Wyznaczanie środka lustra głównego metodą obrotową

[Mareg]

Przy okazji dyskusji na temat kolimacji Newtona @count.neverest wspomniał o wyznaczaniu środka lustra głównego przez jego obracanie podczas gdy pisak na ramieniu kreśli na nim kółeczko.

Ta metoda mi się bardzo spodobała i tak się złożyło, że właśnie mam wyjęte lustro do mycia, tak że nie było wyjścia, tylko trzeba było coś w tym temacie zadziałać.

Uzyskane wyniki nie są jakieś wspaniałe, bo ostatecznie zostawiłem fabryczny znacznik, ale przy budowie prowizorycznego przyrządu zrobiłem kilka obserwacji, które mogą się czasem przydać komuś, kto próbowałby budować coś solidniejszego.

U mnie była to wielka improwizacja i liczył się czas, bo nie chcę dłużej trzymać rozłożonego teleskopu, tak że to co zmajstrowałem jest bardziej wersją demonstracyjną niż roboczą.
Także przyrząd był zbudowany bardziej dla nauki i zabawy niż rzeczywistej potrzeby, bo teleskop z którego pochodzi lustro daje książkowe obrazy dyfrakcyjne gwiazd więc środek LG musiał być zaznaczony w fabryce wystarczająco dobrze.
Zysk z użycia tego przyrządu, oprócz mojej nauki i zabawy, jest taki, że teraz wiem, że znacznik jest naklejony z dokładnością pewnie nie gorszą niż jakieś +/- 1-2 mm. 

 

Mój setup z lustrem 300 mm w wersji do pracy z laserem wyglądał jak na poniższym zdjęciu.

W środku znacznika na lustrze jest plamka z kolimatora laserowego, zamocowanego na ramieniu żurawia lornetkowego, który jest poza kadrem.

 

 

 

Wersja przystosowana do pracy z pisakiem jest pokazana bez lustra, żeby pokazać "spodnie łożyskowanie" zrobione z kółeczek pod talerz mikrofalówki (24 zł na znanym portalu aukcyjnym).

 

 

 

Kilka obserwacji:

 

• Wbrew moim oczekiwaniom brzeg badanego lustra nie jest szlifowany, jedynie jego ranty i spód.
  Dlatego wcale nie mam pewności, czy obwód lustra jest rzeczywiście idealnie kołowy i czy ta metoda obrotowa jest w tym przypadki najlepsza.
  Ale jak nie ta, to jaka ?
  Na dodatek brzegi lustra są lekko stożkowe, a  tylko ostatnie ≈10 mm z całych 40 mm jest walcowe.
  Poniżej części walcowej są nawet wyraźne "fale"...
• Najsłabszym elementem mojego przyrządu są konstrukcje podtrzymujące kółka Lego.
  Same kółka są całkiem niezłe, ale nie miałem więcej klocków, żeby zrobić solidniejsze konstrukcje do ich podtrzymania, tak żeby można było użyć większych sił docisku i poprawić dokładność prowadzenia lustra podczas jego obracania.
• Dwa kółka były zamocowane "na sztywno", ramię trzeciego (to na godzinie trzeciej...) miało sprężynować i zapewniać docisk.
• Najbardziej równy obrót lustra był przez kręcenie kółkiem na godzinie trzeciej.
• Dociskanie "z góry" konstrukcji trzymających kółka znacznie poprawiało stabilność obracania.
• Pisak (SAKURA Pigma MICRON 003, 0.15 mm) jest przymocowany do "sprężyny" zrobionej ze spienionego PCV o grubości 1 mm.
  Zadaniem tej sprężyny było jak najlepsze trzymanie pisaka "w osi", zaś docisk miał być jak najmniejszy, najlepiej tylko własny ciężar pisaka.
  Aby pozycja pisaka się nie zmieniała przez tarcie przy pisaniu, część na prawo od "zawiasu" na gumce jest użebrowana.
• Mimo tego wyrafinowanego użebrowania, próby przeprowadzone na papierze pokazały, że jak pisak dotknie papieru, to przy obrocie tarcie powodowało odchylanie pisaka.
  Dlatego taki system zamocowania pisaka najlepiej pracuje w trybie "telegraficznym": przy obrocie pisak jest z milimetr nad powierzchnią i robi się kropki przez naciskanie ramienia z pisakiem "z góry" tylko jak lustro jest w spoczynku.
  W takim trybie telegraficznym nie ma "sił bocznych", więc pisak jest o wiele stabilniejszy.

 

Po próbach z laserem wyszło mi, że fabryczny znacznik jest na środku z dokładnością nie gorszą niż precyzja obracania lustra, więc pisak na lustrze sobie odpuściłem i znacznik zostawiłem jak jest.

 

Parę przemyśleń na przyszłość:

 

• Próbowałbym całkowicie odpuścić pisak i zostać z tylko z laserem.
  Tak byłoby prościej i odpada problem gibania się pisaka.
  Po prostu ustawiłbym plamkę lasera blisko obecnego znacznika i ręcznie zaznaczał kropki na jej środku po kolejnych kręceniach lustrem.
  Po odklejeniu starego znacznika można by zrobić jeszcze malutkie kółeczko zaczynając od środka okręgu wyznaczonego poprzednimi kropkami.
• Najlepiej, jakby obracanie lustrem odbywało się za pomocą jakiegoś napędu, tak aby nie trzeba było lustra dotykać i zmieniać rozkładu sił na rolkach centrujących.
• Rozważyłbym napęd lustra à la platforma paralaktyczna z dwoma rolkami, napędową i bierną, z lustrem ustawionym pionowo.
  Nie wiem czy to by działało z moim lustrem, które ma nieszlifowany brzeg.
  Wtedy można by próbować lustro lekko pochylić "na plecy", z jakąś podpierającą rolką.
  Załatwiałoby to problem odpowiedniego docisku trzeciej rolki i redukowało wpływ luzów na osiach rolek.

 

Na koniec wyraźnie zaznaczam, że przed założeniem tego wątku mój przyrząd dokładnie rozebrałem, żeby być pewnym, że teraz nie będę poświęcał więcej czasu na jego ulepszanie.

Wątek założyłem, aby przekazać dalej to co udało mi się nauczyć i może pomóc komuś zbudować coś znacznie lepszego.

Moim cichym marzeniem jest aby za rok, dwa, przy następnym myciu lustra zrobić drugie podejście i być do tego już lepiej przygotowanym.

Może do tego czasu nazbiera się dobrych pomysłów a najlepiej jakby pojawiły się jakieś realizacje.

Na pewno druk 3D może tu wiele pomóc.

 

Edytowane 9 Stycznia 2022 przez Mareg