2017年7月31日月曜日

人工衛星(435MHz JAMSAT)を追いかける その②


自作派向けVHF-UHF帯向けの 八木-宇田アンテナの給電部分の3Dプリント部品です。

側面に5D2Vまたは3D2Vケーブルが通せる横穴をつけました。

ケーブル外形は、フジクラの5D2V Φ7.4mmに合わせています。


給電部にフォールデッドダイポールアンテナ (幅25mm)を縦に配置しています。
この結果 ブームのΦ12mmのアルミパイプの中心から15mm偏心した位置がエレメント中心になりました。本当は、正確に中心にあるほうが理論上は良いんでしょうけど..(マックスウェルよれば磁界と電界は90度交差しながら交互に..)

構造上致し方ないとこの寸法に落ち着きました。

あとは実際に作ってみて..ですね。

このH = 25mmのフォールデッドダイポールの幅は144MHz帯のアンテナになれるはずです。

ブームパイプ径はΦ12mm エレメントはΦ3mmは変わらず。




2017年7月28日金曜日

人工衛星(435MHz JAMSAT)を追いかける その①

宙から降ってくる衛星の電波を捕まえられないかなあ.と考えアンテナを作ろうかと画策しています。

科学好きなキッズの夏休みの工作にうってつけ。

パソコンにSDRというUSB接続のチューナー (1000円前後)をつけて
アンテナを宙に向ければ受信できそう..ってことは調べて判りました。

ということで アンテナの自作を目的にしてエレメントのサポートを3D印刷する予定です。
そして何回かに分けて パソコンへのSDRチューナーのインストールやアンテナへの接続をなど
実践して分かったことを書いてみたいと思います。

材料はホームセンターで購入可能なΦ12mmのアルミパイプ約1mでブームを作り、エレメントは銅かアルミのΦ3mmパイプが調達できそうか調べてみてください。


アンテナの基本部分の寸法や構造はすでに制作例がたくさんありますのでそちらを参照してください。

このアンテナの基本仕様としては、

3の25mmネジと蝶ねじで分解して持ち運びができるようにしたい。

あとはブーム(真ん中のΦ12mm)の支持は 手持ち?

は大変なので カメラ三脚に取り付けできるような構造にすれば宙を向けられますね。






衛星の軌道はここを見るとわかるそうです。


JAMSAT 日本アマチュア衛星通信協会 衛星軌道


2017年7月26日水曜日

SEIYA-30-rev1 精度・剛性性能改善版 その④ 操作マニュアル

超簡易 赤道儀 SEIYA-30-rev1ですが

操作マニュアルができましたので公開いたします。

下記リンクをクリックして google ドライブの共有からダウンロードできます。

超簡易 赤道儀 SEIYA-30-rev1 使い方マニュアル

もしくは ブラウザのアドレスに
https://drive.google.com/open?id=0BySXpTYfRN9Sa3VGVl9uWmlSWnc
を入力すると googleドライブ のファイル共有に入りますのでそこから閲覧 ダウンロードできます。

SEIYA-30-rev1 精度・剛性性能改善版 その③ 作品例

雨ばかりだった岩手も昨晩は星空が開けましたので
SEIYA-30-rev1を実際に使用できましたので、作例を紹介いたします。


水蒸気が多かったうえ、うす曇りでしたのであまり良いコンディションとは言えなかったのですが

広角レンズAPSC f2.8 19mm (35mm換算 28mmレンズ)  ピクセル等倍表示でほぼ点像を維持できる性能を確認しました。
120秒間露光ですが、固定撮影では星は流れますので、簡易とはいえ赤道儀の機能は発揮しているといえます。


スタックするとコントラストが上がりますが今回は、あえて「撮って出し」の、無加工のままです。
ノイズ処理もしていませんのであくまで星像がどれだけ流れるかに着眼してご覧いただければと思います。


白鳥座 付近 SEIYA-30-rev1 NEX-5N f2.8 19mm(35mm換算28mm) ISO800 143秒 






追記 
下記画像は 2015年11月5日に撮影した おうし座周辺画像です。 すばるが見えますね。
これは三脚固定撮影 赤道儀ガイド無しで39秒露光撮影したものですが 星が流れていますね。
たった39秒の間にこれほど宙は動きます。 超簡易とはいえ赤道儀の威力が判ります。
NEX-5N f2.8 19mm (35mm換算28mm)  ISO3200 39秒露光


2017年7月24日月曜日

SEIYA-30-rev1 精度・剛性性能改善版 その② 仕様

ポータブル赤道儀 SEIYA-30-Rev1です。

以前のSEIYA-30β版と比較して地軸に対する回転軸を樹脂ヒンジ+アルミパイプから、金属回転軸に変更し、さらにカメラ重量を回転プレート(3mm厚のアルミ合金)の面で支える構造に変更してみました。

また、日周運動の送り機構はリードピッチを0.5mmの真鍮製に変更していて送り精度が向上しています。

弊害は、最大追尾時間が30分になりましたが、簡易赤道儀で30分のノータッチガイドは不可能であるため割り切りました。

仕様は下記のとおりです。

1) 電源 Ni-MH充電池4本4.8V または 5V Li-Po  ポータブル充電器 (どちらかを選べます)

2 ) 稼働時間 3時間 (理論値) 電池の状態によります。

3) 搭載可能重量 800g

4) 最大追尾時間 30分

5) 標準露光時間 60-120秒





実際の星景画像はお天気が良ければ今晩にでも.. でも岩手は今日も曇天+小雨
梅雨明けが待ち遠しいです。
 

2017年7月20日木曜日

SEIYA-30-rev1 精度・剛性性能改善版 その①

先日から
 発売したポタ赤ですが、実写して所定の性能を確認をしてからの引き渡しを行っています。

ちゃんと写らないなどとがっかりされるとこっちもがっかりしますからね。

月もいい具合に月齢26.4と細い三日月。 撮影条件は整いましたので敢行いたします。


ついでにβ版はヒンジをアルミパイプ+ABS樹脂の構成でしたが、ほとんど同じ構成部材で耐荷重と追尾精度を改善した、「Rev1」を印刷3Dプリントしてみました。

回転支軸を金属部品にすることでヒンジ剛性を大幅に向上しました。

この構造変更に伴いステッピングモーターブラケットをABS樹脂部品にしています。

ただし、すこし構造が複雑になるので若干の製造コストアップになります。

性能向上が確認できたなら、今後はこちらを頒布する予定です。

すでにご注文いただきお支払いを確認できた方には、こちらを旧価格のまま送付いたします。


実写確認してから発送します。 もう少しお待ちくださいね。



2017年7月7日金曜日

超簡易 ポータブル赤道儀 「SEIYA-30β」

今日は旧暦の七夕、上弦の月も出ているはずです。 

織姫星(こと座のベガ)  と 彦星(わし座のアルタイル) が...という伝説は有名ですね。

この伝説に登場する星たちは天の川のを挟んで両岸にあるのですが、

この天の川を強調して背景にして風景を収めた星野・星景写真は幻想的な一枚になり得ます。
皆さんもたぶん一度はご覧になったことがあると思います。

しかしこの星景写真..これを撮影するのは少しコツがいります。 (今日は月が出ているので たぶん無理です)

月が出ている晩は周囲が明るすぎてうまくいきません。薄っぺらな月の晩なら写るかもしれません。

このように一番の問題は淡い撮影対象の天体と日周運動でしょう。 天の川は実はとても淡い光源の対象なのです。
そして淡い天体をしっかり撮影するためには長時間露光が必要になります。

三脚に固定したカメラで天の川を標準(広角)レンズで撮影すると、露出時間の限界は約30秒..
これは日周運動に起因しているのですが30秒の間に天球上の星が角度にして約0度7分30秒ほど地軸を中心に円周運動をしてしまいます。

これを打ち消すために赤道儀があります。

今回は3Dプリンタでこの簡易版赤道儀をプリントしてみました。
とはいえ、今回は重量のある光学器材を相手にするため形状の難しい一部を3Dプリントして
強度の必要な部分は、アルミ合金の平棒を切削加工しています。


それではこの簡易赤道儀の仕組みを説明します。




まずカメラ三脚に固定した簡易赤道儀にあるアルミパイプを覗き中心に北極星を捉えます。 ここが一番重要です。 できるだけ正確に中心を捉えてください。

あとは、このアルミパイプを中心に二枚のアルミ台座が正確に15度/(3600秒=1時間)の角速度で
開いていきます。つまりカメラが回転します。
モーターの回転軸は円弧の弦になっているので、パルス幅を変化させ一定の角速度を刻むようにマイコンにプログラムしています。

回転中心にカメラのレンズが無いと..と考える方もいらっしゃると思いますが、その心配は無用です。

星の位置はほぼ無限遠そしてその恒星の実直径は、この赤道儀の中心軸とカメラの光学中心軸のズレが無視できるぐらいとても..とっても とっっても×4×10の10乗ぐらいの違いがあります。

ちなみに織姫星ベガの直径は 4000000kmです。この簡易赤道儀の中心から光学中心までは約100mm前後
計算してみてくださいね

ということで、北極星 を中心とした地軸と カメラの光学中心が7分30秒以内に収まれば実用域ということになります。




たぶん..







2017年7月5日水曜日

3D プリント簡易赤道儀「SEIYA -30β」

七夕が近くなってきました。

これから夏の宙が観望シーズンがやってきます。

そこで、スマホやデジカメで天の川をキレイに写すためのグッズを3Dプリントしてみました。

天の川をキレイに写すためには、ある程度長い露光時間(シャッターをバルブモードに設定)
が必要になります。
ところが
 標準レンズf=45mm(35mn換算)でもチャッターを30秒以上開けると星が点像になりません。北極星を中心とした円弧になってしまいます。
そこで赤道儀が必要になるのですがなにしろ赤道儀は高価です。
もっと手軽に撮影できないか...

すでにカメラメーカーや望遠鏡メーカーから(例えばビクセン ポラリエ)が発売されていますがこれも3万5千円くらいはします。

もっとお手軽に..これがこの簡易赤道儀の目標です。


目標性能は
1) 最大30分から一時間程度日周運動をキャンセルできる。
2) 搭載可能なカメラは800g以下
3) 単三乾電池4本程度で動作できる(またはLi-Po スマホ用 USB充電器)



使い方としては、カメラ三脚に簡易赤道儀を固定し、自由雲台をつけます(自由な方向自由なカメラアングルを合わせられます)
その後 北極星をあわせカメラを載せます。
あとは写したい方向に自由雲台でカメラのレンズを向けたらスイッチを入れるだけ。
これで 約30分間(最大一時間 角度にして15度) 地球の自転に合わせて日周運動をキャンセルできます。

自由雲台の上にスマホ ホルダーを載せて 長時間露光 撮影アプリ」があればきれいな夜景がスマホでも撮れるように...なる予定。

現在の仕様ではモーターの駆動にはAVRマイコンとステッピングモーターを使用しています。
もう少しで試作品が完成です。

試しにミラーレス一眼と組み合わせて、本物の赤道儀と撮り比べてみます。

七夕に間に合うか...





CNC レーザー加工機

PCB基板試作を自動化できないか試行錯誤した結果 Arduinoで動作するCNC加工機が導入しやすいという判断に至りました。 一般的に基板試作は、 1) 回路図作成 2) PCBパターン図作成 3) 焼き付け 4) エッチング または ミリング 5) ドリリング ...