Focuser Rack and Pinion đơn giản cho kính thiên văn Hadley

• Đã sắp xếp lại danh sách chi tiết cho dễ nhìn

Giới thiệu

Sau một thời gian thử dùng camera cho kính thiên văn với mẫu Hadley telescope của Maff rất tuyệt, mình nhận ra là cần một bộ focuser không bị xoay. Thay vì ngồi chờ, mình tự vẽ một bộ rồi chia sẻ luôn. Mình giữ “ngôn ngữ thiết kế” giống , đảm bảo tương thích với Hadley mà không cần chỉnh sửa gì, và thiết kế dùng phần cứng (hardware) tương tự. Nếu bạn đã lắp được cái kính, thì bộ này bạn cũng làm được.

Dù khác khá nhiều so với Helical Focuser, mình vẫn để dạng remix vì lấy cảm hứng trực tiếp và có những điểm tương đồng rõ ràng.

Ghi chú

Gắn vừa eyepiece 1.25". Chỉ cần vặn núm khoảng ¾ vòng là focuser chạy hết hành trình vào/ra.

Do hướng in và việc để các phần tiếp xúc trượt trực tiếp với nhau, phần focuser trong sẽ bị “cạ” vào phần ngoài vì vân layer. Mới in xong thì kéo sẽ hơi sượng, nhưng chà nhám một chút là có thể mượt hơn nhiều. Để xử lý chuyện này có 2 bộ chi tiết khác nhau: Loose Fit và Tight Fit.

Giờ bạn có thể chọn kích thước bánh chỉnh (adjustment wheel) hợp nhất với nhu cầu. Xem mục Adjustment Knob Sizes.

Nếu gắn tải nặng đủ lớn, bạn có thể làm ống trong bị kẹt (bind), khiến khó di chuyển trừ khi có chỗ đỡ thêm. Mình gặp tình trạng này với camera mirrorless (~500g) và một số bạn khác cũng báo tương tự. Cả hai phiên bản đều có thể bị, nhưng bản tight fit có thể chịu lực nhiều hơn trước khi bị kẹt.

In 3D (Printing)

Để lắp bộ này, bạn chỉ cần in mỗi chi tiết 1 cái. File đã được đặt sẵn đúng hướng in và không cần support. Bạn có thể dùng infill 15% (trừ phần pinion nên để 100%) và layer height 0.20mm hoặc mịn hơn. Mình dùng nozzle 0.4mm.

Loose Fit: In các file trong thư mục Base và Loose Fit. Đây là bản “rộng” nhất và dễ lắp nhất. Bản này dùng lock nut để gắn knob và pinion lên trục (axle), và có khe hở “dễ chịu” giữa phần trong và phần ngoài. Phù hợp với tải nhẹ như eyepiece, và chỉ cần chà nhám ít. Khi in knob và pinion, hãy pause đúng lúc trên cùng một lần in, trước khi lỗ lục giác bị đóng kín, rồi nhét lock nut vào cả hai chi tiết. Kích thước được canh cho loại nut cao không quá khoảng ~6.2mm.

Tight Fit: In các file trong thư mục Base và Tight Fit. Đây là bản “khít” nhất và hơi phức tạp hơn một chút, nhưng vẫn khá dễ tiếp cận. Bản này dùng setscrew để cố định knob và pinion lên trục. Sẽ cần chà nhám tương đối nhiều, nhưng khi canh đúng kích thước thì chạy mượt và ổn định nhất, chịu lực tốt hơn một chút. Tuy nhiên bản này tạo lực cản lớn hơn và gần như “bắt buộc” phải dùng setscrew để siết cố định mọi thứ. Không có hướng dẫn in đặc biệt, nhưng trước khi chà nhám thì rất có thể sẽ là kiểu interference fit.

Với cả hai phiên bản, bạn cũng có thể đổi hướng của focuser bằng cách mirror chi tiết outer khi slice. Mình khuyến nghị giữ hướng hiện tại để khi lắp xong có khoảng hở quanh núm vặn tốt hơn.

Phần cứng (Hardware)

Loose Fit

Tight Fit

1x #10-24 x 3" machine screw

1x 3/16" x 3" metal rod

2x #10-24 lock nuts

2x M4 x 5mm setscrews

2x #10-24 x ½" machine screws

2x #10-24 x ½" thumbscrew machine screw

4x #10-24 nuts

Gần như toàn bộ ốc/vít giống với phần dùng để lắp kính, ngoại trừ con #10-24 x 3" machine screw. Nếu bạn đã lắp kính rồi thì khả năng cao là bạn có sẵn phần lớn các món này.

Lắp ráp (Building)

Hãy hậu xử lý (post processing) phần focuser trong và ngoài để đảm bảo trượt tự do. Tập trung chà nhám ở bề mặt tiếp xúc giữa outer và inner. Bạn cũng cần đảm bảo con ốc/trục 3" có thể quay trơn trong các lỗ ở đáy của outer focuser. Xong bước này thì để inner focuser sang một bên, làm tới gần cuối mới lắp vào.

Xác định vị trí bạn muốn đặt núm vặn. Mình khuyên để nó đối diện với thumbscrew dùng để khóa focuser.

Loose Fit: Tháo con ốc 3" ra, giữ pinion đúng vị trí rồi bắt đầu vặn con ốc từ phía đối diện vị trí bạn muốn đặt núm. Đây là đoạn “mệt” nhất vì bạn phải vặn cho tới khi đầu ốc vừa chạm outer focuser (như trong hình đã lắp).

Tight Fit: Cắt thanh kim loại 3/16" theo đúng chiều dài và dũa hai rãnh (~1mm sâu) tại vị trí pinion và knob sẽ kẹp vào. Khi trục chưa lắp, giữ pinion đúng vị trí rồi luồn trục vào, canh sao cho núm nằm đúng chỗ bạn muốn. Đảm bảo lỗ setscrew còn thao tác được, rồi vặn setscrew vào để khóa pinion với trục.

Gắn knob vào đầu còn lại theo đúng kiểu của phiên bản bạn làm và thử vận hành. Cả cụm pinion phải di chuyển như một khối thống nhất.

Lắp các vít và đai ốc vào inner focuser để kẹp giữ eyepiece (giống helical focuser). Lắp thumbscrew và nut vào outer focuser để khóa inner lại.

Trượt hai phần vào nhau, thử độ mượt rồi chỉnh lại hoặc chà nhám thêm (cẩn thận đừng lấy đi quá nhiều vật liệu) nếu cần. Nếu bạn thấy setscrew bị nhô ra và cản chuyển động, bạn có thể canh lại hướng rack và pinion để né bằng cách cho mặt có setscrew hướng về phía miệng mở gần gương secondary nhất khi bạn đưa inner vào.

Xong rồi đó! Rất mong nhận được góp ý!

Kích thước núm/bánh chỉnh (Adjustment Knob Sizes)

Mình đã thêm nhiều kích thước cho bánh chỉnh, phòng khi bạn có phụ kiện đi kèm hoặc bị giới hạn về kích thước. Dải từ 50mm (mặc định) xuống 30mm. Mình luôn khuyến nghị chọn kích thước lớn nhất mà bạn lắp vừa, vì sẽ giúp chỉnh tinh dễ hơn. Tải về trong file nén ở mục Other files.

Với size 30mm, bạn thậm chí có thể dùng trục ngắn hơn 3", vì nó vẫn thoáng so với tấm gá (attachment plate) của focuser.

File STEP

Mình đã upload file STEP để bạn remix! Dù mình có đưa đủ các chi tiết base và các lựa chọn thay thế, nhưng mình không đưa vào mọi kích cỡ của adjustment knob.