Pomysł - tip&tilt najprościej, jak się da

[Behlur_Olderys]

Cześć,

W przerwie pomiędzy 100-ma innymi rzeczami pomyślałem o tym, jak można by w najprostszy sposób korygować położenie gwiazd na matrycy, by wyeliminować drgania o dużej częstotliwości a niezbyt dużej amplitudzie. W największej skali są to niedokładności prowadzenia, ale w mniejszej - także wpływ seeingu. 

Chodzi o to, że osiągnięcie dokładności +/- 10 sekund łuku nie jest aż takie trudne, gorzej z dojściem do +/- 1. Oczywiście guiding pozwala to przeskoczyć, ale przecież specjalizuję się w rozwiązaniach niestandardowych

 

Założenia projektowe są takie: 

- lustro półprzepuszczalne 80% do kamery głównej, 20% do sensora położenia gwiazdy (też kamerka, tylko malutka)

- szybki zrzut obrazów małej rozdzielczości z sensora (idealnie ok. 100Hz obrazów 64x64 px)

- super szybki algorytm obliczania środka centroidu (średnia ważona pikseli po przejechaniu obrazu małym gaussem)

- sterownik piezo wpięty bezpośrednio pod wyjście z CPU, a więc idealnie RPi ze swoim mocnym prockiem i GPIO

- miniaturowe aktuatory piezo (np. takie: https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=7563 - warto zwrócić uwagę na ceny)

- "przepiłowany" uchwyt LW z aktuatorami ustawionymi w trójkąt tak, by swobodnie sterować LW.

- W takim setupie efekt na matrycy może być (dla piezo o skoku 4um) około 32um, może nawet więcej.

 

Efekt to najprostsza AO: korekcja tip&tilt, plus idealnie płaski wykres guidingu (zależnie od czułości, jaką sobie założymy). 

Co myślicie?

Wiadomo: koszt, zabawa, niepotrzebne itp. Ale główne pytanie: czy wykonalne? Są tu jakieś poważne błędy koncepcyjne?

Pozdrawiam!

 

 

[Iluvatar]

SBIG od dawna ma coś takiego, także jest spora szansa, że się uda  

[Behlur_Olderys]

6 minut temu, Iluvatar napisał:

SBIG od dawna ma coś takiego, także jest spora szansa, że się uda  

 

Sbig z tego co pamiętam rusza matrycą, i wydaje mi się, że jego sensor leży poza płaszczyzną głównej kamery, off-axis. Tutaj rozwiązanie jest on-axis.

Nie mniej, nie ukrywam inspiracji systemem SBiga

Przypominam też cenę AO-X - 2k USD.

Nadaje się tylko do ich kamer.

Moje rozwiązanie powinno zmieścić się w 1500zł plus modyfikacja LW, i nadawać się do każdej kamery.

[dobrychemik]

Ruszając lustrem wtórnym powodujesz nieustanną i zmienną dekolimację układu optycznego. Ceną za utrzymanie gwiazd w jednym miejscu na matrycy będzie degradacja ich obrazu - tym większa im dalej od centrum kadru.

[Tom-cio]

Apogee też ma (miało) swoją wersję. Rozmawiałem z ludźmi, którzy tego używali. Patent ogólnie działał, tylko że płasko w osiach XY, a seeing w cały kadrze kołysze nim niesymetrycznie, tak więc zysk mniejszy niż można się spodziewać  

[WojtasSP320]

Co myślisz o użyciu zamiast Rpi modułu ESP32 z kamerą? Np takiego za ~40zł?
https://allegro.pl/oferta/esp32-cam-wifi-kamera-ov2640-bluetooth-arduino-9530420597

ESP32 jeszcze nie ruszałem, ale ESP8266 całkiem fajnie się obsługuje, a wersja 32 ma procek 240MHz

 

[Behlur_Olderys]

16 minut temu, WojtasSP320 napisał:

Co myślisz o użyciu zamiast Rpi modułu ESP32 z kamerą? Np takiego za ~40zł?
https://allegro.pl/oferta/esp32-cam-wifi-kamera-ov2640-bluetooth-arduino-9530420597

ESP32 jeszcze nie ruszałem, ale ESP8266 całkiem fajnie się obsługuje, a wersja 32 ma procek 240MHz

 

Mam esp32 i używam z powodzeniem w innym projekcie (enkodera),  wbudowana kamera daje max 50 FPS (próbowałem ale nie udało mi się stabilnie dostać 60 FPS).

 

To też jakaś opcja, ale chciałem coś w RPi w końcu porobić

 

Godzinę temu, dobrychemik napisał:

nieustanną i zmienną dekolimację układu optycznego.

Tak, wiem, ale mówimy o przesunięciu stożka światła o kilkanaście, kilkadziesiąt mikrometrów na matrycy. Nie wierzę, żeby ktoś tak dokładnie kolimował...

Zresztą takie ruchy (mówimy o 2-4um podniesienia/opuszczenia w jednym punkcie)

W przybliżeniu liniowym niewiele różni się to od przesuwania środka matrycy o te 10-20um od osi optycznej.

 

Moim zdaniem warto spróbować ze względu na dosyć wygodny fakt, iż lusterko wtórne już w Newtonach jest.

 

Alternatywa to dodatkowe lusterko - kątówka w torze optycznym. Dużo krótsza droga światła to mniejszy zakres korekcji, konsumpcja sporej części backfocusa to też bardzo niewygodne. Plus byłby taki, że nadawało by się wtedy też do refraktorów.... Ale powiedzmy sobie szczerze - refraktory w astronomii to przeżytek rodem z XIX wieku

[Krzysztof z Bagien]

Ha, czyli zgadłem z tą optyką aktywną!

Na rysunku masz trzy, ale właściwie to powinny wystarczyć dwa aktuatory, skoro zamierzasz ruszać tym tylko w dwóch osiach.

[dobrychemik]

Na upartego ten sam efekt możesz uzyskać montując mikrosilniki na dwóch nogach statywu. Plus byłby taki, że nie trzeba modyfikować toru optycznego. Co więcej, zmieniasz tubę, a całość nadal działa, tylko w sterowniku podajesz inną ogniskową. A to też można jeszcze uprościć umieszczając na każdej tubie RFID, na statywie czytnik i cały system sam by rozpoznawał którą tubę akurat dźwiga

 

[WielkiAtraktor]

3 godziny temu, Behlur_Olderys napisał:

wyeliminować drgania o dużej częstotliwości a niezbyt dużej amplitudzie. W największej skali są to niedokładności prowadzenia, ale w mniejszej - także wpływ seeingu. 

Niedokładne/drżące prowadzenie i drgania od stąpania/wiatru jak najbardziej, ale seeing? Chyba obowiązuje tu wciąż to, o czym dyskutowaliśmy w starszym wątku o AO, tj. można w ten (prosty, SCAO) sposób skorygować najwyżej pole o średnicy kilku-kilkanastu sekund.

[Krzysztof z Bagien]

  

22 minuty temu, dobrychemik napisał:

Na upartego ten sam efekt możesz uzyskać montując mikrosilniki na dwóch nogach statywu. Plus byłby taki, że nie trzeba modyfikować toru optycznego. Co więcej, zmieniasz tubę, a całość nadal działa, tylko w sterowniku podajesz inną ogniskową. A to też można jeszcze uprościć umieszczając na każdej tubie RFID, na statywie czytnik i cały system sam by rozpoznawał którą tubę akurat dźwiga

 

 

Myślę, że ze względu na masę całości raczej trudno byłoby coś takiego zrealizować z jakąś sensowną prędkością i do tego w miarę tanio. Poza tym zostaje jeszcze kwestia częstotliwości rezonansowych, które należałoby wyliczyć i które byłyby nieco inne w zależności od tego, co jest na montażu.

Edytowane 24 Sierpnia 2022 przez Krzysztof z Bagien

[Behlur_Olderys]

29 minut temu, dobrychemik napisał:

upartego ten sam efekt możesz uzyskać montując mikrosilniki na dwóch nogach statywu

Właściwie tak, to by było nawet ciekawe:)

Ale wtedy trzeba by zainwestować w mocniejsze piezoaktuatory, a one są w sumie najdroższym chyba punktem całego projektu.

 

 

8 minut temu, WielkiAtraktor napisał:

Chyba obowiązuje tu wciąż to, o czym dyskutowaliśmy w starszym wątku o AO

Tak, kąt aplanatyczny, to prawda. 

Myślę jednak że dla planet, gwiazd podwójnych czy planetarek byłoby warte spróbowania.

 

Pierwszy i najprostszy etap to montaż samego beamsplittera, tutaj wystarczy złączka M48 z kilkoma dziurami i wydrukowany w 3D uchwyt lusterka. Banalna sprawa. Wtedy można by zrobić ciekawe badania rejestrując jakiś obiekt jednocześnie główną kamerą na długich czasach i sensorem "guidującym" na dużej ilości FPS. Niskim kosztem dałoby się ocenić dalszą sensowność projektu.

 

Technicznie nie różni się to zbyt wiele od guidera Off-axis, z tym że właśnie byłby to układ On-Axis

 

Kamerka sensora może być ustawiona na max gain bo nie trzeba wiele, żeby oszacować położenie gwiazdy, więc splitter 20/80 albo 30/70 byłby dobrym kompromisem.

[apolkowski]

Może zamiast lusterka OAG?

[Behlur_Olderys]

2 minuty temu, apolkowski napisał:

Może zamiast lusterka OAG?

 

Odsyłam do dopisanego fragmentu powyżej

 

Moim zdaniem ze względu właśnie na mały kąt izoplanatyczny i losowość zmian atmosfery to o ile rozwiązanie on-axis daje nam przynajmniej jedną gwiazdkę ze skorygowanym seeingiem, to off-axis nie koryguje żadnej. Tyle z naiwnej teorii. Uwzględniając wszystkie inne ruchy poza klasycznym, stochastycznym modelem seeingu okazuje się, że nawet rozwiązania off-axis jak AO-X coś tam trochę poprawiają.

Tym bardziej można liczyć, że rozwiązanie on-axis da jeszcze lepszą poprawę.

[Herbert West]

Powiem Ci z czym będziesz miał zapewne problem.

 

Takie aktuatory będą ruszać LW, bez wątpliwości. Czy to skoryguje te problemy które masz na myśli, nie wiem.

 

Ale gwarantuję Ci, że pająk z blachy też będzie drgał bo nie sądzę, żeby był dostatecznie sztywny, zwłaszcza biorąc pod uwagę masę poruszanego elementu- LW i uchwytu.

[dobrychemik]

Michał dobrze prawi, pająk musiałby być raczej w tym stylu:

[Krzysztof z Bagien]

A nie lepiej byłoby ruszać jakąś szklaną płytką, coś w stylu jak jest w obiektywach?

[Behlur_Olderys]

3 minuty temu, dobrychemik napisał:

Michał dobrze prawi, pająk musiałby być raczej w tym stylu:

Jeśli zabawa okaże się warta świeczki a jedyną przeszkodą będzie wymiana blaszanego pająka na inny... Tym gorzej dla blaszaka

 

Wciąż łudzę się, że ruchy w stylu 2-4um z częstotliwością ~50Hz okażą na tyle łagodne, że nie wprowadzą tuby w żaden rezonans.

Inna sprawa jest taka: cokolwiek będzie się działo, to będzie sprzężenie zwrotne z obrazem. Jaki będzie ostateczny skutek drgania pająka? Jeśli nie trafię w rezonans to wyniknie z tego gasnąca sinusoida, i zależnie od sztywności materiału będzie ona gasła albo szybko, albo wolno. Tutaj już trzeba sprawdzić empirycznie, nie ma co zgadywać.

 

[Herbert West]

3 minutes ago, Behlur_Olderys said:

Jeśli zabawa okaże się warta świeczki a jedyną przeszkodą będzie wymiana blaszanego pająka na inny... Tym gorzej dla blaszaka

Pomysł jest bardzo ciekawy i unikatowy. Jednak zastanów się, czy byłbyś w stanie stwierdzić jego skuteczność na elastycznym pająku. Odróżnienie ugięć czy wibracji pająka od nieprawidłowego działania mechanizmu będzie, moim zdaniem, niezwykle trudne.

[MaciejW]

Może hot mirror zamiast częściowo przepuszczalnego lustra? Albo cold mirror, jak tutaj w ONAG-u: https://www.innovationsforesight.com/products/on-axis-guider-onag/

[Behlur_Olderys]

@MaciejW no tak, to też jest jakaś opcja, ale oczywiście koszta rosną. Gdy koncept zostanie udowodniony wtedy można wymyślać usprawnienia

 

Ja bym najlepiej guidował na VIS a robił fotki w IR

 

 

 

 

...

 

 

 

Hmmm, a czy filtr UV/IR to nie jest przypadkiem hot mirror?

Tylko że dla kąta 0°

[stratoglider]

2 godziny temu, Herbert West napisał:

Jednak zastanów się, czy byłbyś w stanie stwierdzić jego skuteczność na elastycznym pająku. Odróżnienie ugięć czy wibracji pająka od nieprawidłowego działania mechanizmu będzie, moim zdaniem, niezwykle trudne.

 

Nie trzeba od razu zaczynać od f max 100 Hz. Na początek dopuścić 0...10 Hz, aby wiedzieć że nie ma drgań pająka i obserwować efekt. A potem stopniowo zwiększać zakres 0...f Hz spodziewając się że będzie lepiej i obserwować czy przy jakimś szczególnym f nie jest gorzej.

[fornax]

Jaki jest sens urządzenia skoro sensor położenia jak i  kamera główna rejestrują obraz gwiazdy  w tym samym czasie  ?  

Edytowane 24 Sierpnia 2022 przez fornax

[kuba_527]

Proponuję element aktywny wykonać w kątówce w torze optycznym. Lustro podeprzeć na środku i dać dwa aktuatorki dające prostopadłe ruchy lustra. Myślałem o takim rozwiązaniu właśnie na off-axis guiderze - jako pierwszy krok do sprawdzenia całości powinno być wystarczające.

[Iluvatar]

11 minut temu, fornax napisał:

Jaki jest sens urządzenia skoro sensor położenia jak i  kamera główna rejestrują obraz gwiazdy  w tym samym czasie  ?  

Taki sam, jak w przypadku guidingu, gdzie obie kamery rejestrują ten sam obraz

Po prostu jest to opcja na korygowanie niedoskonałości pozycjonowania gwiazdy o wysokiej częstotliwości, guider koryguje błędy niskiej częstotliwości.