Jahresrückblick 2013

Im voraussichtlich letzten Blogartikel (des Jahres 2013) blicken wir noch einmal zurück auf den Werdegang des Radioteleskop-Projekts im Jahr 2013.

Neubeginn und Zielstellung

Die Auswertung der bisherigen Ergebnisse hatte uns gezeigt, daß die bisher erreichte Genauigkeit für anspruchsvolle und wiederholbare Messungen nicht ausreicht. Da die vorhandene Konstruktion prinzipbedingte Mängel aufweist die nur schwer zu beheben sind, haben wir uns entschieden noch einmal von vorn zu beginnen und die Teleskophardware komplett neu zu konstruieren. Wir haben uns das Ziel gesetzt eine Positioniergenauigkeit von 0,1 Grad zu erreichen. Auch für die Steuerungssoftware wurde die Latte sprichwörtlich höhergelegt. Die Zahl der Messungen pro Sekunde wurde von 10 auf mindestens 8000 erhöht.

Variante „Kettengetriebe“

Der erste Ansatz für einen Antrieb der Teleskopachsen war die Kraftübertragung per Kettenantrieb. Anfängliche Unklarheiten inwieweit ein Kettenantrieb mit der geforderten Positioniergenauigkeit von 0,1 Grad vereinbar ist, wurden nach ausgiebigen Berechnungen durch Sternfreund Martin geklärt. Die Genauigkeit kann erreicht werden, wenn man für die Kettenräder eine Mindestzahnzahl einhält und das Übersetzungsverhältnis einen bestimmten Wert nicht übersteigt.
Die Kettenantrieb-Variante wurde nach ausgiebigen Erörterungen zurückgestellt, da nicht geklärt werden konnte wie die Kettenspannung in einem großen Temperaturbereich aufrecht erhalten werden kann ohne Einbuße bei der Positionier-genauigkeit hinnehmen zu müssen.

Testaufbau-Kettenantrieb

Windkraftberechnungen

Neben der Auswahl der geeigneten Antriebstechnik mußte auch geklärt werden, mit welchen Windlasten die neue Antennenanlage klarkommt. Neben der Belastung im Meßbetrieb unter normalen Windbedingungen müssen auch extreme Belastungen bei orkanartigen Windböen einkalkuliert werden. Hier hat wieder Sternfreund Martin mit seinen Berechnungen aufgezeigt, welche Materialien wie ausgelegt werden müssen damit uns nichts „wegknickt“.

Schrittmotorsteuerung mit Arduino

Von Anfang an war klar, dass nur mit Schrittmotoren die geforderte Genauigkeit erreicht werden kann. Es zeigte sich, dass sich die Arduino-Plattform zur Lösung dieser Problemstellung sehr gut eignet. Nach eingehender Recherche wurde mit der AccelStepper-Library eine Programmbibliothek gefunden mit der eine komfortable und leicht zu programmierende Motorsteuerung realisierbar ist. Mitte des Jahres waren wir soweit Schrittmotoren für die Getriebe-Tests mit der eigenen Software ansteuern zu können.

Variante „Standardgetriebe“

Nach dem die Kettenantriebsvariante ausgeschieden ist, mußten andere Wege gefunden werden das neue Teleskop anzutreiben. Sternfreund Detlef setzte sich mit diversen Getriebeherstellern und Vertriebskanälen in Verbindung mit dem Anliegen, Getriebe zu finnden die unsere Anforderungen erfüllen und bezahlbar bleiben.
Ein Getriebe wurde netterweise von einem Vertrieb für Tests zur Verfügung gestellt (Siehe Foto unten). Wir adaptierten einen Schrittmotor und bauten eine Testeinrichtung um mit einem Laser unter verschiedenen Lastbedingungen das Getriebespiel zu testen. Leider stellte sich heraus, dass das Getriebespiel bei einem Richtungswechsel viel zu groß ist (mehrere Grad).
Ob die Variante „Standardgetriebe“ zum Ziel führen wird bzw. innerhalb des gesetzten Budgets in Frage kommt, ist leider fraglich 😦

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Mobil-Variante

Neben dem Bau eines neuen ortsfesten Teleskops gab es immer wieder Überlegungen zu einer mobilen Version. Eine größere Standardmontierung sollte durchaus in der Lage sein einen 1m-Offsetspiegel zu tragen. Um hierfür den Beweis zu erstellen, hat sich Sternfreund Detlef bereit erklärt seine nagelneue AZ-EQ6 zur Verfügung zu stellen (Siehe Foto).

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Neue Steuersoftware

Wie oben schon angesprochen, war es erforderlich die Steuersoftware komplett neu zu schreiben. Die neue Steuersoftware wurde wieder komplett in LabVIEW 6.1 erstellt und ist mit dem aktuellen Versionsstand in der Lage per ASCOM-Anbindung kommerzielle Montierungen wie die AZ-EQ6 anzusteuern. Zum Glück stellte sich heraus, dass hierfür der Celestron-ASCOM-Treiber genutzt werden kann. Aber auch für die Ansteuerung einer Eigenbaumontierung ist die Software schon gewappnet. Nachfolgender Screendump zeigt die Steuersoftware in der Entwicklungsumgebung inklusive einer Anbindung der Software Skychart (Cartes du Ciel) mit der die Position astronomischer Zielobjekte berechnet und bei Meßvorgängen einbezogen werden kann.

(C) 2013 D. Lausecker, Berlin

Screendump BHB-Radioteleskop Steuersoftware (Stand 31.12.2013)

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