Teleskop: podstawa typu Dobson (Mark I)

Udało mi się ostatnio zrealizować takie małe marzenie: teleskop. Stałem się więc właścicielem Celestron  c90 mak. Niestety nie doceniłem opinii bardziej doświadczonych o tym, jak ważny jest statyw. Myślałem, że mój fotograficzny trójnóg da radę. Po pół godzinie prób uchwycenia Księżyca w kadrze, gdy okazało się, że nawet migawka aparatu przesuwała obraz (co ciekawe: zawsze w górę i prawo) a ciągłe odkręcanie i dokręcanie śrub statywu nie ma sensu… pogodziłem się z myślą o konieczności kolejnego wydatku… Chyba że…

Znalazłem stary, drewniany stolik, kilka łożysk, metalową nogę od mebli… Wygląda na to, że mechanicznie ogarnę (wersja Mark I). Ale… fajnie by było sterować tym cyfrowo (Mark II). To umożliwiłoby np. pomoc w wyszukiwaniu obiektów (Mark III) czy ich śledzenie (Mark IV). No dobra, do tego jeszcze daleko. A więc wziąłem się za Mark I ale budowany z myślą o Mark II.

Tutaj znajdziecie indeks tekstów na temat budowy podstawy teleskopu

Idea

Dobson to chyba najprostsza – a zarazem bardzo stabilna podstawa dla teleskopu. Teleskop zainstalowany jest wahadłowo na obracającej się kolumnie. W ten sposób może obracać się wokół osi pionowej i poziomej. Ten typ montażu nazywa się azymutalnym (AZ, horyzontalny), w odróżnieniu do paralaktycznego (EQ, ekwatorialny, równikowy – gdzie teleskop porusza się w osi bieguna niebieskiego (oś biegunowa) i drugiej do niego prostopadłej. Wadą montażu AZ jest to, że żeby śledzić obiekt na niebie – konieczny jest obrót 2 osi. W przypadku EQ – wystarczy jedna.

W niektórych wariantach montażu Dobsona kolumna składa się po prostu z pionowej płyty, do której montuje się sam teleskop:

Meade LightBridge Mini 114.jpg
By MornOwn work, CC BY-SA 4.0, Link

Ze względu na to, że mój zestaw będzie rozszerzony o aparat fotograficzny, zdecydowałem się na wariant z dwoma ściankami:

Dobson-mount.jpg
By first uploaded on the English-speaking Wikipedia under the same filename, Copyrighted free use, Link

Musicie wiedzieć, że mamy tu do czynienia z całkiem pokaźną masą. C90 waży prawie 2.3 kg, aparat foto kolejne 0.5. Ustabilizowanie tego wcale nie będzie łatwe – zwłaszcza, że doczepiony do tuby aparat przesuwa jej środek ciężkości poza gniazdo montażu.

Waga nie będzie moim kryterium, rozmiary (oczywiście w granicach rozsądku) – również. Ważna będzie finalna stabilność. No i nie ukrywam – w dzisiejszych czasach, trzeba korzystać z tego co pod ręką:)

Podstawa

Budowę zacząłem od wycięcia 2 płyt – jednej w kształcie… kapliczki (nie wiem skąd to skojarzenie, podstawa) a drugiej okrągłej – talerza (promień ok. 15cm), na którym będzie obracała się kolumna teleskopu. Dawcą był stary, ale solidny stolik – z litego drewna.

Często stosuję taśmę malarską – łatwiej się po niej rysuje…

Podstawa jest większa od talerza, ponieważ w przyszłości umieszczę na niej silnik, zasilanie, sterowniki itp. Tutaj już wyszlifowana i przygotowana pod montaż łożyska:

Teraz obudowałem podstawę:

Postawa musi też mieć podpórki do przykręcenia pokrywy:

Po pierwszych próbach okazało się, że podstawę trzeba uzupełnić o uchwyty do przenoszenia.

Do ustawienia teleskopu przyda się również możliwość minimalne podniesienia części podstawy. Znalazłem je w markecie budowlanym, trzeba było je tylko skrócić.

Talerz

Również talerz od razu przygotuję pod napęd. Inspiracją był ten… gramofon (PRO-JECT Primary):

Gramoforn PRO-JECT Primary, zdjęcie ze strony producenta

Zauważcie, że silnik napędza talerz paskiem klinowym. Proste? Bałem się tylko, żeby pasek nie ześlizgiwał się  z talerza. Dlatego zrobiłem w nim wyżłobienie.

Wygląda łatwo, prawda? Po wyszlifowaniu na talerza na koło (cóż, po wyrzynarce był trochę… jajowaty) naciąłem rant piłą (typu japońska, ale Wam co pasuje – np. grzbietnica), potem dłutem wydłubałem ubytek a pilnikiem wyrównałem rowek. Kilka godzin zabawy. Tutaj już wyszlifowana i z nawierconymi otworami pod ścianki kolumny i montaż do dolnego łożyska:

Z samym rowkiem nie pieściłem się specjalnie, nie jest tak samo głęboki na całym obwodzie. Nie powinno to mieć jednak żadnego znaczenia. Ważniejsza jest szerokość rowka, która musi być trochę większa nie przewidziany pasek.

Mój wybór padł na GT2 o szerokości 6mm. Paski tego typu popularnie wykorzystuje się w drukarkach 3D. Łatwo je dostać w różnych długościach. Co więcej – w sklepach z akcesoriami do drukarek 3d znajdziecie mnóstwo szajbek od razu pasujących na silniki krokowe. Po co wynajdywać koło?

Jakoś  nie znalazłem rozsądnego sposobu łączenie paska GT2 w pętlę. Nie, „super glue” na pewno nie zadziała – bo połączenie musi być elastyczne. Dlatego zdecydowałem się na pasek fabrycznie sklejony w pętlę – ale uwaga: dostępne są w określonych długościach, np. 20cm czy 85cm.

Zauważcie, że w talerzu jest trochę otworów:

  • Montażowe, do ścianek kolumny,
  • Montażowe, do podstawy,
  • Hamulec (o tym dalej),
  • Przepust na kable.

Dolne łożysko – łączenie podstawy i talerza

Talerz osadziłem na łożysku a to – na podstawie. Wybrałem duże i ciężkie łożysko w obudowie – kolumna będzie dość ciężka a zależy mi na stabilności.

Zwróćcie uwagę na element montujący talerz do łożyska:

Powstał – z nogi meblowej kupionej w markecie… Tej samej, która za chwilę posłuży jako oś górnej kolumny.

Tutaj łożysko zamontowane na podstawie – obok łożyska podstawa dla talerza:

Wreszcie zamontowałem talerz – nie obyło się bez wyrównania go:

W kołnierzu podstawy:

A tutaj już z górną pokrywą:

Hamulce

Talerz zamontowałem na łożysku i stosunkowo łatwo się obraca. Musiałem więc zrobić niewielką blokadę. Wystarczyła długa śruba, przelotki z gwintem i drewniana gałka.

Tutaj zamontowany na talerzu:

Podobny hamulec zrobiłem dla górnej osi. Tu skorzystałem z korka nogi, w który wkręciłem śrubę 10mm. Śruba dociska metalową tarczę z gumą pod spodem. Guma dociskana do ucha powinna utrzymać oś w miejscu:

I na kolumnie:

Kolumna

Kolumna to dwie ścianki przytwierdzone do talerza. W ich górnych częściach umieszczę łożyska. Przejdzie przez nie oś, do której przytwierdzę montaż teleskopu.

Kształt sobie wymyśliłem pamiętając:

  • Obudowa wokół łożysk nie może być zbyt cienka,
  • Obudowa wokół łożysk – jak i cała kolumna  – nie mogą blokować obracającego się teleskopu,
  • Musi być solidne:)

Tutaj już wyszlifowane:

Łożysko wpasowane w ucho (z korkiem osi):

Tutaj oś już między łożyskami – zwróćcie uwagą na wzmocnienie między ściankami kolumny – było konieczne, żeby ustabilizować całość:

Kolumnę montowałem na kołki i dodatkowo po 2 śruby od spodu.

Górna oś

Górna oś to druga część tej samej nogi meblowej, po prostu – rurki 30mm. Muszę na niej osadzić łożyska, między nimi łapę – oraz kółko napędowe.

Skoro już ciąłem i piłowałem – najpierw zrobiłem kółko, z podobnym rowkiem jak talerz:

Tak to wygląda na kolumnie:

Łapa teleskopu

Teleskop osadzę na osi. W tym celu muszę skonstruować łapę, na której będzie opierał się jego montaż. Zabawę zacząłem od zakupu odpowiednich śrub, które wejdą w korpus teleskopu: szukajcie śrub 1/4 cala, 20 zwojów. Długość zależy od Waszego designu – ja mam coś trochę poniżej cala.


Podstawkę do teleskopu (tzw. dovetail) po prostu wydrukowałem w 3d:

Nie zapomniałem o odpowiednich gniazdach dla śrub do tubusu i łapy.

Teraz przyszedł czas na piłowanie łapy. Zrobiłem ją z łaty 2.5×3.5 cm:

Tutaj na kolumnie:

Galeria

Uzupełnienie

Podstawa w wersji „manualnej” Mark I skończona. Rozszerzenia:

  • Dla wersji Mark II (z czujnikami): Uzupełnienie do Mark II
  • Dla wersji Mark III (z silnikami): Uzupełnienie do Mark III