太陽追尾装置の検討

金環日食を望遠鏡を使って撮影を行いたいと考えている。しかし、メインは目視で観測すること。撮影はタイマーを使ってほったらかしで自動撮影を行いたい。問題は赤道議の極軸をあわせられないことと、平均太陽時で動かしてずれがどれ程あるかということ。オートガイドのようなことは行えないかいろいろ考えた。
まず、前提としてBORG76ED（fl500mm）でAPS-C直焦点を使う予定なので画角は短辺でも1.4度ほどあり、コンポジットは考えていない（意味がなさそう）なので、画角に入りさえすれば多少ずれても問題ない。
そこで、光センサを東西南北の4個置き、これに丸く切り抜いた遮光環を先端に付けた筒の後端に配置する。このセンサーすべてに光があたり左図ののように影ができ、センサすべてがOnになるはず。たとえば筒が西に少しずれると影は西にずれ、右のように東のセンサが影に入りoffになる。500mmの筒を使い、センサの感度範囲を1.2mmとしたとき、0.14度以内でフィードバックがかけられるはずである。

さて、そのようなセンサはあるか？下の写真がセンサ。写真からわかるように、LED。1608チップタイプを使う。本来LEDは発光素子であるが、光をあてると起電力が発生するのだ。

回路はPIC16F88　1個とあとはCRぐらい。

表示用にLED4個と、SWが１つ。最終的にはどこかのGuide端子と互換性を持ったRA+,RA-DC+,DC-の端子を付けようと思っているが、現在はDebug用にUART信号を外部に接続している。
テスト結果は良好。影に入った部分を明確に判断できる。問題は、日食時にどの程度まで暗くなるか、またそのときに、影との判断が行える用に閾値をダイナミックに変更することがうまくいくか。また途中で曇ってしまいすべてのセンサがOffと判定するぎりぎりの状態で誤動作しないように動作を中断できるかという点だ。この対応のために２つ上の写真の5つ目のセンサが役に立つはずだ。


おまけ。木曜に携帯で撮った桜と金星。手振れでいまいち。
今日は暖かかったので、もうおしまいかな？花びらが風で家のベランダまで飛んできていた。

コメント 4

今度の金環日食楽しみですね。
一発勝負ですけど、うまくいくといいですね！
by atsuzo (2012-04-23 22:00) 

atsuzoさん、はじめまして。
うまくいくかどうかはわかりませんが、楽しんで進めて行きたいと考えています。
by KATSU (2012-04-24 23:38) 

すごい！
LEDが光センサー代わりになることも知りませんでした・・・勉強になります。

部分日食状態のときに、食われた方向に誘導して行ってしまいそうですが、第５センサーの読みあたりで補正してしまうのでしょうか？
by シュレディンガー猫 (2012-05-14 00:23) 

こちらにもコメントありがとうございます。
大抵の物は効果に対して逆効果があるようで、圧力を掛けて電圧が出るものは、電圧を掛ければ圧力が発生するというように、LEDも光を当てると起電力が発生します。でも、電力は大変小さいので電流はほとんど取れません。今回PICのADコンバータに入れるのも普通につないだのでは内部インピーダンスが低いのでまともに動かないため、いかがわしい回路になっています（入力インピーダンスの高いOP-Ampとかを使えば問題ありませんが、めんどくさかったので）。
部分日食で欠けても、ピンホールにならない大きさであれば、直線光で見ているので単に暗くなるだけだと考えています（多少光の回折により変わると思いますが）。5番目のセンサは、おもに全体が暗くなったことの判断に使っています。

by KATSU (2012-05-15 02:51)