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Autofocus (AF) for Skywatcher Maksutov 5" on Vixen GP-DX with DD-1

The following article describes an implementation of an autofocus system for a Maksutov-type mirror telesope. The hardware is inspired by the nice description from http://www.tanstaafl.co.uk/2012/02/skywatcher-127-mak-focuser-motor-drive-conversion/. The software is written in python and is not yet satisfying. However, the source code of the auto focus algorithm is going to be given here, as soon as I have a somehow running version.

An incomplete english version of the description can be downloaded as PDF: incomplete PDF version.

The following describtion is in German.

Aufbau

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Abb. 1: Diagramm vom Aufbau des Systems

Das System besteht im wesentlichen aus folgenden Komponenten:

  1. Skywatcher 5„ Maksutov
  2. Schrittmotor 28BYJ-48 mit Treiberplatine ULN2003 (ca. 4 Euro, miniinthebox.com)
  3. Getriebe: Zwei Zahnräder mit Riemen (ca. 24 Euro, voelkner.de)
  4. Canon 300D Spiegelreflexkamera mit 12V Stromversorgung (Eigenbau)
  5. Vixen GP-DX mit DD-1 Steuerung
  6. Raspberry Pi Model B (ca. 30 Euro)
  7. WLAN Access Point (ca. 20 Euro)
  8. 12V → 5V 3A Spannungswander (ca. 5 Euro) für die Versorgung des Raspberry Pi und des Access Points
  9. 12V, 7A Bleibatterie (ca. 15 Euro)

Die Komponenten sind wie in Abbildung 1 dargestellt zusammengefügt. Für die Stromversorgung der Digitalkamera finden sich diverse Anleitungen:

Ich habe letztere Schaltung verwendet, diese allerdings in einem externen Gehäuse untergebracht und aus der Kamera mit einem Batterie-Dummy die Kontakte herausgeführt.

Eine weitere Eigenkonstruktion ist der Anschluss des Schrittmotors an das Teleskop. Ein paar Fotos von der Konstruktion sind in Abbildung 2 bis 4 zu sehen.

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Abb. 2: Fokussierwelle vom Skywatcher Maksutov 5“
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Abb. 3: Skywatcher Maksutov 5„ Rückseite
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Abb. 4: Schrittmotoranbau an der Fokussierwelle des Skywatcher

Das Schrittmotortreiber wird direkt mit den GPIO Pins des Raspberry Pi verbunden. Im Internet finden sich für diese Kombination aus Raspberry und ULN2003 diverse Anleitungen inkl. Beispielsoftware für die Ansteuerung mit Python.

Eine ausstehende Verbesserung am Aufbau wie in Abbildung 4 dargestellt wäre die Integration eine Spannrolle, die den Schlupf am Riemen verringert.

Fokussierung

Schrittmotoransteuerung

Drei-Kasten-Histogramm Algorithmus

Web-Interface

Infrastruktur

Software