nicht mehr ganz so minimalistisches Selbstbau-SQM

  • Hallo zusammen,


    wie versprochen will ich hier kurz mein selbstgebasteltes SQM vorstellen. So sieht's jetzt aus - von vorn:



    ...und die Rückseite:



    Ich habe mich bei den Zutaten und Funktionen auf das Allernötigste beschränkt, eigentlich besteht es nur aus Lichtsensor, Arduino und Anzeige... und ein bisschen Verkabelung und Gehäuse drumrum. Der Lichtsensor ist der gleiche wie beim SQM von Unihedron (TSL237 von ams) und sitzt hinter 3 mm BG38-Filterglas:



    Damit entspricht das Sensitivitätsspektrum zwar nicht in Breite, aber in Lage in etwa dem skotopischen Sehen. Ich verweise dazu auf die Diskussion hier:



    Der größte Teil der Bauteile wie auch des Programmcodes entfällt auf die Ansteuerung der 7-Segment-Anzeige :) (u.a. 8 Vorwiderstände zu 100 kOhm, damit ist die Anzeige immer noch hell genug). Das Auslesen des TSL237 ist denkbar einfach, er verwandelt die Intensität in Periodendauer eines digitalen Signals, dessen Länge man direkt mit pulseIn() bestimmen kann. Im Moment fängt das SQM nach dem Anschalten an die berechneten mag-Werte beliebig lange zu mitteln, mit dem roten Knopf vorne kann man für 3 Sekunden den aktuellen Wert anzeigen, mit dem schwarzen Knopf hinten eine neue Messung starten.


    Das Gehäusedesign selbst war überraschend knifflig, weil ich das Ding auf den Boden stellen und in der Hand halten können wollte, aber natürlich Anzeige und Sensor freibleiben müssen, und dann muss auch intern alles möglichst platzsparend zusammenpassen - schließlich kam ich drauf, dass man am besten mit der rechten Hand von oben und unten und mit der linken von vorne und hinten greift. So wird die Bedienung recht intuitiv und geht dann auch mit Handschuhen.


    Angefangen hat das Ganze übrigens so:



    Dann mit den Anfängen des platinenfreien Aufbaus:



    Und mit halbem Gehäuse:



    Was ich nicht bedacht hatte war, dass die ganzen Kabel auch Platz brauchen und ordentliche Kabelbäume sehr hilfreich wären. Naja, nächstes Mal dann, hier war mit der Beißzange dann nachträglich schnell der nötige Platz geschaffen... ich muss eh nochmal nachdrucken, die Spaltmaße sind nicht wirklich hübsch und Ober- und Unterteil werden nur von Klebeband zusammengehalten. Leider ist diese Version schon viel zu gut, als dass das in absehbarer Zeit stattfinden würde. Das schreckliche Knacken beim Einpressen des Filterglases mit dem Schraubstock will ich sowieso nie mehr hören :D


    Der grobe Vergleich mit dem SQM-L von Unihedron, welches ich ebenfalls da habe, passt (im Keller...), ein Test unter dunklem Himmel steht noch aus. Viel verkehrt machen kann man aber nicht, außer der Umrechnung auf die logarithmische mag-Skala (und irgendwann einer ordentlichen Kalibrierung des Offsets) findet ja nichts statt. Laut Datenblatt des TSL237 kann man für diese Anwendung Dunkelstrom und Temperaturabhängigkeit getrost ignorieren.


    Soweit die Vorstellung, Bezugsquellen/Teileliste und CAD-Modelle reiche ich gern nach, falls die jemand haben möchte.


    Danke fürs Interesse und herzliche Grüße


    Holger

    :milky_way: 10" f/5 Newton-Bino :comet: 120mm f/5 Achromaten-Bino :hammer_and_wrench: 8" f/8 Jones-Schiefspiegler-Bino

    6 Mal editiert, zuletzt von Cleo ()

  • Moin Holger,


    Cooles Projekt, sieht gut aus :thumbup:

    Machst Du dann gleich Bausätze fürs Forum 8o

    Kl. Anmerkung, ich weiss nicht ob Dein Arduino einen richtigen Quarz oder nur so einen Resonator hat, es kann jedenfalls sein dass der mit der Frequenz etwas daneben liegt, das müsste man ggf. messen (Zähler mit GPS-Referenz oder so was) und als Korrekturwert in der Software ablegen.


    CS

    Thomas

  • Hallo Thomas,


    Danke, auch für den Hinweis zur Zeitbasis - wenn die zwar falsch, aber einigermaßen stabil ist, wird das mit der Kalibrierung des mag-Werts gegen das "richtige" SQM erledigt sein. Wobei das nicht sehr empfindlich ist, 10% Fehler sind 0.1 mag, was soll's...


    Ich werde aber sowieso erst mal nur Daten sammeln und nachträglich eichen, statt hier dauernd an der Gerätekalibrierung rumzupfuschen. Das erscheint mir deutlich sinnvoller.


    Herzliche Grüße, Holger

    :milky_way: 10" f/5 Newton-Bino :comet: 120mm f/5 Achromaten-Bino :hammer_and_wrench: 8" f/8 Jones-Schiefspiegler-Bino

  • Hallo Alex,


    Ich mach mal einen Anfang für die Stückliste... ist erst mal wie bei den Kochrezepten, einige Zutaten wie Mehl, Salz und Pfeffer nimmt man einfach aus dem Vorrat... eine fertige Kochbox ist es noch nicht :)


    Bestellen:

    Aus dem Vorrat (Beispiele wie von mir verwendet):

    Gehäuse passend zu den Abmessungen von Schaltern und Anzeige: ich hab das in FreeCAD parametrisch aufgebaut, sollte sich schnell anpassen lassen. Bei Interesse bitte PN.


    Für einen echten Bausatz müsste ich über das Gehäuse nochmal drüber. Wenn das jemand übernehmen möchte, stelle ich Lichtsensor, Schalter, Taster und 7-Segment-Anzeige gern zur Verfügung, ich hab die nochmal da.


    Herzliche Grüße, Holger

    :milky_way: 10" f/5 Newton-Bino :comet: 120mm f/5 Achromaten-Bino :hammer_and_wrench: 8" f/8 Jones-Schiefspiegler-Bino

    5 Mal editiert, zuletzt von Cleo ()

  • ... noch zwei Anmerkungen:

    • Danke an Robert Ganter, dass er das Thema Selbstbau-SQM hier aufgegriffen hat, sonst wäre das nicht so schnell was geworden
    • Auf dem Arduino-Board befindet sich eine Leuchtdiode, die im Betrieb dauerhaft leuchtet und die man nur hardwareseitig stilllegen kann (sprich: auslöten oder runterreißen) - das sollte man wegen des Streulichts auch tun.

    Herzliche Grüße, Holger

    :milky_way: 10" f/5 Newton-Bino :comet: 120mm f/5 Achromaten-Bino :hammer_and_wrench: 8" f/8 Jones-Schiefspiegler-Bino

  • Hallo zusammen,


    da hier der Wunsch nach einem Bausatz aufkam und ich die Teile teils noch mehrfach rumliegen habe (oder zumindest die Bestellnummern alle parat), möchte ich Folgendes anbieten: kopiert die Liste hier als Zitat in eine PN an mich (Konversation) und tragt ein, was ihr davon für eine Selbstbbauaktion haben wollt (vorne ist noch mal eine Spalte dafür). Ich kalkuliere mal, was das dann kostet, bestenfalls bekommt ihr gleich eine Lieferung, schlimmstenfalls gibt's eine Sammelbestellung, so dass wenigstens das Porto geteilt ist...


    Arduino Nano
    Lichtsensor TSL237
    7-Segment-Anzeige vierstellig
    Taster rot (es werden insgesamt 2 Taster benötigt)
    Taster schwarz (es werden insgesamt 2 Taster benötigt)
    Schalter
    Vorwiderstände 100kOhm (8 Stück)
    Kondensator 100nF (zum TSL237)
    Kabelsatz (verschiedene Längen und Farben...)
    9V-Anschlussclip
    Filterglas BG38 (Edmund Optics), oder...
    ...Filterglas ähnlich BG18 (kostenlos)
    Gehäuse gedruckt, passend zu den Teilen oben
    Gehäuse als .stl zum Selbstdrucken, passend zu den Teilen oben
    Gehäuse als .FCStd zum Anpassen an eigene Komponenten
    Arduino-Sketch: Software für Betrieb des SQM
    (noch sehr rudimentäre) Anleitung für den Bau


    Schon mal viel Spaß damit :)


    Holger

    :milky_way: 10" f/5 Newton-Bino :comet: 120mm f/5 Achromaten-Bino :hammer_and_wrench: 8" f/8 Jones-Schiefspiegler-Bino

    4 Mal editiert, zuletzt von Cleo ()

  • Hallo Holger,

    meinen Wunsch nach einem Lichtsensor TSL237, dem Arduino-Sketch und den Dateien für das Gehäuse werde ich noch mal per PN schicken. Ich habe aber eventuell auch etwas anzubieten: Bei mir liegen noch einige Filter rum (Durchmesser 18,5 mm, Dicke 2 mm), die eine Transmissionskurve zwischen BG38 und BG18 haben. Die Maximaltransmission ist etwas geringer als bei einem 2mm-BG38. Davon könnte ich 10 Stück für lau (Portokosten?) abgeben.


    astrotreff.de/index.php?attachment/26797/


    Viele Grüße Jens

  • Hallo Jens,


    das Bild sieht man leider nicht. Das Angebot mit den Filtern nimmt bestimmt jemand gerne an, oder soll ich die in mein Sortiment aufnehmen?


    Danke !! und viele Grüße


    Holger

    :milky_way: 10" f/5 Newton-Bino :comet: 120mm f/5 Achromaten-Bino :hammer_and_wrench: 8" f/8 Jones-Schiefspiegler-Bino

  • Hallo Jens,


    Das scheint immer dann zu passieren, wenn man das Bild schon drin hat, dann die Seite schließt und mit dem automatisch gespeicherten Entwurf wieder weitermacht. Beitrag bearbeiten -> Bild rauslöschen, neu hochladen und einfügen hilft.


    Willkommen hier nochmal und herzliche Grüße, Holger

    :milky_way: 10" f/5 Newton-Bino :comet: 120mm f/5 Achromaten-Bino :hammer_and_wrench: 8" f/8 Jones-Schiefspiegler-Bino

  • Hallo,


    heute sind einige Bauteile von Holger bei mir eingetroffen, besten Dank dafür.


    Das Gehäuse hatte ich bereits im Voraus gedruckt. Leider werd ich in den nächsten zwei bis drei Wochen keine Zeit zum Bauen, auch wenn nicht viel zu tun bleibt, finden. Wenn es aber soweit ist werde ich berichten.


    Viele Grüße

    Alex


  • Hallo Alex,


    bitteschön, freu mich schon auf den ersten Klon :)


    Dank Jens' großzügiger Spende gibt es für kostenbewusste Nachbauer jetzt die Möglichkeit, statt des teuren Edmund-Filterglases eine Variante mit geringeren Kosten, geringerer Halbwertsbreite und Transmission zu wählen (links im Bild, die Kurve "runder Filter" gehört dazu, rechts das BG38 zum Vergleich). Ich werde die Liste oben entsprechend ergänzen. Ein angepasstes Modell für den Druck gibt es dann auch.



    Herzliche Grüße, Holger

    :milky_way: 10" f/5 Newton-Bino :comet: 120mm f/5 Achromaten-Bino :hammer_and_wrench: 8" f/8 Jones-Schiefspiegler-Bino

  • Hallo zusammen, ich habe ein ESP32 Modul mit integriertem Display gesehen. Zwar müsste man den Sketch ein wenig anpassen, würde aber die Anzahl Bauteile reduzieren und WiFi zusätzlich bereitstellen. Ich schau mir das mal an …

    CS Peter

  • Hallo Peter,


    das ist dann aber nicht mehr minimalistisch :)


    Ja, nur zu - zwischen der Minimallösung hier (die in etwa das Maximale an Elektronik ist, was ich bei meinen analogen Beobachtung mithaben will) und einem voll vernetzten SQM mit etlichen Sensoren, Datenaufzeichnung etc. gibt es sicher noch viele Varianten, die alle ihre Berechtigung haben.


    Herzliche Grüße


    Holger

    :milky_way: 10" f/5 Newton-Bino :comet: 120mm f/5 Achromaten-Bino :hammer_and_wrench: 8" f/8 Jones-Schiefspiegler-Bino

  • Hallo Holger, effektiv reduziere ich damit die Anzahl Bauteile durch höhere Integration, das Attribut minimalistisch würde ich trotzdem gelten lassen….

    CS Peter

  • Hallo zusammen,


    kurzes Update:

    • Es gibt mittlerweile zwei funktioniernde Nachbauten!
    • Software: ich werde als nächstes die Kalibrierung im EEPROM ablegen und über die Taster zugänglich machen
    • Hardware: das Gehäuse hat jetzt genügend Platz für den Kabelsalat und zwei Zapfen/Schrauben zum Verschließen ohne seitliches Verrutschen (und ohne Klebeband :) )


    Weiter gilt: bei Interesse am Nachbau bitte melden.


    Herzliche Grüße, Holger

    :milky_way: 10" f/5 Newton-Bino :comet: 120mm f/5 Achromaten-Bino :hammer_and_wrench: 8" f/8 Jones-Schiefspiegler-Bino

    Einmal editiert, zuletzt von Cleo ()

  • Also meines scheint nun auch zu tun, hab den Sketch etwas erweitert, Tastenentprellung durchgeführt - wenn ich noch ein Loch ins Gehäuse mache, könnte ich sogar pet USB lesen bzw Stromversorgung machen. Hab das Serial angeschaltet und noch eine „Start-Message“ fürs Display fabriziert, die mir ganz gut gefällt….

    CS Peter

  • Eine kleine Anpassung im Sketch trägt sehr zur Stabilisierung der SW bei:

    weil der Sensor bei Dunkelheit (Darc) 0 Hz liefert, schlägt der Timeout von pulseIn zu und liefert 0 zurück. Was auch für den Logarithmus „tödlich“ ist. Folgendes habe ich angepasst:


    ….


    float tPeriod;

    void loop() {

    tPeriod=pulseIn(TSL_PIN, HIGH, 10000000);

    if (tPeriod==0) {

    tPeriod=10000000;

    }

    mag = 2.5*log10(tPeriod);


    ……


    noch besser wäre es, der pulseIn Funktion noch 2 Nullen maximaler Wartezeit zu spendieren, also insgesamt 1000000000us=1000 sek. für ganz Dunkel, was dann logarithmiert 9 ergäbe und mag auf 22,5 limitiert, was sicher unproblematisch wäre. Dann entsprechend auch in der ersten o. a. if Anweisung gleichermaßen.

    Wenn der Sensor dann ganz dunkel wäre, müsste man leider fast 17 min warten bis zum Ergebnis. Das ist etwas unergonomisch.


    Daher wahrscheinlich die vorgeschlagenen 10 sekunden aus dem Original Sketch…


    Vielleicht kommt man mit 8 Nullen hin was maximal etwa 1,5 Minuten wären und mag auf maximal 20 limitiert….?


    CS Peter

  • Hallo Peter,


    Danke für die Verbesserung, bau ich ein. Den Timeout werde ich aber bei 10s lassen: Du hast die Kalibrierkonstante übersehen, die den letzten Messungen zufolge mit dem BG38-Filter etwa bei 6.6 liegen sollte und bei der Umrechnung noch obendrauf kommt. 10s sind damit 24.1 mag/arcsec^2, im Normalbetrieb wird man zwischen 21 und 22 liegen, also so um 1s Messzeit rum.


    Herzliche Grüße, Holger

  • Hallo Holger, prima!

    Freut mich. Ich hatte in einem anderen Beitrag gelesen, dass eine Limitierung auf 22mag völlig ausreichend wäre da bisher keine Messung einen dunkleren Himmel ergab…

    Wenn man das als wahr annimmt, wäre auch eine maximale Wartezeit von 1-5 Sekunden bis zum Timeout ausreichend.

    ( wenn dann noch 6,6 als Konstante addiert wird).


    Grüße Peter

  • Hallo Holger, hab bei mir jetzt statt 10 sek nur 5 sek eingestellt, was eigentlich ausreichen sollte. Und den cal Wert von 8 auf 6,6 angepasst. ich habe leider kein Vergleichs SQM. Daher hoffe ich dass die Konstante mit 6,6 einigermaßen passt.


    Wenn ich mal das mit ESP32 gecheckt habe, werde ich berichten


    CS Peter

  • auf der referenzierten Seite muss man natürlich aufpassen: nicht alles ist 100% einfach verständlich. Bei den beiden Formeln für naked eye limiting magnitude (von Unihedron) ist es z.B. dieselbe Formel nicht das Inverse wie es da steht.

    Bmpsas ist nämlich „Brightness magnitudes per square arc seconds“ als typische Abkürzung, also genau das was das SQM als Wert anzeigt…


    und mit log(10^(….)) müsste mit log der ln gemeint sein, also der natürliche Logarithmus (zur Basis e), sonst wäre die Schreibweise recht unsinnig…



    Grüße Peter

Jetzt mitmachen!

Sie haben noch kein Benutzerkonto auf unserer Seite? Registrieren Sie sich kostenlos und nehmen Sie an unserer Community teil!