RUOTA PORTA FILTRI - PARTE ELETTRONICA

Il seguente progetto e stato studiato per poter cambiare dei filtri a distanza mediante un motore passo passo ed un comando a distanza via filo. Qui sotto è possibile scaricare gli schemi e i file .HEX da caricare nei due PIC16F84.

ruotaportafiltri.zip

   

Il modulo di potenza è studiato per funzionare anche autonomamente e va posizionato non troppo lontano dalla parte meccanica. Al connettore X1 vanno applicati i 220 volts; il trasformatore di alimentazione va scelto in base al motore usato e comunque la tensione di uscita deve essere compresa tra 9 e 15 volts, poiché alimenta l'elettronica mediante lo stabilizzatore 7805. Sul connettore X2 in posizione 1 esce la tensione di alimentazione per i due comuni del motore passa passo, mentre nelle posizioni 2,3,4,5 ci sono le quattro fasi che vengono messe a massa alternativamente da dei mosfet.
Per conoscere il numero di filtri di cui è dotata la ruota e per sapere quando il motore ha raggiunto la posizione voluta sono necessari due microinterruttori normalmente aperti: il primo va posizionato in modo da chiudersi quando la ruota ha raggiunto la prima posizione, il secondo deve chiudersi in corrispondenza di tutte le altre posizioni. Il sistema all'avvio fa l'autoscansione per conoscere il numero di posizioni disponibili, il massimo è 8. I microinterruttori prendono corrente dal connettore X2-10, mentre X2 9 va connesso al microinterruttore della prima posizione e X2-8 all'altro.
X2-7 è connesso a massa e X2-6 viene messo a massa prima di azionare il motore e vi resta finche il motore ruota; questa connessione è necessari per poter sbloccare una frizione che tiene ferma la ruota, infatti una volta che questa è in posizione viene tolta tensione sia al motore che ai microinterruttori, ciò è necessario perchè in alcuni casi i campi magnetici o elettrici possono disturbare il sistema.
La pressione di uno dei due interruttori siglati S1 e S2 fa muovere il motore in senso orario o antiorario fino alla successiva posizione.

Il connettore J1 alimenta e comunica con lo stadio pilota. La corrispondenza dei cavi è 1 con 4, 2 con 3, 3 con 2 e 4 con 1, in pratica è sufficiente un cavo "dritto".

Lo stadio pilota riceve la posizione del filtro e la indica accendendo il led relativo, inoltre c'è un led supplementare che si accende ad indicare che c'è comunicazione. I due pulsanti siglati ancora S1 e S2 mandano avanti o indietro la ruota di una posizione.

 

RUOTA PORTA FILTRI - PARTE MECCANICA

Progetto di Daniele Capezzali e costruzione di Fiore Ciancabilla. E’ una classica ruota di vecchia concezione con qualche accorgimento in più: ha 8 posizioni da 50 mm ed é nata per esigenze di denaro, infatti una ruota simile sul mercato può costare fino a 2500 euro contro i 350 spesi effettivamente.
In 8 posizioni si raccolgono i filtri L R G B di quadricromia e B V R I di fotometria ad uso scientifico; ha un diametro esterno di 225 mm, una ruota interna di 196 mm che ruota su 2 cuscinetti antipolvere a basso profilo (5 mm). Uno spessore di 42 mm e pesa 1,9 Kg filtri compresi. Il movimento é sia manuale che abbinabile all'elettronica presentata nelle pagine di Autocostruzione, i filtri sono incassati e tenuti da anellini di teflon che funzionano da seyger. La precisione di posizionamento é molto sotto  il mm visto che é demandata alla meccanica tramite un interruttore di fine corsa a rotella che cade in apposite buchette equispaziate per ogni filtro.

   

E' possibile anche vedere il foro d'ispezione dei filtri dove é possibile sia estrarli che ripulirli; é un foro passante chiuso da due tappi di teflon nero.

Altra mirabolante invenzione di Paolo Fagotti, ha forma cubica e più di mille descrizioni é incisiva la foto sottostante.

 

DADO PORTAFILTRI

Nel secondo telescopio di Porziano é stata messa al primo fuoco e per questo risulta con una faccia aperta, ogni filtro é adagiato su una piastra parallela ad una faccia del cubo e bloccato dalla sua linguetta a sfera a due posizioni, una di riposo e una di utilizzo. Quando si vuol muovere un filtro si ruota la linguetta del filtro desiderato di 90 gradi (é possibile vedere i solchi del tragitto nella foto) e quest'ultimo si posiziona di fronte al cono luminoso filtrandolo.

      

Le foto dovrebbero essere estremamente chiarificatrici. Abbiamo così ottenuto un portafiltri innovativo che ha anche il pregio di tenere i filtri custoditi al suo interno al contrario di molti altri di simile configurazione ma ad estrazione.Il vantaggio é duplice, infatti in questa maniera non c'é pericolo che nuove sporcizie si posino  sui filtri compromettendo le immagini di flat come nei portafiltri a estrazione ed inoltre l'accuratezza di posizionamento del filtro supera qualunque ruota portafiltri a posizionamento digitale. Per contro si rende necessaria una nuova messa a fuoco per ogni filtro in quanto una volta in posizione i quattro filtri giacciono su quattro piani diversi.

 

RUOTA PORTAFILTRI LEGGERA

L’idea è quella di autocostruirsi una ruota portafiltri in modo da non spendere una cifra molto elevata come quelle attualmente in commercio.

Ho provveduto ad acquistare delle lamiere di alluminio dello spessore di 2-3mm circa in modo da ricavare 2 dischi delle medesime dimensioni ed un terzo  poco più piccolo. Questo terzo disco sarà forato con 5 fori equidistanti l’uno dall’altro in modo che possa ospitare il filtro che sarà opportunamente serrato con due elastici posti da un’estremità all’altra del disco. I due dischi più grandi saranno posti all’estremità del disco più piccolo e saranno serrati con tre viti provviste di dado e controdado in modo da comporre una specie di castello dove il terzo disco, quello dei filtri, vi ruoterà all’interno. Il disco dei filtri avrà un’asse al suo centro costituito da una vite.

All’esterno della vite sarà inserita una molla che provvederà a mantenere il disco filtri sempre perpendicolare alla ruota,e a mantenere un costante livello di frizione nel moto rotativo. Non ho provveduto ad inserire un dispositivo che mi garantiva il ritorno esatto nella medesima posizione dello stesso filtro, ma sono riuscito comunque a raggiungere una discreta precisione nel riposizionare il filtro grazie all’indicatore fine della manopola di rotazione e a degli adesivi ritagliati a punta.Una superiore precisione nel riposizionamento del filtro che comunque dovrebbe essere migliore dei 2-3 decimi di millimetro richiedeva un dispositivo molto laborioso da realizzare e comunque non strettamente necessario in virtù del fatto che l’influenza nel flat dovuto al filtro non è molto importante se il filtro è distante qualche centimentro dal piano del sensore.

I filtri fotometrici sono filtri molto buoni e presentano  una buona omogeneità alla trasparenza della luce.

 

RUOTA PORTAFILTRI MOTORIZZATA

Questa ruota è una versione più grande e più pesante rispetto alla versione leggera che si trova in queste pagine, comunque a ruota terminata il peso senza filtri non ha superato i 600 grammi. Essa ha una capacità di 10 filtri da 31,8mm, uno spessore di 30mm ed è composta in alluminio, escluso l’asse che è in acciaio e alcuni spessori in bronzo e teflon che servono per migliorare la scorrevolezza della ruota. Il moto proviene da un motore a corrente continua e trasmesso da ingranaggi riduttori in PVC, questi materiali sono stati ricavati da vecchie stampanti da me demolite. Acquistando con 8 euro una lastra di alluminio da 3 mm di spessore è stato facile ritagliare i tre dischi della ruota. Nelle foto ci sono le immagini della fase costruttiva della ruota che spiega molto esplicitamente la sua realizzazione. 

      

Per i comandi del motore ho costruito una piccola pulsantiera che aziona il motore avanti e indietro con due possibilità di velocità di moto. Per l’abbondanza di vecchi alimentatori che avevo in casa ho preferito alimentare la pulsantiera con due alimentatori uno da 4,5 V ed un altro da 7,5 V, tensioni che servono per gestire le due velocità. Chi vuole può far uso di un solo alimentatore ma dovrebbe applicare poi  un circuito a transistor per creare la differente tensione. L’inconveniente di questa ruota è che nonostante abbia il motore non è completamente gestibile per un uso remoto, infatti devo visionare tramite l’ago indicatore posto sulla ruota la posizione del filtro,manovra che mi costringe  ad alzarmi dal tavolo del computer. Molteplici sarebbero i sistemi per risolvere tale inconveniente, quello che ho impiegato è  di applicare una webcam sopra l’ago , per avere tramite computer una visione della posizione del filtro.Già impiego una webcam per autoguida, l’installazione di una seconda webcam non mi a dato problemi.  Comunque all'inizio di questa pagina c’è un articolo per il comando di una ruota porta filtri tramite motori passo passo, un altro sistema che assolve benissimo il compito della posizione del filtro.

 

PORTAFILTRI A INGOMBRO RIDOTTO

Le stelle emettono la loro luce principalmente su una determinata lunghezza d’onda per poi calare gradualmente di luminosità agli estremi del resto del campo spettrale, la classica plankiana.

   


In queste condizioni  è sufficiente usare filtri che campionano le fondamentali lunghezze d’onda ovvero L’RGB o al massimo l’infrarosso o l’UV, mi riferisco ovviamente alla fotometria. Comunque nell’osservazione deep sky, non  mancano occasioni  di osservazioni con filtri a banda stretta o altri tipi, su particolari soggetti. Ci vorrebbe una grande ruota porta filtri per accogliere i tanti tipi diversi  di filtri. Nel mio caso possiedo i filtri sopra citati. Solitamente l’osservazione del profondo cielo viene fatta con telescopi sopra il metro di focale e postazione fissa e una ruota motorizzata per non toccare il telescopio è un accessorio fondamentale. Quindi  per il profondo cielo è chiaramente sufficiente una ruota porta filtri da 8 posizioni o per i più esigenti da 10 posizioni. Fin qui tutto bene, ma se poi si possiede un  telescopio portatile per l’osservazione planetaria le cose cambiano,almeno secondo il mio punto di vista. I pianeti al contrario delle stelle non emettono luce su un unico punto ma emettono luce su una vastità di punti fino a definire particolari su tutti i più svariati livelli di lunghezze d’onde. Si ha quindi il bisogno di contrastare un particolare rispetto a quelli circostanti. Da qui la grande varietà di filtri per uso planetario. Costruire una ruota porta filtri gigante soprattutto per un telescopio portatile non è proprio il massimo. Così mi sono costruito un semplice dispositivo per sostituire i filtri senza toccare il dispositivo di ripresa. In più posso anche combinare due filtri ricavando interessanti e curiose nuove curve di trasmissione,perdo luce ma per i pianeti questo non è un grande problema.

 

WEBCAM SU RUOTA PORTAFILTRI

Il telescopio per riprese del profondo cielo, come si sa, non si concilia bene per l’osservazione planetaria, pena lo spostamento della camera ccd  con conseguente perdita dei flat, allineamenti , fuochi e, specialmente  per chi a il telescopio completamente remotizzato,  il fastidio di toccare il telescopio, lavorando in alta risoluzione è sempre un rischio.

Per questo ho provveduto a inserire in un foro vuoto della ruota porta filtri, un vecchio e piccolo prisma da 24mm in disuso. In astronomia non si butta via niente, tutto può sempre tornare utile. In questo modo posso deviare il fuoco di 90° e portarlo in una webcam, senza alterare nulla sul telescopio, escluso il fuoco fine ma questo lo si fa sempre anche su un telescopio a struttura permanente.

Le foto sottostanti mostrano la fase di montaggio.

   

                                                     Montaggio del prisma con delle staffine a L                                                    Vista di profilo 

 

   

                                                                                Vista latrale                                     Lavoro ultimato. Dentro il raccordo c'è una barlow 2X