Un telescopio elettronico fai-da-te

Un telescopio elettronico fai-da-te (4.50/5) su 6 voti
L’astronomia come tanti altri hobby diventa spesso una sfida a colpi di fotografie, o di osservazioni, con telescopi sempre migliori. Questa cosa non mi piace particolarmente poiché si arriva sempre al punto che “vince” chi ha più soldi da spendere. Con 5000 euro è possibile acquistare un telescopio estremamente potente e con una montatura motorizzata che può puntare automaticamente anche gli oggetti celesti più difficili. Ma dove sta a questo punto la capacità dell’astrofilo? Oltre al fatto che non dispongo dei fondi necessari per un acquisto del genere, non riuscirei a divertirmi con un telescopio che fa tutto da se. Ho deciso quindi, in vista di un progetto in cantiere molto più grande, di costruire un telescopio con montatura elettronica da interfacciare con il computer. Le sfide da superare sono tante, partendo dalla meccanica, alla precisione richiesta per tali applicazioni, arrivando ad un elettronica abbastanza intelligente e potente per poter controllare e puntare un telescopio. Come ogni cosa bisogna partire dall’inizio e cominciare per gradi, per ora ho completato la prima parte di questo progetto!
telescopio motorizzato completoIl progetto si basa su una meccanica per la movimentazione di telecamere da videosorveglianza, il treppiede è stato recuperato da una vecchia montatura equatoriale per il newtoniano 114-900 che vedete nella foto, mentre molte altre sono parti di recupero o costruite ad-hoc. L’assemblaggio finale è molto più stabile di quanto pensassi, ed inoltre il 114/900 verrà sostituito appena possibile con un 250mm di diametro: stiamo lavorando al telaio in alluminio ed una volta pronto decideremo che tipo di specchi acquistare. Anche il tubo ottico quindi, sarà autocostruito.

Ma cominciamo questa avventura dall’inizio: come appassionato di elettronica, ho sviluppato una scheda con microcontrollore pic 18f4550, che utilizzo per vari scopi vista la sua flessibilità. In questo caso l’ho modificata aggiungendo un tastierino per comandare i motori della montatura motorizzata.

elettronica per motorizzazione telescopioUn microcontrollore non riesce a gestire la potenza necessaria per controllare i motori, per questo ho aggiunto una scheda che ho acquistato in kit da nuova elettronica (in alto a sinistra). In realtà non utilizzo la scheda ma un componente saldato su di essa che risulta impossibile da rimuovere. Quindi quando il progetto sarà ultimato questa scheda verrà rimossa ed acquisterò separatamente solo il componente necessario.

brandeggio per telecamereCome detto poco sopra, ecco la motorizzazione per telecamere (porta fino a 10kg, con le modifiche da noi apportate ed i nuovi motori sicuramente supera i 20kg!). Dopo alcuni test “a banco” abbiamo deciso di proseguire montando treppiede e staffe. E’ molto importante per un telescopio avere un asse che punta verso la stella polare, in modo che ruotando un solo motore, si possa compensare il movimento delle stelle e quindi avere gli oggetti celesti sempre al centro dell’obbiettivo senza che sfuggano. Per questo ho disegnato in 3d, e successivamente mi sono fatto creare con taglio al laser, delle staffe su misura per poter inclinare tutta la montatura in modo regolabile.

staffe per taglio laser
Il disegno in 3d mi permette di testare il raggio di inclinazione delle staffe, per evitare di avere brutte sorprese! La parte inferiore è stata disegnata per potersi fissare con semplicità ad treppiede per montatura equatiorale che ho a casa, mentre ai lati ci sono le asole per regolare i gradi di inclinazione ed il foro passante per il perno centrale sul quale ruoterà tutto il sistema. In realtà l’inclinazione una volta trovata, rimarrà fissa, almeno che il telescopio non venga utilizzato molto a sud o molto a nord rispetto la nostra posizione (per esempio germania o sicilia)..

montaggio delle staffe

foto aurora boreale

Mentre il tutto prende forma, mi rendo conto di quanto il lavoro sia venuto veramente pulito e resistente. Mi ritengo davvero soddisfatto!

Ora mancano i supporti ad anello per fissare il tubo ottico del mio vecchio newtoniano 114/900 alla montatura. Questo telescopio verrà utilizzato semplicemente come test per la precisione e resistenza della montatura: stiamo già lavorando ad un tubo ottico completamente in alluminio capace di supportare uno specchio di diametro massimo 25 centimetri!

Abbiamo comunque cercato di fissare questo discreto tubo ottico in modo professionale, anche perché la rigidità della struttura determina la qualità della montatura stessa, e delle osservazioni ovviamente. Passando da un Meade LX10 motorizzato ad un telescopio fai-da-te, mi ritengo in grado di quantificare la qualità di questa montatura.creazione supporti per il telescopio

Gli anelli per fissare il tubo ottico del newtoniano sono stati creati tagliando e curvando delle strisce spesse 5mm di alluminio: un foro al centro filettato ci permette di avvitare questi supporti alla parte superiore della montatura motorizzata. Successivamente incollando del velcro a strappo abbiamo completato l’opera.elettronica e pulegge per la messa a punto

Come ultimi passi ho posizionato ed aggiunto tutta l’elettronica necessaria a gestire il sistema. Il motore per l’inseguimento, inquadrato nella immagine a destra, risultava troppo veloce quindi ho inserito una puleggia creata su misura (disegnata in 3d e poi prototipata con una speciale stampante in 3d). La cinghia per la puleggia invece l’ho recuperata da una vecchia stampante non funzionante. Con un semplice ingranaggio di questo genere, l’inseguimento risulta già essere utilizzabile. Ma il motore che ho aggiunto non è un motore passo passo: i motori passo passo procedono “uno scatto alla volta” quindi è possibile controllare con precisione la loro posizione. Invece il motore che ho inserito ruota ad una velocità che dipende dallo sforzo che deve compiere, quindi quando il telescopio ruotando sposta il suo baricentro, il motore improvvisamente cambia velocità e non riesce a mantenermi perfettamente centrati gli oggetti celesti. Per questo ho già apportato la modifica con motore passo passo, che vi documenterò successivamente! Ho osservato con successo ed entusiasmo la galassia di andromeda m31, Giove, la Luna, il doppio ammasso del perseo, ed altri oggetti simili. Scrutare il cielo con questo tipo di montatura è molto più comodo di quello che pensavo! Spostare il telescopio manualmente, anche con montature come quella del meade lx10, comporta parecchie vibrazioni. Con questa montatura invece, una semplice pressione di un tasto e gli oggetti inquadrati si spostano leggermente e senza nessuna vibrazione.

funzioni sulla pulsantiera

Tramite la pulsantiera è possibile muovere il telescopio in tutte le direzioni e regolare le velocità dei motori attraverso i due trimmer. Tenendo premuti contemporaneamente destra e sinistra, si attiva l’inseguimento, indicato dal led giallo. Con l’inseguimento attivo il motore dedicato rimane in funzione anche quando nessun tasto è premuto, e tramite la rispettiva manopolina (indicata dall’accensione del corrispondente led rosso) è possibile regolarne con precisione la velocità.

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