การสร้างอุปกรณ์ตามดาวด้วยตัวเอง

การสร้างอุปกรณ์ตามดาวด้วยตัวเอง DIY star tracking #1
http://ppantip.com/topic/35228265
การสร้างอุปกรณ์ตามดาวด้วยตัวเอง DIY star tracking #2
http://ppantip.com/topic/35233329
การสร้างอุปกรณ์ตามดาวด้วยตัวเอง DIY star tracking #3
http://ppantip.com/topic/35237413
การสร้างวงจรขับ motor สำหรับ การถ่ายภาพดาราศาสตร์,high accuracy motor driver for star tracker
http://ppantip.com/topic/35222366
การใช้งานวงจรขับ และอุปกรณ์ตามดาวแบบติดมอเตอร์เบื้องต้น Basic Motor Drive Barn Door Tracker
http://ppantip.com/topic/35244410
การสร้าง และอุปกรณ์ขับมอเตอร์ในสิบนาที
https://ppantip.com/topic/36658223/comment1

วัตถุประสงค์
เพื่อให้เข้าใจการใช้อุปกรณ์ง่ายๆในการช่วยถ่ายภาพดาว

บทนำ
สวัสดีครับ วันนี้จับเข่าคุยเรื่องแนวการทำ อุปกรณ์ตามดาวอย่างง่ายๆในราคาก๋วยเตี๋ยวชามนึงครับ
แต่ก่อนก็เคยเข้ามาเกริ่นๆครั้งหนึ่งตามกระทู้นี้ http://ppantip.com/topic/31511998  ซึ่งเป็นครั้งแรกๆที่ผมลองไปถ่ายดาวแล้วถ่ายได้ แม้ว่ารูปจะไม่ค่อยดีมากนักเพราะเป็นการลองถ่ายครั้งแรกๆ เมื่อเทียบกับรูปปัจจุบัน (ตามรูป)


โดยเป็นครั้งที่ 6-7 ในการไปถ่ายดาวเพราะมีโอกาสน้อย แต่ก็รู้สึกว่าถ่ายดูได้ขึ้นมาก สนุกมากขึ้น แม้ว่าอุปกรณ์ในช่วงแรกๆจะทำแบบง่ายๆ ด้วยอุปกรณ์ที่ผมลงทุนไม่ถึง 50บาท แต่ก็ให้เห็นว่าตำแหน่งดาวมันนิ่งสนิทครับ

แต่ก็หายไปนานเลย ช่วงก่อนมีคนสนใจน้อย จนกระทั่งมีคนเริ่มสนใจเยอะขึ้นและมีภาพถ่ายท้องฟ้ามากขึ้นเรื่อยๆ โดยเฉพาะกลุ่ม Star Hunter ที่ผลิตรูปสวยๆและให้ความรู้ตลอดทำกิจกรรมดีมากเลย จนตอนนี้มีรูปและผู้สนใจมากขึ้นมากและด้วยหลายคนมีอุปกรณ์ที่ดีมากก็สามารถถ่ายได้โดยง่าย  แต่หลายคนมักจะบอกว่าตัวเองไม่มีกล้องดีๆ อุปกรณ์ดีๆ ก็เลิกล้มไป แต่จริงๆหากเราศึกษาดูดีๆจะเห็นว่าเราสามารถสร้างอุปกรณ์ช่วยได้ในราคาถูกๆครับ
กระทู้นี้ไม่ใช้สำหรับนักดาราศาสตร์แต่อย่างใด แต่สำหรับนักกระยาสารท คนชอบดาราศาสตร์ ถ่ายภาพ เที่ยวไป กินไป สบายใจ ดังนั้นบางจุดอธิบายไร้สาระแบบบ้านๆ ดูปัญญาอ่อนไปบ้างก็ขออภัยครับ ไม่เรียกว่าสอนหรือให้ความรู้ แต่เรียกว่าการแชร์ในสิ่งที่ผมรู้ให้คนไม่รู้และผมคิดว่าก็มีคนรู้มากๆกว่าผมเยอะมาก ดังนั้นถามผมในเรื่องที่ผมแชร์ได้ครับ แต่อย่าถามวิทยาศาสตร์ล้ำลึกนอกเหนือจากนั้นเช่น Black hole คืออะไรผมจะตอบท่านทันทีคือที่ดักยุง แต่ผมกะเอาสิ่งที่ผมรู้น้อยๆที่ให้กับคนที่รู้เป็นศูนย์ละกันครับ จะเขียนไปช่วงละหน่อย เป็นตอนๆครับ
(ภาพประกอบส่วนใหญ่ถ่ายที่ 120-180 วินาที โดยดาวยังคงเป็นจุดอยู่)

แนวคิดเบื้องต้น

ก่อนอื่นต้องเข้าในหลักการเบื้องต้นก่อนครับ
1 โลกกลม
2 โลกหมุนจากตะวันตกไปตะวันออก พระอาทิตย์เลยขึ้นตะวันออกไปตะวันตก ดาวทุกดวงก็เหมือนกันจะหมุนจากตะวันออกไปตะวันตก ด้วยความเร็วเท่าโลกหมุน
2 แกนโลกหันไปทิศเหนือ ใต้ แน่นอน 100%  ดังนั้นหากเราหันไปทางทิศเหนือเราอาจเห็นหมีขาวขั้วโลก ขวามือคือทิศตะวันออก พระอาทิตย์และดาวขึ้นทางนั้นและหมุนทวนเข็มนาฬิกา
3 โลกหมุน 24 ชัวโมง ต่อวัน โลกหมุน 1 รอบเป็นวงกลม 360 องศา
                  1 วัน = 24ชม = 1440 นาที = 86400 วินาที
                360องศา ในเวลา 86400 วินาที
                หรือ 1 องศา ใน 4 นาที
ดังนั้นดาวบนฟ้าก็จะหมุนตามเท่ากันคือ 1องศาใน 4 นาที
4 หากจะถ่ายรูปให้ดาวหยุดจะต้องหมุนกล้องถ่ายภาพตามดาวให้เร็วเท่ากับดาว ต้องหมุนอย่างช้าๆตามท้องฟ้าไป อย่างแม่นยำ ห้ามเร็วไปหรือช้า นานๆหมุนทีก็ไม่ได้ 4 นาทีขยับไป 1 องศา
หมายเหตุ: ในตอนสร้างอุปกรณ์เราจะเปลี่ยนเวลาเป็น Sidereal =23.9344696 ชม แทนครับเพื่อความแม่นยำ

จะเห็นว่าการที่ต้องหมุนแบบอภิมหาช้าแบบนี้ มันเป็นแบบหนัง Mission Impossible อยู่นะ แต่ในหนังทุกเรื่องเหมือนๆกันมันดูจะทำไม่ได้ แต่สุดท้ายทำได้ทุกตอน คือหลอกคนดูไปเสียตังค์    

สมัยก่อนคนเราเมื่อมองไปบนท้องฟ้าไม่รู้ว่าโลกหมุนแต่คิดว่าโลกนี่คือจุดศูนย์กลาง ทุกอย่างเลยหมุนรอบโลก แล้วมีเทวดาเอาดาวมาแขวนได้ เหมือนท้องฟ้าเป็นหลังคากลมๆ เรียกว่า ทรงกลมท้องฟ้า http://portal.edu.chula.ac.th/lesa_cd/assets/document/lesa212/1/celestial_sphere/celestial/celestial.html


ดาวต่างๆจริงๆมันก็เคลื่อนที่ไปตามทางของมัน แต่มันอยู่ไกลมากๆ  เราเลยมองว่ามันอยู่กะเหมือนเอาดาวแปะไว้บนหลังคา มันเลยห่างเท่ากันเสมอ คนโบราณไม่ค่อยมีอะไรทำเลยมองดูดาวแล้วคิดเพ้อฝันไปเป็นรูปต่างๆ เช่น เช่นดาวไถ ดาวลูกไก่ เกิดเป็นกลุ่มๆของดาว กะเอาไปเป็นนิทานหลอกเด็กครับ ไม่เชื่อลองดูทุกกลุ่มดาวมีนิทานหลอกเด็กทั้งนั้น แต่เดี๋ยวนี้พวกนักดาราศาสตร์เอามาเรียนกันแทบเป็นแทบตาย แต่นักกระยาสารทอย่างเราไม่ต้องแค่ไปดูหนัง Clash of the Titans ครบทุกภาคก็รู้จักขื่อกลุ่มดาวหมดท้องฟ้าแล้วมั้งครับ

อุปกรณ์ตามดาวอย่างง่าย

ในกรณีที่กล้องเรามันไม่เอื้ออำนวยหรือเราอยากถ่ายให้มันมีน๊อยลดลง เราก็อาจต้องลด ISO ลงเหลือแค่ 400-800 แต่เราก็ต้องชดเชยกับการที่ต้องเปิดหน้ากล้องนานขึ้น ดาวก็จะเริ่มเป็นขีดยาวขึ้นตามเวลา เราอาจจะซื้ออุปกรณ์ตามดาวตัวละเป็นหมื่นก็คุ้มหากใจรักจริงและทุนทรัพย์พอ
อย่างไรก็ตามเราสามารถสร้างเองได้ง่ายๆจากวัสดุแถวบ้านในราคา 50-200 บาทครับในคุณภาพที่รับได้ หน้าตาขี้เหร่หน่อยแต่ตอนไปถ่ายดาวมืดตื๋อใครมันจะเห็นครับ
อุปกรณ์ที่ว่านั่นคือ Barn Door Mount หรือ Scotch Mount หรือแปลไทยๆว่า บานพับประตูบ้าน นั่นแหละ หลักการดูรูปจาก Web site     http://www.philharrington.net/scotch.htm

ใครดูรูปแล้วนึกไม่ออกว่าหน้าตามันเป็นยังไงให้นึกถึงไม้หนีบกล้วยปิ้ง     (http://raanthai.co.uk/shop/Wooden-Grilled-Banana-Press--8828.html)

หากที่บ้านขายกล้วยปิ้งนี่สบายเลย กลางคืนเอาไปถ่ายดาวตอนเช้าเอามาหนีบกล้วยปิ้ง

มันมีไม้ 2 แผ่นยึดกันด้วยบานพับสามารถเอากล้องยึดข้างบน
http://www.astropix.com/bgda/sample2/sample2.html

การทำงานคือเมื่อหมุน Drive Bolt ไปมันจะดันไม้สองแผ่นให้แยกกันเพราะน๊อตตัวนี้จะหมุนลงไป
ตามหลักสามเหลี่ยมมุมฉากธรรมดามากๆ
ด้าน x และด้านตรงกันข้ามมุมฉากคือแผ่นไม้ y คือความสูง Drive Bolt (ดูรูปบนของ Philip จะเห็นชัดว่าเป็น 3 เหลี่ยมมุมฉาก) มุมแหลมสุดคือตรงบานพับ
จากความรู้คญิตศาสตร์ มัธยม เอาใส Excel บวกลบคูญหาร ได้ตามข้างล่าง

เราจะออกแบบแผ่นไม้ ยาวยังไงก็แล้วแต่เราสะดวกครับ จะยาวเป็นเมตรหรือจะยาวเป็นเซ็นต์ก็ได้ แต่มันมีค่าที่เหมาะสมอยู่แต่ขึ้นกับอุปกรณ์ที่เราจะหาได้ครับ
หากสั้นไป เวลาทำงานไม่สะดวก การควบคุมลำบาก ไม่ละเอียด
หากยาวไป error น้อยตามดาวได้ไม่นาน หนัก ไม่สะดวกเคลื่อนย้าย


ที่นี้ใครจะไปทำ ก็อย่าพึ่งใจร้อนส่วนใหญ่แบบในแบบเน็ตมันไม่บอกบางอย่างที่มีผลมากแต่ดันมองไม่เห็นเนื่องจากรูปแบบที่ง่ายเกินนี่แหละ แม้ว่ามันดูเหมือนไม้หนีบกล้วยปิ้งแต่ดาวมันไม่ใช่กล้วยให้หนีบ ผมทำอันแรกผมได้แต่จ้องดูมันที่พะเนินทุ่ง
เพราะมันถ่ายไม่ได้ ในรูปแต่ละการออกแบบจากเนต แต่ละคนมันมีแต่ละอย่าง ที่มันไม่บอก แต่มีในรูป พอดีผมทำแล้วทิ้งไปสิบอันแล้วมั้งแล้วเวลลาไปลองมันเข้าใจเลย
เอาง่ายๆไอ้หนังสติก rubber band มีไว้ทำไม เกือบทุกคนจะตอบทันทีก็เอาไว้ดึงให้น๊อตแนบไม้กระดานไง จริงๆนั่นถูกแค่เสี้ยวเดียว แต่ในทางปฏิบัติน้ำหนักกล้องมันจะกดลงมาอยู่แล้ว บางคนคิดไม่ใส่ก็ได้นี่นา แต่จริงๆตัวยางเอาไว้ดึงกลับเวลาน้ำหนักเลนส์ทำให้จุดศุนย์ถ่วงกล้องเลยบานพับครับ หากไม่มีมันอยู่อยู่หมุนๆดีๆพอเลยปั๊มันเหวี่ยงปุ๊บ เลนส์แตกปั๊บทันที
แต่พอมียางยิ่งยางยืดออกแรงดึงกลับยิ่งมากจนปลอดภัยระดับหนึ่ง แต่สำหรับผมจะเอาเชือกขึงกำหนดระยะด้วยเผื่อยางขาดซึ่งพวกนี้จะไม่มีในบอกเนตเลยครับ ให้เดาเอาเอง

วันนี้จบแค่นี้ก่อนพิมพ์นิ้วจะหงิกแล้ว วันหลังจะมา เริ่มสร้างแบบง่ายสุดก่อนครับ


เรื่องที่เกี่ยวข้องกัน Link:  http://ppantip.com/topic/35222366
การสร้างอุปกรณ์ตามดาวด้วยตัวเอง DIY star tracking #2 http://ppantip.com/topic/35233329