SWMT - Schlechtwettermontierungstester

  • Moin!


    klasse Wort - oder? Es muss ja nicht immer neudeutsch sein...


    Letzte Woche wurde ich durch einen Thread (http://www.astrotreff.de/topic…=83078&whichpage=1#361523) auf ein Tool namens SGE (Star-Guiding-Emulator) aufmerksam. Das Tool simuliert einen Stern auf dem PC-Bildschirm, auf dem man dann Guiding-Tests und theoretisch auch eine PE-Messung machen kann.


    Leider ist das Tool nicht so ganz nach meinem Geschmack. Zum einen ruckelt der Stern, weil keine weichen Übergänge programmiert wurden und zum anderen muss man alle möglichen komischen Parameter eingeben, die kein Mensch versteht.


    Ich habe so ein Tool jetzt kurzerhand selbst geschrieben und bin total begeistert, wie gut es funktioniert. Zuächst einmal - hier kann man es herunterladen:


    http://www.watchgear.de/SWMT/SWMT.exe


    Eine richtige Anleitung habe ich noch nicht geschrieben, aber ich schreibe kurz, wie es geht. Auf jeden Fall braucht man 2 Rechner dafür. Auf einem läuft SWMT und auf dem anderen die Guiding-Software etc. Auf einem Rechner kann es nicht gehen, weil das Kamerakabel wohl kaum so lang sein wird. Der Monitor, auf dem SWMT läuft, sollte auch eine ausreichende Auflösung und Größe haben. Ich benutze ein Notebook mit 1500Pixel Auflösung auf 30cm Bildschirmbreite.


    1. Schritt
    SWMT starten und das Fenster so breit wie möglich ziehen. Den Bildschirm halbwegs genau im Süden der Montierung aufstellen. Die Entfernung beträgt bei mir knappe 5m - das reicht.


    2. Schritt
    Das Leitrohr mit der Guiding-Kamera auf den Bildschirm fokussieren. Dazu braucht man schon die eine oder andere Verlängerung, um überhaupt in den Fokus zu kommen.


    3. Schritt
    Mit der RA-Achse über den Monitor hin und her fahren und dabei das Programmfenster von SWMT in der Höhe so klein wie möglich einstellen. Die Guiding-Kamera sollte immer nur das schwarze Fenster sehen - größer sollte es aber nicht sein (sonst gibt es evtl. Timingprobleme mit dem Bildrefresh).


    4. Schritt
    Mit einem Programm, dass im Bild der Guiding-Kamera ein Fadenkreuz einblendet (z.B. K3CCD) den SWMT-Bildschirm anvisieren und ganz in Richtung RA- fahren, bis man den Rand des Programmfensters sieht. Dann mit der Maus in die Mitte des Fadenkreuzes von z.B. K3CCD klicken - das hinterlässt einen Punkt und beim ersten Klick erscheint auch eine waagerechte Linie. Weiter in Richtung RA+ fahren und in gewissen Abständen weitere Punkte setzen.



    5. Schritt
    Mit den vier Schiebereglern für Bahnkurve kann man den Strich in der Mitte jetzt so verschieben, kippen und biegen, dass er durch die gerade aufgenommenen Punkte geht.




    Damit bestimmt man die Bahnkurve, die der Stern später abläuft. Wenn man hier etwas liederlich ist, entspricht das einer schlechten Einnordung der Montierung.


    6. Schritt
    Wenn man jetzt auf den Button ">" links unten klickt, fängt der künstliche Stern an, von links nach rechts über den Bildschirm zu laufen. Nachdem man ihn mit der Guidingkamera wieder im Bild hat, sieht man, ob die Geschwindigkeit passt. Vermutlich nicht...
    Mit dem Regler für die Sterngeschwindigkeit kann man diese einstellen. Nach links wird der Stern schneller, nach rechts langsamer. Auch damit sollte man sich etwas Mühe geben. Wenn es nicht 100%ig passt, ist es aber auch nicht schlimm.



    So - nun kann man tun, was getan werden soll. Auf diesen Stern guiden und dabei die Guiding-Parameter exakt einstellen. Oder auch den Schneckenfehler der Montierung testen. Wenn man bei der Bahnkurve ein wenig gepfuscht hat, zeigt sich das bei der PE-Messung in einer Drift in Deklination. Stimmt die Sterngeschwindigkeit nicht, steigt oder fällt die RA-Kurve mit der Zeit immer weiter. Das kann man aber später im Excel herausrechnen. Wenn man weiß, welche Zähnezahl der RA-Trieb hat, weiß man, dass bei einem wirklich periodischen Fehler nach 86164s/Zähnezahl wieder der Startwert erreicht sein sollte und kann eine entsprechende Korrektur einfügen.


    So sieht z.B. eine PE-Kurve meiner GP aus, die ich auf diese Art aufgezeichnet habe:



    entsprechend korrigiert bekommt man eine durchaus aussagekräftige Kurve:



    Leider ist da wohl noch ein Haken dran. Wenn ich mich nicht irre, wird die wirksame Brennweite des Leitrohrs dadurch beeinflusst, dass der Stern eben nicht unendlich weit weg ist. Deshalb muss man ja auch Verlängerungen benutzen und die Bildebene rückt vom Objektiv weg. Die Brennweite des Leitrohrs müsste sich also erhöhen und die muss man für eine vernünftige PE-Messung ja angeben. Ich muss mal einen Profi fragen, wie es sich damit verhält und wie man es berechnet...


    Gruß
    Klaus

  • Ich habe mir das mit der Brennweitenverlängerung mal aufgepinselt und ausgerechnet. Kann mir jemand sagen, ob das so stimmt, oder ob ich einen Denkfehler mache?



    Gruß
    Klaus

  • Hallo Klaus,


    die Rechnung geht nach der Abbildungsgleichung:


    1/Brennweite = 1/Gegenstandsweite + 1/Bildweite


    Die Gegenstandsweite ist bei Dir der Abstand Bildschirm-Linse
    Die Bildweite ist das, was Du F' nennst.
    Die Brennweite sind bei Dir die 600 mm.


    Gruß


    Kurt

  • Hallo Klaus,


    interessante Arbeit, werd's bei Gelegenheit ausprobieren.


    die gesuchte Brennweitenverlängerung ist, wie Kurt schon sagt, ganz einfach auszurechnen:
    1/f=1/g+1/b
    -> b= fg/(g-f)
    -> b-f=fg/(g-f)-f=f²/(g-f)


    b-f ist die Fokusverlängerung eines Objekts im Abstand g gegenüber dem Sternfokus f.
    Beispiel: bei 5m Gegenstandsweite und 0,6m Brennweite ist b-f=5,7cm, also eine Verlängerungshülse ist angesagt.


    Gruss
    Günter

  • Guten Morgen Kurt,


    du hast recht. Also war die Rechnung doch nicht so ganz einfach. Jedenfalls war meine Fingerfertigkeit auf dem Taschenrechner gestern wohl überfordert. Aber Schande, Schande: ich predige meinen Kindern immer, Taschenrechnerergebnisse überschlägig im Kopf zu prüfen, und dann sowas..


    Gruss
    Günter

  • Hallo Zusammen,


    entschuldigt, wenn ich der Einfachkeit halber bei meinen Bezeichnungen bleibe...


    Wenn ich Kurt's Formel nach F' umstelle kommt das heraus:


    <font face="Courier New">
    1
    F' = ------------
    1 1
    --- - ---
    F A
    </font id="Courier New">


    Ich hasse es...


    OK - also wieder als Bild:



    Das sieht meiner Formel aber ziemlich ähnlich. Ich glaube, da war einfach jemand fähiger, Formeln aufzulösen, als ich. Die leicht unterschiedlichen Ergebnisse sind vermutlich Rundungsfehler. Mit Winkelfunktionen auf dem Taschenrechner passiert das leicht...


    Gruß
    Klaus

  • Hallo Klaus,


    ich hab' geschrieben:


    (1) 1/f=1/g+1/b
    (2) b=fg/(g-f)
    (3) b-f=fg/(g-f)-f=f²/(g-f)


    mit deinen Bezeichnungen kommt dasselbe raus:


    (1) 1/F=1/A + 1/F'
    (2) F'=1/(1/F-1/A)=1/((A-F)/FA)=FA/(A-F)


    und jetzt ziehe ich links und rechts F ab, will also wissen, wieviel weiter ich raus muss als am Stern


    (3) F'-F=FA/(A-F) - F = FA/(A-F) - (FA-F²)/(A-F) = (FA-FA+F²)/(A-F) = F²/(A-F)



    Korrektur: (2) F'=... statt (2) F=...


    Gruss
    Günter

  • Hallo Günter,


    ich hab's ja nur so umgestellt, dass es meiner Formel ähnlich sieht.


    1/F = 1/A + 1/F'


    Beide Seiten - 1/A


    1/F - 1/A = 1/F'


    Beide Seiten * F'


    F' * (1/F - 1/A) = 1


    Beide Seiten / (1/F - 1/A)


    F' = 1 / (1/f - 1/A)


    Gruß
    Klaus

  • Hsllo Klaus,


    ich teste gerade deinen SWMT, und er gefällt mir sehr.
    Das weiche spungfreie Gleiten ist dir gut gelungen, auch die Bahnkurvenmodellierung ist schön gelöst.
    Einzig die zu grobe Sterngeschwindigkeitsjustierung macht Probleme, da wär' z.B. ein zusätzlicher Feinjustierslider nicht schlecht.


    Bei meinen 15"-Laptop komme ich in 4,5m Abstand mit einen 500mm-Leitrohr auf über 15 Minuten Aufzeichnungsdauer, genug für deutlich mehr als eine volle Schneckendrehung.
    Ich werd' mal ein paar Messungen machen, mal sehen, wie die Ergebnisse ausfallen.


    Gruss
    Günter

  • Hallo Klaus, hallo Günter,


    Es gibt keine "Brennweitenverlängerung", die Brennweite f ist konstant, in deinem Beispiel ist f=600 mm. Was sich ändert ist die Bildweite. Je kürzer die Gegenstandsweite um so länger die Bildweite, ensprechend der von Kurt bereits zitierten Linsengleichung bzw. der Newtonschen Abbildungsgleichung, die in deinem Fall wohl einfacher zu handhaben ist.


    p.s.
    Läuft dein Stern auf dem Bildschirm mit konstanter linearer Geschwindigkeit? Das wäre falsch. Ein echter Stern läuft mit konstanter Winkelgeschwindigkeit. Du musst die Projektion der Kreisbahn auf deine Bildschirmebene berücksichtigen. Dein Bildschirm ist ja nicht gekrümmt mit 5 m Krümmungsradius

  • Hallo Stathis,


    zu 1:
    sorry, ich meinte nicht Brennweitenverlängerung, sondern Fokusverlängerung (bei der 2. Erwähnung war's auch richtig) und diese Fokusverlängerung habe ich auch gleich definiert:
    "b-f ist die Fokusverlängerung eines Objekts im Abstand g gegenüber dem Sternfokus f"
    Da hab' ich doch tatsächlich die Newtonsche Abbildungsgleichung mit z'=b-f und z=g-f hergeleitet.


    zu 2:
    die 'Unsauberkeit' war mir schon auch klar (vielleicht hat Heinz das sogar berücksichtigt), aber ich habe den Fehler überschlagen, er ist vernachlässigbar gegenüber dem zu messenden PE:
    bei meinem Aufbau (Bildbreite 30cm, Abstand 4,5m) beträgt der Geschwindigkeitsfehler zwischen Bildmitte und linkem oder rechtem Rand nur ca. 0,55 Promille! Also kommt im ersten oder letzten Minutenintervall ein Fehler von sage und schreibe 0,5 Bogensekunden zum PE dazu.


    Mach mir das Programm bitte nicht mies, es ist bestens geeignet zur Überschlagsmessung des PE oder um das Verhalten der Steuerung bei PEC-Training oder Touchup zu erforschen. Jetzt muss ich nicht mehr die ach so wenigen klaren Sternstunden dafür verplempern!


    Gruss
    Günter

  • Hallo,


    habe das Programm auch gestern mal angetestet ist zwar ein wenig Zickig aber gut;)
    Wie schaut das den jetzt aus, eure Formeln und Winkelgeschwindigkeit oder linearer Geschwindigkeit machen einen ja ganz wirr im Kopf. Kann ich mit dem Programm PEC einlernen oder sollte man das immer noch an einem richtigen Stern machen?


    Gruß
    Carsten

  • Hallo Carsten,


    der Geschwindigkeitsfehler beträgt +/-0,275 Promille), das sind Geschwindigkeitsabweichungen über die gesamte Bildbreite von +/-0,25 Bogensekunden pro Minute (bei 4,5m Abstand, 30cm Bildschirmbreite).
    Das kannst du getrost vernachlässigen.


    Gruss
    Günter

  • Hallo Carsten,


    achte darauf, dass der Bildschirm absolut senkrecht zum Leitrohr steht. Die RA-Drift sollte nach einer vollen Schneckenperiode nur wenige Bogensekunden betragen. Die Feineinstellung der Sterngeschwindigkeit ist (noch) fast nicht machbar. Deshalb mache ich das über den Abstand zum Bildschirm. Beispiel: Ist der Stern 9 Bogensekunden/Minute zu schnell, dann muss Bildschirm 4,5cm weiter weg.


    Gruss
    Günter

  • Hallo Zusammen,


    es freut mich sehr, dass Euch das Programm gefällt und ich werde auf jeden Fall noch einiges daran tun.


    - Speicherung der Einstellungen inkl. Fenstergrösse etc.
    - Feinjustage der Sterngeschwindigkeit
    - und - ja natürlich bewegt sich der Stern mit konstanter Geschwindigkeit in X-Richtung, was eigentlich falsch ist - aber auch da weiß ich schon, wie es besser geht.


    Ich hätte mir die Sourcen mit auf Tour nehmen sollen. Hab ich leider vergessen...


    Gruß
    Klaus

  • Hallo Klaus,


    das mit der konstanten Geschwindigkeit ist kein wirkliches Problem, sondern eher Kosmetik. Eine Feinjustierung mit mind. 5-stelliger Anzeige der aktuellen Geschwindigkeit wäre dagegen optimal. Dann kann ich nämlich schon nach einer einzigen Schneckenperiode die korrekte Geschwindigkeit berechen (solange muss man leider immer warten), den korrekten Wert einstellen und es passt dann.


    Das PEC-Training geht übrigens sensationell gut. Kein Seeing, das die Sternbewegung überlagert.
    Der 'Leitstern' steht wie angenagelt. Entsprechend eindeutig sind die manuellen PE-Korrekturimpulse beim Training.
    Die erste meiner 3 PEC-tauglichen Montierungen (LXD55) kommt von +/-10" auf sagenhafte +/-2,5" (alles bezogen auf -42°DEC, da der Laptop auf Leitrohrniveau steht. Also alle PE-Werte bei DEC=0 wären 50% schlechter).


    Gruss
    Günter

  • Moin,


    so - ich habe einen Teil der versprochenen Änderungen umgesetzt. Die neue Datei liegt bereit:


    http://www.watchgear.de/SWMT/SWMT.exe


    1. Das Programm merkt sich nun die Einstellungen und muss so nicht jedesmal neu "zurechtgeschoben" werden.


    2. Mit der Feinregulierung der Geschwindigkeit habe ich mich schwergetan. Eigentlich wollte ich da was feines basteln, bin aber irgendwie immer vor die Wand gerannt. Um wirklich einen gezielten Wert eingeben zu können, müsste man wieder diverse Daten (Abstand, Bildschirmgröße, Auflösung, etc.) wissen und wild herumrechnen. Dass meine Rechnerei nicht viel taugt, habe ich ja schon bewiesen.
    Deshalb habe ich einfach die beiden Parameter, durch die die Sterngeschwindigkeit beeinflusst wird, in Regler und Eingabefelder dargestellt.
    Die es wird ja eine Timerschleife durchlaufen. Der Schritt-Takt in ms ist dabei die Zeit zwischen den einzelnen Schritten. Je größer, desto langsamer der Stern. Die Schrittweite in Pixeln ist der Betrag, um den der Stern jew. weiterrückt - je kleiner, umso langsamer der Stern.
    Ich würde den Schritt-Takt zunächst so wählen, dass der Stern geringfügig zu schnell ist und dann mit der Schrittweite runtergehen...


    3. Eigentlich wollte ich statt der konstanten X-Geschwindigkeit eine konstante Bahngeschwindigkeit sicherstellen, wie es ja eigentlich richtig wäre. Das ist aber leider doch nicht so einfach, wie ich es mir vorgestellt habe. Da muss ich noch etwas drauf rumkauen.
    Bis dahin ist es auf jeden Fall wichtig, den Rechner wirklich genau im Süden der Montierung aufzustellen. Im Prinzip müsste ich den Regler für die Neigung rausnehmen - denn sobald man den benutzen muss, wird dieser Fehler immer relevanter.


    Ich hoffe, die Änderungen helfen so erstmal weiter. Ich muss mit dem Programm jetzt erstmal austesten, ob das Guiding meiner FS-2 mit der gerade angekommenen Relaisbox besser wird als ohne...



    Gruß
    Klaus

  • Hallo Klaus,


    das mit der Geschwindigkeitskorrektur ist ganz einfach, da reicht der Pythagoras.
    Der Bediener muss nur 2 Werte eingeben: den Abstand A vom Leitrohr zum Bildschirm (in cm) und die Fensterbreite B (in cm).
    Der Korrekturfaktor k für die Sterngeschwindigkeit abhängig von der prozentualen Sternposition P (0 Prozent bis 100 Prozent) im aktuellen Fenster ist dann:
    k=Wurzel(1+(B/A)²*(P/50 - 1)²)
    Die aktuelle Geschwindigkeit v an der Sternposition P ist v=v0*k (v0 ist dabei die vom Bediener gewählte Geschwindigkeit in der Fenstermitte).


    Korrektur:
    B ist die HALBE Fensterbreite, dann stimmt die Formel für k.


    Gruss
    Günter

  • Hallo Klaus,


    ich teste gerade die neue Version. Die Feineinstellung der Geschwindigkeit ist jetzt gut möglich.
    Auch das Speichern der Einstellungen ist 'ne feine Sache.


    Zur Geschwindigkeitskorrektur: bei meinem Setup ist der Faktor links (P=0)oder rechts (P=100)
    k=1,00055. Ich meine,der Fehler von 0,05 Prozent ist vernachlässigbar, ich würde die Korrektur vergessen.


    Gruss
    Günter

  • Hi Günther,


    sorry - mit Deiner Rechnerei kann ich so nichts anfangen. Ich brauche immer was gepinseltes und vor allem die Herleitung der Formeln, um es zu kapieren.


    Überhaupt fühle ich mich etwas überfordert. Ich kriege die simpelsten Rechnereien nicht hin - jedenfalls kommt nicht das heraus, was ich erwarte. Ich glaube, ich muss nochmal die Schulbank drücken [}:)]


    Hilf mir doch bitte nochmal...


    Ich hatte die Idee, die Sterngeschwindigkeit anhand der vorher digitalisierten Bahnkurve zu berechnen. Die Bahnkurve ist ja ein Kreisabschnitt, dessen Mittelpunkt sozusagen in der Stundenachse liegt.
    Wenn ich jetzt zwei beliebige Punkte auf dieser Kurve nehme (ich nehme den höchsten und den tiefsten), kann ich wie unten doch den Winkel zwischen den Punkten berechnen. Wenn ich weiß, dass ein Sterntag 86164s hat und die Montierung in dieser Zeit 360° dreht, weiß ich, wie lange die Zeit zwischen den beiden Punkten sein muss. Geteilt durch die Strecke zwischen den Punkten (in Pixeln) kommt die Zeit heraus, in der der Stern um 1 Pixel weiterlaufen muss...



    Tatsächlich stimmt es aber nicht. Der Stern muss ca. 2*PI schneller laufen. Siehst Du den Fehler?


    Gruß
    Klaus

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