Дистанційна обсерваторія своїми руками, астроманія, astromania
В якійсь мірі вимушено (переїзд до Москви) перекваліфікувавшись з візуальщіка в фотографа зрозумів, що домашню обсерваторію з розряду мрій необхідно терміново переводити в розряд реальності. Причому вона (обсерваторія) повинна мати можливість управлятися віддалено - кількість ясних ночей випадають на вихідні мізерно мало, а в будні дні далеко не завжди виходить все кинути і виїхати до ранку за місто.
Якийсь час вирішення цього питання відкладалося, переважно через дві обставини:
1. Особливо то і ніде.
2. Було просто страшно.
Перша обставина було вирішено переговорами з тещею про розміщення на території її дачної ділянки маленької «будки». Важливим фактором для подолання другого обставини стало вивчення досвіду інших ЛА, особливо Олега Мілантьева (aka Moscow / monstr)
зведення споруди
Спочатку проект будівництва носив характер проби сил.
Тут слід зазначити, що сам я ніколи нічого не будував і вираз «руки не з того місця ростуть» занадто часто до мене не можна вживати. Тому ідеї були з мене, а виконання за тестем.
Через «пробності» будівництва габарити я розраховував під свій поточний мобільний астрограф - SW80 на HEQ5. Йому цілком комфортно в приміщенні розміром 1.5 на 1.5 метра і висотою 1.4. До речі, з цієї ж причини я поки не наважився ставити колону, а використовую стандартну триногу від HEQ5.
Поїздка на будринок відразу дала відповідь - будувати з дерева або металу (різниця у вартості на користь дерева істотна).
Каркас споруди виконаний з бруса 100x100 і обшитий 10мм фанерою. В якості фундаменту використовувалися цегляні блоки, в яких порожнечі залили бетоном, розміщені в 6 точках. Підлога вкрита ДСП, призначеному на обрешітку з решти від будівництва дощок. У підлозі прорізані три отвори для триноги (сама тринога стоїть на землі).
Зсувний дах виконана по двосхилим схемою і обшита зверху профнастилом (або чимось схожим - валявся на дачі).
Для забезпечення «їздових якостей» з кожного боку встановлено по два колеса (колеса для візків діаметром 160мм), закріплені попарно між дошками 100x40. Щоб колеса не зсковзували, з зовнішньої сторони на обох брусах, за якими їздить дах, закріплений алюмінієвий куточок.
Загалом в цій частині - нічого цікавого, все зазвичай.
механізація даху
Спочатку планувалося виконати механізацію даху за схемою Олега - за допомогою лебідки. Однак вивчаючи закордонний досвід, виявив, що досить часто для приводу даху використовується гаражний привід. Побіжне вивчення інтернету показало, що такий привід може обійтися приблизно в 200 євро - в принципі, прийнятна величина.
Вивчивши технічну документацію і порадившись з продавцями, я переконався, що найпростіше буде пристосувати ланцюгової привід секційних воріт (для піднімаються гаражних воріт). На цьому ринку існує два основних бренду - Came і Nice, що випускають дуже схожу лінійку продукції.
Я вибрав найпростіший з Came - CAME VER 900 (з доставкою обійшлося 8 тис.руб.).
Відразу зазначу, що вибір обумовлений не якимись секретними знаннями про перевагу цій моделі, а тільки тим, що відносно швидко вдалося знайти в версії з короткою рейкою (L = 3.02м). У Nice є модель Nice Shel 50, яка має таку ж потужність приводу і теж може оснащуватися короткою (менше 3 м) рейкою, і при цьому стоїть на 1.5 тис.руб дешевше.
Принцип роботи такого приводу простий - всередині довгою металевою направляючої прихована ланцюг, яка возить вперед / назад каретку (див.фото).
До одного кінця направляючої кріпиться сам привід - це така дуже невелика коробочка з двигуном. Направляюча і привід прикріплені до каркаса обсерваторії. Каретка через важіль (в комплекті) з'єднана з дахом.
На фото видно, що напрямна закріплена в варіанті «каретка внизу» (це, так би мовити, «документоване» положення для приводу). Напевно, розумніше було б направляючу перевернути - варіант «каретка вгорі» - але у мене тоді б привід заважав від'їзду даху. Загалом, я не впевнений, що вибрав правильний варіант, але в моєму випадку без переробки всієї конструкції по-іншому зробити б було неможливо.
Окремо по вибору потужності приводу. Номінально VER 900 має мінімальні силові характеристики в лінійці - потужність 130Вт, тягове зусилля 500Н. Але польові випробування показали - його не просто вистачає позаочі, щоб тягати 100 кг дах (у мене вона виявилася дуже важка), а й навіть з надлишком.
Причому з'ясувалося це трохи неприємним способом: під час монтажу я випадково включив привід і був змушений, рятуючи конструкцію, упиратися всіма силами, щоб утримати їхала дах і не дати їй впасти з напрямних. Так привід виявився сильнішим за мене - він поставив дах на диби, зігнув металевий важіль, але так і не зупинився. Загалом, можу точно сказати, що брати більш потужний привід особливого сенсу немає
До речі, потім я знайшов в інструкції як регулювати чутливість реакції на перешкоду - її можна регулювати в широких межах від «танк» до «зупинити дотиком пальчика», причому окремо для відкриття і закриття. Також можна програмувати і інші среднеполезние штучки - уповільнення відкриття / закриття, автозакритіем і ін.
пристрій обсерваторії
Управління основними системами обсерваторії покладено на mini-ITX комп'ютер на базі AMD E350, що працює під Win7 (непогана продуктивність при мінімальному енергоспоживанні і ціною 6 + тис.руб).
Управління силовим харчуванням обсерваторії здійснюється через AVIOSYS IP9212 Delux. яке являє собою автономне мережеве пристрій керування силовою навантаженням (до 8 споживачів). Крім того, через IP9212 можна здійснювати контроль за станом датчиків (4 датчика на зміну опору, і 4 на зміну напруги).
Для візуального контролю використовуються дві мережеві автономні IP камери Wanscam. Усередині обсерваторії встановлена обертається камера з ІЧ-підсвічуванням (відключається). Зовні на обсерваторію дивиться влагозащищенная камера в кожусі. Крім того, для підстраховки всередині обсерваторії варто дешева вебка - китайська чудо-IP-камера рідко, але іноді чудит, а візуальне спостереження за станом обсерваторії, особливо на перших етапах, дуже важливо.
управління дахом
Особливістю гаражних приводів є те, що управління ними здійснюється однією кнопкою з короткочасним замиканням контактів. Послідовні натискання видають команди приводу «Відкрити» - «Зупинити» - «Закрити» - «Зупинити» в залежності від поточної ситуації (якщо привід знаходиться в стані «відкрито», то перемикання закриє дах, якщо їде - то зупинить і т.д. ).
Також ще є кнопка екстреної зупинки, що дає відповідний сигнал при розмиканні контактів (в перспективі можна буде встановити пару фотоелементів для блокування закриття даху при незапаркованном телескопі).
Контакти управління цими двома кнопками і було виведено на IP9212.
Для програмного визначення факту відкриття / закриття даху, були встановлені два кінцевих датчика, сигнал від яких також заведений на IP9212.
Алгоритм, наприклад, відкриття зводиться до читання значень кінцевих датчиків і визначення, в якому стані знаходиться дах.
1. Якщо вона закрита, то послідовно, з невеликою затримкою послати дві команди на замикання-розмикання керуючого контакту.
2. Почекати 40 сек і перевірити - доїхала чи ні.
3. Якщо жоден з Конєва датчиків все ще не замкнутий, почекати ще.
4. Якщо залишилася закритою - перевантажити по харчуванню привід і повторити п.1
Комп'ютерна мережа обсерваторії
У підсумку, для виходу в інтернет використовується 3G модем від Мегафона E352, встановлений у фокусі супутникової антени. Сама антена закріплена на будиночку, на горищі якого знаходиться WiFi роутер ASUS WL500gPV2, до якого і підключений модем.
В обсерваторії встановлений роутер ASUS RT-N16, який через WiFi в режимі Ethernet bridge отримує інтернет від основного роутера і служить як хаб для Ethernet пристроїв обсерваторії.
upd. Трохи докладніше про деякі налаштуваннях інтернету
Електроживлення обсерваторії
Перші дні експлуатації показали, що практично всі компоненти обсерваторії працюють не дуже надійно. Можливо, якби в мене побільше теоретичних і практичних знань, я б міг визначати причини проблем і позбавлятися від них на корені. Але на щастя з'ясувалося, що проста перевантаження пристроїв з харчування може вирішити приблизно 70% виникають збоїв
Для цього довелося городити щодо заплутану схему електроживлення обсерваторії (см.рисунок). Не впевнений, що така складність виправдана в загальному випадку, але в своєму конкретному випадку вона часто виручає (хоча, сподіваюся, розуміння того, як це зробити без перекрутити ще прийде).
Основні елементи схеми:
1. Електроживлення на дачі - річ сама в собі і може пропадати в самі невідповідні моменти (мій страшний сон - відключення живлення під час зйомок з зливовими опадами по утру ...). Тому перш за все я поставив на горищі блок безперебійного живлення APC BACK ES 700VA, який через USB підключений до роутера WL500gpv2. У разі відключення живлення роутер оповіщає (використовую програму apcupsd) комп'ютер та інші пристрої в мережі про пропажі живлення. На компі теж варто apcupsd, яка, отримуючи сигнал від роутера, в екстреному випадку паркування телескоп і закриває дах.
2. Інтернет-роутер через плату PureLogic PLA001 може відключати все харчування обсерваторії. Це зроблено для перевантаження по харчуванню пристроїв, які не можна перевантажувати з самої обсерваторії (той же IP9212 і роутер обсерваторії).
3. Окремо від обсерваторії на горище протягнуть провід, який дозволяє з обсерваторії перевантажувати по харчуванню роутер на горищі. Зроблено це для боротьби з несподіваним відвалювання модему, яке в моєму випадку лікується тільки його перевтиканіем, або відключенням / включенням харчування. Тому на роутер з обсерваторії покладено функцію watchdog'а за роутером з модемом - в разі зникнення інтернету, він через IP9212 сам його вимикає / включає.
4. Усередині обсерваторії харчування обладнання скоммутіровано на різні розетки (5 штук), які включаються / відключаються мережевим пристроєм IP9212
Програмне забезпечення
Споруда обсерваторії зайняла 2 місяці. Чистого часу пішло набагато менше - по-перше, багато сил було витрачено на роботу з інтернетом (а без цього я не наважувався будувати віддалений механізований варіант), а по-друге, я на самому початку робіт ще і ключицю зламав, тому міг тільки командувати будівництвом.
Загальні витрати на будівництво і обладнання обсерваторії (без витрат на власне астрооборудованіе) склали 50 тис.руб. Крім того, частина матеріалів я брав із запасів - це ще близько 5..7 тис.руб.
Загальний кошторис можна подивитися тут (.XLSX)
Перші уроки експлуатації
До теперішнього моменту обсерваторія експлуатується вже 2 місяці. Ще жодного путнього знімка не зібрав, але основих проблеми вже зрозумілі.
1. Виводити на управління контакт приводу даху Emergency stop сенсу немає - так і не знайшов, як це використовувати.
2. UPS потрібен - вже кілька разів з 4:00 до 13:00 відрубували електрику (напевно планові ремонти) - не будь автозакритія даху, залило б все дощем.
3. Електричне освітлення всередині не потрібно - IP камера з інфрачервоним підсвічуванням вирішує питання. Досить просто лампу з ручним включенням для "очних" робіт.
4. Несподіванок виникає дуже багато. Зовсім не приїжджати тривалий час не виходить.
5. Робити без колони (я, нагадаю, просто залишив триногу) не рекомендується - будь касаеніе вимагає перенастроювання полярної осі - а це очікування ясною ночі з усіма наслідками, що випливають.
6. Мобільний інтернет річ сама в собі - може зникнути в будь-який момент, особливо в розпал дачного сезону. А це означатиме, що не завжди буде доступ до ручного управління обладнанням - бажано використовувати програми автоматизації зйомок.