Bệ equatorial harmonic nhỏ gọn CHEAP cho astrophotography

Nó nặng khoảng 1,5 kg và có thể slew (GOTO) cũng như track ổn định các bộ setup kính lên tới khoảng 5 kg. Để chụp astrophotography với telescope, cần active guiding. Chi phí toàn bộ linh kiện cho mount khoảng 200 € (không gồm wedge và tripod).

Nó gồm hai chi tiết chịu lực được sản xuất bằng additive manufacturing, hai bộ harmonic drive gearbox giá rẻ cho stepper NEMA 17, một bo điều khiển 3D-printer rẻ tiền, vài con ốc và dây cáp, cùng một bộ vỏ có thể tùy biến màu sắc dễ dàng.

Ưu điểm là giá rất rẻ, gọn, nhẹ và đầy đủ chức năng. Nhược điểm là khi track không guiding (unguided) thì chỉ hợp để chụp góc rất rộng (very wide-field) với pixel scale khoảng 3 arcseconds. Các mount tracking thương mại tương đương thường mắc cỡ gấp đôi hoặc hơn.

Mình làm cái này cho bộ đồ travel nhỏ gọn, nhẹ. Độ chính xác tracking thực tế có thể đạt 1,2–2,5 arcseconds RMS khi điều khiển đầy đủ qua PHD2. Nếu không có PPEC, khoảng 3″ RMS vẫn có thể đạt được nếu guiding rất “gắt”.

Có thể mở rộng dễ dàng để tích hợp EAF (electronic autofocus) và rotator. Đây là phiên bản (iteration) thứ ba của travel mount này và mình vẫn đang trong quá trình cập nhật một số phần.

Danh sách linh kiện (Parts list):

Trong file PDF.

Mình khuyến nghị dùng ốc inox (stainless steel) xuyên suốt, stepper motor góc bước 0,9° và độ tự cảm vừa phải (tránh loại “high-speed” dành cho 3D printing), và chọn motor chiều dài trung bình. Do có gear reduction, có thể dùng pancake steppers; tuy nhiên, bộ giảm tốc cấp 2 như các mount khác đã bị lược bỏ. Vì vậy microstepping mượt và tốt là rất quan trọng, và điều này thường dễ đạt hơn với motor dài hơn (= mạnh hơn).

Để vận hành, còn cần polar wedge để cân chỉnh (khoảng €50–80), một tripod, và một Vixen dovetail clamp.

Printing:

Đảm bảo dùng vật liệu cứng và ít bị creep cho hai chi tiết chịu lực. Mình dùng Prusa PC Blend có carbon fiber (CF).

Khuyến nghị 4–5 perimeters và infill cao — chỗ này không nên tiết kiệm.

Các phần còn lại không quá критical. Với các chi tiết strain relief cho dây cáp, nên dùng vật liệu dẻo dai hơn; còn các nắp che thì vật liệu có chống UV là đủ.

Với adapter plate gắn vào Vixen clamp, cần đảm bảo nó đủ cao để clamp không bị cấn hay vướng ở bất kỳ vị trí nào khi xoay. Nếu cần, in thêm spacer phù hợp và dùng ốc M3 dài hơn. Spacer đi kèm là 1 cm, chỉ cần scale theo trục Z để ra đúng khoảng cách bạn cần.

 Đảm bảo phiên bản Mounting Plate Version phù hợp với Vixen Clamp của bạn.

Assembly:

Lắp ráp tương đối đơn giản. Tùy stepper motor bạn dùng, có thể sẽ cần hàn (soldering) một chút. Khi lắp các harmonic drive gearbox, cần đặc biệt chú ý độ sạch sẽ để tránh dị vật lọt vào hộp số. Nhiễm bẩn kiểu này nhẹ thì làm giảm độ chính xác tracking, nặng thì có thể làm hư gearbox.

Hướng dẫn chi tiết kèm hình có trong file PDF.

Usage:

Mount này có thể cho ra ảnh rất đẹp, miễn là bạn tính tới các giới hạn của nó. Harmonic drive gearbox rất ổn trong tầm giá — nhưng không hề hoàn hảo. Mình lắp tổng cộng 4 cái gearbox loại này và cái nào cũng có periodic error khá mạnh.

Lỗi này do wave generator bị đặt lệch tâm (eccentric) và tạo ra periodic error có thể bù rất hiệu quả bằng phần mềm. Vì vậy, khuyến nghị dùng PPEC (Predictive Periodic Error Correction) trên trục RA.

Khi sidereal tracking, chu kỳ lỗi là 435 giây và PHD2 có thể giảm gần như hoàn toàn sau khoảng 14 phút.

Ngoài ra, nên đặt correction tương đối “gắt” và giữ thời gian phơi của guide camera ngắn. Mình dùng guide scope SVbony 30 mm f/4 với exposure 1 giây, predictive weight 90% và reactive weight 60%. Do periodic error, có thể cần calibration nhiều lần cho tới khi tìm được vùng tương đối tuyến tính giữa under-correction và over-correction.