Opracowanie dla ESA Polska - szkolne automatyczne obserwatorium astronomiczne

ScopeDome · 27 Maja 2016

Od kilku dni pracuję nad schematem blokowym dla typowego obserwatorium astronomicznego dla szkół w Polsce.

Założenia projektu:

1. Sterowanie obserwatorium poprzez Windows 10 i platformę ASCOM
2. Obserwatorium ma umożliwiać:
a) sterowanie z poziomu komputera PC: kopułą, teleskopem, kamerami i innym wyposażeniem obserwatorium
wykonywanie zdjęć obserwowanych obiektów
c) transmisje OnLine wyników obserwacji (zdjęć) z kamer CCD do sali dydaktycznej i transmisje poprzez internet

Poniżej schemat blokowy obserwatorium.

Jestem ciekaw waszych uwag i doświadczeń osób, które realizowały podobne projekty we własnym obserwatorium.

ps. poprawiłem schemat zgodnie z waszymi uwagami

Schemat_Blokowy_Typowego_Obserwatorium.pdf

Edytowane 28 Maja 2016 przez ScopeDome

MateuszW · 27 Maja 2016

Aż chciałoby się mieć takie obserwatorium pod ręką Czy tego typu kompletne, sterowane zdalnie obserwatoria już oferujecie, czy to nowy pomysł? Na pewno dla szkół i tego typu placówek wiele by dało, gdybyście faktycznie dostarczyli całkiem kompletne rozwiązanie, skonfigurowane i gotowe do działania. Wiem z doświadczenia, że jest tu masa drobnostek do dogrania i w wielu placówkach te drobnostki zrobione są źle lub nieprzemyślane i znacznie ogranicza to ich potencjał. Np brakuje jakiejś złączki, czy adaptera albo z poważniejszych rzeczy jest super tuba, ale badziewny montaż, czy kamera. Mam nadzieję, że wam uda się to porządnie skonfigurować i obserwatoria tego typu będą dopięte na ostatni guzik.

Schemat blokowy z założenia jest ogólny, ale myślę, że przydałoby się tą ogólną koncepcję jednak nieco uszczegółowić. Czy na tym etapie będzie już mniej więcej określony konkretny sprzęt, czyli jakaś lista możliwych kamer, montaży, teleskopów, czy może będzie pełna swoboda? Pytam się o to w kontekście np potrzebnego oprogramowania na komputerze oraz specyfiki zasilania i połączenia urządzenia z PC.

Po pierwsze nie wiem, czy dobrze rozumiem kwestię Słońca. Jest teleskop słoneczny z WebCamem (kamerką planetarną, czy czym?), który wisi razem z głównym teleskopem? Jeśli tak, to widzę mały problem na linii dwóch komputerów sterujących. Montaż podłączony jest do jednego, a kamera słoneczna do drugiego. I teraz, jak ktoś będzie chciał tym sterować, to będzie musiał na raz obsługiwać dwa komputery.

W ogóle, czy dwa PC są potrzebne? Wydaje się, że zadania drugiego PC są dość proste i jeden spokojnie mógłby je przejąć. Ale pewnie jest coś, czego nie biorę pod uwagę, co warunkuje akurat taki wybór.

Skupmy się teraz na okolicy teleskopów. Po pierwsze, moim zdaniem focuser guidera jest zbędny. Ostrość guidera ustawia się raz i jak nikt jej nie ruszy, to powinna się trzymać. Nie potrzeba tutaj super dokładnego wyostrzenia.

Po drugie, główna kamera to zapewne CCD dedykowana do DSów. W takim obserwatorium "szkolnym" większość zdjęć, jakie się wykonuje to Księżyc i planety. Czy to z uwagi na ich łatwość, czy na spore na ogół LP, które ogranicz\a możliwości DSowe. Dlatego też zdecydowanie w takim obserwatorium powinna znajdować się dobra kamera planetarna, którą można by zamiennie z DSową wkładać do głównej tuby. Z tego, co zauważyłem, często zapomina się o takiej kamerze, a jest to bardzo ważne.

Po trzecie, do zestawu filtrów w kole filtrowym zdecydowanie dodałbym Halpha. Obserwatorium szkolne znajduje się najczęściej w mieście, czyli generalnie pod słabym niebem, a w takich warunkach Ha pozwala na wydajen fotografowanie. W LRGB wyniki będą marne, ale Ha pokarze prawdziwy pazur. Ten filtr jest bardzo tolerancyjny na warunki. Idealnie byłoby mieć pełny zestaw z OIII i SII, ale tu już nie nalegam, bo choćby obróbka takiego materiału w palecie HST do łatwej nie należy i te filtry mogłyby się marnować. Ale Ha zdecydowanie trzeba mieć!

To chyba tyle moich uwag. Mam nadzieję, że pomogłem.

A przy okazji, może zdradzi nam pan, na jakiej zasadzie działa czujnik zaparkowania teleskopu? Jakiś stycznik mechaniczny na osiach, czy coś wymyślniejszego?

r.ziomber · 27 Maja 2016

http://www.indilib.org/support/tutorials/150-painless-remote-control-with-ekos-indi.html

http://cyfroweastro.com/index.php?option=com_content&view=category&id=48&Itemid=169

Sam bawie sie w zdalne sterowanie teleskopem przy pomocy oddalonego portu RS-232. Uzywam do tego linuksowych aplikacji ser2net oraz socat.

Using socat to Connect a Pseudo TTY to a Remote Serial Port
http://techtinkering.com/2013/04/02/connecting-to-a-remote-serial-port-over-tcpip/

Dzieki nim zdalny RS widoczny jest w komputerze tak, jakby fizycznie byl do niego podlaczony.

Uzywam tez NodeMCU (ESP8266) oraz MAX3232 do wykonania przystawki WiFi do sterowania teleskopem (komputer fizycznie nie musi byc do niego podlaczony).

Edytowane 27 Maja 2016 przez r.ziomber

riklaunim · 28 Maja 2016

Webcam do "obserwacji Słońca"? Guider CCD? pierwsze niepraktyczne, drugie zastąpione już w większości przez CMOSy Zazwyczaj guider może być też kamerą planetarną. Jako teleskop prowadzący można wykorzystać szukaczoguider, albo OAG, więc bez klasycznego wyciągu (focusera).

Transmisje online - EAA - mają zupełnie inne wymagania niż typowa astrofotografia DS. Czy aby na pewno projekt nie jest nadmiernie przekombinowany?

Krzychoo226 · 28 Maja 2016

Webcam do "obserwacji Słońca"? Guider CCD? pierwsze niepraktyczne, drugie zastąpione już w większości przez CMOSy Zazwyczaj guider może być też kamerą planetarną. Jako teleskop prowadzący można wykorzystać szukaczoguider, albo OAG, więc bez klasycznego wyciągu (focusera).

Transmisje online - EAA - mają zupełnie inne wymagania niż typowa astrofotografia DS. Czy aby na pewno projekt nie jest nadmiernie przekombinowany?

W temacie kamery do Słońca się nie wypowiem, ale o guiderze mogę dorzucić kilka słów. CCD wyparte przez CMOS'y są tylko tam gdzie niewiele od guidera się wymaga. Lodestar jeszcze długo zostanie najlepszym wyborem w nieprofesjonalnych zastosowaniach, a przy okazji jest pierwszym wyborem w wideoastronomii która moim zdaniem najlepiej nadaje się do szkolnego obserwatorium.

JaLe · 28 Maja 2016

Od kilku dni pracuję nad schematem blokowym dla typowego obserwatorium astronomicznego dla szkół w Polsce.

Założenia projektu:

1. Sterowanie obserwatorium poprzez Windows 10 i platformę ASCOM

2. Obserwatorium ma umożliwiać:

a) sterowanie z poziomu komputera PC: kopułą, teleskopem, kamerami i innym wyposażeniem obserwatorium

wykonywanie zdjęć obserwowanych obiektów

c) transmisje OnLine wyników obserwacji (zdjęć) z kamer CCD do sali dydaktycznej i transmisje poprzez internet

Poniżej schemat blokowy obserwatorium.

Jestem ciekaw waszych uwag i doświadczeń osób, które realizowały podobne projekty we własnym obserwatorium.

Pierwsze o co zapytają w szkole czy w innej instytucji to cena całości również z obserwatorium, wyposażeniem i przygotowaniem terenu.

ScopeDome · 28 Maja 2016

Pierwsze o co zapytają w szkole czy w innej instytucji to cena całości również z obserwatorium, wyposażeniem i przygotowaniem terenu.

Wiem - dostaje takie pytania raz na miesiąc. Ale nie to jest tematem tego wątku.

Edytowane 28 Maja 2016 przez ScopeDome

ScopeDome · 28 Maja 2016

W temacie kamery do Słońca się nie wypowiem, ale o guiderze mogę dorzucić kilka słów. CCD wyparte przez CMOS'y są tylko tam gdzie niewiele od guidera się wymaga. Lodestar jeszcze długo zostanie najlepszym wyborem w nieprofesjonalnych zastosowaniach, a przy okazji jest pierwszym wyborem w wideoastronomii która moim zdaniem najlepiej nadaje się do szkolnego obserwatorium.

Tutaj z założenia nie mamy uprawiać wideoastronomii. Tak na marginesie ja osobiście polecam szkołom normalne obserwacje wizualne, są z jednej strony znacznie prostsze, a z drugiej - dziś w internecie jest cała masa obrazków z kosmosu, które można oglądać. Są również zdalnie sterowane teleskopy, z których obraz możemy wświetlać na rzutniku w klasie. Moim zdaniem szkoły powinny skupić się na obserwacjach wizualnych i nauce podstaw astronomii, a nie na astrofotografii.

ps. nie rozumiem czemu guider I kamera do obserwacji słońca budzi w was tyle emocji - to banalne podzespoły, które można zrealizować na wiele sposobów.

ScopeDome · 28 Maja 2016

Aż chciałoby się mieć takie obserwatorium pod ręką Czy tego typu kompletne, sterowane zdalnie obserwatoria już oferujecie, czy to nowy pomysł? Na pewno dla szkół i tego typu placówek wiele by dało, gdybyście faktycznie dostarczyli całkiem kompletne rozwiązanie, skonfigurowane i gotowe do działania. Wiem z doświadczenia, że jest tu masa drobnostek do dogrania i w wielu placówkach te drobnostki zrobione są źle lub nieprzemyślane i znacznie ogranicza to ich potencjał. Np brakuje jakiejś złączki, czy adaptera albo z poważniejszych rzeczy jest super tuba, ale badziewny montaż, czy kamera. Mam nadzieję, że wam uda się to porządnie skonfigurować i obserwatoria tego typu będą dopięte na ostatni guzik.

Schemat blokowy z założenia jest ogólny, ale myślę, że przydałoby się tą ogólną koncepcję jednak nieco uszczegółowić. Czy na tym etapie będzie już mniej więcej określony konkretny sprzęt, czyli jakaś lista możliwych kamer, montaży, teleskopów, czy może będzie pełna swoboda? Pytam się o to w kontekście np potrzebnego oprogramowania na komputerze oraz specyfiki zasilania i połączenia urządzenia z PC.

Po pierwsze nie wiem, czy dobrze rozumiem kwestię Słońca. Jest teleskop słoneczny z WebCamem (kamerką planetarną, czy czym?), który wisi razem z głównym teleskopem? Jeśli tak, to widzę mały problem na linii dwóch komputerów sterujących. Montaż podłączony jest do jednego, a kamera słoneczna do drugiego. I teraz, jak ktoś będzie chciał tym sterować, to będzie musiał na raz obsługiwać dwa komputery.

W ogóle, czy dwa PC są potrzebne? Wydaje się, że zadania drugiego PC są dość proste i jeden spokojnie mógłby je przejąć. Ale pewnie jest coś, czego nie biorę pod uwagę, co warunkuje akurat taki wybór.

Skupmy się teraz na okolicy teleskopów. Po pierwsze, moim zdaniem focuser guidera jest zbędny. Ostrość guidera ustawia się raz i jak nikt jej nie ruszy, to powinna się trzymać. Nie potrzeba tutaj super dokładnego wyostrzenia.

Po drugie, główna kamera to zapewne CCD dedykowana do DSów. W takim obserwatorium "szkolnym" większość zdjęć, jakie się wykonuje to Księżyc i planety. Czy to z uwagi na ich łatwość, czy na spore na ogół LP, które ogranicz\a możliwości DSowe. Dlatego też zdecydowanie w takim obserwatorium powinna znajdować się dobra kamera planetarna, którą można by zamiennie z DSową wkładać do głównej tuby. Z tego, co zauważyłem, często zapomina się o takiej kamerze, a jest to bardzo ważne.

Po trzecie, do zestawu filtrów w kole filtrowym zdecydowanie dodałbym Halpha. Obserwatorium szkolne znajduje się najczęściej w mieście, czyli generalnie pod słabym niebem, a w takich warunkach Ha pozwala na wydajen fotografowanie. W LRGB wyniki będą marne, ale Ha pokarze prawdziwy pazur. Ten filtr jest bardzo tolerancyjny na warunki. Idealnie byłoby mieć pełny zestaw z OIII i SII, ale tu już nie nalegam, bo choćby obróbka takiego materiału w palecie HST do łatwej nie należy i te filtry mogłyby się marnować. Ale Ha zdecydowanie trzeba mieć!

To chyba tyle moich uwag. Mam nadzieję, że pomogłem.

A przy okazji, może zdradzi nam pan, na jakiej zasadzie działa czujnik zaparkowania teleskopu? Jakiś stycznik mechaniczny na osiach, czy coś wymyślniejszego?

Dziękuję, za jedyną konstruktywną wypowiedź w tym wątku. Twoje uwagi już uwzględniłem w schemacie blokowym.

Pytasz czy oferujemy takie rozwiązania - oczywiście, że tak. Może nie w tak rozbudowanej formie. Nasze pierwsze pytanie do inwestora zawsze jest takie samo: Ile pieniędzy chce Pan przeznaczyć na wyposażenie obserwatorium i jakie funkcje ma realizować. W zależności od odpowiedzi proponujemy różne rozwiązania.

Zwykle inwestorzy nie wiedzą do czego służy obserwatorium astronomiczne i jak je wykorzystać w praktyce.

O dziwo ESA podjęła ten temat i pracuje nad opracowaniem dla szkół, które pomoże im jak najlepiej wykorzystać obserwatoria lub możliwe dobrze je zaplanować. Ponieważ temat jest dla nas ciekawy chcemy w tym pomóc.

Filtry BVRI do kamery zostały wybrane ze względu na możliwość robienia profesjonalnej fotometrii.

WebCam do Słońca jest niefortunnym sformułowaniem, oczywiście będzie to jakaś szybka kamera (ok 100 fps). Już to poprawiłem.

Co do czujnika parkowania teleskopu to najprościej wykonać go przy pomocy diody na podczerwień montowanej na tubie teleskopu i odbiornika. Choć oczywiście można zastosować inne rozwiązania mechaniczne.

Planuje dwa komputery PC bo nie wydaje mi się by jeden pecet wytrzymał podłączenie 16 różnych urządzeń USB - w tym kilku kamer.

Edytowane 28 Maja 2016 przez ScopeDome

riklaunim · 28 Maja 2016

Ważne jeszcze czy znajdą się ludzie, którzy będą z tego umiejętnie korzystać? Bo to setki tysięcy złotych, które albo się będą kurzyć, albo się rozlecą z braku profesjonalnej obsługi. No i na to muszą być raczej etaty - ktoś musi to opłacać, a nie tylko sfinansować budowę i przecięcie wstążki.

Jak chcesz obraz na rzutnik to chyba jest EAA w pewnym sensie

szuu · 28 Maja 2016

Ważne jeszcze czy znajdą się ludzie, którzy będą z tego umiejętnie korzystać?

słuszna uwaga, na schemacie brakuje bloczka "etatowy opiekun obserwatorium"

ScopeDome · 30 Maja 2016

Dziękuję za wszystkie uwagi, część z nich była pomocna. Tak jak widzicie poprawiłem głowny schemat blokowy. Oprócz tego powstał arkusz kalkulacyjny pozwalający szybko wyliczyć jaki będzie orientacyjny koszt sprzętu w obserwatorium. Sądzę, że będzie to pomocne zestawienia dla osób, które planują tego typu inwestycje.

Link do arkusza: http://www.scopedome.com/forum/2016_ESA_Observatory_Price_Calculation.xlsx

Oczywiście są to tylko szacunkowe kalkulacje.
Jeśli ktoś ma jakieś cenne uwagi - to z chęcią je przeczytam i uwzględnię w ostatecznym opracowaniu.

ScopeDome · 14 Lipca 2016

Miło mi jest poinformować was, że uzyskaliśmy zgodę na publikację poradnika o szkolnych obserwatoriach (nawet przed oficjalną publikacją na stronie POLSA).

Link do poradnika: http://www.scopedome.com/pl/default.aspx?l=pl (na dole strony)

Edytowane 14 Lipca 2016 przez ScopeDome