STAF Projekt

ROBOT TÁVCSŐ VEZÉRLÉS

ASCOM INTERFÉSZ + CANON EOS

 

 

A robottávcső annyit jelent, hogy önálló feladatmegoldásra képes komplex rendszert alakítunk ki, mely emberi közreműködés mellőzésével – vagy annak minimalizálásával - képes a távcsövet objektumokra állítani és arról felvételeket készíteni.

 

Letöltés:   STAF_Robot program

 

Az álom

 

A fejlesztéseket két dolog inspirálja: a kíváncsiság és a lustaság. Az előbbi cselekvésre, míg az utóbbi tétlenségre ösztönöz.

 

Először nézzük meg, hogyan készülnek jelenleg az asztrofotóim:

 

  1. Kipakolom a műszereimet, bekábelezek, csatlakoztatom a laptopomat;
  2. Pólusra állok;
  3.  Élességi állítás: A fényképezőgép primer fókuszban; sorozatfelvételekkel beállítom a pontos élességet;
  4. A tényleges asztrofotózáshoz, el sem mozdulok a laptopom mellől egész éjszaka:
    A Cartes de Ciel csillagtérkép programmal pozícionálom a távcsövet új objektumra, majd az EOS Utility : Remout Control programmal végzem el az exponálásokat.

 

 

 

Összegezve: a távcső vezérlését és a felvételek készítését is manuálisan, de ugyanakkor számítógéppel oldom meg.
Azonnal felvetődik a lehetősége annak, hogy írhatnánk egy olyan programot, mely automatizálná ezeket a rutin lépéseket, tehermentesítve az egész éjszakás műszer melletti gubbasztástól az amatőrt.

 

 


STAF_ROBOT PROGRAM

 

 

 

Eddigi próbálkozásaimat egy CELESTRON CAM GOTO mechanikával és egy CANON EOS 400D digitális DSLR fényképezőgéppel végeztem.

 

A program nagy gyengéje, hogy a Canon nem tette lehetővé az USB-n keresztüli Bulb expozíciót, ezért max. 30 másodperceket exponálhatunk, ami engem azért nem keserít el, mert a fényszennyezés miatt, amúgy is ritkán mehetnék e fölé.

Másik nagy gyengéje, hogy csak JPG képeket képes megjeleníteni.

De ezeket majd a jövőben megoldom.

 


SRLStafRobotLanguage : Robottávcső vezérlő nyelv

 

Az alapvető feladatok megoldására egy speciális nyelvet, ill. utasítás készletet kellett kifejleszteni. Értelmes rövid utasításokkal és paraméterezéssel lehessen egész éjszakás programot megtervezni előre, amit agy távcsővezérlő célprogram lefuttat, soronként értelmezve és végrehajtva.

A nyelv egyenlőre csak a leglényegesebb utasításokat tartalmazza.

 

REM           : Megjegyzés',

START         : A program kezdő időpontja',

END           : A program befejezésének időpontja',

WAIT          : Várakozás T időpontig',

DELAY         : Várakozás N másodpecig',

EQ            : Távcső új koordinátákra áll',

EQREL         : Távcső relatív elmozgatása',

CANONPARAMS   : CANON paraméteresés',

ISO           : CANON ISO érétékének állítása',

EXP           : CANON Expozíciós idejének beállítása',

PATH          : CANON képek metésének könyvtára',

FILENAME      : CANON képek fájlnevének prefixe(előtagja)',

PHOTO         : CANON képet készít',

SERIES        : CANON felvételsorozatot készít',

FOR           : Ciklus kezdete',

ENDFOR        : Ciklus vége',

SHUTDOWN      : Program vége'

 

A parancsok értelmezését egy beépített parancsértelmező interpreter végzi:

- első körben elő feldolgozás történik: az értelmezhetetlen sorokat megjegyzésnek (REM) tekinti; kiemeli a program kezdő (START) és befejező (END) időpontjait és eltárolja;

- a program lineárisan ( egymást követő sorok sorrendjében ) kerül végrehajtásra;

- minden sor első szavát mint parancsot értelmezi: megkeresi, hogy szerepel-e a belső parancs szótárában:

- Ha nem, akkor megjegyzésnek tekinti;

- Ha igen, akkor végrehajtja, az utána szereplő paraméterek értelmezésével.

 

A STAF_Robot program beépített szövegszerkesztője és segítője lehetőséget nyújt az esti asztrofotós túránk megszerkesztésében. Az egyes parancsok pontos szintaktikáját a program készen megmutatja, ill. a Help részletes leírást ad róluk.

 

Ezért jelen összefoglalóban csupán néhány tipikus példán keresztül szeretném megmutatni, milyen egyszerű megszervezni robot távcsövünk éjszakai programját.

 


PÉLDÁK A STAF ROBOTTÁVCSŐ VEZÉRLŐ PROGRAM MEGÍRÁSÁRA

 

: Mentési könyvtár megnevezése

PATH D:\AP\2010-08-21

: 10 másodperces expozíciókat kérek

EXP 10

: ISO 600-as érzékenység beállítása

ISO 1600

 

: A Vega koordinátáira állás

EQ 18:37:18 38:47:35

      : Várakozás 10 mp-ig

DELAY 10

: Canon sorozat felvétele: Vega_ névvel, 3 db-ot, 1-es sorszámmal kezdve és a felvételek között 20 mp-es késleltetésekkel

SERIES Vega_ 3 1 20

 

A következő célunk a LYRA csillagkép néhány fényesebb csillagának a környezetét kívánjuk lefényképezni:

 

; A staf_robot éles próbája

 

PATH D:\AP\2010-08-21     : Ebbe a könyvtárba mentünk

EXP 30                    : 30 mp exp. időkkel

ISO 1600                  : ISO 1600-as érzékenységgel

 

EQ 18:37:18 38:47:35      : A Vegára állunk távcsövünkkel

   DELAY 20               : 20 mp várakozás a mechanika beállásához

   SERIES Vega_ 2 1 20    : 2 felvétel 20 mp késleltetéssel

 

EQ 18:44:44 39:37:27      : Epszilon LYR-re megismételjük

   DELAY 20

   SERIES EpszLYR_ 2 1 20

 

EQ 18h50m28 33°22'32      : A béta LYR-re állunk és

   DELAY 15

   SERIES BétaLYR_ 2 1 20 : fotózzuk le 2x

 

 

Érdekesebb és persze a robotizált távcsövünkkel sokkal kényelmesebb dolog egy változócsillag nyomon követése 20 percenként készített felvételsorozattal:

 

; RR LYR folyamatos fotózása 20 percenként

 

PATH D:\AP\2010-08-21     : Ebbe a könyvtárba mentünk

EXP 30                    : 30 mp exp. időkkel

ISO 1600                  : ISO 1600-as érzékenységgel

 

FOR 1000                  : Ciklus kezdete: 1000 x ismétli

   EQ 19h25m48 42°48:21   : RR LYR-re állítja a távcsövet

   DELAY 1200             : vár 1200 mp = 20 percet

   SERIES rrLYR_ 2 1 20   : 2 felvételt készít 20 mp különbséggel

ENDFOR

 

 

Ha minden rendben megy, akkor a csillagászati szürkület után elindítva a programot, egész éjjel ismételgeti a fenti feladatsort. Hajnalodván kimegyünk és STOP gombbal leállítjuk.

 

SZIMULÁCIÓS MÓD

 

A program goto mechanika és Canon nélkül is tesztelhető, mert ilyenkor ú.n. szimulációs módban fut – úgy tesz mintha tényleg valós eszközöket vezérelne.

 


ALAPFELTÉTELEK

 

A program használatának vannak tárgyi és szoftveres feltételei:

 

  1. Rendelkeznünk kell egy GOTO mechanikával amit számítógépről is lehet ASCOM interfészen keresztül vezérelni, és egy
  2. CANON EOS tükörreflexes fényképezőgéppel..

 

Az ASCOM-mal szerzett tapasztalataim ill. itt.

A fentiek hiányában a program szimulációs módban fut.

 

AZ AUTOMATIKUS FOTÓZÁS MEGVALÓSÍTÁSA

 

Előkészület az éjszakai munkára: általában nappal vagy napokkal előtte, összeállíthatunk különféle programokat és azokat elmenthetjük.
Ehhez én a Cartes de Ciel planetárium programot használom. A kívánt objektum részletes adatait mutató ablakból a koordinátákat egyszerűen átmásolom a saját szerkesztőmbe, majd a megfelelő elválasztókat lecsrélem kettőspontra.

Cartes de Ciel             :  2h44m29.20s   DE:+89°18'35.6"
Staf_Robot                 : EQ 02:44.29 89:18:36

 
Elkészítek egy üres célkönyvtárat, melyet a program a képek mentési helyének tekint.

 

PATH D:\AP\2010-08-12

 

ESTI KIPAKOLÁS:

 

Először a távcsövet szerelem össze, a kézi vezérlőhöz csatlakoztatok egy soros kábelt, mely USB-Serial átalkítón keresztül kapcsolódik a laptopomhoz.

A Canon EOS gépet is összekötöm a laptoppal egy USB kábel segítségével.

 

A mechanikát a szokásos módon pólusra kell állítani és be kell tanítani.

 

Célszerű úgy szervezni a feladatsort, hogy az égboltnak viszonylag kis területére essenek a fotózandó objektumok. Ez csupán azért lényeges, mert a nem megfelelően precíz alapbeállítások esetén a távolabbi objektumokra állás esetleg komoly hibával történhet.

De, tegyük fel, hogy a mi műszerünk precízen be van állítva.

 

Érdemes az élességállításhoz egy ismert fényesebb csillagot és annak környezetét használni.

Amikor a goto kézi vezérlőjével név (Named Stars) szerint kiválasztunk egyet, vagy a programmal megadott koordinátákra mozgatjuk és elkészítjük a teszt felvételt, tapasztalni fogjuk, hogy a csillagunk nem esik pontosan a felvétel középpontjába. (Nekem legalább is mindig mellette van.)

Ilyenkor érdemes lenne a középponthoz szinkronizálni.

 


TÁVCSŐ SZINKRONIZÁLÁSA EGY CSILLAGHOZ

 

A próbafelvétel azonnal megjelenik a program fénykép ablakában. Kattintsunk rá bal egérgombbal, majd Enter megnyomásával a kép középpontja a képmező középpontjába kerül.

Egy piros középkereszt megjelenítéséhez K billentyűt kell nyomni.

 

 

A kép alatti dRa ill. dDe számok a középre óhajtott csillagnak az eltéréseit mutatják, amennyiben az egér nyilacska hegyével a csillag pötty közepére állunk.

Jelen esetben a kereszttől jobbra le az közeli fényes csillagra, ahhoz, hogy pont a középpontba legyen Ra-ban -14 mp-et, De-ben -4’54”-et kellene állítanunk.

 

Vagyis a koordináták hamisan állítják azt, hogy a csillagon állunk, mert minden irányban eltérés mutatkozik.

 

A valódi középpont tehát nem a kijelzőn mutatott koordinátákon van.

Én ilyenkor a Get gombbal lekérem a jelenlegi koordinátákat és beállítom a kép középpont valódi koordinátáit, majd ezt követően a Sync gomb megnyomásával a távcsövemet szinkronizálom a valódi középponttal.

 

 

Most már a csillag adataira állással, (goto) nagy valószínűséggel az a felvétel közepére kerül.

 

Ha a szinkronizálással megvagyunk és a képélességi tesztekkel a pontos élességet beállítottuk, kezdődhet a robottávcső valódi munkája.

 

A ProgramEditor oldalon a Betöltés gombbal beolvassuk az előzőleg elmentett programunkat.

 

 

De, ott helyben is megírhatjuk az uj feladatsort. Amikor ezzel elkészültünk kezdődhet a program elindítása.

 

PROGRAM FUTTATÁSA

 

Meggyőződünk, hogy a fényképezőnket a Canon lapon érzékeli-e a program.

 

 

A Kamera felirat utáni kis körnek zöld színűnek kell lennie, ha nem, akkor a Kapcsolódás gombbal ezt megtehetjük.

 

A Távcső oldalon a goto mechanikával is kapcsolódnunk kell.
Ha mindkét eszköz kapcsolódott, akkor hajrá!



 A START PROGRAM gomb az elejéről soronként futtatni kezdi a program listát.

Ha nem az elejéről akarjuk végrehajtani, akkor a kívánt sorra duplán kell klikkelni.

 

A listában a jelző csík mindig az aktuális, végrehajtás alatti soron áll.

Elvégzése után egy sorral lejjebb lép, és az elvégzett sor kipipálásra kerül.

 

 

A programfutás felfüggeszthető ill. megállítható.

 

 

Az elkészült képek a Canon lapon lévő listában megjelennek és azok között válogathatunk.

Az utolsó kép a képmezőben is azonnal feltünik.

 

A képmező könnyen kezelhető, csak rá kell klikkelni, ilyenkor:

 

Enter:  teljes kép beigazítása az ablakba;

- és + gombok, illetve görgős egérrel képnagyítás;

Lenyomott bal egérgombbal kép vonszolás;

Klikkelésekkel képrészlet kijelölés ill. kinagyítás történik;

K billetyű a középkeresztet ki,be kapcsolja.

H hálózat megjelenítése

R,G,B gombok az RGB színcsatornákat mutatják, ami A gombbal visszaállítható 3 szinűre.

 


ELŐZMÉNYEK, TESZTELÉS

 

2009 tavaszán Dr. Kiss László csillagász szíves meghívásának eleget téve, módom nyílt arra, hogy Jászberényben egy rövid előadásban vázolhattam a STAF projectem körvonalait, elképzeléseimet ill. szerény eredményeimet. Film itt megnézhető

Ekkor nagy bártan bejelentettem, hogy dolgozni fogok a robottávcső megvalósításán.

Már az elején egyértelmű volt, hogy első körben a goto mechanikák Ascom interfészen keresztüli ill. a Canon fényképezők programszintű vezérlését meg kell oldani.

Miután ezekkel sikeresen megbirkóztam, ujra terítékre került a robottávcső terv.

Három hétig éjjel-nappal programoztam és teszteltem a szobámban.

Végre lefutott az első általam SRL nyelven megírt rövid kis programocska.

Örömöm olyan határtalan volt, hogy este a teraszon az éles próbán, már barátaim körében, számban az első, csak kivételes alkalmakra tartogatott szivarral és némi borral a poharamban, túláradó büszkeséggel mutattam, ahogy a programom szépen ballag és vezérelget.

 

Az első frenetikus örömök után jelentkezni kezdtek a gondok. Az egyik – és mind a mai napig nem tisztázott – kínos hiba a goto mechanikám No Response 16 hibája. Időnként, minden ok nélkül megszakad a kapcsolat a goto meg a számítógép között. Ha ilyenkor a kézi vezérlő Undó gombját buzgón nyomorgatom, akkor megjavul.    
Az érdekes az, hogyha a szobámban tesztelek, akkor soha nem jelentkezik. Élesben gyakran! Mi nem tetszik olyankor neki? Fázik, bepárásodik?

 

Vannak esték, amikor csak hevenyészetten állok pólusra, így a felvételeim is elcsúsznak, bár jelenleg csak a program tesztelése volt a célom

.

Ja, és egyszer a sötétben majdnem leestem a padról. Hiába! Veszélyes szakma a miénk!

 

A gyakorlati tapasztalatok azonban gyűlnek és a kétkedőknek említem, hogy a módszerrel sokkal kényelmesebbé vált az asztrofotós munkám, ha nem is lettem teljesen kiküszöbölhető, mint reméltem.

Rengeteg a csiszolni való rajta, azért kérem, hogy minél többen töltsétek le és kisérletezgessetek vele, mert a Ti tanácsaitok ás tapasztalataitok is nagyon sokat segíthet.

A program folyamatos fejlesztés alatt áll.

 

2010-08-25

Ózd-Kisamerika

 

Agócs László