Эл. фокусер на основе ШД: достаточно ли точности?

[Anton]

Хочу сделать электрофокусер.
Дырка у трубы 1:10
Движок 6 град на шаг, те 60 шагов на оборот.
Редуктор 1:5.75
Фокусер - крейфорд диаметр вала 4 мм.
При таких параметрах получается шаг диаметра пятна расфокусировки 3.6 мкм/шаг.

Вопрос знатокам: достаточно ли такой точности? Из соображений размера пиксела вебкамеры/Пзсины 5-10 мкм кажется вполне достаточно, но может быть есть другие соображения? Стоит ли еще мельчить?

[kis]

Думаю что вполне достаточно если величина шага правильно расчитана. А что с фокусом как Вы посчитали это пятно? В том смысле что еще и неплохо оценить масштаб изображения. Но все равно учитывая турбулентное пятно большей точности наверное не надо.

[Александр Л.]

          Антон, не понял вас по поводу диаметра пятна расфокусировки. Допустимую величину линейного перемещения камеры или окуляра вы можете прикинуть в Aberrator.
 Обратите внимание на то, что на допустимую расфокусировку сильно влияет величина центрального экранирования. Мне кажется, что следует перезаложиться в точности перемещения (ваш вариант не просчитывал). Дело в том, что фокусировка на WEB камере сильно отличается от фокусировки при визуальных наблюдениях. Видимо глаз обладает какими-то уникальными свойствами и выхватывает четкое изображение из турбулентного. При наблюдениях с WEB камерой это не происходит и изображение на экране монитора замыто турбулентностью даже при больших скоростях работы затвора (например 1/250 сек). Поэтому фокусировка занимает длительное время и всегда остается ощущение того, что изображение все-таки несфокусировано. Привожу ссылку на самодельный электрический фокусер, который изготовил  Peter Katreniak http://www.pk3.host.sk/Astro/index.htm?astrophoto_ef.htm    . Peter Katreniak  - астроном любитель, занимающийся астрофотографией с WEB камерой VESTA SC.

Кстати, уже в который раз рекомендую пользоваться его программой для съемки WEB камерой K3CCDTOOLS. - http://www.pk3.host.sk/Astro/index.htm?software.htm  .

[Anton]

Александр, я рассчитывал исключительно из геометрических соображений:

Картинка:

[вложение удалено с форума]

[Anton]

Альфа - это угол поворота на один шаг с учетом редуктора.
В данном случае 1.04 градуса.
Таким образом если в фокусе диаметр изображения - 0 (без учета аберраций естественно!), то при смещении от фокуса на 1 шаг (расстояние X) получаем пятно размера 2*Y.
В данном случае 3.6 мкм.

K3CCDTools пользую давно и с удовольствием.
Кстати на сайте последняя версия 460, в разделе об измерении периодических ошибок монтировки http://www.pk3.host.sk/Astro/astrophoto_mount_errors.htm упоминается версия 463. В 460 нет пунктика "Export Drift List", хотя прицел "Reticle" есть. Вы разбирались с этим? Письмо автору отправлял недавно, ответа нет.

По поводу фокусера с этого же сайта: Там используется двигатель постоянного тока, ни о какой точности и повторяемости результатов настройки речь идти не может, пока на нем нет энкодера и схемы управления. Основное его назначение - уменьшить тряску при фокусировке. А в остальном все на глазок.  Шаговик хорош тем, что с точностью до одного шага можно контролировать положение фокусировочного узла (с программным учетом люфтов конечно же) и фокусироваться по результатам фурье анализа например.

[Anton]

Peter KATRENIAK только что написал мне, что версия 463 скоро будет опубликована. Вопрос с K3CCDTools снимается.

[Александр Л.]

        Теперь, Антон, мне понятны ваши рассуждения. Я думаю, что надо идти другим путем. Скачайте Аберратор -   http://aberrator.astronomy.net/  , эта программа позволяет просчитывать и смотреть визуально вид дифракционной картины для любого объектива, в том числе при наложении дополнительных аберраций и дефокусировки.  Для объектива 1:10 с нулевым ЦЭ (центральным экранированием), при дефокусировке на +- 30 мкм вид дифракционной картины практически не изменяется, при дефокусировке на +- 50 мкм заметно на глаз замывается щель между дифракционным диском и первым кольцом, при дефокусировке на +- 80 мкм дифракционный диск сливается с первым дифракционным кольцом. Введение 20% ЦЭ практически ничего не изменяет с точки зрения фокусировки.
На мой взгляд, для выжимания предельного разрешения системы телескоп-WEB камера, желательно, чтобы щель между первым дифракционным кольцом и дифракционным диском была четко видна и соответствовала в фокальной плоскости одному пикселю CCD матрицы. Поэтому, для вашего случая, следует принять точность установки окуляра или камеры +-30 мкм., т.е. 60 мкм. В вашем случае, поворот на 1 градус фокусировочной  оси диаметром 4 мм. соответствует 1 шагу двигателя и перемещению окуляра или камеры на 35 мкм. Т.е , при таком шаге вы должны попасть на нужный отрезок, но запаса по точности никакого.  Лучше применить 200 шаговый двигатель, тем более, что не дефицит.

       

Peter KATRENIAK только что написал мне, что версия 463 скоро будет опубликована. Вопрос с K3CCDTools снимается.

       У меня тоже версия 460 и в ней отсутствует опция "Export Drift List". А появление новой версии очень радостное событие. В этой версии автор обещал ввести опции наложения нерезкой маски на кадры AVI ролика и возможность суммирования кадров AVI ролика с учетом вращения поля.


       А кстати, что такое "фокусироваться по результатам фурье анализа".

[kis]

Думаю что надо согласиться с Александром. Моя оценка была несколько поспешной. Запаса хода действительно никакого, а должен быть, так как, если есть (грубо) одно значение попал в фокус - не попал, то вследствии температурных изменений, каких либо незначительных деформаций фокус будет гулять и скорректировать его будет уже невозможно (только на границах ).
Хотя для многих задч и этого хватило бы если не "выжимать"

[Anton]

Что-то помер -  astronomy.net, DNSом не резолвится.
Ну да ладно, все равно понятно, что нужно поднять точность позиционирования вдвое-втрое.
Тем временем первоначальный вариант дал дуба, поскольку я хотел использовать эскаповский движок P310 в сборе с редуктором, а детальное исследование показало, что живьем в России ничего нет. Для заказа доступен вариант с редуктором 16.2, что в свете вышеизложенного было бы в самый раз, но срок поставки 8 недель и цена 160 евро. Долговато и слегка дороговато.

Вот ведь какая досада получается: стандартный движок даже на 200 шагов без редуктора достаточной точности не дает. Даже в полушаге точночти мало. С редуктором проблемы: буржуйских долго ждать, самоделку делать не из чего, габариты будут непонятные  да и качество будет не то.

[SF]

2Александр Л.:
При наблюдениях с WEB камерой [...] изображение на экране монитора замыто турбулентностью даже при больших скоростях работы затвора (например 1/250 сек).

Нельзя ли посмотреть замытость для звездного raw image в каком-нибудь lossless формате + фокус и диаметр телескопа? А серия, снятая в течении 0.5-1 сек - еще интереснее.

2Anton:
фокусироваться по результатам фурье анализа

Есть ли на этот метод какие-нибудь ссылки? Чем он лучше других методов (максимального с/ш, измерения профилей и проч.)?

[Anton]

K3CCDTools может делать БПФ (fft) в реальном времени по видеопотоку с вебкамеры. Там есть кнопка такая FFT справа. И в реальном же времени результат отображать в виде картинки и графика.
Чего обозначает этот график? Ну ежели по аналогии с функцией от времени f(t) при преобразовании Фурье мы получает спектр, те зависимость как бы вклада (интенсивности)частоты  от частоты, то при преобразовании функции яркости от координаты мы тоже получаем спектр только в виде какой-то зависимости контраста(?) от  пространственной частоты кажется... Ой давно я спектральный анализ изучал не сообразю сразу    Не пинайте ногами, лучше у оптиков спросите  
Вообщем чем острее график, чем больше там ВЧ компонент, тем фокус лучше, цифирка там какая-то тоже считается, можно по ней ориентироваться.
Вот здесь сей метод вскользь упоминается в конструкции суперпрофессионального фокусера:
http://www.fli-cam.com/FLIproducts/df2.htm
Если гуглом поискать telescope autofocusing fourier fft итп тоже иногда что-то похожее вываливается.

Поскольку все в дыму в Москве, поэкспериментировать на звездах уже месяца два не получается, а на малоконтрастных и протяженных объектах, типа солнца или антенны на крыше дома как то по результатам бпф не получается фокусироваться.  Слишком груб поворот фокусера рукой, да и трясется все от каждого прикосновения в 1.8 метровом фокусе. Собственно это и подвигло меня на проработку вопроса прецизионного электрофокусера.

[SF]

2Anton:
чем больше там ВЧ компонент, тем фокус лучше

Yes, of course!!!
Тьфу, что-то я сегодня не в ударе...

[Александр Л.]

         Антон, спасибо за пояснения, пропустил эту возможность программы.

         А не слишком ли вы усложняете с механикой фокусировщика ? Вам что нужна цифровая шкала ? Не знаю конструкцию вашего фокусировщика, но у него наверняка есть ручка, причем достаточно большого диаметра. Может быть обрезинить вал шагового двигателя и сделать привод в прижим к этой ручке?

        To SF.  Подобного ролика готового нет, постараюсь снять. Но имелась ввиду наводка на резкость по протяженным объектам – Луна. Полной уверенности, что это турбуленция нет, возможно какое-то свойство камеры + турбуленция.

[Anton]

Фактически мне действительно нужна цифровая шкала. А с резинками и прижимами все на порядок сложнее, сопливее  и корявее получится. Соединение вал в вал через муфру просто идеальный вариант, учитывая компактность движка в сборе с редуктором, просто идеальная компоновка получается.

2 SF У меня случайно завалялся ролик - антенна на крыше дома на расстоянии в пару километров, контраст небольшой, все в дыму, но антенна просто пляшет, изгибается, ветра не было вообще, выдержка 1/50, так-что турбуленция однозначно. Но в lossless формате весь ролик - это мегов 70. Мыльнуть?   Или достаточно несколько кадров? Фокус F=1800, D=180.

[SF]

Спасибо, но для случая "горизонтальная трасса + неточечный объект + апертура 180-мм" диагноз понятен (Anton). Я подумал, что размытость при 1/250 с. относится к звездному изображению (Александр Л.), а это странно. Если такое встречалось, то интересно было бы посмотреть. Достаточно несколько кадров подряд, и затем через интервал. Поля можно "отпилить", достаточно только звезды ("центральная горка, крылья, фоновая окружность"). Желательны, конечно, lossless и capture card. Но это не к спеху - так, "в свободное время у камина, от нечего делать".

[Anton]

Вот последовательность из шести фреймов, снятых друг за другом:

Выдержка 1/200
Фреймрейт 5 fps
F=1800
D=180

Хоть и 1/200 иногда из-за турбуденции звезды практически не видно, так ее размазывает.

[вложение удалено с форума]

[SF]

2Anton:
Очень симпатично, особенно наиболее размытые кадры. Увеличение маловато для четкого получения изображений спеклов, но вид вполне классический.

А если перед объективом поставить диафрагму с двумя отверстиями, можно довольно объективно оценивать качество атмосферных изображений. Правда, получить его в привязанных абсолютных цифрах будет посложнее...

[Александр Л.]

         8 последовательных кадров.
F=1000 mm.
D=90 mm.
5 кадров/сек.
1/250 сек.
Обратите внимание на 2 маленьких кратерочка внутри Клавия, в верхней его части.  Лучше всего заметны на 3 кадре.




[вложение удалено с форума]