miksoft

Какие космические объекты можно увидеть с помощью любительского телескопа и фотоаппарата? В отличие от человеческого глаза, фотоаппарат может "накапливать" фотоны света и показать нам гораздо больше деталей.

На снимке туманность «Колдун» (NGC 7380) - рассеянное звездное скопление, погруженное в облако межзвездного газа и пыли, из которого оно сформировалось. Объект находится на расстоянии около 8 тысяч световых лет в созвездии Цефея. Ориентировочный возраст туманности - около 4 миллионов лет.

Фотография сделана на любительской обсерватории (пригород Оренбурга, не Анапа), составлена из множества кадров. Исходники этого и других объектов выложены в облаке Я.Диск. Качество фотографии во многом зависит от умения правильно обрабатывать, чего я не очень умею :)

Мой Telegram канал: @nearspace

Казалось бы, причем тут исследования космоса? Но далее все по-порядку :)

Мониторинг погоды с помощью самодельного оборудования оказался довольно любопытным занятием...

Идея создания автоматизированной обсерватории с удаленным управлением упёрлась в необходимость получать текущие данные состояния погоды в точке установки астрономического оборудования, вот этого:

Четыре года назад познакомился с микроконтроллерами Arduino (AVR), они оказались очень удобными для прототипирования различных устройств, которые потом можно будет сделать на более серьезных МК. Для обучения работы с Arduino решил собрать первое устройство - метеостанцию. Состояла она из двух блоков - внешнего, который висел за окном и раз в 5 минут передавал показания, и внутреннего, который принимал показания по радиоканалу и отправлял их в сеть на удаленный сервер. На внешнем блоке даже сделал солнечную панель, как помню купил по акции шесть садовых фонариков по 39 рублей, выдернул из них солнечные панели. Собрал из них одну большую, она заряжала внутренние АКБ (обычные ААА аккумуляторы). Такого симбиоза хватало на полгода бесперебойной работы метеостанции, потом аккумуляторы все-таки приходилось заряжать нормально.

Спустя год работы метеостанции, я ее отключил и разобрал. Сделана она была из подручных материалов, вот как она выглядела спустя год работы (внешний блок):

Самодельный блок с анемометром, датчиком освещенности на фоторезисторе и датчиком DHT22 - температуры и влажности.

Блок с МК, и аккумуляторами спустя год - резиновые заглушки сильно потрескались.

Ну а внутри этого блока находится вот что:

Корпус утеплял в 2-3 слоя, проклеивал. Не знаю помогло это или нет, но АКБ, которые там стояли, до сих пор держат заряд и работают исправно. Целый год работала Arduino и не было ни одного сбоя или зависания - ее не приходилось перезагружать. Разброс температур был от +45 на Солнце, до -32 зимой.

Анемометр можно было бы сделать из шариковой мышки, но я такую не нашел. Сделал из небольшого двигателя, убрал все лишнее и прорезал сбоку отверстие для отпопары. На штоке якоря убрал обмотку, поставил самодельный диск с прорезью. Ну и DHT22 датчик:

Одно из моих увлечений - астрономия, и в этом году я построил астрономическую будку с удалённым управлением (часть 1, часть 2, часть 3). И для автоматизации процесса съемки очень важно получать и обрабатывать погодные условия прямо здесь и прямо сейчас. Поэтому решил строить новую метеостанцию, опять на Arduino (понравилась мне она), но уже более серьезную.

Сперва сделал на RJ-45 розетках возможность подключения модулей, но потом переделал на жесткую пайку. Все-таки так будет надёжнее, учитывая прошлый опыт. Соединения могут давать сбои.

Все детали метеостанции напечатал на 3D принтере, получилось прям как заводское исполнение.

Метеостанция после недели тестов и отладки программного обеспечения установлена на свое место - на астрономическую обсерваторию.

Сейчас она измеряет и передает на удаленный сервер показания - температуру, влажность, точку росы, освещенность, интенсивность УФ-излучения, скорость и направление ветра. Заказал еще ИК-пирометр, для датчика облачности. Измерение уровня осадков делать не стал, так как актуально только в теплое время года.

Все данные можно смотреть через веб-интерфейс: просматривать текущие метеоусловия, а также статистику по предыдущим дням: https://meteo.miksoft.pro/

В планах - "допиливание" frontend \ backend метеостанции, сделать возможность выгрузки данных. Также сейчас метеостанция подключена и к проекту "Народный мониторинг".

Конечно, я понимаю, что для работы настоящей метеостанции должны быть выполнены большое количество условий (чтобы ее показания котировались), датчики должны быть сертифицированы, и явно быть дороже и точнее. Но сейчас, для работы удаленной астрономической обсерватории, мне этого более чем достаточно - перед запуском планировщика обсерватории я могу посмотреть текущую метеосводку. Теперь я могу быть уверенным, что в случае наступления неблагоприятных метеоусловий во время съемки (облака или осадки) - контроллер обсерватории сам припаркует телескоп и закроет крышу.

Буквально вчера получил посылку из Китая - ИК пирометр, который будет работать в паре с другим датчиком и мониторить облачность. Так что в ближайшие выходные буду добавлять новый датчик в метеостанцию.

Что дальше? Может быть стоит как-то развить этот мини-проект, сделать еще одну, но автономную, с солнечной панелью, АКБ и передачей данных по GSM?

Посты про строительство обсерватории смотрите в моем профиле.

Адрес метеостанции: https://meteo.miksoft.pro/

Продолжаю рассказывать про проект постройки любительской автоматической обсерватории, которая управляется полностью с одного компьютера через интернет из любой точки мира. Перед началом стройки изучал большое количество материалов в интернете, но так и не нашел примерно того, что хотел бы я получить в итоге. Моя цель - построить за городом небольшую будку с точным астрономическим оборудованием - телескоп, монтировка, камеры, фокусер, колесо фильтров и т.п. Управлять этим оборудованием должно быть можно как в ручном режиме, так и в автоматическом - например, задать расписание на 7 дней вперед, а по итогу получить большое количество снимков, сделанных телескопом без участия оператора.

Конечно, подобные проекты есть, и есть даже современные заводские решения, но стоят они просто космических денег - например, только купол обсерватории будет стоить от 500 т.р., его автоматика еще от 300 т.р., когда у меня весь бюджет на стройку - всего 60 т.р. И я безумно рад, что у нас в РФ есть частные обсерватории, которые используют заводские решения. Но сегодня не об этом. Продолжу свой рассказ про строительство, разработку электроники и автоматизацию.

Для тех, кто пропустил:

Строительство удаленной обсерватории (часть 1)

Строительство удаленной обсерватории (часть 2)

В прошлой части закончил рассказ на моменте обшивки внешних стен. Пока стояла тёплая погода без осадков - нужно было срочно перекрывать крышу. Весь проект у меня был только в голове. Времени просчитывать все особо не было, решил делать рельсы для откатной крыши из двух металлических уголков по 4 метра, причем в большинстве проектов их укладывают уголком вверх, по которому скользит колесо с желобом. Я таких колёс не нашёл, заказывать - времени не было, решил делать по-другому.

Завариваю оба конца уголка, просверливаю отверстия для крепления к будке и устанавливаю на место (предварительно покрасив). Следующим делом из бруса собираю периметр крыши, креплю 8 роликов (по 4 штуки с каждой стороны) и проверяю свою задумку, как будет скользить.

Расчетная максимальная нагрузка на каждый - 13 кг, запас прочности у них - до 25 кг (общий вес - 104 кг), это значит, что максимальный вес крыши должен быть около 50 кг (+50 кг снега зимой). Начинаем собирать каркас крыши. Форма - двухскатная, высота конька крыши - всего 25 см, больше не нужно.

Каркас крыши окончательно установлен на свое место, из оставшихся листов ОСБ начинаю ее перекрывать.

Крыша перекрыта, чердачные отверстия с двух сторон заглушены. Поверх листов ОСБ плиты закрепляю листы профнастила (всего понадобилось 4 штуки) специальными саморезами и устанавливаем конек. Повезло - успел все сделать до дождей. На следующий день, после того как закончил с крышей на сутки пришел дождь. Такое тестирование показало, что будка получилось полностью не промокаемой - ура!

Следующий этап - теплоизоляция будки. Изнутри ветрозащиту и пароизоляцию не стал делать. Хоть будка будет не отапливаемой, но такой сэндвич из плит ОСБ и пенопласта позволит минимизировать колебания среднесуточной температуры внутри помещения, что благоприятно должно сказаться на электронике и зеркалах телескопа.

Кстати, пенопласт собрали по окрестностям, его обрезки раскидало ветром из близлежащих строек. И денежку сэкономили и мусор собрали 👍🏻

Теплоизоляция стен выполнена, стыки пропенены, начинаю делать внутреннюю обшивку из ОСБ.

Обшивка закончена, потратил все плиты ОСБ, расчет при закупке оказался верным. Правда на дверь пришлось пустить уже оставшиеся обрезки. Далее на ближайшие два дня - уборка, шлифовка и подгонка дерева, герметизация швов и утепление крыши. Проверяем как открывается и закрывается крыша, пока все это выполняется вручную, потом будем автоматизировать.

Кстати, на видео можно увидеть еще одно приспособление - "штромзахваты" (белые уголки). Их сделал две штуки, установил с каждой стороны. Они должны удержать крышу во время сильного ветра и не дать ее сорвать.

Утепляю крышу, для этого был приобретен пенополистирол. Вырезаю по размерам и сажаю на монтажную пену. Первые две панели очень плохо клеились, опытным путём выяснил, что лучше клеить когда пена немного подсохнет.

На этом столярные работы пока завершены. Следующий этап - от дома нужно будет провести кабели - силовой и интернет. По подсчетам около 40 метров каждого кабеля. Кабель будет проходить в траншее. В следующей части начнем делать электрику и уже начнем снимать. Также расскажу про еще один важный прибор на обсерватории - собственная метеостанция (конечно же самодельная).

Спасибо за внимание, а также за вашу критику, советы и рекомендации.

Мой телеграмм канал: https://t.me/nearspace (@nearspace)

Получение любительских астроснимков - довольно сложный процесс, как с точки зрения самого процесса съемки, так и обработки. Если с первым я довольно неплохо разобрался, то с обработкой выходит все гораздо тяжелее. Хорошо что мой друг - фотограф и бремя обработки астроснимков взял на себя. Около 50 процентов успеха фотографии приходится именно на обработку, поэтому все результаты работы обсерватории мы выложим в открытый доступ, чтобы все желающие (у кого есть творческие способности) могли попробовать обработать исходники.

Навыки работы с оборудованием и процесс съемки постоянно совершенствуется, что в итоге сказывается на конечном изображении. К примеру на фото ниже одна и та же галактика "Водоворот" (М51). На левом снимке - изображение было получено в мае этого года, а на правом - в декабре 2018. Прогресс, я думаю, заметен.

В предыдущем посте я начал писать о строительстве любительской обсерватории, так что продолжу. Из ОСБ плиты была изготовлена нижняя часть пола, прикручена саморезами к каркасу и вся эта конструкция установлено на место.

Изучая опыт зарубежных любителей астрономии, которые вообще очень любят строить каркасные строения, удивился, почему они довольно часто оставляют пустое пространство в каркасе. Будка, конечно, у нас будет без отопления, но все-таки что бы минимизировать перепады температур (электроника же не очень это любит), делаем утепление.

Тем более, что обрезки пенопласта нам отдали с ближайшей стройки - это по-сути был строительный мусор, который вместо свалки начал свою вторую жизнь в научном проекте. После утепления пола зашиваем ОСБ плитой верхнюю часть. К металлическим сваям пол уже прикручен.

Астрономическая площадка с колонной практически готова. Уже можно повесить телескоп и протестировать его, тем более, что впереди ясная ночь. Вешаем монтировку через изготовленный адаптер и выставляем по уровню. В астрофотографии, особенно с большими выдержками, очень важно точно выставить монтировку на полярную ось. Для этого в нашей монтировке HEQ5 имеется специальный искатель (маленький телескопчик), с помощью которого, подкручивая винты, мы точно настраиваем монтировку.

Ну и конечно устанавливаем весь сетап для тестирования ночной съёмки. Пока для проверки связь была организована по WiFi через роутер. Управление телескопом осуществлялось удаленно из домика в нескольких метрах. В итоговом варианте в будку будет проведен сетевой кабель. Первые результаты работы телескопа превзошли все ожидания - это было гораздо удобнее, чем на треноге в полях.

В течении нескольких следующих ночей была ясная погода и ради этого стройка была приостановлена, мы "копили" сигнал галактики "Водоворот". Я не говорил, что съёмка одного объекта может идти не одну ночь? :)

На утро телескоп просто заворачивался в брезент и так до следующей ночи. Днем, что бы не терять время, начал изготавливать каркас стен. Возводить стены, когда на колонне установлен телескоп, не хотелось - так как пока работал один, была большая вероятность не удержать какую-либо деревяшку и ударить телескоп. Так что работы продолжил с ухудшением погоды, телескоп снял.

Внутри от пола до потолка всего 120 см. Мало, но телескопу больше и не нужно. Рассчитал общую высоту конструкции так, что бы забор на участке никак не ограничивал поле зрения телескопа, но и защищал от ветра. Каркас получилось сделать довольно быстро, снаружи обшиваю ОСБ. На фото под домиком в канистре жидкость для обработки дерева от гниения и для защиты от огня.

Обшивку закончил, внутри получилось довольно уютно, даже можно жить летом :) На колонне стоит только монтировка - снимать ее не стал, так как она точно выставлена на полярную ось и тратить ясной ночью на повторную настройку не хотелось.

Дело за малым - сделать дверь. Руку на каркасе уже набил, так что труда не составило.

И вешаю дверь на петли. Делал подобное первый раз, поэтому естественно она не открылась :) Пришлось смотреть youtube и только после этого, со второго раза все получилось как и должно было.

Впереди опять была ясная ночь, телескоп вновь был установлен на место и подготовлен к съемке. Установка и настройка всего астрономического сетепа, так как делается не первый раз, занимает всего час времени. Далее впереди самый важный этап - это изготовление отодвигающейся крыши. Ничего подобного раньше не делал, чертежей в автокаде не рисовал, все планы только в голове. И это начинает волновать :)

Спасибо всем, кто дочитал, в следующем посте расскажу про крышу и внутреннюю отделку. Как всегда буду рад советам, критике и рекомендациям. Кто не видел первую часть:

Строительство удаленной обсерватории (часть 1)

Хочу рассказать о своем хобби, как мы с моим другом решились на строительство астрономической обсерватории (астробудки) под Оренбургом. Накопилось много материала, в один пост не уместить, поэтому если будет интересно, буду писать еще.

Увлечение астрономией зародилось в детстве. Яркие события - появление кометы Хейла - Боппа, солнечные затмения, а также научно-фантастические фильмы только подогревали интерес и толкали на мысли о том, как и зачем появился наш мир. Хотелось своими глазами увидеть то, что находится за пределами нашей планеты. Спустя много лет появилась возможность приобрести телескоп. С моим другом мы увлеклись астрофотографией - так можно гораздо больше увидеть деталей в объектах дальнего космоса, ну и показать снимки другим.

Как только появлялась "погода" (ясное ночное небо), мы брали около 50 кг оборудования и выезжали за 40 км от города, что бы поснимать. Зимой, в морозы - не важно, и это не смотря на то, что поспав часа 2 нужно было ехать на работу. С тех пор начали задумываться о строительстве астробудки с удалённым управлением, что бы можно было снимать из дома, в тепле, управляю телескопом с любой точки, где есть интернет.

В сентябре 2019 года, набросав примерный эскиз на бумаге, приобретя металл, цемент песок и ПГС, мы приступили к закладке фундамента. В строительстве дилетанты, все делалось по опыту других и по роликам на youtube.

Собственноручно был изготовлен адаптер для монтировки, приварен к трубе, которая в будущем станет колонной для телескопа. Забетонировали опорные столбы и колонну. Вот в таком виде были завершены работы осенью 2019 года по строительству обсерватории.

Были опасения на счет фундамента колонны - почитав (уже весной) опыт других, оказалось, что бывает по весне фундамент земля может "вытолкнуть", а в нашем деле (колонна должна быть строго вертикально по уровню) - это очень важно. Но все обошлось, крена не было ни на градус. Произвели первую примерку телескопа на колонне.

Болты, соединяющие адаптер монтировки и колонну подобраны таким образом, что бы можно было регулировать высоту телескопа. Для текущего сетапа в 200 мм установлена максимальная высота. Если же на колонну установить 300 мм, то адаптер наоборот, будет максимально опущен.

Обсерватория будет маленьких размеров (180х180 см) с крышей типа Roll-Off-Rouf (сдвигающейся). Что бы телескоп мог охватывать максимальное поле, его парковочное положение (когда крыша закрыта) будет таким, как на фото. Важно было то, чтобы после съемки телескоп автоматически утром парковался в такое положение, иначе крышу закрыть будет невозможно.

Каркас астробудки будет выполнен из дерева. Для крепления будки к металлическим сваям, установленным в сентябре прошлого года, были изготовлены и приварены уголки, с просверленными отверстиями. Будка будет крепиться к уголкам с помощью восьми болтов М8.

Изготовлен каркас основания будущей обсерватории. Основание пола не будет касаться колонны - все как положено, фундамент астробудки и колонны телескопа развязан. Это нужно, что бы исключить малейшие вибрации. Дерево было обработано противопожарным и противогрибковым растворами.

Впереди нужно было закупать материал (решено было обшивать каркас ОСБ-плитой) и параллельно заниматься контроллерами и драйверами для удаленного управления.

P.S. внутренние размеры обсерватории - 180х180 см обусловлены максимально планируемой апертурой - 300-мм телескопом с фокусным расстоянием 1500-мм. То есть "степень свободы" телескопа в будке - это полусфера с диаметром 150 см. При этом нахождение человека внутри помещения не планируется - это же ведь будет полностью автоматизированый и управляемый удаленно телескоп.

Продолжение следует. Буду очень рад советам, критике и рекомендациям в комментариях.