ケロ丸天文台の歴史２０１０年

マウナチャリ山ケロ丸天文台の歴史　２０１０年

オートガイダーの導入　　　　２０１０年０１月

電源第一世代　　　　　　　　２０１０年０２月

配線の整理２　　　　　　　　２０１０年０５月

赤道儀不具合　　　　　　　　２０１０年０５月

棚の整理３　　　　　　　　　２０１０年０５月

遮光フードの取り付け　　　　２０１０年０５月

極軸望遠鏡用明視野照明装置　２０１０年０６月

ピリオディック・モーション　２０１０年０７月

オートガイダーケーブル　　　２０１０年０７月

配線の整理３　　　　　　　　２０１０年０７月

ガイド鏡支持方法変更　　　　２０１０年０７月

電源第二世代　　　　　　　　２０１０年０７月

ガイド鏡とファインダーの追加２０１０年０７月

電源第三世代　　　　　　　　２０１０年０８月

星図の追加　　　　　　　　　２０１０年０９月

オートガイダーの導入　　　　２０１０年０１月

　赤道儀をどれほど高精度に作成しても、天体の追尾に完璧はありません。地平近くでは大気差が大きく影響しますし、相手が恒星に対して移動しているものでは、単に正確な恒星時駆動では追いつくことが出来ません。それを解決するのがオートガイダーです。　色々な理由で、高精度に動く赤道儀でも撮影された映像に流れが入ります。超望遠レンズよりも長い焦点距離での直焦点撮影では、数分の時間でも星が長く写る事があります。いかに機械精度を追求しても、現実に搭載された鏡筒と赤道儀が完全に同期するのは大変に難しいことです。まして、恒星時で動いていない太陽や月、惑星、彗星達は当然のこととして、大気差でもなかなか馬鹿にならない変化があります。これらを正確に追尾するには、同一視野内にセンサーを設けてズレを検知し動きを修正する方法が１番です。しかしこの方法は、光路内に分岐を作り、高感度なセンサーを用意する事が必要となり、複数の鏡筒に対応させることは難しくなります。また、これらの装置の価格は、それぞれ特注の価格であり、高感度のセンサーも数十万円レベルとなります。そこで、別に鏡筒を用意し同架された鏡筒のねじれを最小限に留めることで赤道儀のコントロールをする方法が次に出てきます。　検知用鏡筒を用意する方法が現実的な方策となったので、この方式について製品や装置の作成について調査しました。　検知用鏡筒：オートガイダーの性能、機能と関わりますが、新しく購入する必要は無く、現有の８、１０センチ鏡筒が使用できることは確かです。　オートガイダー装置：自作でも可能ですが、試行錯誤から始めないといけないようです。市販のものにはスタンドアローンのものからパソコンに接続するものまで色々あります。　　スタンドアローン型：パソコンが要らず、センサーにモータードライブをつなげると使用できます。多くは、ガイド星の選択、モータードライブとの接続設定をオートで行います。　　パソコン駆動型：センサーからの画像をパソコン側でソフト的に処理し、モータードライブを接続させます。製品によりそれぞれの特徴で優劣があります。　数万円から十数万円という価格が設定されていますから、後で他のが良かったという事では、取り返しが付きません。充分な調査と検討をしました。その結果、機器の精度や自由度が明らかになっている、α-SGR　ルクバトに決定しました。　ただし、α-SGRはタカハシの名前を付けて売られていますので、タカハシのモータードライブ用となっています。つまり、標準で用意されているのはタカハシのモータードライブ用のコネクタ(Temma2用でTemma2Mは別)です。使用しているモータードライブはＭＲＤのＴＣ－１Ｂで、オートガイダー用のコネクタ形状が違います。従って変換コネクタを作成する必要があります。　また、これらのオートガイダーでカメラコントロールの機能を持っているものはキャノンの一部のカメラ用です。超ミニステレオジャックと呼ばれる 2.5mmφのものを使用してカメラと接続します。こちらはNikonの赤外線リモコン(ML-L3)を改造するオプションが用意されていますが、10pinターミナルを使うものについては案内されていません。また、10pinターミナルへの取り付けは結構面倒です。過去にリモートレリーズを取り付ける時に中のピンを曲げてしまったことがあります。固定で使用している訳ではないので、あまり使いたくないインターフェースです。暗いところで手探りでは取り付けが困難です。更に10pinターミナル用のリモコンは純正品で用意されています(ML-3)が、バルブを使う事が出来ません。　そこで、社外品ですが無線リモコンが販売されています。韓国のセキュライン社が製作しベルボンが国内で販売しているTwin1 R4Nです。こちらは10pinターミナルに受光部を取り付けてリモコンで制御します。バルブも使えます。正確に言えばタイムが使えます。レリーズで露出を開始し、次のレリーズで露出を終わります。10pinターミナルに受光部を付けたままにしても、それ程邪魔にはなりません。　ただし、ルクバトとの接続には、ちょっとした改造が必要です。リモコン側に、超ミニステレオジャックがあり、有線でのレリーズを可能としています。プラグを入れると回路を切り替えて中のスイッチの出力をこちらに出して、赤外線を出さないようにします。ステレオジャックですから切り替えは２回路ありますが、これをショートさせます。この為に、裏のシールを剥がしたところと、電池を入れる部分にプラスネジがありますからそれを外して分解します。ケースから基板を取り出してジャックの根本を調べてハンダを載せます。そして、再び組み立てます。そうすると、リモコンをステレオジャックをつないだ先からコントロールできます。こちらをルクバトにつなげば、そのまま使えます。純正品に手を入れるのは、後で売れなくなると思って少々気が引けますが、これが小判鮫だと気が軽くなります。ルクバトにはカメラとの接続を考えてかなり長いケーブルが付属しています。それはしまっておいて、手持ちで50センチのものがありましたから、それを付けました。セキュライン社無線リモコン

　これで残りの作業は配線です。パソコンからはWebカメラ、ルクバト、デジイチのＵＳＢのラインが３本です。パソコンはドームの壁においてあり、ＲＳ２３２Ｃ９Ｐシリアルでモータードライブと接続しています。これが４本になるのを避けるには、パソコンから１本で赤道儀まで持ってきて、ＵＳＢＨＵＢを使って分岐させることです。色々なサイズの中継用のＵＳＢケーブルを注文してありましたので、無駄に配線を縛ることなく、信号線を配置できました。ＵＳＢからの電源を使えるので、電源線を引き回さないで済みました。

ルクバトの配置

　　導入後の検査　オートガイダーの導入でシステム化した鏡筒群に若干の変更が出ます。特に４０センチには副鏡が必要となります。この点はアリガタの取り付けに補強板を入れたことが幸いし、副鏡を４０センチ鏡筒に取り付ける事が出来ます。この点以外については、他の鏡筒は副鏡と共に取り付ける事が出来るようになっていますから、赤道儀から鏡筒までのシステムには変更がありません。　体調の良い時に余りよい天候に恵まれませんでしたので、雲間からの星頼りでしたが、動作の検証は出来ました。短い露出ではオートガイダーを使うよりは、そのままモータードライブを使用する方が、面倒はありません。しかし、動作の記録を見るとやはり５分程度の露出でもオートガイダーが機能を発揮します。そして、シンチレーションはこんなにも影響するのかという実感も得ることが出来ました。　そして、今まで、あまり面倒に思ってこなかった手動シャッターですが、オードガイダーのソフトからシャッターを動かすことが出来るというのが何と楽なことでしょう。コンポジットで画質を上げようという場合でも、同じ露出で揃えることが出来ます。オートガイダーの必要のない場面でも、この機能を使う為にコントロールソフトを立ち上げることになりました。　装置にはガイドエラーの記録も出来るようになっていて、表計算ソフトにより視覚的にも分析が出来るようになっています。これにより、赤道儀とモータードライブの精度がさらけ出されることになります。この点は、次節で。

電源第一世代　　　　　　　　２０１０年０２月

　モータードライブ（ＴＣ－１Ｂ）の電源は２４ボルトのスイッチング電源が付属していました。故障に備えて容量の大きな物をもう一つ用意していますが、後はカメラ電源と暗視野照明用の５ボルトの３つがあります。この内、カメラ用の電源はＡＣ１００Ｖを赤緯体の所まで上げてつないでいました。この電源には難しいところはなく、邪魔にもなりませんでした。ところで、ＴＣ－１Ｂは３６ボルトまでの電源電圧が使え、上げるほどモーターの最高速が上がります。そこで、１２ボルトの大容量スイッチング電源をもう１つ用意して、直列に使用したところ条件さえ合えば使えることが判り、接続ボックスを作りました。この接続ボックスには、何かのトラブルの時にコネクターを抜き差しせずに２４ボルト、又は１２ボルトで使えるように切り替えスイッチを付けています。複雑になった配線を、明るい照明を付けることなく復旧させる手です。更にカメラのシャッターコントロール用の回路を造って入れておきました。これが第一世代電源ユニットです。

第一世代型電源配置

暗視野照明装置電源配線

配線の整理２　　　　　　　　２０１０年０５月

　電装品が増えてくると配線が増えて複雑になってきます。もともと配線については考慮されていませんので、何かが追加されると、電源や接続ケーブルが増えます。すると蜘蛛の巣のようにケーブルがぶら下がりますので、その度に配線をやり直すことになります。

赤道儀再配線

赤道儀不具合　　　　　　　　２０１０年０５月

　赤経軸でガタが出ていました。重量級の鏡筒を主に使用していたので、ガタに気付かなかったので、いつ出たのかも判らないままでした。他の部分は締めるネジがあって自分で何とか出来るようになっていましたが、これだけは調整場所がありませんでした。完全にバラして組み立て直す自信は、無いわけではありませんが、工具も無くやるものではありません。そこで、ユーハン工業舞鶴工場に電話をしました。状況を説明すると赤緯軸だけ送ってくれとのこと。ある程度見当は付いているが、調べて見ないと判らないということでした。その日のうちに梱包して出しました。　赤緯軸は一週間で戻ってきました。機械で締めている部分が緩んだとのことで、絶対に緩まないように、そこの部分へボルトを入れる形に仕様変更したとのことです。

ガタの出た赤緯軸ユニット

赤緯体を外した後の赤経体、これでもカメラを付ければ撮影は出来ます。

正常になって戻ってきた赤緯体の取り付け

とにかく動作確認をしました

棚の整理３　　　　　　　　　２０１０年０５月

　ますます、物品が増えてきて、収納の改善が必要となりました。今回は特に工具やネジ類の整理に主眼を置きました。

収納部品・工具をより高密度に収納しました

遮光フードの取り付け　　　　２０１０年０５月

　パソコンをドームの中に入れてから、画面の明るさには困るようになりました。何と言っても暗順応した眼には、どんなに輝度を落としてもまぶしく明るい画面です。撮影画像に影響があるかどうかを確かめる為に、ドームを閉めたままでシャッターを開いてみました。鏡筒の作りによって差がありますが、反射の主鏡の取り付けに大きく隙間のある４０センチと２５センチでは、向いている方向により明らかにカブリが生じていました。この為、この２つの鏡筒については、筒先にフードをとりつけ、主鏡側にスカートを巻いて対応しました。これは結構邪魔になります。
　問題はディスプレイの明るさにあります。これ以上暗くはならないので、画面にスモークの入ったアクリル板を取り付けて更に減光させると共に、作業台に被いを付けることにしました。この被いを丈夫に完全に付けてしまうと４０センチを使う時に邪魔になりますし、簡単に取り外しが出来るようにしたいと思っていました。そこで、台所にあるふきん掛けを付けて被いをその上に載せようという考えになりました。ふきん掛けは1番大きなものでもアームの長さが足りませんでしたので、延長用のパイプを取り付けました。強度的には「ふきん掛け」ですから、今後改良の余地があります。
　効果は劇的です。前に作成した鏡筒の遮光スカートが必要なくなりました。

タップでねじを切り、ふきん掛けを取り付けました。

照明とモニターの位置関係の確認

フードの取り付け

極軸望遠鏡用明視野照明装置　２０１０年０６月

　それまで使っていた照明装置が使いづらいので、暗視野照明装置の電源を流用できるユニットを作りました。

赤道儀の極軸望遠鏡用の明視野照明装置

ピリオディック・モーション　２０１０年０７月

　色々な理由から恒星時駆動されている赤道儀の赤経軸が、周期的な誤差のある動きをすることをピリオディック・モーションと呼びます。そのほとんどがウォーム軸の関係で出るもので、ホイール、ウォームの加工精度、各軸の取り付け、すりあわせの程度、伝達ギアの精度と取り付け等により、それぞれの精度分の合計として出てきます。やはり加工精度の低い物は大きく出てきますし、調整して直るような易しいものではない場合がほとんどです。ギアを使っている限りガタは避けられませんが、このガタの部分から出るモータードライブの動作遅延はバックラッシュと呼ばれ、ピリオディック・モーションとは別のものです。　手動でガイド撮影をしていた時代では、このような機械的な不具合は手動操作の中で吸収されてしまい、問題になることはあまりありませんでしたが、モータードライブが当たり前の時代となって、高精度を求める人間の間では大きな問題となって出てきています。また、赤道儀自体の機械精度だけでなく、モーターの減速ギアにすら精度を求める目が当たるようになってきています。　Ｕ－１５０は、機械的な精度については大変に優秀であり、３０㎏や４０㎏の重量を載せても破綻するようなことはありません。機械的な対抗機種はワンランク上の物であり、価格的な対抗機種は比べものにならなりません。名機として知られているＮＪＰですら±４秒角程度のピリオディックがあります。原因を追及してはいませんが、その手の資料を見ると、どうもギア回りでの問題のように見えます。既に製造終了となっている赤道儀ですが、後継のＥＭ－４００以上の装置でも同じような状況があるはずです。　さて、Ｕ－１５０については、製造元のユーハン工業に、別件の赤緯軸で大きなガタが出てしまっていて問い合わせてみると、ピリオディックの問題でクレームが入っていたようで、大変な事になっていたようです。Ｗｅｂに「P.モーション＝測定できた方はお知らせください。（パーツの測定では、わかりません）」と書いたところを突かれたようです。ピリオディックがどれだけあるか、興味のあるところです。赤緯軸が直って帰ってきて測定した結果は±４秒角程度でした。これではＮＪＰレベルです。原因はステッピングモーターの減速ギアであることが波形から推察されます。そこで、再度問い合わせると、ハーモニックドライブや遊星ギアを使用するより、減速ギアの個体差が大変に大きく、モーターを交換するのも手だということでした。そこで、ダメ元で赤経と赤緯のモーターを交換してみました。赤経と赤緯でＵ－１５０は全く同じ形になっていますから簡単に交換できます。結果は劇的です。結果は±１．５秒角程になりました。ＮＪＰをいくらいじっても、こうはなりません。シンチレーションと呼ばれる大気による星像のちらつきが１秒角を超えた辺りで、長焦点撮影には日が悪いという話になるのですが、そのようなレベルでの範囲に収まることになります。ワンランク上の赤道儀というのは、当然持ち運びできる重さの物ではなく、据え付け型です。そのような赤道儀でもピリオディックについては、減速ギアを使用したステッピングモーターを使っていれば、そのところから出るということになります。この辺りの事情も判らずに、モータードライブの製作者は高精度を語って売っていたということも、判ってきます。真面目にちゃんと調べ対応しているユーハン工業舞鶴工場の担当者に感謝と最大の賛辞を。ルクバトによる計測データ　モーター交換前　１ピクセル２秒角ルクバトによる計測データ　モーター交換後　１ピクセル２秒角

オートガイダーケーブル　　　２０１０年０７月

　オートガイドの為のコントロール用にケーブルで接続すると、微妙な量でマイクロステップの駆動が影響を受けます。オートガイド状態の時は、問題なくコントロールされているので、ガイドエラーとなる事はないのですが、オートガイド状態でないと、ケーブルを接続した状態と接続していない状態で、動作が違います。動作音の違いでも判るほどです。オートガイダー、ルクバトの方から何らかの余計な出力が出ていて、それを拾っている様子です。ケーブルを長くすると影響が減るという明確な現象もあります。回路的にはリレー出力だけですから、考えられないのですが、リレーオフの時に誘導された信号が入っているのは間違いありません。その程度なら普通は、接続されているはずのプルアップ抵抗で吸収できるはずですが、できないほどのサージなのかも知れません。何れにしても、単なる直流回路ですから、サージやリップルを防ぐフィルター回路にリレーを付けて、回路を完全に遮断してしまえば良いはずです。その方向で回路を設計し、コネクタを用意します。この作業は、独立した接続ボックスを作成するつもりでしたが、電源部の改良を行いましたので、電源に同梱する形にしました。

配線の整理３　　　　　　　　２０１０年０７月

赤道儀再配線

ガイド鏡支持方法変更　　　　２０１０年０７月

電動経緯台を使うと、微動のクランプまで手を出さなくて済みます。コントロールも容易になります。

電源第二世代　　　　　　　　２０１０年０７月

　第一世代ののような電源の直列のよる使用法は、普通はイレギュラーなやりかたです。中にはこれが出来るように設計されているものもあります。スイッチング電源のコントロール部分にちゃんと考えられた回路が作られているものです。しかし通常売っているものは単体で使用する事を前提としています。そこで、３６ボルトの電源を用意する事にしました。既製品では３６ボルトがありませんので、電源ユニットを購入します。このユニットをオートガイドケーブルのリレーボックスに組み込んで、接続ボックスから電源ボックスとすることにしました。電源は３６ボルトの他に５ボルトのユニットを用意し、リレーの電源と、望遠鏡用のＬＥＤの電源とします。これが第二世代型ユニットです。

第二世代型電源ユニット

第二世代型配置／第一世代と第二世代の電源ユニット

第二世代型配置

ガイド鏡とファインダーの追加２０１０年０７月

　オートガイド用のガイド鏡として、８センチＦ５は収差が大きすぎましたし、１０センチは重すぎました。そこで、８センチでそこそこの重量となる鏡筒を注文しました。

正立ファインダー／新ガイド鏡

ファインダー取り付け姿／４０センチ搭載状況

２５センチ搭載状況

使用状況

ミザール経緯台との接続

　　赤道儀━大型アリミゾ━┳━大型アリガタ大━４０センチ反射　　　　　　　　　　　　　┃　　　　　　　　　┗━ＫＤＳ経緯台マウント　　　　　　　　　　　　　┃　　　　　　　　　　　┗━Ｖアリミゾ　　　　　　　　　　　　　┃　　　　　　　　　　　　　┗━８センチ屈折STL80A-MSS 　　　　　　　　　　　　　┗━大型アリガタ大━Ｖアリミゾ　　　　　　　　　　　　　　　　┃　　　　　　┣━２５センチ反射GINJI 　　　　　　　　　　　　　　　　┃　　　　　　┣━１６センチ反射MT-160 　　　　　　　　　　　　　　　　┃　　　　　　┣━１０センチ反射MT-100 　　　　　　　　　　　　　　　　┃　　　　　　┣━１０センチ屈折SE-102 　　　　　　　　　　　　　　　　┃　　　　　　┣━━８センチ屈折STL80A-MSS 　　　　　　　　　　　　　　　　┃　　　　　　┣━━８センチ屈折短焦点　　　　　　　　　　　　　　　　┃　　　　　　┣━━６センチ屈折　　　　　　　　　　　　　　　　┃　　　　　　┣━━カメラアーム雲台　　　　　　　　　　　　　　　　┃　　　　　　┗━━カメラ雲台　　　　　　　　　　　　　　　　┗━ＫＤマウント━Ｖアリミゾ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　┣━１０センチ屈折SE-102 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　┣━━８センチ屈折STL80A-MSS 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　┣━━８センチ屈折短焦点　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　┗━━６センチ屈折

以上のような構成となります。

４０センチ反射には、重量的に電動ＫＤ経緯台を取り付ける事が出来ませんので、ケンコー経緯台を使って搭載します。

搭載状況

電源第三世代　　　　　　　　２０１０年０８月

　第二世代で導入した３６ボルト電源の容量が微妙に足りないことが判りました。使用していたイーターのＢＪＢ３６ＳＡ－Ｕ１は５０Ｗの規格で、電流が１．４７Ａ以上になると保護回路が働いて間欠発振を起こします。具体的にはチカチカと電圧が入ったり切れたりする事になります。電源を入れた瞬間にこの機能が働くと、電源を切って、省電力機能を効かせて再投入するしかありません。まるで白熱電球のようにラッシュ電流が必要なようです。常にではなく、４～５回に１回程度の頻度ですから、微妙なところで保護回路が働いています。正常に動作させるには、電源を入れてからコンデンサに電気を溜めて、回路をつなぐような形にするか、より大容量の電源にするかです。簡単なのは、大容量化です。　（この後、保護回路の動作が不安定な様子になり、調べようとしたら電源が入らなくなりました。おシャカになったものと思い、大容量電源を急いで注文しました。そして、ユニットの再構築終了後に検品してみると、正常動作しました。巷の評判通り丈夫なイーター製です）　注文した大容量電源は１００ワットクラスのＢＳＤ３６ＳＡ－Ｕ１です。保護回路は３．４Ａで働きますので、倍以上の余裕があります。ただし、基板の大きさも倍以上となってしまい、新しく作ったケースには入りません。ケースの作り直しです。リレーユニット基板については作り直す気力はありませんし、そのまま使う事にします。ケースには深さがありますので、重ねて配置することが出来ます。また、ケースは密閉型でしたので放熱が出来ずに温度が上がってしまっていました。今回は放熱口が最低限必要です。どの様なケースがよいか判りませんでしたので、百均で透明なケースを５種類ほど買ってきました。サイズを決めてアクリルケースを注文するよりは安く済みます。材質はスチロール樹脂ですからアクリルに比べて価格性能共に落ちます。しかし、耐熱８０℃ですから、このケースが溶ける前に電子部品がいかれています。充分と言うことで。　部材を並べてみると、かなり大きくなってしまいますが、何とか一つにまとめることが出来ます。

第三世代電源ユニット／第一世代と第三世代の電源ユニット

第三世代型配置

星図の追加　　　　　　　　　２０１０年０９月

　Ａ３で、星図を作成していましたが、今回はハーシェルナンバーを入れた書き込み用の星図を作成しました。撮影経歴のチェックができます。

表紙

書き込み用星図です