自作オートガイダーの製作(2007年6月)１．オートガイダー自作の動機私が使用している赤道儀はSP-DXです。これに、スカイセンサー2000PCなど をつければ、RS-232CやST-4ポートでオートガイドはできるのですが、高価 ですし、今となっては入手も困難です。そのため、以前よりリレーボックスを 接続してオートガイダーを作成しようとしておりました。しかし、RS-232Cを持つ PCが少なくなっているし、電源を持つのも煩わしいなぁ．．．と思っていたら、 CQ出版のインターフェース2007年5月号に、USB-シリアル変換ICを搭載した 基板が付録で付いているではありませんか！しかも、安い(1680円)。 そこで、2007年6月にボーナスも出たので、ミードのDSI Proも買って、オート ガイダーの製作に取り掛かりました。
仕様 ・PCとは、USB接続(バスパワーで動作するので、電源不要) ・コマンドは、LX200の一部のみサポート ・カメラは、ミードのDSI Pro、ソフトは付属のAutostar Suiteを使用 （最新版では、PHDGuidingにも対応） ・赤道儀はビクセンのSP-DX、コントローラはDMD-3 注意．下記の内容を参考にして作成し、不利益や損害が発生しても、 一切責任は負いませんので、自己責任で作業下さい。
２．作成手順(1)準備するもの ・CQ出版のインターフェース2007年5月号(1,680円) ・東芝製４素子入りフォトカプラ TLP521-4(約120円) ・40ピンコネクタとピンヘッダ(約400円) ・基板(約150円) ・抵抗、コンデンサ、配線材を適量 ・ミードのDSI Pro(29,400円) (2)回路設計と基板作成 回路は、適当なポートにフォトカプラを繋ぐだけ。 設計は、約１時間、半田付け約2時間です。
注意．上記基板写真には、ロータリースイッチとディップスイッチが実装されて いますが、不要なことが分かりましたので、回路図などは削除しました。 (3)ソフト作成 まず、インターネットでLX200のコマンド情報を入手しました。下記のミードの HPから入手できます。 http://www.meade.com/support/LX200CommandSet.pdf 次に、別のPCとRS-232C(9600bps,8bit,NoParity,Stop1)で接続し、Autostar Suite で使われているコマンドを調べました。その結果、 :GVP# :GVN# :M?# :Q?# :Q# (?は、n/s/e/wの方角を示すコード) のみ、サポートすれば、制御可能なようです。 更にASCOMに対応するためには 0x06 :GR# :GD# をサポートすればOKです。具体的には、次の通りです。
ということで、インターフェース2007年5月号のサンプルを参考に、RS-232Cの 送受信ソフトを作成し、上記コマンドに応じて、フォトカプラをON/OFFする ソフトを作成しました。 コマンドの調査に4時間、ソフト作成は2時間程度でした。 ３．動作確認接続方法は、次の通りです。 まずは、部屋の中で、Autostar Suiteを起動し、望遠鏡を、東西南北に動かして見ます。 一発で、動作しました。 その夜、薄雲がかかっていますが、ベランダに望遠鏡を出して、オートガイドのテストです。 北極星が見えないので適当に望遠鏡を設置し、デスクトップPCに接続しました。たまたま 明るい星が写ったので、ピントを合わせます。中心近くに移動すると、DSI Proの取り付け が90°ずれているようです。更に、極軸がずれているので、星はどんどん移動します。 それでも構わず、星をマウスで囲んで、TrackHereを押しました。すると、Autostar Suite はあちこちのモーターを回転させて10秒ほど迷っていましたが、その後、見事、星の移動 が止まりました。感動！但し、２〜３画素の範囲でぶれているようです。極軸を合して、 設定を見直せば、もっと良くなるかもしれません。 また、口径60mm、FL=700mmのガイド鏡の直焦点でしたが、結構、暗い星でも追尾 できました。等級は確認できませんでしたが、夏の空で適当に向けて、１画面に１個入る 程度の星なので、6等星よりは暗かったと思います。(その後の確認で、露出を0.5秒に した場合、8.7等〜9.0等星まで写ることを確認。) ４．撮影結果2007年7月23日、オートガイダが完成して、初めての晴天。オートガイダの性能を見るため VC200L(FL=1800mm)にて、テスト撮影を行いました。結果は、下記の写真の通りです。 ご覧の通り、結果は、あと一歩でした。オートガイド無しでは30"ずれていたのが、オート ガイドで4"〜7.5"までずれが小さくなっており効果はありますが、これでは不十分です。 そこで、ガイド鏡に２倍のバローレンズを付けたりしましたが、今はバローレンズ無し の700mmのままで、Autostarの設定のCorrGainを1.0、DSI Proのシャッター速度を 0.35〜0.7秒にして、750mm、8分露出でほぼ、ガイドエラーは無くなりました。 天の赤道から北極星近くまで、ズレは±0.5画素に収まっています。 下の写真のように、1280mm、8分露出でも、3回の内2回は±１画素のズレに収まる ようになりました。 当然、赤緯に依存しますので、天の赤道付近の天体は厳しく、天の北極に近づくと 成功率は上がります。M61は天の赤道の近くにありますが、この日は無風でガイドも 安定していました。実際は、赤経方向に１〜２画素伸びることが多いです。 VC200Lは重量が重く、赤道儀／三脚の強度不足、ガイド鏡のタワミなどにより、 なかなか厳しいです。 自作オートガイダーの撮影結果(M61付近を撮影)
セッティングにも慣れ、以前の眼視ガイドとほとんど変わらない時間で準備できるようになり、 ガイドの負担がなくなったため、非常に楽になりました。特に冬はおお助かりです。 今では、オートガイダは手放せません。
５．DSI Pro及びAutostarの使用上の注意１．電源を入れて、初めて「Track here」を押した時のようにキャリブレーションを行う時は、できるだけ 明るい星を導入し、シャッター速度を0.25秒以下にしないと、星の動きに追従できないようです。
２．ガイド中は、シャッター速度を早くしすぎると行ったり来たりを繰り返し、発振状態になりますので、 私の望遠鏡では、0.35〜0.7秒が良いようです。 10秒前後が良いという話もありますが、私のシステムでは１秒以内にフィードバックしないとずれる ようです。（詳細なデータはありませんので、確証はありません。）
３．Corr Gainは、詳しい説明が見つからないのですが、多分、検出したズレに対して、フィードバック (赤緯モータや赤経モータをON/OFFする)を行う度合いを設定するものだと思います。精度の高い 赤道儀では、急にモータを制御しない方が良いので小さな値にし、私のSP-DXのように余り精度が 高くない赤道儀では、1.0に近い値を設定した方が良いようです。
４．2009年12月にWindows7でAutostarSuiteを使ったところ、EnvisageV7.05ではDSI Proの画像が 映りません。また、最新のV7.06を使うと映像は出るのですが、起動後約1時間と約１時間30分後に 必ずAutostarSuiteが異常終了するか、PCがハングアップしてしまいます。Vistaからのアップデート でも、クリーンインストールでも同様でした。 また、WindowsVistaにEnvisageV7.05をインストールしても、起動後約1時間で異常終了しました。 その後の確認で、全てのOSについて、DSI Proに付属の最もバージョンの古いAutostarSuiteを インストールした場合、正常に動作することが確認できましたので、現状、Windows7と Autostar Ver.3.18+Envisage V4.0の組み合わせで使用しています。
６．PHDGuidingの使い方上記、２．(3)に記載のコマンドを全てサポートすると、ASCOMにも対応できます。これにより、 よく使われているPHDGuidingでも動作します。簡単に使い方を説明します。 準備 １．PHDGuidingを下記のHPのDownloadsからダウンロードし、インストール。 http://www.stark-labs.com/phdguiding.html ２．ASCOM Platformを下記のHPからダウンロードし、インストール。 http://www.ascom-standards.org/ ３．同じくASCOMのHPのDownloadsの中の、Telescope/Mount Driversを選び、Vixen SkySensor 2000 のドライバをダウンロードし、インストール。 Generic LX-200のドライバでも動作しますが、下記の通り、COMポートを選ぶ部分にバグがあり要注意。
使い方 １．PHDGuidingを起動。 ２．カメラボタンを押して、カメラを選択。 ３．MountでASCOMを選択し、望遠鏡ボタンを押し、Vixen SkySensor 2000を選び、Propertiesで オートガイダのCOMポート番号を設定。 なお、Generic LX-200ドライバでは、なぜかPHDGuidingからCOMポート番号を変更できないので、 ASCOM Diagnosticsを起動し、ToolsのTelescopeChooserを開き、Generic LX-200を選び、そこの PropertiesでオートガイダのCOMポート番号を設定する必要があります。 ４．回転矢印ボタンを押すと、カメラ表示開始。シャッター速度とコントラストを調整。 ５．星をマウスで選んで、PHDボタンを押すと、最初はキャリブレーションを行い、緑の線に変わったら オートガイド開始。STOPで停止。２回目からは、すぐにオートガイド開始。
７．60mmガイド鏡＋DSI Proでガイド可能な星まず、DSI Proの仕様は次の通りで、非常に高感度です。 画素数 510×492 ピクセルサイズ 9.6um×7.5um モノクロ／カラー モノクロ A/D変換 16bit 2008年10月に、口径6cm、焦点距離1400mm(２倍バロー使用)のガイド鏡をすばる(M45)に向け、 DSI Proで識別可能な星を確認しました。結果は、次の通りです。
露出 0.50秒 8.7等星ははっきり見える。9.3等星は見えず。 露出 0.70秒 9.3等星が何とか見える。 露出 1.0秒 9.3等星がはっきり見える。
私のシステムでは、露出時間は、0.50秒以下にしないとガイドエラーが発生します。そのため、 ガイドに使える星の限界は、8.7等〜9.0等のようです。しかし、これは予想を遥かに超える高感度 です。700mmでは、大概、動かさずにガイド星が見つかりますし、星の少ないエリアでも１分以内に ガイド星を見つけることができるので、非常に助かっています。
８．オートガイダ用PC・ProgressCL M430/DVR OS：WindowsXP(32bit) 以前、使用していましたが、重い(2.0kg)、バッテリーが1.5時間程度しか持ちません。 ACアダプタが必須です。
・Gateway EC1400-31K OS：Windows7(32bit) 制御ソフト：AutostarSuite Ver.3.18 内蔵バッテリーで、液晶輝度最低、１分で液晶OFF、スリープ無しに設定し、気温0℃に 近い冬で、約5時間使用できます。（DSI Proと、自作オートガイダにも電源供給） 2015年1月現在、5年以上使ってバッテリーが劣化し、2.5時間程度になっています。 |
