной на небесный полюс (ось конуса - полярная ось платформы). Теперь мысленно разрезаем лежащий конус горизонтальной плоскостью немного выше поверхности земли и верхнюю часть выбрасываем. Если получившееся в результате "корыто" поставить на 3-4 неподвижно закрепленных в земле ролика, - корыто будет качаться точно вокруг полярной оси (теперь уже виртуальной, т.к. мы ее отрезали). Осталось обеспечить ограничение этих перемещений и установить подходящий мотор.

В некоторых моделях платформ (как раз для северных широт) можно не отрезать часть верхушки конуса, а использовать ее для закрепления южного конца оси на стойке.

Самое главное при расчете размеров платформы под конкретный телескоп - обеспечить, чтобы центр масс телескопа на монтировке оказался ниже виртуальной полярной оси платформы (об этом - немного далее).

Всего есть 3 типовых способа "разрезания конуса", которые будут диктовать элементы и свойства финальной конструкции:


Для меня оптимален самый первый вариант (слева), т.к. широты где я наблюдаю - 30-40 градусов С.Ш. Для Новосибирска лучше подойдет второй вариант, посередине). Но и первый может неплохо работать с тяжелым телескопом.

Последний вариант, справа (VNS) - считается самым идеальным, т.к. обеспечивает минимальную высоту платформы при прочих равных. Однако он требует максимально тщательного исполнения конических поверхностей качения, точной регулировки углов роликов и кропотливых расчетов всех элементов под конкретный телескоп.
« Последнее редактирование: Январь 09, 2014, 09:49:38 от halx »
MY SKY TODAY @+37.89509,-122.30699,+63m:

Zhumell Dob 12", Meade ETX-125, AstroScan 100

Оффлайн halx

  • Профессор
  • *****
  • Сообщений: 510
  • Александр
    • DobMod
Ну, чтож, на дворе зима, а погода у нас зимой - то туман, то дымка в низинах, а в горы ехать наблюдать в холода и снег по пояс как-то лень :). Так что, определившись с типом платформы, я заказал для нее основные детали и с этих выходных приступаю к творчеству.

За основу я решил взять платформу "набор умелые руки" EzCBP от TL Systems.

Наземная неподвижная платформа (основные компоненты):


Качающаяся полка телескопа (вид снизу). Главный и самый сложный для изготовления элемент - северный сектор качения полярной оси:


Все в сборе (так же, как и на изображении, я планирую избавиться от оригинального основания табуретки своего доба и использовать верхнюю доску платформы как основание подшипника азимута):


Но, естественно, я планирую внести в конструкцию ряд ключевых улучшений под свои нужды.

Данная конструкция хороша тем, что обеспечивает легкое изменение настройки широты места наблюдений (в небольших пределах), не требует сложной фигуризации поверхности северного сектора качения, т.к. использует чисто цилиндрическую поверхность для этого. Плюс - южный сектор вырожден здесь в одиночный ролик упирающийся непосредственно в плоскость верхней полки.

Естественно, все эти ухищрения направлены на упрощение повторяемости конструкции, и вносят небольшие отклонения в точную математическую модель катящегося конуса. Но, во-первых, эти компромиссы по-прежнему отлично работают, по отзывам пользователей-визуальщиков (а я пока не планирую фотографировать с телескопом). А во-вторых, у этой конструкции сразу заметен потенциал для ее дальнейшего усовершенствования, вплоть до апгрейда фанерного 3-х роликового исполнения до 4-х роликового исполнения в алюминии.

Главные изменения, которые я планирую внести:
  • Отказаться от ведения с помощью шагового двигателя, как в оригинале, в пользу двигателя переменного тока. Главный резон - он значительно тише шаговика и потребляет существенно меньше энергии в поле. Так же такие двигатели очень просты конструктивно и поэтому более надежны и долговечны. По скорости такой двигатель достаточно плавно управляется простым изменением частоты переменного тока питания, причем это получается без потери мощности (главная проблема двигателей постоянного тока управляемых ШИМ). Т.к. я запитываюсь обычно от автомобильного (или внешнего переносного) аккумулятора, - сама собой напрашивается идея модификации примитивного маломощного инвертора DC/AC, используемого для питания бытовых приборов в машине. Все что надо сделать - перемотать выходную обмотку трансформатора с типичных 220 (у нас 110) вольт до 12 (не хочу высокого напряжения у телескопа - опасно) и модифицировать схему генерации синусоиды преобразователя постоянного напряжения для плавной подстройки ее частоты в небольших пределах (обычно достаточно подпаять подходящий переменный резистор). Моторы переменного тока к тому же очень дешевы, поэтому я сразу затарил 2 шт с редуктором на 5-6 оборотов в минуту (15 долларов за оба включая доставку из Гонконга). Двигатели я выбрал с длинным гладким валом диаметром около 4мм, т.к. планирую использовать этот вал напрямую с сектором качения. Моторов решил ставить 2 (обычно на противоположном от мотора конце ставят пассивный ролик), 2 мотора с одинаковыми валами во-первых избавят меня от необходимости центрировать разноразмерные оси качения на двух концах сектора и значительно улучшат зацепление ведущего сектора за привод, уменьшая тем самым шанс непроизвольного проскальзывания. К тому же, никаких проблем не вызывает организация синхронного управления обоими моторами (с шаговиками, например, пришлось бы дублировать схему, или как минимум, - делать развязку по току). Единственный минус - нужно продумать надежную систему сброса платформы в начало, приподнимающую сектор над приводными валами для быстрого ручного качения.
  • Так же я решил сразу заложиться на более точное ведение, поэтому вместо дешевых и мягких пластиковых роликов, как в оригинальном "конструкторе", купил точные стальные ролики на игольчатых подшипниках. Игольчатые подшипники также очень "тихие", с тефлоновыми бегунками, и вдобавок, полностью закрытые, что защищает их от грязи. Я взял 6 штук за $40 с доставкой, хотя пока понадобится только 3, остальные - на возможный апгрейд в будущем или для дополнительных усовершенствований. Внешний диаметр роликов 30мм. Пластиковые желательно брать немного по-больше (35-40мм). Ширина роликов 15мм. Слишком широкие - плохо, т.к. будут мешать неизбежным поперечным  движениям, слишком узкие будут продавливать поверхность северного сектора (хотя эту поверхность можно и укрепить). Центральная неподвижная ось этих роликов довольно длинная (40мм) и мощная (сплошная сталь), и заканчивается резьбой с гайкой на М12. Так что закрепить ролики в необходимом положении будет нетрудно как в толстой фанере, так и в алюминиевом профиле.
  • Ну и, само собой, есть у меня мысли как по облегчению конструкции, так и по повышению удобства ее использования. В частности, необходимо добавить удобную рукоятку для сброса платформы в начало трека, а так же найти пути уменьшения высоты платформы, т.к. хочется по-прежнему комфортно обходиться без лестницы, чисто собственным ростом (для этого высота платформы должна быть не более 10см + ножки). Надеюсь решить эти вопросы в процессе расчета конкретных компонентов, а так же по месту, где возможно.
(фотки этих деталей сделаю и вставлю, как только они приедут, - недели через 2-3).

Еще мне понадобятся:
  • различные стойки для двигателей и роликов. Для этого я планирую использовать алюминиевый уголок толщиной 4 мм.
  • 4 дверные петли с минимальным "разгулом" половинок - надо подобрать 4 штуки. Или попробовать придумать иное, лучшее решение для этого узла.
  • Винтовые стяжки с плотной фурнитурой для подвижного крепления их концов - 2 шт.
  • Некие регулируемые по высоте ножки для удобного горизонтирования основания в поле. Или детали для них.
  • А так же дерево. Для "полок" это будет 18мм фанера красного дерева, а северный сектор рекомендуют делать из белого дуба (он твердый, не проминается от давления роликов). Из него же я планирую сделать основание стойки южного ролика.
« Последнее редактирование: Январь 09, 2014, 09:51:02 от halx »
MY SKY TODAY @+37.89509,-122.30699,+63m:

Zhumell Dob 12", Meade ETX-125, AstroScan 100