DIY Flatfield Panel mit ASCOM Helligkeitssteuerung

  • Guten Abend Zusammen


    Heute stiess meine DIY Flatfieldbox auf mehrfaches Interesse. Deshalb dachte ich mir, ich schreibe eine kleine Doku darüber. Das ganze Projekt war eigentlich als Versuch geplant um zu schauen ob die Idee was taugt, also wurde verbaut was noch rumlag. Echte Resteverwertung 😉 Eigentlich wollte ich, falls es sich bewährt, das ganze noch in schön bauen, aber es funktioniert so gut..


    Die Flatfieldbox ist Ascom kompatibel zu dem Alnitak Flat Panel Treiber. Die Lichtquelle wird per PWM geregelt mit einer Frequenz von 980Hz. Das Flackern sollte also bei einer «längeren» Belichtungszeit also keine Rolle spielen. Als erstes möchte ich euch die Funktionsweise zeigen. Ich nutze zum Fotografieren Nina, da ist der Alnitak Treiber Nativ unterstützt. In Nina kann man sich also direkt damit verbinden:


    Über Toggle kann man Ein / Ausschalten, über Set die Helligkeit einstellen. Das entscheidende ist aber, dass man im Flat Assistenten von Nina anstelle von Dynamic Exposuretime auf Dynamic Brightness wechseln kann:


    Nina ermittelt dann bei einer fixen Belichtungszeit die nötige Helligkeit. Initial muss man da dabei stehen und die Startwerte herausfinden (Min.Flat Panel Helligkeit). Danach ist es aber ein absoluter Fire and Forget Prozess. Jeder Filter wird durchbelichtet ohne irgendeine Aktion. Ein Netter Nebeneffekt ist auch, dass wenn alle Flats die exakt gleiche Belichtungszeit aufweisen, man nur einen Satz Flatdarks braucht. Ich möchte das Panel nicht mehr missen, flats aufzunehmen war vorher nicht gerade mein Hobby ;)


    So sieht mein fertiges Restepanel aus:


    Leider habe ich während des Aufbaus keine Bilder gemacht.. Der Aufbau ist aber ziemlich einfach. Als Grundplatte habe ich eine Holzplatte genommen und einen Rahmen darauf geschraubt (gleich wie der obere Rahmen auf dem Bild). Auf die Grundplatte habe ich Ledstreifen befestigt, Bahn an Bahn. Auf den ersten Rahmen habe ich eine PET Folie auf beiden Seiten mit feinem Schleifpapier angeschliffen, als ersten Diffusor. Als zweiten Diffusor habe ich noch weissen Stoff genommen und mit dem zweiten Holzrahmen zusammengeschraubt. Der dient auch als Schutz vor dem Runterfallen.

    Die Holzrahmen sind bei mir rund 20mm dick. Vielleicht würde es auch schmaler funktionieren und vielleicht würde auch ein Diffusor reichen, da es funktioniert habe ich nicht weiter getestet ;)


    Materialliste:

    - 12V Ledstreifen, Weiss, hell und breiter Abstrahlwinkel. (Wer mit Farbkamera arbeitet, sollte auch darauf achten dass es gleichmässiges/neutrales Weiss ist)

    - Holzplatte und Rahmen

    - Petfolie

    - Weisser Stoff

    und etwas Kabel um die Led Streifen zu verkabeln


    Steuerung:


    Die Steuerung ist äussert einfach und unspektakulär: Ein Arduino Nano und ein FET, das ist alles!

    An Pin D5 wird das Gate angeschlossen, Ground auf Source und Drain auf den Ground Anschluss der Led Streifen. Das Plus der Leds muss auf die 12V Versorgung. Ich werde da noch ein Schema Zeichnen und schauen welchen FET Typen ich da genutzt habe, die Bauteilwahl ist aber ziemlich unkritisch.


    Der Arduino muss dann über die Arduino IDE programmiert werden, hier der Code:


    Ich hoffe das hilft euch, bei fragen schiesst los ;)


    CS, Seraphin

  • Guten Morgen


    Was ich noch vergessen habe zu erwähnen:

    Die Helligkeit lässt sich von 0 bis 255 regeln. Für 2s Flats mit den schmalband Filter, muss ich auf den Wert 214 hochregeln. Es hat also noch reserve, ob bei 3nm noch 2s drin sind, kann ich nicht beurteilen und hängt sivher auch von der Led ab.


    Die Steuerung funktioniert mit allen PWM dimmbaren Lichtquellen, also auch EL Folien.


    Für den Luminanzfilter lande ich bei einem Wert von 12 für 2s. Der Bereich wird also gut ausgenutzt.


    CS, Seraphin

  • Hallo Seraphin,


    sehr schönes Projekt und Aufbau. Ist schon eine tolle Verbesserung, Flats automatisch machen zu lassen.


    Falls du mal planst über die 980 Hz von AnalogWrite zu kommen, kannst du die Timer-Register des Mikroprozessors auch direkt ansprechen und mit Prescalern, einen breiteren Frequenzbereich einstellen.


    Musst nur mal schauen, welcher Timer an deinem FET Pin hängt oder im Zweifel umstöpseln.



    Bspw. 16 MHz (Prozessortakt) / 8 (Prescaler) / 256 (8 Bit) = 7,8 kHz.


    Der FET dürfte Schaltzeiten im Nanosekunden-Bereich haben, also hier nicht der limitierende Faktor sein.


    Untenstehende Anleitungen beziehen sich teil auf einen UNO, geht beim NANO aber genauso.


    https://docs.arduino.cc/tutorials/generic/secrets-of-arduino-pwm/


    Timer und PWM - Teil 1 (8 Bit Timer0/2) • Wolles Elektronikkiste %
    Timer und PWM Funktionen des ATmega 328P wurden nur zum Teil in die Arduino Welt übernommen. Ich zeige detailliert wie man diese in der Arduino IDE nutzt.
    wolles-elektronikkiste.de


    Alternativ gibts fertige Libaries dazu.


    Viele Grüße,

    Alex

  • Hallo Seraphin,

    besten Dank, dass du dein Wissen teilst. Aber es richtet sich scheinbar dann doch an Profis.

    Ich würde es gerne Nachbauen, aber da sind viele Begriffe dabei, die mir nichts sagen. Ich bin Technisch nicht so bewandert. ;(


    - Petfolie? (Wo kaufen? Welche?)

    - Pin D5 (was ist das?) ^^

    - Ledstreifen, Weiss, hell und breiter Abstrahlwinkel (woher weiss ich, ob es ein breiter Abstrahlwinkel ist')

    - sollte auch darauf achten dass es gleichmässiges/neutrales Weiss ist (Wie weiss man das?)

    - Arduino Nano und ein FET (nie gehört :P )

    - Der Arduino muss dann über die Arduino IDE programmiert werden, hier der Code (Wow, da bin ich spätestens raus. Da kannst du auch gleich Chinesisch mit mir sprechen.. 8o )


    Kann mir jemand so ein Flat Panel gegen eine entsprechende Vergütung bauen?

    Und vielleicht könnte man mit einem 3D Drucker einen runden Rahmen drucken..(?) (Nur wenn es keine Umstände macht).


    Und wie weit kann man da mit der Belichtungszeit herunter gehen ohne dass es flackert? Ich würde gerne <0.5s bleiben (zuminsest bei den LRGB Filtern).


    CS, Sebastian

  • Hi Alex


    Danke für deine Antwort. Klar, man kann auch schneller takten über die Timer. Mich stören die 980Hz allerdings nicht, da ich ja eh 2s Flats haben will. Da kommt durch das Flackern zu keiner Unregelmässigkeit.

    Wer natürlich ultra kurze Flats möchte, kann das in Betracht ziehen.

    Ich fotografiere mit einer ASI1600, der Sensor wird unterhalb einer Sekunde anders ausgelesen, was flats unter einer Sekunde ziemlich nutzlos macht. Die besten Ergebnisse hatte ich ab 1.5s. Aber das ist Kamera spezifisch.


    CS, Seraphin

  • Hi Sebastian


    Der Nachbau sollte auch für Elektronik anfänger machbar sein, sobald ich das Schema gezeichnet habe sollte das alles klar sein.


    - Petfolie gibts im Baumarkt, ich habe meine von OBI

    - PIN D5 bezeichnet der anschluss am Arduino

    - LED Streifen: ich versuche noch rauszufinden was ich da verbaut habe, da aber eben alles Restware war, bin ich mir gerade Nicht sicher. Alternativ werde ich ein Vorschlag machen.

    - der Code lässt sich einfach per Copy Paste ins Arduino Progran kopieren und dann auf den Prozessor übertragen. Ich würde ja vorprogrammierte Arduinos bereitstellen, aber Mit Lieferung über die Grenze macht das wenig Sinn. Der Arduino kostet gerade mal 2$, der Versand deutlich mehr...

    Und wie weit kann man da mit der Belichtungszeit herunter gehen ohne dass es flackert? Ich würde gerne <0.5s bleiben (zumindest bei den LRGB Filtern).

    Das müsstest du testen, ich behaupte einfach mal, dass es auch unterhalb 0.5s noch nicht bemerkbar ist, sofern die Kamera da auch mitmacht.. Auf der anderen Seite, wenn du bei einer Sekunde bleibst, dauert eine LRGB Flataufname bei je 30 Bildern gerade mal 120s + Bildübertragung. Das reicht noch nicht mal für den Morgenkaffee 😉


    Ich versuche Heute rauszukriegen was genau ich da verbaut habe und zeichne es mal auf.


    CS, Seraphin

  • x2 weil noch Darkflats ;)

    Ne, da immer konstante Belichtungszeit, musst du 1. Nicht für alle Filter aufnehmen sondern nur ein Satz. 2.) Bei gekühlter Kamera auch nur einmal 😉 Das ist ja das schöne!


    Also, ich habe nochmals etwas nach geforscht:

    FET: RFN25n05 - es geht jeder vergleichbare N Kanal. Der lag bei Mir einfach noch rum.


    LED Streifen habe ich folgende verbaut: LED Streifen

    Auch diese habe ich nicht speziell ausgesucht, waren halt da 😉

    Die technischen Daten:

    Lumens=Helligkeit, unter die 400 würde ich nicht empfehlen

    Beam Angle = Abstrahlwinkel, je flacher die Box werden soll, umso grösser sollte der Winkel sein, um auf wenig Distanz ein möglichst Diffuses Licht zu erhalten.


    Hier Noch ein Schema, verlinkt, welches die Funktion und der Aufwand wieder spiegelt. Man sieht, es sind nur wenige Bauteile, wenige verbindungen.


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    Ich werde heute Abend ein Schema zeichnen.

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