📖记一次远程天文台建台经历(一)
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2021年10月,第一次弄远程台,记录备用。 对以下内容有任何疑问或者好奇,欢迎提问,多提意见🤝🤝
废话
年近不惑,还是忘不了小时候的那片星空。小时候住平房,大门面向南方,冬天去上厕出门一抬头就能看到由四颗星组成的梯形,内部中间处,整齐的排列了三颗星将其上下一分为二,中间的星下面,还有隐约的什么东西看不清,就像系着绳子还未开封的礼品盒……年复一年的秋冬,这个礼品盒就在晚上陪我上厕所。那个时候没有互联网,书籍也很少,初中后才知道那叫——猎户座。看着杂志上的天狼画师望远镜的广告,眼馋,但又看了看两三千元的价格,根本没好意思张口找家里要。
工作、成家后更无暇顾及自己的爱好,但还是在2012年买了第一台望远镜——“信达小黑套装”,是一台150mm的抛物面牛顿式反射镜,EQ3W的赤道仪。每次外出观测我都用孩子的婴儿车推着,它最远去过的地方就是我单位了,办了一次路边天文。
我通过它在自家小区里目视了M31、昴星团、土星、木星、月球、太阳(加装巴德膜)等天体,一开始有一点点失望,因为看到的深空天体都是黑白的,而且模糊不清,能看清的也就是各种颜色的小亮点,根本没有那种璀璨宇宙的震撼。通过学习才知道,肉眼是无法感知天体的颜色的,只能通过相机拍摄。这时我工作已有7年。
小黑在家搁置的五年时间里,发生了很多事情,主镜背面被破坏,最终500元在闲鱼送走了它。
第二台望远镜是2016年入坑的裕众102APO,AZEQ5赤道仪,使用率也很低,出摊去过一次延庆,之后控制手柄被人为破坏掉,维修换新后,不久更换成了CGEM II——一台重型赤道仪,背负102APO+70SAV3双镜系统,因为出去的机会很少,所以就想尽可能的提高效率。2020年6月份日食,它成了小区最亮的仔,孩子把小区里的同学们都领来看。
由于CGEM II过于笨重,而且链接电脑必须通过手柄,每次断电开机都要在手柄上一番操作,不太适合远程台,就在咸鱼上出掉了,但它仍然是一款非常精准、出色、皮实的赤道仪。
期间还用佳能450D改机玩过星野摄影,用过艾顿的小星野、信达大星野、三洋1.4镜头,都是纸上谈兵,几乎没有能拿出手的作品,最后在2017年确定了现在的佳能6D改机+老蛙12。
我感觉自己对天文的热爱逐渐变成了不断用物品填充自己内心空虚的失败者。
但我还是忘不了那片纯净的星空。
简介
这个系列文章目的主要是向同好分享一切细节,供入门者照搬、参考。
对于我而言,远程台解决的主要问题是:
- 没时间出去打野,难得出去一趟也是“春宵一刻值千金”,一但出现废片苦恼不已
- 设备笨重,每次搬运、拆装不方便,还影响精度
- 夜间天寒地冻、蚊虫叮咬,人扛不住
- 很容易实现对一个天体进行十小时以上的曝光,甚至隔天拍摄
- 将自己更多业余精力集中在“天文”上,而不是摆弄“望远镜”上
分为以下4个里程碑:
- 准备:设备的选型与购买
- 选址:我了解到的几个国内远程台联系方式及价格
- 总装:软硬件联调,对极轴等
- 开光:拍摄,出片!
天文望远镜的配置和价格
关于渠道和价格:
- 全部购于淘宝、闲鱼,商家集中在“XTZ学徒者天文望远镜、cyck畅游星空、西湾光电”
- 部分价格低于市场价的是二手物品
- 闲鱼上很多东西都是全新的,但价格远低于其它平台,定制的东西也来自闲鱼
赤道仪
- 赤道仪:SKYWATCHER EQ6R - 有效载重18kg - ¥8600
- 附加重锤:定制2.4kg×2 - ¥200
- 增高节:定制21.5cm - ¥350
- 电源线:2米GX12-2航空插头线 - ¥10 - 原厂带车载接口电源线,此为接线端子的
主镜1
- 主镜1:SKYWATCHER牛反D200mm/f4 (CYCK改版大黑,有齿调焦) - ¥5600
- 慧差镜1:SKYWATCHER 1X MPCC 二代 - ¥1700
- 电调1: ZWO EAF 2 - ¥包含在主镜内 - 转动时有异响,问了一圈,可能是二代通病
- 电调1加热:自制 - ¥50 - 12V加热带+常闭50度温控开关,加装“电调加热带”主要是听说EAF在低温环境下不太稳定(本人未测试)
- 相机1:ZWO ASI2600MC COOL - ¥10000
- 滤镜轮1:ZWO EFW五孔2寸 - ¥1900
- 滤镜1:Optolong双窄带2寸 - ¥0
- 滤镜2:IR685nm pass 1.25寸 - ¥170 - 拍月亮用的,通过转接口装在2寸滤镜轮上,不推荐这么用
- 滤镜3:暗场滤镜 - ¥40
- 镜头盖1:3D打印定制带平场 - ¥500
- 抱箍1:铝合金CNC定制 - ¥1200
- 主镜1加热:自制 - ¥140
主镜2
- 主镜2:SKY-ROVER 70 SA V3 - ¥5380
- 电调2:ZWO EAF - ¥900
- 电调2加热:自制 - ¥50
- 相机2:QHY294M Pro - ¥7000
- 滤镜轮2:QHYCFW3M-US七孔36mm - ¥1600
- 滤镜2.1:Optolong SHO 36mm - ¥2000
- 滤镜2.2:Optolong LRGB 36mm - ¥1000
- 镜头盖2:3D打印定制带平场 - ¥400
- 除雾带2:自制 - ¥50
导星
- 导星镜:QHYOAG-M - ¥1080
- 导星相机: QHY5III 178M - ¥1700
其它
- 鸠尾板:300mm大平台板 - ¥390
- 流星捕捉相机: 海康威视臻全彩摄像头3T87WD-L 4mm - ¥620 - 不能选用太广角的,否则小流星看不清,通过OBS可以将该款网络摄像头模拟为本地的,UFOCaptureHD2可以识别
- 控制电脑:Intel NUC i5 11th
- 12V电源:淘汰的HP服务器电源400W×2 - ¥60 - 加热除雾带电源与主要设备电源分开
- 插排:向日葵智能插排C2 - ¥138 - 可以App上控制开关的
- 交换机:aopre 工业级POE交换机 - ¥300 - 主要给摄像头用
- 继电器:8路USB-RS232控制 - ¥96 - 控制相机等设备开关的
- 设备箱:26升塑料整理箱 - ¥59 - 放控交换机、电源之类的
- 托管:北京延庆 - ¥1万/年
总体而言
以上配置并不出众,也不是一次置齐的,拖拖拉拉了四五年,部分物品是二手,预算≈6万,实际花费大于这个数组,因为走弯路、交学费了。有大佬建议我出掉一台,相机改换成全画幅黑白,因为“60分加60分,也比不过一个90分”,这的确是很好的建议。 双镜系统主要是为了提高拍摄效率、利用好手里已有设备,不同镜子、相机拍摄的照片肯定不能合并,只能独立工作,两个主镜焦距、口径差异很大,可以针对相同的目标获得不同的效果; 所有东西加起来已经到了EQ6R的极限了,有点考验平衡和总装能力,能不能保证精度就最后见分晓了; 信达EQ6及以下级别的赤道仪都没有零位,断电的话比较麻烦; 艾顿的赤道仪返修率体感比较高,不敢用,虽然保有量很大。升级的话直接EQ8或者派拉蒙MX了。
连接示意图
部分设备装配图
有的设备发生了变化,增量更新。 ↓70SAv3加了平场镜头盖
↓3D打印外壳的平场镜头盖控制器,真是粗糙啊。原理是arduino nano+舵机+ascom平台开发
↓主镜1上ASI2600MC相机用的滤镜轮和2寸螺纹边滤镜,顺序分别是:
- 双窄;
- 1.25寸IR685nm pass,拍月球和行星用的,通过转接到2寸滤镜轮上的,这东西其实没必要,正好赶上我有,就装上了
- 暗场
↓QHY183MM用的滤镜轮和36mm无边框滤镜,顺序分别是(滤镜紫色的一面面向相机,图中的这面是面向望远镜的):
↓MPCC+滤镜轮+相机装配后,我没有通过相机的螺纹,直接把滤镜轮拆开,用螺丝与滤镜轮固定,前面一个T2延长桶,链接MPCC,55mm后截距,暂时未测试
↓大黑调焦座里面有个螺丝,卡主了MPCC,无法完全插入,螺丝好像是固定调焦齿轮的,无奈现在已经装上了电调,手拧不动了,接上电脑后,需要拉出调焦座松动下螺丝才能将MPCC完全插入
↓大黑装配
↓主镜2的70SA直接固定在大黑抱箍上
↓宽鸠尾板
↓导星镜通过巡星镜接口固定,换一个双螺丝的,拆卸时要注意大黑镜筒里面的螺母
日志
2022年4月3日
没有任何进展。由于疫情,大黑的CYCK调焦座修好就没再去过台里。MPCC坏了,又新买了一个。没什么可写的,做个阶段总结吧。
- 信达大黑不支持全画幅
- 使用离轴导星 (OAG)可以避免导星镜调焦的麻烦
- 赤道仪上置电脑可以减少线缆长度,也可以减少线缆穿过赤道仪旋转轴的数量
- 线缆要使用耐低温、柔性好的,比如铁氟龙、丁腈等材料绝缘层的
- QHY183、大黑热平衡风扇长时间使用后产生了很大的噪音和振动,大黑热平衡风扇可以关闭,但制QHY183的风扇振动问题要想想办法了
- 向日葵智能插排莫名其妙的在向日葵App中消失了,原因不明,幸亏我设置了通电即打开状态,保证了各设备还能连上
- 设置好调焦座对应EAF电调的行程,避免调焦座损坏
- 8路串口继电器的指示灯太亮了,要做一下“消光”
- 继电器接线时要默认是通电状态,即接线时是NC端子与COM端子
2021年12月30日
元旦前可用是没戏了,本次现场跳调试记录问题如下:
- QHYOAG-S买错了,我的QHYCFW3-M滤镜轮应该对应QHYOAG-M,就是中号滤镜轮只能安装中号偏轴导星;重新下单,下次再装吧
- 由于我误操作,设置的电调步数过大,大黑的CYCK调焦座被拧下来了,调焦齿轮产生了严重的磨损,相机差点掉地上(相机是向下安装的),返给CYCK维修了
- 我自制的电源Hub使用12V电源输入时,会导致Intel NUC电脑频繁重启(还没到Windows引导界面),更换了多个12V电源都没有解决,不通过Hub,直接接12V电源供电是OK的,换成19V电源输入也是OK的,我一度怀疑是电流不足导致的,但更换电源分别都是12V 10A 和12V 38A大功率电源,而且经过万用表测试,Intel NUC所用电流不到1A。再做一个电源Hub试试吧。电源Hub是有继电器控制开关的,树莓派控制的弃用了。
- 给海康威视摄像头装了一个可通过软件控制的云台
- TPLINK路由器更换为了NETGEAR R6800,5G与2.4G信号分开,2.4G给插线板用,这会电脑与路由器的链接速度可以达到1733Mbps了
- Intel Nuc通过鸠尾槽安装在望远镜OTA上面
- 12V电源HUB的制作忘拍图了,下次补上
下图是现在的情况:卸掉了镜头盖,大黑调焦座返厂维修,为了减少进灰,镜片朝下放置着。此图也看出来了摄像头中心在2米内无法对焦的问题
2021年12月19日
在以上基础上,增改如下:
- 增加QHYOAG-S偏轴导星
- 去除导星镜,导星相机仍然使用QHY5III 178M。原因是单独的导星镜不方便对焦
- 主控电脑改为上置,即在望远镜上,原方案是放在赤道仪下面,上置的好处是减少并缩短线缆
- 主控电脑更换为南方天文的Intel NUC,上置的话找个重量轻一些的
- 增加USB有源HUB,Intel NUC的USB口太少,所以增加HUB,同时根据大佬的建议,将QHY的产品接到HUB上,并通过远程控制开关HUB电源的方式间接实现插拔,用于解决某些异常问题(具体我没遇到过,但我接受了大佬建议)。
- 增加DIY的树莓派控制的电源HUB,6口,同样是在望远镜上面。
- 增加摄像头云台。由于海康威视臻全彩3T87WD-L没有云台,所以加一个通过网络控制的低温云台,可以兼顾流星监测和望远镜姿态查看
- 更换路由器为NETGEAR R6800
- 考虑去掉EAF的加热
- 更换走线图,由于自己误操作,将路由器电源关了,现在所有设备都连不上了,所以路由器交换机改为插在普通插排上
以上方案正在实施中,后续公开细节。争取2021年圣诞节期间完成
2021年12月11日
2021年12月11日夜,晴,-8℃,月龄8,北京怀柔区喇叭沟门敬老院楼顶; 第一次通电,开始整体联调、测试,发现了很多问题,后续需要进一步调整,还没有达到使用状态。
- EQ6R赤道仪电源接口2针是正极,插头上有数字标识。由于我未使用信达SKYWATCHER EQ6R赤道仪原厂提供的电源线(车载插口容易松动,不适合远程台),自己购买了GX12-2航空插头线作为电源线,正极的红线在1针上,我认知的“红线接1针”也是正常的,但是EQ6R的电源接口是2针为正极!!幸好我用万用表测试了一下,否则直接就返厂了…
- TODO P1:普通电源线、数据线的PVC塑料材质绝缘层在低温下变硬、变脆,这是常识,我没想到到的是才零下几摄氏度,这个问题就变的很严重。由于是双镜系统,电源线比较多,而且还没有使用电源HUB、没使用USB HUB、总控电脑在赤道仪下方,所以引下的线缆比较多,束到一起很粗,被冻的非常硬,塑料扎线带都断了好几根,已经影响到EQ6R赤道仪的GOTO和平衡了,正在考虑要不要把电脑放在望远镜上方或者鸠尾板的位置(没有这么做是因为会增加赤道仪重量),已经购买了铁氟龙线和制作电源HUB的材料。
- TODO P1:ZWO EAF2代电调转不动了,不知道是不是大黑调焦座锁的太紧,下次再看
- TODO P1:电子极轴看到星点都是月牙形状,虽然不影响使用,但还是调整下好,方法如下
在电子极轴镜出厂之前,已经调好焦距。如果发现焦距仍然不对,星点不够细,则需要重新调焦距。对好以后锁死,以后就不用再对了。 方法为: 1.旋开电子极轴镜的保护镜筒 2.使用M2内六角扳手松开内部镜头侧面的顶丝 3.对着星空调节镜头,让星点最细 4.锁好顶丝,重新装回保护套筒。
5. TODO P2:可能因为两个电调的安装方向原因,控制方向是相反的,大黑«向是向外,70SA的«向是内,看有没有办法统一了 6. TODO P2:设置下两个电调的限位 7. TODO P3:海康威视C8W的红外补光灯关不掉,影响环境,弃用了;海康威视臻全彩摄像头3T87WD-L表现非常出色,没有任何补光的情况下拍出全彩的视频。这两款摄像头都无法在2米内对焦,看东西是模糊的;对IMX291的成像有些失望;考虑弄个云台,把臻全彩3T87WD-L装在上面,IMX291装在望远镜上 8. TODO P3:买一个偏心重锤 9. 增高节没用上,用了会超过2米,碰到了顶,而且加了增高节之后高于邻居了,我担心有影响 10. 购买了正版PixInsight,信用卡划款1700多RMB 11. 起了个名字:开源既明,OpenSource Damn Bright. 随便画了个logo。将公开与天文相关的一切技术和方法,提供免费使用远程台的规则