Baader Planetarium - Montierungen von Astro Physics

Montierungen von Astro Physics
FAQ - Oft gestellte Fragen zu den Montierungen von Astro Physics

Allgemeines	Servo Antrieb u. die GTO Steuerung	Die Steuersoftware
Technische Daten	Bildbeispiel Antriebsgenauigkeit	Stative u. Zubehör
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Zu den GTO Montierungen von Astro-Physics
FAQ (frequently asked questions), Fragen, die immer wieder gestellt werden:

Warum wählt Astro-Physics Servomotoren statt Schrittmotoren als Antrieb für die eigenen Montierungen ?

Das Drehmoment und damit die Beschleunigung von Schrittmotoren erreicht ihren Maximalwert bei niedrigen Frequenzen und sinkt bei hohen Frequenzen stark ab. Deshalb sind vergleichsweise große Motoren notwendig, die bei den zum Positionieren erforderlichen Drehzahlen noch genügend Drehmoment entwickeln. Das Drehmoment und damit die Beschleunigung von Schrittmotoren erreicht ihren Maximalwert bei niedrigen Frequenzen und sinkt bei hohen Frequenzen stark ab.

Deshalb sind vergleichsweise große Motoren notwendig, die bei den zum Positionieren erforderlichen Drehzahlen noch genügend Drehmoment entwickeln. Bei kleinen Drehzahlen, also während der normalen Nachführung, haben solche Motoren viel zuviel Kraft und laufen dann oft entsprechend unruhig, was leicht zu Erschütterungen des Teleskops führen kann. Darüber hinaus besitzen Schrittmotoren Eigenresonanzen, in deren Frequenzbereich sich die Laufruhe nochmals rapide verschlechtert. Servomotoren zeichnen sich dagegen durch ein hohes Drehmoment auch bei hohen Drehzahlen, durch eine im gesamten Drehzahlbereich sehr gute Laufruhe und einen höheren Wirkungsgrad aus.

Um die gleiche Positioniergenauigkeit wie bei Schrittmotoren zu erhalten, muss allerdings ein höherer elektronischer Aufwand getrieben werden.

Ist die Justierung der Polachse überhaupt notwendig für eine computergesteuerte Nachführung ?

Eine genaue Justierung ist immer dann notwendig, wenn man professionelle Ergebnisse erzielen will. Die gute Justage soll sicherstellen, dass beim Anfahren eines neuen Objekts dieses auch im Zentrum des Okulars erscheint. Für jede fotografische Aufnahme oder eine CCD-Belichtung die länger als ein paar Sekunden dauert, muss die Montierung Polachsjustiert (Rektaszensionsachse parallel zur Erdrotationsachse) stehen, da ansonsten das Gesichtsfeld des Teleskop um den Leitstern rotiert.

Das Programm DigitalSky Voice™ oder die Routinen der GTO Steuerung führt den Bediener im Kalibriermodus durch die Polachsenjustierung und ermöglicht eine schnelle und genaue Aufstellung der Montierung.

Was ist eigentlich die Positioniergenauigkeit?

Die Positioniergenauigkeit ist die Genauigkeit oder Auflösung, mit der eine beliebige Position am Himmel angefahren werden kann. Sie wird nicht nur von der Winkelauflösung des Teleskopantriebs beeinflusst, viele Faktoren spielen hier eine Rolle, z.B. die genaue Ausrichtung der Polachse. Auch Toleranzen bei der Herstellung der Montierung, etwa die nicht genau senkrechte Ausrichtung von Stunden- und Deklinationsachse oder Lagerfehler, begrenzen oft die erreichbare Genauigkeit und führen dazu, dass die theoretische Positioniergenauigkeit des Teleskopantriebs oft nicht erreicht wird.

Dank moderner, hochgenauer CNC-Fertigungsmethoden erreichen Astro-Physics Montierungen in Verbindung mit dem Steuerprogramm DigitalSky Voice™ eine sehr hohe Positioniergenauigkeit. Wir testeten die Genauigkeit unserer Montierung GTO 12OO mit einem 180/f7 StarFire EDF Refraktor und einer IMG260 CCD-Kamera (512x512 Pixel). Nach Durchführung der Polachsenjustierung wählten wir zwei Positionen in entgegengesetzten Richtungen am Himmel, die wechselweise angefahren wurden. Jedes Mal erschien das Bild ohne Nachkorrekturen auf dem Bildschirm und es befand sich jedes Mal an der gleichen Position im Bildfeld. Auch ohne Nachführkontrolle blieben die Bilder scharf, ein Beweis für die Präzision der Antriebseinheit. Um diese hohe Genauigkeit auch in zenitfernen Positionen erreichen zu können, besitzt DigitalSky Voice™ einen Algorithmus zur Kompensation der atmosphärischen Refraktion. Das Programm benötigt hierzu lediglich die am Beobachtungsort herrschende Temperatur und den Luftdruck.

Geht die Kalibrierung verloren, wenn das Teleskop von Hand bewegt wird?

Die Kalibrierung der Montierung geht verloren, wenn das Teleskop von Hand bewegt wird, allerdings ist eine Neueichung denkbar einfach. Bringen Sie hierzu einen geeigneten Stern in die Mitte Ihres Gesichtsfeldes und geben Sie die Bezeichnung des Sterns in das Programm ein. Durch das gesprochene Kommando "Recalibrate" oder das Anklicken des entsprechenden Menüpunktes wird die Kalibrierung aktualisiert.

Der Möglichkeit einer Rekalibrierung der Montierungsposition wurde bereits in der Anfangsphase der Entwicklung von Soft- und Hardware besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Würden für die Positionierung nur die einfachen Encoder direkt an den Montierungsachsen ausgelesen, wäre auch nach einer Bewegung der Montierung von Hand keine Neueichung der Position notwendig, da diese Encoder absolute Winkelpositionen liefern. Aber auch Encoder mit der höchsten Auflösung von 4000 oder 8000 Schritten erlauben in einem solchen Fall nur Positioniergenauigkeiten von 324 bzw.162 Bogensekunden - zu wenig für unsere Anforderungen. Durch die zusätzlichen Encoder auf der Motorwelle wird eine Auflösung von 0,05 Bogensekunden erreicht. Diese Encoder werden 300x pro Sekunde vom Programm ausgelesen, wodurch ein extrem konstanter Gleichlauf der Motoren für die Nachführung erreicht wird. Allerdings liefern diese Encoder nur eine relative Änderung der Winkelposition, was eine Rekalibrierung notwendig macht, wenn das Gerät von Hand bewegt wurde.

Geht die Kalibrierung verloren, wenn das Teleskop am Ende der Beobachtung in seine Parkposition gefahren wird ?

Nein, in diesem Fall werden die Koordinaten der Parkposition in der Handsteuerung abgelegt. Sie stehen auch nach einem Abschalten und wieder Einschalten der Betriebsspannung zur Verfügung, so dass sofort in der nächsten klaren Nacht oder am Tageshimmel vollautomatisch positioniert werden kann.

Wofür benötigt man eine Computersteuerung ?

Es ist leider nicht zu ändern, aber viele Amateurastronomen leben in Gebieten mit hoher "Lichtverschmutzung". Das Auffinden von hellen Deep Sky Objekten wird hier zu einer echten Herausforderung und das Suchen wirklich lichtschwacher Nebel und Galaxien zu einer echten Nervenprobe. Nebelfilter, die bei der Beobachtung von Nebeln den Kontrast wesentlich verbessern helfen, scheiden am Sucherfernrohr aus, da sonst die zum Suchen notwendigen Vergleichsterne zu stark abgeschwächt werden. Dies ist nur ein Beispiel, wo eine Computersteuerung zur automatischen Positionierung sinnvoll eingesetzt werden kann.

Natürlich ist auch der "normale Handbetrieb" mit einer Handsteuerung bei jeder Astro-Physics Montierung möglich, stellt doch das selbständige Finden gerade auch lichtschwacher Objekte für viele Amateurastronomen einen besonderen Reiz dar.

Wie anwenderfreundlich ist das Steuerprogramm DigitalSky Voice™ ?

Die Anwendung des Programms ist denkbar einfach. Die Oberfläche ist sehr benutzerfreundlich gestaltet und erklärt sich praktisch selbst. Es wurde höchsten Wert darauf gelegt, mit einem Minimum an "Maus-Klicken" bei der Bedienung auszukommen. Das Programm wurde von Anfang an auf die verbale Eingabe optimiert, es wurde nicht einer bestehenden, graphisch orientierten Software eine zusätzliche Stimmeingabe aufgesetzt. Das Ergebnis ist ein Programm, bei dem Sie jeden Befehl mit Ihrer Stimme oder der Maus eingeben können.

Welche Vorteile hat die verbale Befehlseingabe zur Steuerung einer Montierung ?

Benutzen Sie die Stimmeingabe von DigitalSky Voice™ und dirigieren Sie Ihre Montierung mit in normaler Tonlage gesprochenen Anweisungen, es wird Ihnen bald vollkommen natürlich erscheinen. Die Dunkeladaption Ihrer Augen bleibt erhalten, weil Sie nicht ständig auf den Bildschirm ihres Rechners schauen müssen, um Kommandos einzugeben. Der Computer kann sogar in einem warmen Raum stehen, geschützt vor Kälte und Feuchtigkeit, es genügt die Verbindung über ein Mikrophon.

Muss DigitalSky Voice™ auf die Stimme des Beobachters trainiert werden ? Werden fremde Akzente verstanden ?

Das Programm benutzt einen Compiler für natürliche englische Grammatik zur Stimmerkennung und benötigt keine phonetische Anpassung oder ein spezielles Training zur Stimmerkennung. Die richtigen Kommandos sind schnell und einfach zu erlernen.

Das Programm wurde von einer Vielzahl von Leuten mit unterschiedlichen Akzenten erfolgreich benutzt, wir können natürlich nicht garantieren, dass es jeden Akzent versteht. Eine eigene Menüfunktion ermöglicht Ihnen aber das Einüben und Testen der Kommandos zu Hause, bevor Sie mit den ersten Beobachtungen mit dem neuen System beginnen.

Können eigene Objektkataloge in die Datenbank von DigitalSky Voice™ eingebunden werden ?

Selbstverständlich können eigene Objektlisten von DigitalSky Voice™ eingelesen und über das Menü aufgerufen werden. Definiert als benutzereigene "cool objekt"-Liste wird sie immer dann auf dem Bildschirm angezeigt, wenn das Teleskop auf das entsprechende Sternbild gerichtet wird.

Welche anderen Programme können zur Steuerung der Montierung noch verwendet werden ?

Unser Mikroprozessor Antriebsstern wurde ausgelegt für die Ein-/Ausgabe von RA- und DE-Zahlenwerten nach demselben Protokoll, das auch bei Meade LX200, LX650 und LX750 Montierungen verwendet wird. Programme, die dieses Protokoll benutzen, können zur Steuerung unserer rnikroprozessorgesteuerten Montierungen verwendet werden.

Benötigt man unbedingt einen Computer für eine schnelle Positionierung der Montierung ?

Das GTO-Computersystem ermöglicht in Verbindung mit den GTO-Montierungen von Astro-Physics die automatische Positionierung mit einer Geschwindigkeit von 5 Grad pro Sekunde auf beiden Achsen. Die Steuerung über einen PC ist hierzu nicht notwendig.

Welche Montierungen können mit DigitalSky Voice™ gesteuert werden ?

Das Programm wurde für die mikroprozessorgesteuerten Montierungen der Baureihen 400, 600E, 900 und 1200 von Astro-Physics entwickelt. Es kann in Verbindung mit allen Montierungen benutzt werde, die dasselbe Protokoll benutzen wie auch die Montierungen LX200, LX650 und LX750 von Meade.

Benötigt man ein sehr teures Mikrophon ?

Wir konnten natürlich nicht alle Mikrophone auf dem Markt testen, wir waren allerdings auch mit der Tonwiedergabe preiswerter Mikrophonen zufrieden, die nicht mehr als 80,- DM gekostet haben. Noch billigere Mikrophone führten oft zu Problemen, vom Kauf solcher Produkte raten wir daher ab. Sie benötigen auf jeden Fall ein Mikrophon mit einem Ein/Aus-Schalter, damit eine Unterhaltung mit anderen Beobachtern keine ungewollten Teleskopbewegungen auslöst. Sehr gut eignen sich natürlich schnurlose Mikrophone, auch wenn sie etwas teurer sind. Benutzen Sie nicht das im Computer eingebaute Mikrophon, das Programm könnte seine eigene Sprachausgabe hören und "durcheinander" kommen.

Gibt es zu den GTO Montierungen von Astro Physics und zu DigitalSky Voice™ eine deutsche Bedienungsanleitung ?

Selbstverständlich. Wir bemühen uns auch Upgrades der Steuersoftware der GTO Montierungen - die durch einfaches Austauschen der Eproms realisiert wird - möglichst schnell in unsere deutschen Anleitungen zu integrieren.

Unsere Bedienungsanleitungen sind übrigens keine einfachen Übersetzungen der amerikanischen Manuals. Wir probieren diese Montierungen aus und entwickeln dabei eigene Anleitungen, dadurch finden wir auch so manchen "bug" der in den originalen Anleitungen steckt.