Dorithur

В чём смысл?

Ось петли (зеленая точка, из которой выходит стрелочка) направляется на полюс мира. Далее под действием вращения, шпилька (жёлтая) стягивает створки устройства с подобранной скоростью, которая должна соответствовать скорости Земли вокруг своей оси. Подробнее о скорости в первом посте.

На верхнюю створку устанавливается фотоаппарат.

...

PROFIT!

Мы скомпенсировали вращение Земли и получили фото на длинной выдержке без смазанных звёзд.

Расчёты и комплектующие

Для начала выпиливаем два прямоугольных куска фанеры. Длина L: 49,5 см 300 мм. Ширина: под имеющиеся петли. Чем шире, тем меньше люфтов. Петли изначально должно быть выбраны с минимальным люфтом.

Пару слов о шпильке: если получится найти шпильку с высоким классом точности (класс А), то лучше взять её. Иначе будет люфт резьбы шпильки и шестерни. Резьба шестерни должна иметь соответствующий допуск, иначе может заклинить.

Далее её нужно согнуть.

Делается это следующим образом. В фотошопе (или где удобно) рисуется окружность с радиусом R (в сантиметрах, а не в пикселях). Где R меньше L на пару сантиметров. К ней для удобства пристраивается еще одна окружность с R2 = (R-r), где r - радиус шпильки, и располагается на расстоянии 2r "внутрь" первой окружности. Таким образом мы получаем шаблон, под который нужно согнуть нашу шпильку. Чем длиннее будет шпилька, тем легче и точнее можно придать ей нужную форму. Главное - это добиться максимальной точности на отрезке сантиметров в десять и при этом не повредить резьбу. Можно её предварительно разогреть для большей пластичности.

Далее нужно проделать отверстия под шпильку в фанере. Как вы уже могли догадаться, отверстия должно находиться на одинаковом расстоянии от петель. А именно, на расстоянии R от оси(!) петель. То есть, сначала скрепляем две створки петлями, а потом отмеряем расстояние R от центра оси и сверлим отверстие на равном расстоянии от краев по ширине, сквозь обе створки.

Следующий элемент конструкции - главная шестерня. С ним чаще всего возникают проблемы в поиске готовых решений. Свои шестерни я заказывал в 3D печати. Модель сделал друг по SVG-файлу, сгенерированному вот здесь. Посадочное отверстие "кастомное", естественно. Заказывал обе шестерни. Обошлось в 400 рублей (без учета переделок). Учтите, что размеры внутренних отверстий могут не совпасть с нужными вам. У меня так и вышло - изготовители поставили широкое сопло для печати первой (малой) шестерни и вся точность поехала. В модели второго изделия (справа на фото) был перепутан радиус и диаметр внутреннего отверстия (¯\_(ツ)_/¯). Обе шестерни переделал в итоге. Под исправленный вариант (слева) пришлось обтачивать гайку (которая выступила в качестве внутренней резьбы для шпильки). Не самый лучший вариант, т.к. шпилька и гайка с классом точности "В" дают дикий люфт. Это один из факторов нестабильности в работе. Если кто знает, где можно приобрести в розницу класс "А" - прошу сообщить.

Итак, отверстия сделаны, шпилька согнута, готовы шестерни. Первичная сборка - вставляем шпильку в оба отверстия, центрируем так, чтобы створки свободно ходили по всей длине шпильки и крепим оную колпачковой гайкой (или же зажимаем двумя обычным гайками). Главное, чтобы шпильку не перекосило.

Накручиваем главную шестерню на шпильку до выбранного рабочего участка и примечаем, где у нас будет моторчик со своей шестерней. Проделываем отверстия в нижней створке: крупное прямоугольное для моторчика и отверстия для крепления винтами. Контролируйте сцепление шестерней - оно не должно быть слишком плотным или свободным. Перед окончательной сборкой прогоните моторчик на пару десятков оборотов основной (большой) шестерни. Отверстия под моторчик и пазы под винты лучше сделать с запасом хода вдоль створки, чтобы можно было делать настройку сцепления.

Штативную голову лучше взять помассивнее. Первая голова, которую я заказал с Алиэкспресс, не держала камеру даже без объектива. Вторая оттуда же, но подороже (1000 рублей) и попрочнее. Уверенно держит тушку с тяжелой мануальной "трехсоткой".

В качестве искателя полюса я использовал оптический прицел от пневматической винтовки. Закреплен он на "ласточкин хвост" (на фото). Крепление должно быть строго параллельно оси петли.

Если планируете так же как и я использовать прицел - обязательно сбросьте "пристрелку" на оптическую ось! Закрепите кольца прицела, освободите трубу и поворотами барабанчиков настройте его так, чтобы при любом угле поворота трубы, перекрестие указывало в одну точку. Это будет означать, что через центр прицельной сетки проходит оптическая ось.

Финальный штрих - прикручиваем к нижней створке крепление под ваш штатив. Советую разместить его под центр массы конструкции. Длинный объектив всё равно может перевесить, но лучше изначально не допускать перекос. Крепление к штативу может быть, конечно же, любое.

Желательно каким-нибудь образом закрепить Ардуинку и предусмотреть "слот" для источника питания (Powerbank). Т.к. вся эта конструкция будет поворачиваться под крутым углом, ведь наводимся на полюс мира. Угол при этом равен широте местности.

Практика показала, что нужен хороший штатив. По-первых, он должен банально держать вес всей конструкции. Во-вторых, позволять точно наводиться на полюс. Моя простенькая тренога дико бесит в этом плане.

Идеально подойдет монтировка от телескопа.

На этом вторая часть закончилась. Снова я оставил вас без фото своего изделия и результата.

В третьей части покажу, что получилось. Опишу расчеты скорости вращения ведущей шестерни и опишу увлекательный процесс калибровки в "лабораторных" и "полевых" условиях. Ведь расчеты оказались неверными :D До сих пор не понял причину. Нужную скорость подобрал уже своим методом.