Eigenbau

Teleskope 50cm RC-Teleskop
neue Windows-Bedienoberfläche
Rechnergesteuerte Fokussierung
Restlicht-Meteorkamera
Reparatur Russentonne
Sanierung einer Saturnmontierung
Fokalinstrumente großer 60° Zenitspiegel
Okularfokussierung dazu
Adaptierung großer Okularauszug
einfache Filterschublade
Verschluss für CCD-Kamera 1
Anbau CCD-Kamera 2
Restlichtverstärkerokular
Umbau einer Webcam
Zubehör Elektronik für Canon-Nikon Adapter
Werkstatt-Ausbau
Spiegelheber
kleiner Lufttrockner
großer Lufttrockner
Funkuhr für Bedeckungen
Leuchtdiodenvisier am C14
Funkortung für Mitglied des Teams
Sternwartenausbau Planetenweg
Mini Planetarium
Schutzbau für 50cm RC
Kuppelklimaanlage
Funksensoren für Klimawerte
Funkwetterstation
automatische Kuppelnachführung
Minimierung der Wärmebelastung
Fernsteuerung aus Wohnzimmer
Schiebedachsternwarte
Kuppelraumentfeuchter
Rechnerschrankheizung
Kuppelantrieb
Flatfield-Lichtbox

Wenn man sich in der Literatur und auch im Internet umschaut, dann hat es den Anschein als ob sich bei den Amateurastronomen der Selbstbau von Instrumenten (neudeutsch auch ATM genannt) in den letzten 50 Jahren kaum weiterentwickelt hat. Es werden zwar heute größere Geräte gebaut als vor 50 Jahren und es ist so mancher elektronische Schnickschnack hinzugekommen, aber im Grunde genommen kommen noch immer dieselben alten und vermeintlich bewährten Konstruktionen zur Anwendung. Dabei ist es doch so einfach, wenn man ein größeres Teleskop und den dazugehörigen Schutzbau selbst herstellen möchte: Nicht kleine Amateurgeräte größer bauen, sondern große, moderne, professionelle Teleskope kleiner bauen und immer auf die Referenzen schauen. Wenn man diese Regel befolgt, wird man bemerken, dass die typischen Fragen wie "Reflektor oder Refraktor" und "offener oder geschlossener Tubus" längst beantwortet sind. Also: "erst schauen, dann bauen"





Teleskope

Bau des 50cm RC Teleskops (in Fortsetzungen)
Bild 59KB: 50cm RC-Teleskop Bild 23KB: Testaufbau in Garage

Hier soll in erster Linie über den Selbstbau informiert werden. Nebenbei werden aber auch die Vorzüge der Konstruktion erläutert. Eine Zusammenfassung der technischen Daten ist unter Instrumente zu finden. Bezüglich der Konstruktionspläne sei auf das astronomische Büro verwiesen, einen Hinweis dazu findet man auch unter Historisches . Wir machen darauf aufmerksam, dass zur Wahrung des Urheberrechtes des Konstrukteurs Ing. Rudolf Pressberger (bzw. dessen Nachfahren) die Nutzung der Konstruktion nur für nichtkommerzielle Zwecke gestattet ist. Das gleiche gilt für die Teleskopsteuerung mittels PC nach Dr. Manfred Stoll . Wir können zwar keine genaue "Bauanleitung" liefern, wollen aber doch versuchen, die Herstellung zu beschreiben und die dazu erforderlichen Werkzeuge anzugeben. Zahlreiche beim Bau entstandene Photos werden auch visuell einen Eindruck vermitteln und sollen zeigen, dass der Bau wirklich professioneller Teleskope keine Hexerei ist. Auf Grund des Umfangs der Information werden wir das Thema in der Art eines "Fortsetzungsromans" abhandeln. Die einzelnen Teile werden in *.PDF-Files beschrieben. Zum Lesen ist die Installation des Adobe Acrobat Readers ab 4.0 auf Ihrem Rechner notwendig. Zu Beginn gebe ich hier eine Auflistung der einzelnen Kapitel, so wie ich mir das vorstelle:

Vorteile der Konstruktion und Voraussetzungen zum Bau

  • Idee und Konzept
    Die Konstruktion
    Teil 1 Teil1: Vorteile der Konstruktion
  • Vorteile der Konstruktion
  • Die Optik, Vergleich der PDF Reader file Bildfehler von Cassegrain und RC mit PDF Reader file Theorie
  • Handwerkliche Fähigkeiten
  • Werkstatterfordernisse

Mechanischer Teil

  • Herstellung Tubus
    Optischer Tubus
    Teil 2 Teil2: Der Tubus
    78 Bilder vom Bau des Teleskoptubus
    • Hauptspiegel: Zelle, Lagerelemente
    • Spider-Ring
    • Sekundärspiegel: Zelle, Fokussierung
    • Tragkasten
    • Serurrier-Streben, Blendenrohre, Gegengewichtsringe
    • Zusammenbau des Tubus
  • Herstellung Gabel
  • Herstellung Polblock
    • Lagerelemente
    • Zusammenbau
  • Der Antrieb
    • Reibräder
    • Getriebe
    • Motor- und Encodereinheit
  • Oberflächenfinish: Kitten und Lackieren wie in der Autowerkstatt
  • Endmontage

Elektrischer Teil

  • Konzept der Teleskopsteuerung
  • Steuerrechner und Schnittstellenkarte
  • Servoverstärker
  • Regelungstechnische Justierung des Antriebes
  • Handsteuerbox (Handset)
  • Inbetriebnahme, Nordung und Kalibrierung

Falls Sie den Bau eines stationären Teleskops in Erwägung ziehen, dann vergessen Sie am Besten alles was Sie früher über den Selbstbau von Teleskopen gehört oder gelesen haben. Nicht weil das alles falsch war aber vieles ist doch überholt, gerade so manch liebgewonnene Vorstellung über die Konstruktion von Teleskopen. Das Bessere ist nun mal der Feind des Guten und das Teuerste ist nicht zwangsläufig auch das Beste.

Beratung:
Bestellen Sie die Optik und beschaffen Sie sich die Konstruktionspläne, Werkzeug und Rohmaterial und fangen Sie schon mal an. Sie werden sehen, es ist nicht so schwer. Und wenn Sie doch mal einen zusätzlichen Tipp benötigen, stehen Ihnen nicht nur wir, sondern auch die anderen Amateure mit selbstgebauten Pressberger-Teleskopen (siehe Teil1 unter Referenzen) gerne mit Ratschlägen zur Seite. (Hinweis: Der vom astronomischen Büro angegebene "Berater" H. Koberger hat selbst kein Pressberger'sches Teleskop gebaut)


Der grosse Film vom Bau des Teleskops

Der bekannte Wiener Amateurastronom, Astrokinematograph und SuW-Autor Herbert Csadek hat den "offiziellen Film", einen 3-teiligen Super8-Film über den Bau unseres Teleskops gedreht. Sein Film war schon bei verschiedenen astronomischen Veranstaltungen in Österreich und auch im Ausland zu sehen

Der Film wurde von Herbert Csadek auf Video umkopiert. Bildqualität und Farbwiedergabe haben durch den Kopiervorgang leider stark gelitten. Wir präsentieren diesen Stummfilm mit einer Länge von 70 Minuten hier exclusiv als 120MB-grosse Datei im Windows-Media-Format. Erläuterungen sind in Form einer Untertitel-laufschrift eingefügt. Aus Rücksichtnahme auf nicht ganz so schnelle Internetverbindungen hat die Datei nur das Bildformat von 320x240 und ist stark komprimiert worden (Wer eine höhere Auflösung wünscht soll sich melden). Und jetzt Film ab


Windows-Bedienoberfläche zur Steuerung des 50cm-RC

Als notorischer Selbstbauer kann man ja nicht nur mit Blaumann in der Werkstatt tätig werden. Auch auf der Sitzecke im Wohnzimmer mit dem Notebook am Couchtisch ist Basteln möglich, neben Homepage-Basteln das Software-Basteln. Wir haben schon mehrmals kleinere Softwareprojekte hier vorgestellt (siehe a, b, c, d, e) oder zumindest erwähnt (Ansteuerung unserer CCD-Kamera2). Nun kommt gar ein grösserer Brocken hinzu. Es geht um die Steuerung unseres 50cm RC-Teleskops. Diese erfolgt seit jeher mit der Hard- und Software von Dr. Manfred Stoll und läuft auf einem 486-PC (letzterer entspricht dem technischen Stand Anfang der neunziger Jahre) unter dem uralten Betriebssystem DOS.

Jetzt werden sich so manche Leser die Frage stellen, warum wir nicht schon längst für ein so großes, hochwertiges Teleskop etwas Moderneres verwenden. Da gibt es doch so viele schöne GoTo-Steuerungen zu kaufen, die an beliebige Teleskope angepasst werden können. Nun ja, ich habe mir die alle im Internet angesehen und sogar Vergleiche mit den high-end Produkten angestellt die nur zusammen mit den teuersten Montierungen verwendbar sind, die für Amateurastronomen angeboten werden. Ich bin immer noch der bescheidenen Meinung, dass es zumindest bei stationär montierten Teleskopen für Amateure bis heute (Stand 2006) kaum etwas besseres gibt als unsere alte Teleskopsteuerung, Tatsache!

Das ist eigentlich auch kein Wunder, denn die Stoll'sche Teleskopsteuerung kommt nun einmal aus dem Profi-Lager. Sie wurde ursprünglich auf einem Prozessrechner von Digital-Equipment für den 1.5m Zeiss-RC des Figl-Observatoriums auf dem Schöpfl in Niederösterreich entwickelt (Universität Wien) und war eine der ersten, wirklich gut funktionierenden Prozessrechnersteuerungen für Großteleskope in Mitteleuropa. Da kann man sich schon vorstellen, dass selbst die damals zugrunde gelegten Standards doch etwas anspruchsvoller waren als das, was der Hobbyastronom heute erwarten kann und deswegen werden die Leistungen nach wie vor von den Teleskopsteuerungen für Amateurteleskope kaum erreicht. Vorrausgesetzt man hat auch ein Teleskop, das seitens seiner Mechanik dieser Steuerung würdig ist. Soviel zur Vorgeschichte.

Wir haben jetzt selbst einen Weg gefunden, die DOS-Grenzen der Software zu sprengen und unser Teleskop von einem PC aus zu steuern, der dem heutigen Stand der Technik entspricht. Ein Windows-Programm, das nicht als Alternative zur bisher verwendeten Steuerung fungiert, sondern mit der Teleskopsteuerung von Dr. Stoll zusammenarbeitet. Alle Vorteile der alten Teleskopsteuerung bleiben somit erhalten. Auf der anderen Seite stehen uns dadurch auf einmal alle Schnittstellen offen, die die heutige Informationstechnologie so bietet. Ohne auf Details einzugehen, zeigen wir hier den Screenshot einer einzelnen, zentralen Bedienmaske des neuen Programms. Diejenigen die sich fest entschlossen haben unser Teleskop nachzubauen (oder bereits ein solches Teleskop mit der Steuerung von Herrn Stoll verwenden),Bild 16kB: Screenshot der neuen Steuersoftware kBild 16kB: Screenshot der neuen Steuersoftwareönnen freilich alle Informationen dazu gratis erhalten. Alle Anderen sollten lieber nicht so genau hinschauen, denn selbst in diesem einen hier gezeigten Fenster sind bereits Funktionen erkennbar, die bei den meisten, heute handelsüblichen GoTo-Steuerungen noch fehlen.

Die bis jetzt implementierten Funktionen stellen ein weiteres Mosaiksteinchen auf dem Weg zum umfassenden Sternwarten-Leitsystem dar, welches wir speziell für unsere Sternwarte Steinchen für Steinchen zusammensetzen werden. Wir nehmen dabei ganz bewusst keine Rücksicht auf die ASCOM-Initiative denn ich halte ASCOM (so gut es auch gemeint sein mag) leider für eine Fehlentwicklung.


Rechnergesteuerte Sekundärspiegelfokussierung

Bild 16kB: Screenshot der neuen SteuersoftwareUnser 50cm-RC ist mit einer spielfreien Sekundärspiegelfokussierung ausgestattet, die von einem Schrittmotor angetrieben wird. Damit wird eine feinfühlige Scharfstellung ohne die geringste Bildverschiebung ermöglicht. Die Steuerung wurde von einem alten ATARI ST Rechner nun auf PC umgestellt. Als Schnittstelle fungiert eine handelsübliche USB-Karte (Bausatz) die gleichzeitig auch andere Steueraufgaben übernommen hat (Kuppelnachführung, Feinbewegung). Die Windows-software wurde selbst entwickelt. Über zwei Digitaleingänge der Steuerkarte ist die Scharfstellung auch mittels Handsteuerbox möglich. Ein Motorschrittzähler zeigt die momentane Fokusposition am Bildschirm an. Jeder Einzelschritt entspricht weniger als 1/200 mm Brennpunktsänderung. Außer der Mitte des Fokuseinstellbereiches können drei beliebige, permanent abgespeicherte Fokuspositionen angefahren werden. Nach Störungen (z.B. Rechnerabsturz während der Beobachtung) stellt ein Initialisierungsvorgang die Übereinstimmung zwischen tatsächlicher und angezeigter Fokusposition wieder her. Einer Erweiterung der Software (z.B. für das zukünftige Filterrad) und der Kombination mit der Kamerasteuersoftware steht damit nichts mehr im Wege.


Bau der Restlicht-Meteorkamera

Bild 28kB: ganze Meteorkamera Herzstück der Meteorkamera ist ein 3-stufiger Restlichtverstärker der ersten Generation. Seine 18mm Photokathode muss vor zu starkem Lichteinfall geschützt werden. Dazu haben wir einem Schieber gebaut, vergleichbar mit dem Filmmagazinschieber von Mittelformatkameras. Vor dem Schieber sitzt ein Befestigungsflansch, der es ermöglicht, vom Nikon-F-Bajonett bis zum System-64-Teleskopansatz unterschiedliche Optiken zu verwenden. Auf der anderen Seite der Restlichtröhre muss das Bild des grünen Leuchtschirmes nun mit Hilfe einer Relaisoptik auf den CCD einer Schwarz-weiß Videokamera abgebildet werden. Dabei geht leider viel Licht verloren. Das Öffnungsverhältnis der Relaisoptik sollte daher so groß wie nur möglich sein. Wir verwenden das Objektiv einer 8mm Filmkamera mit 10mm Brennweite und einem Öffnungsverhältnis von 1:1. Die professionelle (und entsprechend teure) Variante wäre eine Fiberoptik-Ankopplung. Das setzt aber einen speziell dafür adaptierten CCD vorraus.

Bild 21kB: mit Fish-Eye-Objektiv Für den Einsatz als All-Sky-Meteorkamera haben wir ein 8mm Fisheye-Objektiv angesetzt. Die Meteorkamera wird auf einem Holzstativ befestigt und in freiem Gelände aufgestellt. Zum Schutz vor Taubeschlag ist die Kamera von einem Zylinder aus Plexiglas umgeben. Ein kleiner Heizlüfter lässt erwärmte Luft durch diesen Zylinder strömen. Seeingprobleme durch aufsteigende warme Luft sind beim Fish-Eye-Objektiv nicht zu befürchten. Sollte der Mond scheinen, dann muss das direkte Mondlicht von der Restlichtröhre ferngehalten werden. Das geschieht durch einen halbkreisförmigen Schattenbügel, welcher auf die Mondbahn ausgerichtet wird. Zur Übertragung des Videosignals eignen sich ganz gut handelsübliche Videosender auf 2.4MHz-Basis. Mit einer Parabolantenne haben wir das Videosignal zum Videorecorder im Wohnzimmer übertragen. Bild 47kB: Meteorbeobachtung mit Teleobjektiv und Funkübertragung Der Hochspannungsgenerator der Restlichtröhre wird mit 12V Gleichspannung betrieben. Ebenso die Videokamera, der Videosender und der Heizlüfter. Die ganze Anordnung kann daher netzunabhängig auch in einem Feld aufgestellt werden.


Reparatur und Adaptierung einer Russentonne
Die konstruktiv bedingte, bei den meisten Geräten mehr oder weniger vorhandene Verspannung der Optik wird zuverlässig beseitigt. Weitere Verbesserungen erleichtern die Anwendung. Die Maßnahmen sind PDF Reader file hier beschrieben.

Sanierung einer Saturnmontierung

Durch ein wenig handwerkliches Geschick und Erfahrung mit Teleskopantrieben wird so aus einer alten "Vixen-Saturn" eine Präzisionsmontierung, die es nicht nur in Sachen Stabilität sondern auch hinsichtlich der Nachführgenauigkeit mit den heutigen, auch bei der Neuanschaffung wesentlich teureren Nachfolgern ihrer Klasse ohne weiteres aufnehmen kann. Näheres siehe PDF Reader file hier

Fokalinstrumente


Ein großer 60-Grad-Zenitspiegel

Bild 16kB: Zenitspiegel Einzelteile Bild 19kB: Zenitspiegel innen Bild 15kB: Einzelteile eloxiert Bild 19kB: fertiger Zenitspiegel Um die Einblickposition am Teleskop zu verbessern und damit Verrenkungen der Halswirbel des Beobachters zu vermeiden, benötigten wir eine 60-Grad Umlenkung. Wir wollten damit aber auch 2"-Okulare vignettierungsfrei verwenden. Da im Handel nichts entsprechendes verfügbar ist, bleibt nur der Selbstbau. Als optisches Element verwenden wir einen großen Planspiegel, wie er sonst als Sekundärspiegel für Newton-Teleskope verwendet wird. Er hat eine Genauigkeit von Lamda/10. Das Gehäuse haben wir aus einem Aluminium-Formrohr mit 10cm Kantenlänge und Aluminium-Plattenmaterial mit 5mm Wandstärke gefertigt. Teleskopseitig hat der Zenitspiegel einen System-64-Anschluß, okularseitig eine 2"-Okularsteckhülse. Nur so kann eine Vignettierung bei einem 1:8-Strahlengang verhindert werden.


Okularfokussierung am 60° Zenitspiegel

Wenn wir unser 50cm RC-Teleskop visuell verwenden, flanschen wir den System-64 Okularauszug von Lichtenknecker zusammen mit unserem 60° Zenitprisma an. DBild 60kB: Leitz Helicalfocuser Endstellung kurzer grosse Okularauszug hat zwar einen Einstellweg von 12cm, er ist aber für Besucher schwer zu bedienen. Die Feineinstellung können wir auch elektromotorisch mit unserer Sekundärspiegelfokussierung vornehmen. Der Fokus lässt sich damit zwar sehr präzise verstellen, aber nur um ca. 1cm. Die kombinierte Verwendung von mechanischer Grobeinstellung und elektrischer Feineinstellung hat sich in der Praxis als für Besucher zu umständlich herausgestellt. Wir haben also bei visueller Nutzung nach Verbesserungsmöglichkeiten Ausschau gehalten.

Schon mehrfach wurde in der ATM-Szene versucht, die Einstell-Mechanik von Fotoobjektiven zur Scharfstellung von Okularen zuBild 60kB: Leitz Helicalfocuser Endstellung lang nutzen. Dass sich die Frontlinse der Objektive bzw. nach dem Umbau die Okulare beim Fokussieren mitdrehen, spielt (mal abgesehen von Fadenkreuzokularen) im Gegensatz zur fotografischen Nutzung keine Rolle. Mit "entkernten" Kleinbildobjektiv-Fassungen lassen sich so Eineinviertel-Zoll Okulare scharfstellen. Für 2"-Okulare reicht der Durchmesser von Kleinbildobjektiven nicht aus und auch der Einstellweg ist meistens zu gering. Man müsste da schon an die Mechanik von Mittelformat-Makroobjektiven herankommen. Der Tubus der "Russentonne" und ähnlich gebauter Optiken wäre prinzipiell ebenfalls geeignet, ist aber wiederum zu groß (und wer opfert schon gerne seine Russentonne). Wir haben eine andere Lösung verwirklicht. In der Wühlkiste eines Foto-flomarktes fanden wir Teile des "Leica Focoslide". Es handelt sich um einen Kameraschlitten mit Mattscheibe und Scharfstellschnecke, ein ehemaliges Zubehörteil zur Makrofotografie mit der Leica-M. Auf Grund seines gerade richtigeBild 68kB: Leitz Helicalfocuser mit Okular am 60° Zenitspiegeln Duchmessers und einem Einstellweg von fast 3cm, eignet sich diese Helical-Einstellschnecke mit mehrgängigem Bewegungsgewinde aus Uhrmacher-Messing, ganz hervorragend zur Scharfstellung von schweren zweizölligen Okularen. Nach einigen feinmechanischen Adaptierungsarbeiten in unserer Werkstatt ersetzt die Einstellschnecke mit der Aufschrift "Leitz Wetzlar" nun den einfachen 2"-Okularklemmstutzen unseres grossen 60° Zenitprismas. Damit lässt sich die von Besuchern unserer Sternwarte beim "Durchblick" häufig gestellte Frage "wo stellt man hier scharf?" noch leichter beantworten: Man dreht einfach am Okular.


Adaptierung eines grossen Okularauszuges

Bild 22kB: Okularauszug Winkelgetriebe Bild 24kB: Okularauszug Klemmscheibe Der vorhandene, große System64-Okularauszug von Lichtenknecker mit 12cm Auszuglänge passt mit seinen 85mm Außendurchmesser locker in das Blendenrohr unseres 50cm-Teleskops. Das Handrad und die Klemmschraube wird dabei in der Bohrung des Hauptspiegels versenkt. Um an diese Einstellelemente heranzukommen, haben wir ein Kegelrad-Winkelgetriebe eingesetzt. Das aus Modellbau-Kegelrädern hergestellte Winkelgetriebe hat ebenfalls noch Platz im Blendenrohr. Trotz seiner Größe und der massiven Bauweise ist der Okularauszug nur zum visuellen Gebrauch geeignet, da er nicht verkippunksfrei funktioniert und nur an einer Stelle geklemmt wird. Wir benötigen ihn auch nur zur Grobfokussierung, da wir zur Feineinstellung unsere völlig verkippungsfreie Sekundärspiegelfokussierung haben.


Eine einfache Filterschublade

Bild 20kB: Filterschieber für 3 Filtergrößen Bild 16kB: Filterschublade eingeschoben Eine einfache, manuelle Filterschublade wurde aus Aluminium und Messing gefertigt. Sie ist beidseitig mit T2-Gewinde ausgestattet. Es können Filter mit 1-1/4-Zoll und 2-Zoll Okulargewinde, aber auch Filter mit dem Nikon-Filtergewinde 52mm verwendet werden. Dazu gibt es 3 verschiedene Filterschieber, die jeweils ein einzelnes Filter aufnehmen können. Mit Hilfe des Schiebers werden sie in den Stahlengang gebracht. Dichtungslippen aus schwarzem Silikon sorgen für eine ausreichende Lichtdichtheit.


Elektronisch gesteuerter mechanischer Verschluss für OES CCD-Kamera

Bild 23kB: OES11-Kamera+Verschluss+Filterschieber Bild 20kB: Verschluss Frontansicht Bild 19kB: Verschluss +Steuerelektronik Der mechanische Verschluss mit ca. 2cm Durchmesser stammt von einem zerlegten Video-Objektiv. Er war dort als Zweiflügelblende zur Blendensteuerung eingesetzt. Tests haben ergeben, dass durch Ansteuerung mit Spannungsimpulsen eine kürzeste Belichtungszeit von ca. 20msec erreichbar ist. Die Ansteuerung erfolgt nicht mit einer eigenen Rechner-Einsteckkarte so wie das bei der Kamera OES LcCCD-11 eigentlich vorgesehen ist, sondern direkt an der Kamera über den 50-poligen Anschlußstecker. Eine Elektronik sorgt für die Impulsaufbereitung. Auch die Versorgungsspannung wird vom Kamerastecker abgeleitet (Winkelstecker im Bild). Während der Belichtung leuchtet die rote LED. Ein zusätzlicher TTL-Ausgang ermöglicht das Weiterdrehen eines Filterrades (Buchse mit grüner LED). Der Schalter links oben deaktiviert den Verschluss zur Herstellung von Dunkelbildern. Rechts oben kann man auch einen klassischen Drahtauslöser anschliessen, das ist aber nur eine kleine Spielerei des Entwicklers. Links neben dem Lüfter ist tatsächlich ein Fahrradventil sichtbar. Damit können wir das Kamerainnere mit trockenem Stickstoff füllen. Wir verwenden dazu eine vom Filmhypersensibilisieren übriggebliebene Gasflasche aus meinem Fotolabor.


Anbau der CCD-Kamera 2 an unser 50cm RC-Teleskop

Bild 25kB: Kameraflansch mit neuem Verschluss, daneben Kamera im Orginalzustand Bild 19kB: Kameraflansch_fräsen Bild 17kB: Kameraflansch vor dem Eloxieren Die CCD-Kamera wird standardmäßig mit einem 35mm-Verschluß und NIKON-Bajonett ausgeliefert. Die ca. 4kg schwere Kamera damit ans Teleskop zu hängen ist nicht sehr zweckmäßig. Wir ersetzen daher die Gehäusefront der Kamera durch einen gefrästen Aluminiumflansch von 16cm Durchmesser, welcher auch den neuen großen 45mm-Verschluß (Uniblitz) von Vincent Associates aufnimmt.

Bei den ersten "Freilandversuchen" ist es schon bei mäßiger Kühlung (-10°C) zu einer Vereisung des optischen Fensters der Kamera gekommen. Zur Abhilfe wurde ein elektrisch betriebener Lufttrockner konstruiert, welcher die Luft vor dem Kamerafenster ständig umwälzt. Die entsprechenden Luftkanäle sind mit einer Lichtfalle versehen in den Kameraflansch eingelassen. Damit ist eine Kühlung unter -20°C kein Problem.

Bild 24kB: Detail Kamera mit Wasserkühlung und Trockenluftzufuhr Bild 29kB: Kamera mit Wasserkühlung und Trockenluftzufuhr Die Kamera hat außerdem ein Übergehäuse zur Aufnahme der optionalen Wasserkühlung erhalten. Dadurch wird die Taubildung am internen Kühler und damit mögliche Feuchtigkeit an der Kameraelektronik verhindert und die Kühlwassertemperatur kann auf Werte unter 0°C abgesenkt werden. Die Kühlwasserschläuche sind zu diesem Zweck thermisch isoliert. Bei der herstellerseitig lieferbaren optionalen Wasserkühlung ist die Kühlwassertemperatur wegen der Taubildung begrenzt. Wird die Kamera außerhalb der Kuppel ohne Flüssigkeitskühlung im Freien verwendet, kann das zusätzliche Gehäuse geöffnet werden und der in die Kamera eingebaute Lüfter sorgt dann für die Wärmeabfuhr vom Peltierelement (ca. 90W). Die Wärmeabgabe an die Umgebung spielt hier im Gegensatz zum Kuppelraum keine Rolle.

Bild 33kB: Kamera mit Teleobjektiv und angesetzten kleinen Lufttrockner Alternativ zum Anschluss an unser großes Teleskop kann an den neuen Kameraflansch auch eine Objektivplatte mit NIKON-Bajonett und Hinterlinsenfilterschieber angesetzt werden. Es können die gleichen Filterschieber verwendet werden, die auch bei der Filterschublade zum Einsatz kommen.


Restlichtverstärkerokular

Bild 12kB: Restlichtschirm am 50cm RC Bild 29kB: Restlichtokular komplett Das Restlichtverstärkerokular besteht aus dem 3-stufigen Restlichtverstärker welcher auch bei der Meteorkamera Verwendung findet. Kathodenseitig ist dieser mit einem 2"-Okularstutzen und einem Magazinschieber zum Schutz der empfindlichen Photokathode ausgestattet. Ein Projektionsobjektiv von einem Videoprojektor dient als überdimensionale Sucherlupe und vergrößert den kleinen Leuchtschirm des Restlichtverstärkers auf scheinbar 10cm Durchmesser. Störend ist die Länge und das Gewicht der Anordnung sowie die flackernden Sekundärelektronen. In der Praxis sind folgende Vorteile erwähnenswert:

  • Gasnebel werden im H-Alpha Licht visuell sichtbar (insbesonders mit H-Alpha-Filter)
  • In helleren Galaxien sind Dunkelwolken und Spiralarme viel deutlicher erkennbar
  • keine Dunkeladaption erforderlich
  • Mehrere Beobachter können gleichzeitig aus ca. 50cm Abstand auf den Leuchtschirm blicken

  • Umbau einer Webcam

    Bild 49kB: Befestigung der Kameraplatine Bild 45kB: zwei konzentrische Objektivgewinde Auch wir verwenden seit geraumer Zeit eine in Amateurkreisen weitverbreitete Webcam, die TOU-CAM PRO von Phillips . Das eiförmige Gehäuse ist jedoch nicht sonderlich praktisch. Wir haben die Kameraplatine daher in ein solideres Gehäuse verpackt, welches sowohl mit einem Stativgewinde als auch mit einem zusätzlichen C-Mount Objektivgewinde versehen ist. Die Orginaloptik von Phillips mit 12mm Gewinde kann ebenfalls weiterverwendet werden. Damit sind folgende Kombinationen möglich:

  • 1-1/4" Okularstutzen mit IR-Abschneidefilter zur Verwendung am Teleskop
  • C/CS-Mount Videoobjektive bzw. Objektive von 8mm Filmkameras
  • NIKON-Kleinbildkameraobjektive mittels C-Mount/Nikonadapter
  • Orginalobjektiv und andere Kleinvideoobjektive mit 12mm Gewinde
  • Okularprojektion mit Orginalobjektiv und 1-1/4" Okularstutzen
  • Digitalkameravorsätze für NIKON-Coolpix-Kameras zusammen mit Orginaloptik (Fish-eye und Extremweitwinkel mit hoher optischer Güte)

    Die Bilder zeigen die Befestigung der Kameraplatine im neuen Gehäuse und die beiden konzentrischen Objektivgewinde. Einsatzmöglichkeiten sind bei Instrumente beschrieben. Eine zusätzliche Peltierkühlung der ganzen Elektronik ist mit dem neuen Gehäuse leicht realisierbar. Tests mit einem Kältespray haben jedoch nur eine bescheidene Wirkung der Kühlung ergeben. Von dem weitverbreiteten Umbau der Elektronik für längere Belichtungszeiten haben wir ebenfalls Abstand genommen. Bestenfalls kann man das Ding dann noch als Guider verwenden, aber für Deep-Sky Aufnahmen gibt es doch wesentlich bessere Kameras, auch zum selberbauen. Die Begeisterung in gewissen Internetforen für ein rauschiges Bild vom M57 mit einer Stunde Belichtungszeit (aufgenommen mit einer umgebauten Webcam) ist für uns nicht nachvollziebar. Und wenn man noch so viel herumlötet (Abschalten des Ausleseverstärkers bei der Belichtung, Direktkühlung des CCD, 12Bit-ADC usw.) aus dem "hässlichen kleinen Ei" wird nie ein "stolzer Schwan" schlüpfen.

  • Zubehör


    Erweiterung eines Objektivadapters zum Anschluss von Fremdobjektiven an Canon DSLR-Kameras

    Ein bekannter Vorteil des Canon EOS Objektivbajonett ist einerseits der grosse Durchmesser und andererseits der kleinere Backfokus verglichen mit anderen Herstellern, wie Nikon, Olympus, Leica-R, Pentax, M42 etc. Unter Backfokus (auch Auflagemaß genannt) versteht man den Abstand zwischen Objektiv-Auflagefläche der Objektivfassung an der Kamera und der Filmebene bzw. der Sensorfläche. Dieser Vorteil ermöglicht die Verwendung von Adaptern zum Anschluss von Fremdobjektiven mit anderen Objektivfassungen. Wenn der Adapter genau so "dick" ist wie der Unterschied im Backfokus (ziemlich genau 2.5mm), dann lassen sich die Fremdobjektive auch an der Canon auf die Entfernung "unendlich" scharfstellen, die Entfernungsskala bleibt also erhalten ohne eine zusätzliche Linse im Adapater zu benötigen. Die Firma Novoflex liefert einen solchen Adapter, wenn auch zu einem stattlichen Preis. Deutlich preisgünstiger sind Adapter aus chinesischer Produktion. Sie sind mechanisch durchaus solide gefertigt, weisen aber eine Dicke von nur 2.15mm auf. Bei Verwendung dieser Adapter verschiebt sich die Entfernungsskala des Objektivs ein wenig und man kann bei allen angesetzten Objektiven leicht über die Einstellung "unendlich" hinausdrehen. In manchen Fällen kann das sogar von Vorteil sein.

    Freilich darf man bei der Anwendung von Objektiven mit fremden Bajonett keine Wunder erwarten. Auf eine mechanische Springblendenfunktion (und damit auf eine Belichtungsmessung bei offener Blende) wird man genau so verzichten müssen wie auf einen Autofokus. Aber wenigstens mit Arbeitsblende ist bei Canon die Belichtungsmessung ohne Einschränkung möglich, was Nikon bei seiner D50, D70 und D80 selbst mit alten Nikon-Objektiven verweigert. Im Gegensatz zu Nikon kann man bei Canon wiederum die elektronische Scharfstellhilfe der Kamera nur dann benutzen, wenn die Elektronik des Objektivs die Objektivdaten an die Kamera meldet, so wie bei Canon-EF-Objektiven wenn man diese auf manuelle Fokussierung umschaltet. Der Scharfstellsensor der EOS5D funktioniert selbst ohne AF-Hilfslicht recht gut (bei hellem Umgebungslicht sogar bis zur Blende 8). Leider verweigert er mit Fremdobjektiven seinen Dienst immer dann, wenn die Kamera keinen elektrischen Kontakt zum Objektiv herstellen kann.

    Genau in diesem Punkt gibt es jetzt Abhilfe. Eine chinesische Firma liefert Objektivadapter mit eingebauter Elektronik und Kontaktflächen zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen Kamera und Adapter. Der Kamera wird auf elektronischem Weg vorgegaukelt, es befände sich ein Canon-Objektiv vorne dran. Die Elektronik teilt der Kamera mit, das Objektiv habe eine bestimmte Blende und Brennweite (1:1.4 bei 135mm) und diese wird am Display der Kamera (und in den EXIF-daten) auch angezeigt. Wenn das angeschlossene Fremdobjektiv eine ganz andere Brennweite und Blende hat spielt das keine Rolle. Lediglich die ETTL-Blitzfunktion ist von den falschen Angaben irritiert, ein Systemblitzgerät kann unter Umständen nur manuell verwendet werden. Hauptsache die Schärfeindikatoren der Kamera funktionieren jetzt. Weiters sind alle Belichtungsmodi der Kamera verwendbar (bis auf die Blendenautomatik) ohne das es zu Fehlbelichtungen kommt (obgleich alle Programmautomatikfunktionen wegen der vermeintlich fixen Blende jetzt nur so wie die Zeitautomatik arbeiten können). Das hilft zumindest Fehlbedienung wegen falscher Einstellung des Belichtungsmodus der Kamera zu vermeiden. Hochwertige Nikon-Objektive mit manueller Scharfstellung sind so bis auf die Springblendenfunktion an der Canon vollwertig nutzbar.

    Es gibt nun 2 Varianten um zu so einem Gerät zu kommen.

    Variante 1: man bezieht den fertigen Adapter via ebay aus Hong-Kong (man suche in ebay nach dem Verkäufer "happypagehk"). Die Elektronik ist auf einer recht schmalen Platine untergebracht die nicht an die angesetzten Objektive anstreift. Bei Nikon-Objektiven sind dadurch keine Modifikationen erforderlich. Über die mechanische Präzision der Adapter und die Haltbarkeit der Elektronik haben wir keine Information.

    Variante 2: Man verwendet einen auch bei uns erhältlichen Objektivadapter ohne Elektronik. Die Auswahl ist entsprechend größer, die mechanische Präzision der Adapter ist gut (laut diverser Forumsbeiträge). Aus chinesischer Produktion stammende Adapter sind von den deutschen ebay-Verkäufern "jeanz-e-land", "foto_luna" oder "enjoyyourcamera" erhältlich. Jetzt muss man aber selbst eine kleine Platine daran befestigen, welche die elektrische Verbindung zur Kamera herstellt. Diese kleine Platine kann von dem deutschen ebay-Verkäufer "tsmv" bezogen werden. Die Platine ist solide mit einer rückseitigen Kunststoffabdeckung versehen und hat vergoldete Kontaktflächen. Wir haben diesen Weg beschritten. Nachfolgend ist die praktische Durchführung sowie die mit dem fertigen Adapter gemachten Erfahrung beschrieben.


    Bild 56kB: fertiger Adapter mit Elektronik Nach den Angaben des Verkäufers genügt es, die Platine auf die Rückseite des Objektivadapters an geeigneter Stelle aufzukleben. Um die richtige Lage zu finden wird eine Schablone mitgeliefert. Die meisten Anwender besitzen ja bereits ein Objektiv zu ihrer Kamera und können sich so selbst über die richtige Lage der elektrischen Kontakte informieren. Allerdings ragen die Kontaktflächen bei einer derartigen Befestigung deutlich tiefer in das Kameragehäuse hinein als bei den Orginalobjektiven von Canon. Die Kontaktstifte in der Kamera werden so stärker eingedrückt und es könnte (abhängig vom Adapter) sogar dazu kommen, dass die aufgeklebte Platine am Inneren der Kamera anstreift.

    Bild 40kB: Adapter mit eingefräster Nut und Elektronik vor dem ZusammenbauUm das zu vermeiden haben wir eine geeignete kleine Nut in den Objektivadapter gefräst. Eine Vertiefung von ca. 0.5mm genügt. Man lässt seitlich einen Rand von 0.8mm nach aussen stehen. In dieser Nut findet die Platine einen besseren Halt und wird einfach mit einem Zweikomponentenkleber befestigt. Die elektrischen Kontakte der Platine sind dann am Objektivadapter an der selben Stelle wie bei den Canon Orginalobjektiven.

    Bild 60kB: abfräsen des Zapfens am Objektiv Ein Nachteil dieser Lösung soll aber nicht verschwiegen werden. Die selbst befestigte Platine ist an einem Ende etwas breiter und kann bei Nikon-Objektiven mit einem Zapfen kollidieren (den AI-S Steuernocken) der in das Kameragehäuse hineinragt. Dieser Zapfen hat bei nur wenigen Kameramodellen (Nikon FA, 301, 501) überhaupt eine Funktion (er soll die Brennweite übermitteln um die Kamera bei der Blendenautomatik zu unterstützen und hat nichts mit der Springblendenfunktion zu tun). So wird dieser Zapfen von der Nikon F4 abgetastet, nicht aber von der Nikkormat FTN, Nikkormat EL, Nikon EM, Nikon FM, Nikon F3 und anderen. Trotzdem konnte an Objektiven mit und ohne rückwertigen Zapfen kein wesentlicher Unterschied bei der Anwendung an der Nikon F4 festgestellt werden. Nikon AF-Objektive übertragen ihre Daten sowiso elektrisch an das Kameragehäuse und haben den AI-S Steuernocken nur wegen der Abwärtskompatibilität. Der Zapfen kann also ohne Nachteil für die Verwendbarkeit des Objektivs an Nikon-Gehäusen entfernt werden. Sei es reversibel durch herausschrauben der rückseitigen Staubschutzblende direkt an der Fassung des Objektivs oder definitiv durch abfeilen, absägen, wegfräsen etc. Man sollte ohnehin immer vorsichtig prüfen, ob die angesetzten Uralt-Objektive nicht zu weit in das innere der Canon-Kamera hineinragen und somit die Spiegelbewegung stören können.Bild 50kB: fertiger Adapter und abgefräster Objektivzapfen

    Praktische Erfahrungen
    Die elektronische Scharfstellhilfe ist bei normalen Fotomotiven ein vollwertiger Ersatz für den fehlenden Mikroprismenring oder den Schnittbildindikator der Mattscheibe des Kamerasuchers. Auf diese Weise konnten wir hochwertige Nikon Teleobjektive und Makroobjektive erfolgreich an der Eos5D verwenden. Für die Scharfstellung bei astronomischer Anwendung am nächtlichen Sternhimmel sind bekanntlich weder der Mikroprismenring noch der Schnittbildindikator einer Mattscheibe verwendbar. Hier versagt aber auch die elektronische Scharfstellhilfe der Kamera. Es gibt trotzdem eine Möglichkeit mit elektronischer Unterstützung auch bei Verwendung der Kamera im Brennpunkt des Teleskops scharfzustellen, ein selbstgebauter elektronischer Sucher zur Eos5D, ähnlich dem bekannten Zigview. Wir werden das vielversprechende und bereits in Bau befindliche Gerät nach seiner Fertigstellung auf dieser Homepage vorstellen. Für die ganz exakte Scharfstellung von Sternen ist die Messerschneiden-Methode nach wie vor unübertroffen. Wir haben die kommerziell erhältliche Scharfstellhilfe "Shure Sharp", die nach diesem Verfahren funktioniert, getestet. Ein Testbericht zur Kamera Eos5D selbst, siehe hier.


    Werkstatt-Ausbau

    Die zum Bau des großen Teleskops erforderlichen Werkzeuge sind schon in der Baubeschreibung PDF Reader file Teil 1 aufgeführt worden. Hier geht es um die Frage, wie man kostengünstig zur Einrichtug der eigenen Werkstatt kommt und viele der zum Betrieb der Werkzeugmaschinen erforderlichen Werkzeuge selbst anfertigen kann. Der ausführlich bebilderte PDF Reader file Bericht ist eine Fundgrube für ATM-Interessenten vor allem mit Ambitionen in Richtung Metallverarbeitung.


    Bau eines Spiegelhebewerkzeugs

    Bild 37kB: Spiegelheber Unser ca. 40kg schwerer Hauptspiegel kann mit Hilfe des Spiegelhebers an der 15cm Spiegelbohrung sicher gefasst und hochgehoben werden. Damit ist der bequeme Aus- und Einbau des Spiegels in die Spiegelzelle möglich (notwendig z.B. zur Spiegelreinigung). An die Hängeöse kann der Kranhaken unseres Kuppelkrans oder auch ein Griff befestigt werden.


    Bau eines kleinen elektrischen Lufttrockners

    Bild 34kB: Peltierelemente im inneren Bild 16kB: kleiner Lufttrockner Der Lufttrockner wird mit 2 Peltierelementen betrieben, welche die Abwärme über einen Kupferkühler an eine Flüssigkeitskühlung abgeben. Diese kann an den Kühlkreislauf der CCD-Kamera-2 angehängt werden. Ein kleiner CPU-Lüfter sorgt für die Luftumwälzung. Die trockene kühle Luft wird über einen 10mm Silikonschlauch dem zu trocknenden Gerät zugeführt. Mit einem zweiten Schlauch am Ansaugstutzen ist auch Umluftbetrieb möglich. Das Gerät ist für die transportable Nutzung der CCD-Kamera außerhalb der Sternwarte vorgesehen und kann auch mit einer Bleibatterie betrieben werden.

    Grundlegende Überlegungen zur Trockenhaltung von CCD's sind PDF Reader filehier beschrieben


    Die große Lufttrocknungsanlage

    Bild 29kB: Kühlbox Bild 37kB: Luftpumpe und Feinfilter Nur für stationäre Anwendung in Sternwarten brauchbar ist eine Anlage, welche aus einer Tiefkühlbox mit entsprechenden Schlauchanschlüssen (in die Tür eingelassen), einer Luftpumpe (für Schlauchboote) und einem Luftfeinfilter (ausgebaut aus einem alten Wechselplattenlaufwerk) besteht. Hiermit können auch größere Mengen trockener und staubfreier Luft erzeugt werden. Außer für Fokalinstrumente ist die Anlage auch zur Trockenhaltung von Teleskopoptiken und zur Vermeidung von Mirrorseeing geeignet.


    Funkuhr zur Zeitsynchronisation von Bedeckungsvideos

    Es geht darum, HI8-Videos mit genauen Zeitmarken zu versehen. Dann kann nachträglich eine exakte zeitliche Zuordnung von Bedeckungsereignissen vorgenommen werden. Im Prinzip würde es genügen, eine Funkuhr abzufilmen und dann ohne Unterbrechung des Aufnahmevorgangs das Bedeckungsereignis auf Video zu dokumentieren. Mit 50 Halbbildern pro Sekunde wäre eine ausreichende zeitliche Auflösung gewährleistet, ohne Stoppuhr und persönliche Gleichung.

    Es gibt dabei leider ein kleines Problem. Die LCD-Anzeigen der Funkuhren reagieren bei nächtlicher Kälte sehr träge, Funkuhren mit LED-Anzeigen sind nur schwer aufzutreiben und Funkuhren mit konventionellem Ziffernblatt sind eher groß und unhandlich und die Zeiger können verdreht sein.

    Die Lösung besteht in der Anzeige der DCF77-Impulse durch eine LED, welche im Sekundentakt blinkt und zusammen mit der Ziffernanzeige aufgenommen wird. Die "Grobzeit" sieht man in der LCD-Anzeige und die "Feinzeit" mit 1/25-sec Auflösung wird aus der Framenummer (oder Timecode-Bildnummer) bestimmt, bei der die LED aufleuchtet (ansteigende Flanke). Da mehrere Ereignisse auf Video aufgezeichnet werden, ist eine nachträgliche Ausgleichsrechnung und Interpolation möglich.

    Bild 11kB: Bedeckungs-Funkuhr Es muss am Uhrenmodul nur der Ausgang des DCF77-Empfängers gesucht werden. Über einen Transistor wird dann die LED angesteuert. Der Empfänger wird bei vielen Funkuhren aus Stromspargründen nur einmal pro Stunde aktiviert. Diese Leiterbahn ist dann aufzutrennen. Die LED dient auch zur Empfangskontrolle.

    Die im Bild sichtbare Anschlussbuchse ermöglicht die Synchronisierung eines Rechners. Zusätzlich steht auch noch der DCF77-Telegrammimpuls dort zur Verfügung. Der Schalter schaltet den Empfänger ein. Der Taster setzt die Uhr zurück. Ein Piezosummer knackst im Takt des DCF77-Telegramms (Sekundentakt).


    Ein einfaches Leuchtdiodenvisier am C14 statt einem TELRAD-Sucher

    Bild 10kB: Eine LED des Visiers Die Leuchtdiode kann durch Drehung seitlich und durch Schieben in der Höhe eingestellt werden. Eine zweite Leuchtdiode befindet sich in 25cm Abstand. Die Stromversorgung erfolgt über 2 AA-Batterien und die Helligkeitseinstellung mit einem Potentiometer. Die Leuchtdioden sind mit Klinkensteckern absteckbar (Schutz vor verbiegen).


    Funkortung für Mitglied des Teams
    Bild 241kB: Katzen-ortungsgerät Das vierbeinige Mitglied unseres Teams, die RANA unternimmt gerne ausgedehnte nächtliche Spaziergänge, während wir in der Sternwarte tätig sind. Gegen Ende der Beobachtung stellt sich dann häufig die Frage "Wo ist die Katz?". Wenn nach einem Beobachtungs-wochenende die Abreise bevorsteht und der Zug laut Fahrplan in einer Stunde abfährt, dann kann diese Frage auch ganz schön nerven. Für diese Fälle wurde ein elektronischer "Katzensucher" nach dem Muster der in der Wildtierforschung eingesetzten Bio-Telemetrie entwickelt. Die RANA bekommt einen kleinen Sender als Rucksack umgeschnallt. Dieser sendet alle 5 Sekunden ein kurzes Peilsignal im 70cm-Band. Der Suchempfänger hat eine spezielle Peilantenne mit hoher Richtwirkung. Trotz kleinster Sendeleistung beträgt die Reichweite über 1km.

    Inzwischen (2006) sind derartige Geräte für Haustiere auch im Internet erhältlich. Das von Herrn Ruedi Schenkel in der Schweiz entwickelte Katzenpeilgerät Elpet mit digital codiertem Sendesignal, stellt im Vergleich zu anderen Anbietern und unserem Eigenbau eine Weiterentwicklung dar.

    Sternwartenausbau


    Das Sternwartengebäude für das 50cm RC-Teleskop
    Bild 95kB: Sternwartengebäude aussen Alle "Astro-Nomaden" die mit ihrem Hobby "sesshaft" werden wollen, benötigen auch einen Schutzbau für ihr Teleskop. Hier zeigen wir einen Schutzbau , der innerhalb gewisser Grenzen sogar mit dem Teleskop mitwachsen kann. Von der ursprünglich sehr einfach gehaltenen Ausführung (siehe dazu 2 Bilder unter Historisches ) bis zur heutigen high-tech Sternwarte war es freilich ein weiter Weg. Nicht alles würden wir heute noch einmal so machen. So empfiehlt es sich, die Instrumentensäule mit ihrem Fundament von vorn herein auf das ultimative Teleskop auszulegen. In diesem PDF Reader file Fachartikel werden nicht nur Pläne und konstruktive Details unserer Sternwarte gezeigt, sondern auch grundsätzliche Überlegungen und Vergleiche zwischen den verschiedenen Formen von Teleskop-Schutzbauten angestellt. Sphärische Panoramabilder vom Inneren der Sternwarte siehe hier

    Die Kuppelklimaanlage
    Bild 49kB: Kompressoreinheit der KlimaanlageBild 49kB: Selbstgebaute Steuerung Sie soll für die Temperierung des Teleskops vor Beobachtungsbeginn sorgen. Darüberhinaus kann sie auch zur Entfeuchtung des Kuppelraumes und alternativ zur Bereitstellung von Prozesskälte (Kühlwasser) für Fokalinstrumente dienen. Diese vielseitige, zum Teil selbstgebaute Anlage wurde in Zusammenarbeit mit einer Firma für Kältetechnik speziell für die betrieblichen Anforderungen in einer Sternwarte konzipiert. Vorbilder sind bei vielen neuen oder modernisierten professionellen Großsternwarten zu finden. Sobald genügend praktische Erfahrungen vorliegen, wollen wir Konzept, Bau und Anwendung hier ausführlicher vorstellen.

    Funksensoren für Temperatur und Feuchtigkeit
    Bild 34kB: Datalogger WS2500PC und batteriebetriebener Temperatur/Feuchte-sensor. 70cm-Sende- und Empfangsmodul Um Erfahrungswerte zur optimalen Einstellung unserer neuen Kuppelklimaanlage zu gewinnen, gibt es jetzt mehrere Messfühler zur Erfassung von Temperatur und Feuchtigkeit. Die Temperatur des großen Hauptspiegels wird direkt am Spiegel gemessen und kann jederzeit mit der Innen- und Außentemperatur verglichen werden. Das Ziel ist es, die meistens notwendige Abkühlphase des Teleskops vor Beobachtungsbeginn durch den Einsatz der Kuppelklimatisierung zu minimieren. Durch die Erfassung der Feuchtigkeit in der Spiegelzelle und im Kuppelinnenraum ist es möglich, Taubeschlag durch Einschalten der Kuppelklimatisierung in der Betriebsart "Entfeuchten" zu vermeiden. Weitere Messfühler befinden sich in der Kühlbox des "großen Lufttrockners" sowie im neuen 20-Liter Kühlwasser-Voratsbehälter neben dem Tauchverdampfer der Klimaanlage zur Abkühlung desselben. Diese Anlage wird in Zukunft zur Sekundärkühlung von Fokalinstrumenen verwendet. Auch die Elektronik der CCD-Kamera 2 kann zur Sicherheit auf Temperatur und Feuchtigkeit überwacht werden. Alle Messwerte werden von handelsüblichen, zum Teil umgebauten Funk-Wetterstationssensoren erfasst und zu einem autark arbeitenden, preiswerten Datalogger (Typ ELV-WS2500PC) gesendet. Dieses kleine, batteriebetriebene Gerät sammelt von jeder Messgröße 1024 Werte in einem auswählbaren Zeitraster (3min bis 2h). Über eine serielle RS232-Schnittstelle können die gesammelten Daten abgefragt und zur Auswertung an einen PC übermittelt werden. Wir hoffen mit diesen Daten den Einsatz der Kuppelklimatisierung optimieren zu können. Fortsetzung folgt.

    Funkwetterstation
    Bild 70kB: Wetterstations-solar-sensoren und Meteosat-Antenne Bild 36kB: Umgebauter Sensor zur Messung der Nachthimmelshelligkeit und Regentrichter zur Messung der LeitfähigkeitDie ursprünglich nur zur Optimierung der Kuppelklimaanlage vorgesehene Messtechnik wurde zur kompletten Funkwetterstation ausgebaut. Auf einem aus rostfreiem Stahl selbst hergestellten Antennenmast sind nun mehrere handelsübliche Sensoren zur Erfassung von Wind, Regen und Tageshelligkeit montiert. Solarzellen sichern die Stromversorgung. Sie laden tagsüber Pufferbatterien auf, welche die Funktion auch nachts gewährleisten. Die Datenübertragung erfolgt per Funk am 70cm Band, gespeist aus Doppelschichtkondensatoren als Energiespeicher. Ein weiterer derartiger Sensor wurde umgebaut. An Stelle von Temperatur und Feuchtigkeit erfasst er nun die Helligkeit des Nachthimmels sowie die elektrische Leitfähigkeit des Regenwassers. Die sehr einfache Schaltung dazu wurde selbst entwickelt und hat bereits Nachahmer gefunden. Damit werden Langzeitstudien der künstlichen Himmelsaufhellung in der Nacht, der sogenannten "Lichtverschmutzung" möglich. Zur Anzeige dient eine Wetterstation vom Typ ELV-WS3000TV. Insgesamt 21 Messwerte mit ihren Trendkurven der letzten 72 Stunden sind am TV-Bildschirm abrufbar. Die Station ergänzt somit unsere Meteosat-Empfangsanlage, welche uns schon seit Jahren mit aktuellen Wettersatelittenbildern am TV-Bildschirm versorgt. Die Verdichtung und Endlosarchivierung aller Messdaten im PC zum Zweck von Langzeitstudien übernimmt der oben beschriebene Datalogger.

    Automatische Kuppelnachführung
    Bild 16kB: Screenshot der neuen Steuersoftware Nach Positionierung des Teleskops auf das zu beobachtende Himmelsobjekt wird die Kuppel zunächst händisch ausgerichtet. Während der Beobachtung erfolgt jedoch eine rechnergesteuerte Nachführung der Kuppel. Alle 10 Minuten ermittelt der Rechner den neuen Azimut des im 50cm-RC eingestellten Himmelsobjektes und setzt den Kuppelmotor kurzzeitig in Bewegung um den offenen Kuppelspalt auf die Blickrichtung des Teleskops neu auszurichten. Eine messtechnische Erfassung und Rückmeldung der Kuppelposition an den Rechner ist dabei nicht notwendig. Die Ansteuerung des Frequenzumrichters durch den Rechner erfolgt via USB-Karte (Bausatz), die gleichzeitig auch andere Steueraufgaben übernommen hat (Fokussierung, Feinbewegung). Die Windows-Software wurde selbst entwickelt.

    Minimierung der Wärmebelastung
    Bild 37kB: Rechnerarbeitsplatz im KuppelraumBei einer Teleskopöffnung von 50cm stören alle Wärmequellen im Kuppelraum die mehr als nur ein paar Watt Leistung an die Umgebungsluft abgeben. In einer Ecke des Kuppelraumes befindet sich der PC-Arbeitsplatz zur Bedienung von Teleskop und Fokalinstrument. Um die Wärmeentwicklung im Kuppelraum so gering wie möglich zu halten, wurden die Rechner selbst in den kleinen Geräteraum darunter verbannt und der bisher verwendete CRT-Röhrenmonitor (80W) durch einen 15" TFT-Flachbildschirm (15W) ersetzt. Der Bildschirm und eine neue Tastatur mit abschaltbarer Beleuchtung werden zusammen mit der Maus über einen elektronischen Umschalter mit dem jeweiligen Rechner (Teleskopsteuerrechner oder Kamerasteuerrechner) verbunden. Eine Umschaltung erfolgt per Hotkey (Tastenkombination). Tests haben gezeigt, dass ein störungsfreier Betrieb des Bildschirms auch bei -18°C möglich ist. Häufiges Abschalten z.B. wBild 60kB: Verlegung des Entlüftungsrohresährend einer laufenden CCD-Belichtung schadet dem TFT-Bildschirm auch viel weniger als einem CRT-Schirm. Der im Bild oben sichtbare, elegante halbrunde und fußfreie Ecktisch ist Marke Eigenbau. Wir nehmen an diesem Arbeitsplatz neben der Inbetriebnahme der ganzen Sternwartetechnik vor allem die Positionierung des Teleskops vor, um die herabhängenden Kamerakabel, Luft- und Kühlwasserschläuche beim Schwenk des Teleskops unter Kontrolle zu haben und so zu vermeiden, dass diese sich verheddern. Der kleine Geräteraum unterhalb des Kuppelraumes wurde mit einer leistungsfähigen Warmluftabsaugung versehen. Ein Kanalrohr mit 25cm Durchmesser saugt mit Hilfe eines kräftigen Ventilators (er stammt vom Kühler eines VW) die von den Geräten (Rechner, Teleskopservoverstärker, Kuppelantrieb, Kühlbox etc.) erwärmte Raumluft in einen in der Nähe befindlichen Kellerraum ab. In diesem Raum ist auch der Kompressor unserer Kuppelklimaanlage untergebracht. Auf diese Weise wird jegliche erwärmte Luft vom Teleskop ferngehalten und kann somit das Seeing nicht mehr beeinträchtigen.

    Fernsteuerung aus dem Wohnzimmer
    Bild 16kB: Screenshot-Beispiel für die selbstentwickelte ferngesteuerte Software Mit einem Kategorie-5-Kabel wurde ein Rechnernetzwerk zwischen Wohnhaus und Sternwarte aufgebaut. Man könnte das Gleiche aber auch mittels WLAN erreichen. Dadurch ist nicht nur ein Zugriff auf die Daten aller Rechner im Netzwerk möglich, sondern auch die gegenseitige Fernsteuerung der Rechner mittels Programm VNC. Diese remote-access Freeware wird kommerziell zur Fernwartung von Servern via Internet eingesetzt. Die ferngesteuerten Programme brauchen keine speziellen Eigenschaften zu besitzen, fast jedes installierte Windows-Programm ist fernsteuerbar. Auf diese Weise steuern wir die selbstgeschriebenen Programme für die CCD-Kamera, den Fokusmotor, die Feinbewegung des Teleskops und auch die Kuppeldrehung vom "Wohnzimmer" aus. Durch die Abwesenheit von Personen im Kuppelraum wird die Wärmebelastung noch weiter vermindert. Im Gegensatz zu den Behauptungen der Firma Software-Bisque gibt es bei der Anwendung von remote-access Software kaum Schwierigkeiten mit der Datensicherheit und die angeblichen Probleme hinsichtlich der Performance beschränken sich auf eine langsamere Reaktion des Mauszeigers. Die spezielle Software dieser Firma (Internet Astronomy Client Software) wird also nicht benötigt. Sie arbeitet auch nur mit anderen Produkten von Software-Bisque zusammen, die für uns leider unbrauchbar sind.

    Die Schiebedachsternwarte
    Bild 26kB Ein kleiner Schutzbau, ideal für handelsübliche SC-Teleskope. Trotz der geringen Abmessungen ist ausreichend Platz für das C14. Die Besonderheiten der Konstruktion sind in einem PDF Reader file Fachartikel beschrieben. Ein sphärisches Panoramabild vom Inneren der Sternwarte sowie weitere Bilder siehe hier

    Abtauheizung für einen Kuppelraum-Entfeuchter

    Bild 14kB: Abtauheizkabel und Vorschaltgerät Bild 23kB: Gerät geöffnet Bild 17kB: Kuppelentfeuchter Bei kleineren Geräten (wie z.B. unserem C14 im Rolldachgebäude) genügt es, einen soliden Sack darüberzuziehen, um in den meisten Fällen Taubildung am Gerät zu verhindern. Das wäre beim großen 50cm RC-Teleskop zu umständlich. Die Masse des Teleskops hat eine erhebliche Wärmekapazität. Das führt bei raschem Temperaturanstieg zu starker Taubildung am Teleskop. Die Feuchtigkeit vermag zwar nicht zur abgedichteten Spiegelzelle vorzudringen, doch wehe man öffnet die Spiegelabdeckung. Auch aus Korrosionsschutzgründen ist es daher zweckmäßig, das innere des Kuppelraumes trocken zu halten. Wir verwenden einen handelsüblichen Lufttrockner aus dem Baumarkt. Dieses Gerät arbeitet wie ein Kühlschrank mit Abtauautomatik. In der Abtauphase schaltet sich der Kompressor eine zeitlang aus. Bei tiefen Temperaturen taut das Eis am Verdampfer während der Abtauphase aber nicht ab. Wir haben daher an den Verdampfer eine Abtauheizung angebracht. Bild 9kB: Auffangbehälter und Zeitschaltuhr der Abtauheizung Bild 19kB: Verdampfer mit Abtauheizkabel dahinter Diese besteht aus ca. 1.5m Dachrinnenheizkabel, welches mit einem 12V-Vorschaltgerät für Halogenlampen mit ca. 70W betrieben wird. Ein Heizungsthermostat sorgt dafür, dass die Abtauheizung nur bei Raumtemperaturen unter 3 Grad aktiviert wird. Seit Fertigstellung der Kuppelklimaanlage kommt der Entfeuchter in der kleinen Sternwarte zum Einsatz.


    Vorheizung mit Einschaltverzögerung für Rechnerschrank

    Bild 30kB: Rechnerschrank mit Bodenheizung Bild 20kB: Heizlüfter unterhalb der Rechner Bild 27kB: Bodenplatte mit Heizlüfter Bild 16kB: Heizlüfter vor dem Einbau Das Einschalten der Rechner zur Teleskop- und Kamerasteuerung bei Temperaturen unter null Grad kann zu Problemen beim Hochlauf der Festplatten führen. Aus diesem Grund haben wir die Rechner in einen Kasten eingebaut, welcher zeitgesteuert mit einem Heizlüfter (Haarfön) vorgewärmt wird. Nach Ablauf der voreingestellten Zeit schaltet sich die Heizung ab und die Rechner können hochlaufen. Danach erzeugen die Rechner genügend Eigenwärme, um im geschlossenen Kasten die notwendige Betriebstemperatur zu halten. Im Sommer wird die Heizung abgestellt und die Kastentür bleibt offen. Der Rechnerschrank befindet sich unterhalb des Kuppelraumes in einem eigenen kleinen Geräteraum. Die Wärmequellen werden somit vom Teleskop ferngehalten. Lediglich Bildschirm, Tastatur und Maus sind in einer Ecke des Kuppelraumes untergebracht, und können via Umschalter dem jeweiligen Rechner zugeordnet werden. Sie funktionieren auch ohne Vorheizung einwandfrei bei tiefen Temperaturen.


    Kuppelantrieb mit Frequenzumrichter

    Wenn man beim Besuch einer Sternwarte auf den elektrischen Kuppelantrieb achtet, findet man meistens einen am Drehkranz angesetzten Getriebemotor, welcher ins Kuppelinnere hineinragt. Drückt man auf einen Knopf, dann setzt sich die Kuppel ruckartig in Bewegung. Es ist uns gelungen, diese beiden Nachteile zu vermeiden. Bild 15kB: Kuppelgetriebe Bild 15kB: Treibstange und Zahnriemen

    Mechanische Ausführung: Zweckmäßigerweise wird für den Antrieb eine kugelgelagerte Gummirolle verwendet, auf welcher der Drehkranz der Kuppel mit einem Teil seines Eigengewichtes liegt. Wir verwenden insgesamt 4 Auflagerollen. Die 3 nicht angetriebenen Auflagerrollen sind aus Eisenrohr mit eingesetzten Kugellagern gefertigt. Auf diese Weise wird unnötige Walkarbeit vermieden und die ca. 300kg schwere Kuppel ist leicht zu drehen. An die Antriebsrolle ist ein selbstgebautes Schneckengetriebe angesetzt. Über eine Klauenkupplung ist die Schnecke mit einer senkrecht angeordneten Triebstange verbunden. Auf diese Weise kann der Antriebsmotor unter den Kuppelboden verlegt werden. Ein Zahnriemen sorgt für den notwendigen Abstand des Motors zur Wand. Bild 18kB: Antriebsmotor Bild 27kB: Umrichterschrank

    Elektrische Ausführung: Es kommt ein 4-poliger Drehstrom-Asynchronmotor mit 125W zum Einsatz. Dieser wird mit Hilfe eines kleinen Frequenzumrichters vom 220V-Einphasennetz versorgt. Vom Frequenzumrichter erzeugte Oberwellen könnten empfindliche Messinstrumente (Photometer oder CCD-Kameras) stören. Darum haben wir gute Netzfilter vor den Umrichter gesetzt und eine doppelte Abschirmung des Motorkabels vorgenommen.

    Erzielter Effekt: Die Kuppeldrehgeschwindigkeit kann stufenlos von "Schleichgang" bis zum "Ringelspiel" eingestellt werden, in jedem Fall mit getriebeschonendem Sanftanlauf und weicher Abbremsung.


    Flatfield Lichtbox

    Bild 21kB: inneres der Lichtbox mit Lichtleitfasern Bild 18kB: inneres der Lichtbox mit blau gefärbten Lämpchen Bild 17kB: Lichtbox von aussen Bild 22kB: Lichtbox montiert Zur Bildkalibrierung von CCD-Aufnahmen werden Bilder einer gleichmäßig ausgeleuchteten Fläche, sogenannte PDF Reader file Flatfields benötigt . Wir stellen die Flatfield-Bilder mit Hilfe einer in der Sternwarte montierten Lichtbox her. Während für einfache CCD-Kameras (beispielsweise von SBIG oder Starlight-Xpress) die vorhandene Flatfieldbeleuchtung ausreicht, sind die Anforderungen bei hochempfindlichen rückseitenbelichteten CCD's schon höher. Wir mussten die Flatfieldbeleuchtung unserer PDF Reader file Lichtbox zusätzlich mit Lichtleitfasern ausrüsten.


    Mini Planetarium

    Bild 32kB: Mini Planetarium Bild 60kB: Mini Planetarium (Detail) Im Zeitalter der Planetariumsprogramme am heimischen PC scheint ein echtes Klein-Planetarium ausgedient zu haben. Doch der Eindruck eine räumliche Abbildung des ganzen Himmelsgewölbes zu sehen, bleibt einem durch den ebenen Bildschirm verwehrt. Auch wenn der Sternhimmel auf der kleinen Kuppel unseres Selbstbau-Planetariums nur aufgedruckt ist, für denjenigen, der „seinen Kopf unter diese Kuppel steckt“, ist die Wirkung dennoch verblüffend echt. Es lässt sich der Anblick des Himmels für geographische Breiten ab ca. 50°N für jeden Tag des Jahres einstellen. Selbstverständlich können auch Wandelgestirne dargestellt werden. Stellt man dieses Planetarium nachts auf die Wiese, braucht der angehende Sternfreund nur einen einzigen Schritt beiseite zu machen, um die Sterne in der Kuppel des Mini-Planetariums mit den Sternen am Himmel zu vergleichen. Dazu kann man die Sterne im Planetarium effektvoll aufleuchten lassen. Funktionsweise und Bau sind PDF Reader file hier ausführlich beschrieben


    Planetenweg

    Der Planetenweg dient zur Demonstration der Größenverhältnisse in unserem Sonnensystem. Die Sonne wird durch eine gelbe Styroporkugel von 20cm Durchmesser symbolisiert. Die Planeten für unseren Planetenweg sind auf laminierten A4-Tafeln im Maßstab 1 zu 7.000.000.000 mitsamt der Bahnen ihrer Monde aufgezeichnet. Die Abstände zu den benachbarten Planetenbahnen und zur Sonne sind auf den Tafeln angegeben. Die Sonnenkugel sowie die Planetentafeln haben einem 1m langen Erdspieß aus rostreiem Stahl. Auf diese Weise kann der Planetenweg schnell am Wegesrand von der Sonne bis zum Pluto innerhalb eines Kilometers aufgebaut werden.

    previous

    home

    next


    2 Artikel zum Bau unseres 50cm RC wären noch ausständig:

  • Bis zum Frühjahr 2004 gab es kaum Resonanz auf unsere Artikelserie. Seither gibt es wenigstens einen ernstzunehmenden Interessenten aus der deutschsprachigen ATM-Szene. Die Veröffentlichung der beiden Artikel wird von der weiteren Entwicklung abhängen.