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Fig. 1- Unidad de filtros CFS acoplada a una Audine-CG3. |
Control de Foco, Filtros y Shutter.
C.F.S
Septiembre- 2001
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Fig. 1- Unidad de filtros CFS acoplada a una Audine-CG3. |
Abstract.
The Focus, Filter and Shutter Controller, (CFS) is a system formed by a dual filter wheel and a four stepper motor controller.
The unit control accept manuals inputs and also serial port commands.
The second filter disk conform the shutter and permit to insert auxiliary filters (for example the infrared filter).
The present realization is a low profile version appropriate for S/C fork mounts.
En la practica resulta poco practico usar de forma simultanea una cámara con varios de los posibles accesorios: flip-mirror, rueda de filtros y enfocador craiford.
Se presentan problemas de dimensiones físicas en telescopios pequeños. Si la cámara pesa un kilo y la alejamos insertando varios accesorios, la palanca que ejerce va a ser importante y también el contrapeso necesario.
Si se trabaja con monturas de horquilla se puede añadir poco más que la cámara para no tropezar en la montura.
Por otra parte y no menos importante, se presenta la necesidad de integrar las diferentes funciones de cara a la automatización del sistema de adquisición. En caso contrario, como mínimo, nos encontraremos con un mando para el enfoque, otro para los filtros y si es necesario filtro de infrarrojos habría que ponerlo o quitarlo manualmente.
Con el CFS se pueden integrar hasta cuatro de las funciones necesarias para el funcionamiento del sistema de adquisición simplificandolo.
El CFS consta de tres partes:
Unidad de control para cuatro motores paso a paso.
Unidad de filtros doble, una rueda actúa como obturador con filtros auxiliares.
Software.
El controlador acepta comandos vía puerto serie y entradas manuales.
Las entradas manuales permiten cambiar de filtro, abrir y cerrar el shutter o mover el motor de enfoque con la salida de un LX200.
Fig. 2-
Diagrama de bloques del circuito de control.El
esquema eléctrico es relativamente sencillo. Consta de un microcontrolador compatible 8051 y cuatro controladores de motor paso a paso UCN5804. El circuito del operacional permite interpretar la salida analógica de enfoque del LX200, (dos velocidades en los dos sentidos) .
Fig. 3-
Unidad de control CFS para cuatro motores paso a paso.El montaje de los componentes se ha realizado sobre una tarjeta de prototipos usando la técnica del grapinado. Solo en caso de frabricar suficientes tarjetas merece la pena diseñar y fabricar un circuito impreso. Es un trabajo laborioso aunque nos permite montar solo lo necesario. Por ejemplo la parte del operacional que adapta la salida de enfoque de un LX200 se puede eliminar.
Fig. 4 Â
Distribución de los componentes y aspecto de la tarjeta grapinada. Es de agradecer colocar en los zocalos pegatinas con el numero de pin.
Fig. 5-
La herramienta de grapinar. En el centro tiene un util para pelar el cable.Se trata de una doble rueda de filtros. Una contiene los filtros normales. La segunda actúa de shutter.
El número de filtros puede ser variable, dependiendo de su diámetro. En el arranque el sistema detecta cuantos filtros tiene cada disco.
En la presente realización, la exigencia mecánica más estricta impuesta ha sido conseguir el perfil más bajo posible de cara a su utilización en telescopios de horquilla. Esto implica algunas complicaciones mecánicas que pueden ser eliminadas caso de aplicarse a otro tipo de monturas. Los planos en Autocad están disponibles en el grupo ObservatorioRemoto de Yahoo. Aquí pueden verse en formato pdf una descripción de
los discos y el plano general. Para la construcción es muy conveniente usar los planos como plantilla, pegados a las planchas de aluminio.
Fig. 6 -
Unidad de filtros doble con perfil muy bajo.Usar un motor para el obturador puede parecer extraño aunque la razón es sencilla: se trata de otra rueda de filtros. Obturar con una segunda rueda va a permitir la combinación de filtros. Será posible obturar normalmente o bien con un filtro infrarojo si en los filtros principales están seleccionados los filtros de color. El inconveniente es que no permite obturaciones rápidas, como mucho de 1/4 de segundo.
Fig. 7 -
El disco superior con tres ventanas hace de obturador con filtros auxiliares. El disco inferior es la rueda de filtros.
La comunicación entre controlador y ordenador principal se efectúa vía puerto serie mediante un
sencillo protocolo.Programa de la unidad de control: va alojado en la EPROM interna del microcontrolador y está escrito en C. Este programa acepta comandos desde un puerto serie para indicar el motor a mover, la cantidad de pasos, su sentido y la velocidad. En modo manual se contempla la salida de enfoque de un LX200, una señal de shutter TTL de la cámara y el cambio de filtros se efectúa con un pulsador.
Programa del PC: actualmente se dispone de un pequeño programa escrito en C con Builder 3, útil a efectos de desarrollo. Desde una ventana podemos mover cada motor a posiciones predeterminadas en una tabla que podemos editar o bien introducir directamente el movimiento que deseamos realizar especificando el numero de pasos, velocidad y sentido de giro.
En una segunda fase el control debe pasar al programa de la cámara para automatizar todas las funciones progresivamente. Por ejemplo si se trata de hacer fotos en color, el programa de adquisición se encarga de ir cambiando de filtros secuencialmente.
Especial atención merece el enfoque. Disponiendo de un motor paso a paso en el mando de enfoque es posible conseguir su automatización. Este sistema de enfoque ya fue puesto en marcha en el NTO por Jesús Rodríguez y Antonio Peña, se llama
Sharp Focus. Actualmente está aplicado a una ST7 y ahora se trata de adaptarlo a la Audine. Con este sistema, además de la automatización, se consiguen eliminar los problemas de desplazamiento del espejo en los SC, no siendo necesario el enfocador Crayford.