2011年11月27日日曜日

最小ステップ角比較

懸案事項の一つ
最小ステップ角2.29秒角(6.6PPS)と4.58秒角(3.3PPS)の実写比較です。

ISO500 f/4 200mm 148秒 等倍トリミング(無レタッチ)

ウオームギヤとホールギヤのかみ合わせ位置は同じです。
モーターの駆動方法を4W1-2励磁、2W1-2励磁で、最小ステップ角を変えています。
この実写では、3.3PPSの方が良好に見えます。

こんなテストをするとさらに疑問が増えます。
ステップ角0.9度のモーターを2W1-2励磁駆動とステップ角1.8度のモータを4W1-2励磁駆動する場合で、描写に差がでるだろうかと??

急ぐ必要はないので、そのうち実施するとして、ファームウエアには2W1-2励磁モードも準備しておこうと思います。。

24日のアンドロメダ銀河
9号機 200mm f/4 ISO800 190s
投票ありがとうございます。(74)

14 件のコメント:

匿名 さんのコメント...

匿名1号です(笑)
3.3PPSですと1ステップの移動の幅は、
1(秒)÷3.3×15(″角換算)で4.58″角。
6.6PPSなら半分の2.29″角ですね。
1-2相砺磁ですから、1ステップの幅は1.6倍くらいに増える(私の経験値)ので、3.3PPS=7.33″角。6.6PPSなら3.66″角の幅になります。
その幅でカクカク回るわけですが、200mm望遠レンズの追尾許容量はおよそ±10″、つまり20″角ですから、全く影響はないはずです。
粗い3.3PPSの方でも550mm望遠までは影響はないはずです。
ちなみに私は0.5PPS(2秒に1パルス)を作ってオーストラリアに持っていったことがあります。これでも1ステップの幅は30″角ですから、135mm望遠までは影響がありません。
しかし、ポタ赤に眼視用望遠鏡を搭載する人も多く、そうなると、たとえば口径10cmの望遠鏡の理論分解能は1.16″角ですから、6.6PPS(3.66″角)だと絶対に星が2個にブレて見えるはずです。昔、8PPSのモータードライブを作ったメーカーがあって、口径8cm屈折で正直に星は2個に見えました。6.6PPSですと口径5cmでも少し倍率を上げるとブレは見えると思います。
ギヤヘッド付きのモーターの場合は、ステップのカクカクがたくさんのギヤのクリアランスに吸収されるので、影響はかなり少なくなりますが、竜爺さんのはギヤを1段にして高精度化を測っているので、ブレはけっこうダイレクトに伝わると思います。
星野写真用なら3.3PPSでOK! 望遠鏡を搭載するとなると、最低でも10PPSくらいは欲しいところです。

竜爺 さんのコメント...

匿名さん

おはようございます。

設計上の最小ステップ角の根拠はeos60D+200mmで撮影した場合のセンサーピクセル間(約4.4秒角)からでした。

しかし、
>1-2相砺磁ですから、1ステップの幅は1.6倍くらいに増える(私の経験値)ので、3.3PPS=7.33″角。6.6PPSなら3.66″角の幅になります。

これは難しい話(ノウハウ)ですね。
機構的にオーバーシュートするって意味でしょうか?

眼視用望遠鏡を搭載する人の件、ありがとうございます。

このテストをやってるとき、まだ書けないのですが、オモシロイ現象を発見しました。
偶然の可能性も大きいので、確認テストをしたいのですが・・・・天候待ちです。。。

匿名 さんのコメント...

1-2相砺磁はフルステップとハーフステップの繰り返しです。
ステップが細かい場合は全く分からないのですが、ステップが観察される場合はフルステップとハーフステップの中間よりも少し粗いくらいの幅になります。

ステップが粗すぎると星野写真撮影には影響はなくても、眼視観察ではブレて見える場合があります。
どれくらい細かければ大丈夫かというと、私の経験では1-2相砺磁の30PPSが安全な下限ではないでしょうか?
以前の市販の赤道儀は16PPS~24PPSが多かったです。

PM型ステッピングモーターは速回しが苦手です。最高速300PPS~400PPSが上限なので、恒星時を30PPS駆動にすると10~13倍速くらいしか出せないわけですね。
もっと速回しさせるには恒星時のPPSを少なくすればよいわけで、以前の市販赤道儀は速回しの速度をウリにするため、恒星時のPPSをギリギリ少なくしていました。16PPSだと星がブレて見えることがありました。苦情もかなりあったようです。速回ししたいばかりに危険な仕様にしてしまったオカシナ時代でした。
このことがトラウマになったのでしょうか? 最近は「恒星時駆動はこんなに細かいです」をウリにする傾向があります。これもオカシナ時代だと思いますよ。

匿名 さんのコメント...

自分では実験したことが無いので、効果の程は不明ですが、もし、駆動ステップを小さくする必要があるのでしたら、PWM によるしたマイクロステップ駆動は利用できないでしょうか?

話題は違いますが、キャノンの一眼デジカメ用にも、Magic Lanternと呼ばれる非公式なファームウエアが公開されています.現状では、機種によって多少の制約はあるようですが、5D MarkII,60D,50D,Kiss X3 ,Kiss X4 ,Kiss X5,Kiss X50などに対応しているようです.Magic Lanternを利用することで、インターバル撮影や、30秒を超える露光ができるようになります.また、CHDKのGrid機能と類似したcropmarkと呼ばれる機能があって、極望パターン(?)のオーバーレイ表示もOKでした(EOS KissX4で確認) .

匿名 さんのコメント...

<>

誤 PWM によるしたマイクロステップ
正 PWM によるマイクロステップ

竜爺 さんのコメント...

匿名さん

PWMイイですね~
赤道儀を作り始めたころ、検討した事があります。高回転の必要がなく、専用チップも不要なため、安くできるかな~と・・・。
でも、当時、肝心の赤道儀としての機能も不安定だったため、動作として、安心感のある専用チップ(TB6560AHQ)を使用し、ここまできました。

>キャノンの一眼デジカメ用・・
読ませて頂きました。
なかなかそちらに注力する余裕がありません。LINKに更新日を記載させていただいております。

匿名 さんのコメント...

匿名1号です。
匿名さん。キヤノンのMagic Lanternの情報、ありがとうございます。
私は忙しくて手がまわらない…じゃなくて、能力がなくてわからないので、ぜひいろいろ検討されて、お教えください。

マイクロステップは、よほど安全志向のシステムにしないと、ステップの間隔が一定にならずフラつきます。
最近は、惑星画像を大量に撮影してスタックするので、強拡大した惑星像が、あっちへ行ったりこっちへ行ったりして、すぐにバレてしまうようですよ。
とくにPM型モーターは顕著で、例えば8分割マイクロステップにすると、調子の良いときはちゃんと1/8分割ですが、かなりの確率で1/2以上も動いてフラつきます。赤道儀の駆動につかってはいけない手法だと思います。
でも、海外の製品にはPM型モーターのマイクロステップがあるようですね。絶対にフラつくと思っているのですが…。

ハイブリッド型モーターの定電流ドライバーでも、下手をするとマイクロステップの間隔は一定になりません。
回路もそうですが、モーターにもよりますね。ちゃんと動くのはオリエンタルのモーターだけではないでしょうか? 竜爺さんはオリエンタルですね。

竜爺 さんのコメント...

匿名さん

>竜爺さんはオリエンタルですね。

昔は何の迷いもなくオリエンタルモーターを採用しいたころもありましたが、今回はコストがあいません。
残念ながら、違います・・・。

匿名 さんのコメント...

あれ? オリエンタルではなかったのですか?
まぁ、星野写真用ですし、元もとステップが細かい方の仕様でも眼視には対応させて(できて)いないわけですから、それでかまわないと思います。

ギヤヘッド付きのモーターを使えば、ステップはギヤヘッド比に比例して細かくできますが、ギヤヘッド付きは大きいし、高価だし、まして竜爺さんのはギヤヘッド無しにしてPモーションの低減をはかったのですから、今さら変更は出来ませんよね。

ステップをさらに細かくするには、回路側でもっと細かいステップにするか、伝達ギヤ比を大きくしなければなりません。
試作の写真を拝見すると、伝達ギヤ比は1:2くらいですか? これを1:4にすれば2倍細かくできますが、ギヤやモーターの配置ができなくなってしまいます。ウオームスクリュー側の平ギヤも巨大になってしまいますね。2つのギヤの間にアイドラーギヤを入れれば配置が楽になり、平ギヤをうんと大きく、モーター側ピニオンギヤをうんと小さくして1:10以上でも可能ですが、だんだん複雑に高価になってしまいます。
このへんの配置は、簡単なようでなかなか難しいです。

本日、ビクセンさんの新型SXP赤道儀を見てきました。コストの関係もあってギヤヘッド無しのモーターを使っているようです。
伝達ギヤはアイドラーギヤを挿入して1:8~1:10くらいかと推測しています。そのためウオームスクリュー側のギヤが直径6cmくらいありそうで、ギヤカバーの形状が大きくなっていました。試行錯誤が見て取れるようでした。

竜爺 さんのコメント...

匿名さん

今さらどうにもなりません(笑
今週、板金屋さんと最終打ち合わせです。。
平歯車は1:2.222で、モーターとウォームが干渉無く、フレームから出っ張らない最小の組み合わせです。

匿名 さんのコメント...

>専用チップTB6560AHQ
TB6560AHQはマイクロステップの専用チップのようですね.既に(1/16 ?)のマイクロステップを導入済みということでしょうか。2009年3月から(あるいは、さらにその以前からの、、)の試作の積み重ねで、いろいろなノウハウが詰まっている感じですね!

ところでDPPA法は、赤道儀の極軸とデジカメの視野の中心が一致していることが前提となると思いますが、これを合わせるのは結構難しい気がしています.何か、うまい手はあるのでしょうか?

Magic Lanternのインストールと使い方の簡易版を追記しました.また、一部問題も残っていますが、極望パターンの画像を生成するツールへ、透過パレットの処理を追加したバージョンへ更新しました.

竜爺 さんのコメント...

お付き合いのある商社さんから、TB6560AHQを紹介された時は1000個単位でしか買えなかったのですが、価格を気にしなければ、1個単位で購入できる環境が整った事と電源投入時に少しバタツキはありますが、放熱が楽な事で採用しました。
今、評価している事は、1/16駆動と1/8駆動でのバックデータです。
ところが、最近天気が悪くて・・・。

>うまい手はあるのでしょうか?
なれれば、3回の撮影で、北極星の内側に極軸を合わす事ができます。
先ず、広角で1~2回デッパ(DPPA法で撮影)し北極星を回転の中心に合わせる事です。広角で星景を撮る場合はこれで十分です。
極軸を0.5度以内に合わせたい場合は200mmくらいまでズームし、λUMi(6.3等)の位置関係を確認すれば可能だと思います。。

匿名 さんのコメント...

>先ず、広角で1~2回デッパ(DPPA法で撮影)し北極星を回転の中心に合わせる事です

ここでは赤道儀を搭載している雲台の調整のことを指していると思います.その前に、DPPA法で使うカメラを赤道儀へ取り付ける際に、赤道儀の極軸とカメラの視野の中心が一致するよう調整が必要ではありませんか?

竜爺 さんのコメント...

匿名さん おはようございます。

>赤道儀の極軸とカメラの視野の中心が一致するよう調整が必要ではありませんか?

1回目のデッパ(DPPA)の中心位置がカメラの画角内に入ってれば良いので、最初から完璧な調整は不要です。フレームとカメラの背面を平行に合わす程度で十分だと思います。
デッパの中心位置付近に北極星を合わせ、ズームアップした時、カメラの画角から外れるようでしたら、カメラの載ってる雲台を調整する方が楽だと思います。