Dithering mit Astrotrac

[bocca]

Hallo,

es ist nicht einfach Familie und Astronomie unter einen Hut zu bringen, also spiele ich mit dem Gedanken, mir eine Astrotrac für Weitfeldaufnahmen anzuschaffen.
Die ist m.E. viel schneller "fotofertig" als meine große Montierung und eben auch viel leichter.

So, nun zu meiner Frage, die Astrotrac führt ja nur die Rektaszensionsachse nach. Die Atrotrac hat auch einen AutoguiderAnschluß.

Nun war meine Idee, daß ich einfach zwischen den Aufnahmen über den Autoguideranschluß einen Impuls in RA- gebe, so daß die Astro trac zwischen den Aufnahmen etwas langsamer läuft. Das hätte einen kleinen Versatz zwischen jedem Bild zur Folge. Hätte aber den Nachteil, daß die Aufnahmen nur in einer Reihe "aufgefädelt" sind.

Was denkt ihr, bringt dithern auf diese Art und Weise noch etwas ?
Oder hat jemand sogar noch eine bessere Idee bzgl. Astrotrac und dithern.

Viele Grüße,
Kay.

[moos]

Hi Kay,
habe selber keine solche Montierung. Also meine theoretische Überlegung dazu:

Nun war meine Idee, daß ich einfach zwischen den Aufnahmen über den Autoguideranschluß einen Impuls in RA- gebe, so daß die Astro trac zwischen den Aufnahmen etwas langsamer läuft. Das hätte einen kleinen Versatz zwischen jedem Bild zur Folge. Hätte aber den Nachteil, daß die Aufnahmen nur in

Das "etwas langsamer" finde ich falsch. Meist werden ja auf einer Weitfeldaufnahme nur kurze Brennweite (<100 mm) verwendet und da brauchst man für einen Versatz von z.B. 5 Pixeln z.B. 116 " bei f=50mm. Bei 15" pro sekunde Rotation, musst Du 8s anhalten (Ost) oder 8s mit 2x Vorlauf (West) fahren.
Bei eine Auffädelung von 20 Bildern kämmst Du auf 19x5Pixel = 36' lange Reihe. Das ist zu viel.
Wie wäre es, wenn Du nach der Hälfte der Zeit einen Stupps in der Deklinations gibst und dann statt 8s anhalten nach jedem Bild, 8s 2x Vorlauf machst?
Ein Hotpixel sieht dann so aus:

->* * * * * * *|
<-* * * * * * *

VG
Carsten

[bocca]

Hallo Carsten,

danke für Deine schnelle Antwort.
Ja, Du hast recht. Ich hatte nicht daran gedacht, daß in Summe ein Versatz von einigen Grad entstehen kann.
Am besten wäre wahrscheinlich, wenn man die von Dir vorgeschlagenen 5 Pixel spiralförmig dithert.
Da muß ich wohl noch einmal darüber nachdenken.

Viele Grüße,
Kay.

[mischa]

Meist werden ja auf einer Weitfeldaufnahme nur kurze Brennweite (<100 mm) verwendet und da brauchst man für einen Versatz von z.B. 5 Pixeln z.B. 116 " bei f=50mm. Bei 15" pro sekunde Rotation, musst Du 8s anhalten (Ost) oder 8s mit 2x Vorlauf (West) fahren.
Bei eine Auffädelung von 20 Bildern kämmst Du auf 19x5Pixel = 36' lange Reihe. Das ist zu viel.

Mal angenommen das sind 20"/pixel mit 50mm Brennweite, entspricht einem Gesichtsfelddurchmesser von etwa 1600 Bogenminuten. 36' sind da weniger als 2% gedithert, das ist doch ueberhaupt kein Problem. Der Vollmond hat 30' Ducrhmesser, ueberlegt mal, wie gross erscheint der in einer 50mm Aufnahme?

mischa

[moos]

Hi mischa,

36' sind da weniger als 2% gedithert, das ist doch ueberhaupt kein Problem

Da hst Du recht. So kann man es also machen.

VG
Carsten

[bocca]

Hallo Mischa,
Hallo Carsten,

danke für Eure Antworten.

Ja, gemessen am gesamten Bildwinkel ist der Versatz zwischen erstem und letztem Bild prozentual dann nicht mehr so gravierend.
D.h. ich versuche je nach benutzter Brennweite, die Pause so zu wählen, daß etwa 5 Pixel Versatz entstehen.

Ich hatte vor allem Bedenken ob es ungewollte Effekte gibt, wenn die Aufnahmen alle so "aufgefädelt" sind.
Aber ich gehe davon aus, lieber auf diese Art gedithert als gar nicht gedithert, oder ?

Viele Grüße,
Kay.

[mischa]

Aber ich gehe davon aus, lieber auf diese Art gedithert als gar nicht gedithert, oder ?

meine lieblingsantwort auf solche fragen:

"dither or die"

mischa

[woho]

Hallo Kay,

ich habe eine Astrotrac und dithere inzwischen über den Autoguider-Anschluß. Anfangs habe ich das sehr primitiv über einen Taster gemacht, den ich nach jeder Belichtung in der Belichtungspause ein paar Sekunden gehalten hatte. Inzwischen steuert eine kleine Arduino-Bastelei die DSLR und die Astrotrac.

Das Dithern bringt definitiv was, auch wenn nur in RA gebremst wird. Ich habe den Eindruck, dass das Dithern noch effizienter ist, wenn man die Kamera gegenüber der RA-Achse etwas verdreht, da somit auch die horizontalen und vertikalen statischen Muster des Sensors ausgemittelt werden. Wenn Du es Dir beim Framing des Objektes leisten kannst, dann verdrehe die Kamera um z.B. 45° gegen RA. Die Astrotrac korrigiert mit ca. 5"/sec, also etwa 0.3x siderischer Rate. Damit kannst Du Dir bei gegebener Brennweite und Sensorpixelgröße ausrechnen, wie lange Du guiden musst, um 5 Pixel zu dithern. Mit einem Weitwinkel kann das ganz schön dauern ...

Ich habe mir die Astrotrac aus ähnlichen Überlegungen wie Du angeschafft. Ich hatte bisher ein 100mm Objektiv drauf und kann damit 5 Minuten sauber nachführen. Ich bekomme die gesamte Fotoausrüstung plus Schlafsack in den Rucksack, bin somit nicht mal aufs Auto angewiesen, um einen dunklen Platz zu erreichen. Ich kann z.B. mit dem Mountainbike ins Wasserschutzgebiet fahren, das hat schon was. Wirklich familienfreundlich ist das Hobby damit aber immer noch nicht, muss ich ehrlich zugeben ...

[bocca]

Hallo Woho ,

oh, das klingt interessant. So ein Arduino ist auch mein Lieblingsspielzeug , das ist total flexibel und einfach zu programmieren und Spaß macht es auch.
Nun interessiert es mich aber genauer, das mußt Du unbedingt beschreiben, was Du konkret machst.

Ich schildere mal kurz meine Idee (ohne Arduino sondern mit einem kleinen "programmierbaren" Kaiser Twin1 ISR 6131 Kabel-Fernauslöser)
* der Twin1 hat 2 Kontakte für die DSLR, einen für "Auslöser andrücken"=Fokus und einen für "Auslöser durchdrücken"=Auslösen
* etwa 2s bevor ausgelöst wird, wird der Fokus-Kontakt HIGH
* während der Aufnahme ist der Auslösekontakt HIGH
* zwischen den Aufnahmen sind beide LOW
* ich hatte die Idee, daß ich über einen IC4093 (NAND IC) eine kleine OPEN COLLECTOR Schaltung aufbaue, die den RA- Kontakt von dem ST-4 Anschluß an der Astrotrac steuert, d.h. zwischen den Aufnahmen, wenn Fokus und Auslöser LOW ist, wird RA- HIGH und somit wird langsamer mitgeführt

Bei 0,3 facher Geschwindigkeit müßte ich bei 50mm etwa 23s warten, um 5 Pixel Versatz zu erreichen.

Ein manuelles Verdrehen der Kamera stelle ich mir schwierig vor, da habe ich Bedenken, daß ich mir meine Poljustierung kaputt mache.

Bin schon auf Deine Idee mit Arduino gespannt.

Viele Grüße,
Kay.

[woho]

Hallo Kay,

sorry hatte vergessen zu unterschreiben, mein richtiger Name ist Wolfgang.

Ich hatte ursprünglich auch mit einem der gängigen Timer gearbeitet (Hänel Giga T Pro II) und überlegt, den Arduino dazwischenzuhängen, um in den Belichtungspausen die Astrotrack zu bremsen. Dann habe ich aber doch alles vom Arduino aus gesteuert.

Hardware ist ein Arduino Uno mit diesem Touch-Display von Watterott. Auf dem SD-Shield ist noch genug Platz für den Optokoppler und eine simple Spannungsüberwachung. Die Hintergrundbeleuchtung des Displays lässt sich genug dimmen, um Nacht-tauglich zu sein. Meine Sequenz ist Spiegelvorauslösung, 1s warten, Shutter auf, Belichtung abwarten, Shutter zu, Guiding schalten, Dithering abwarten, Guiding öffnen, und wieder von vorne. Meine Firmware ist noch recht minimalistisch, momentan sind die Zeiten hardcodet, wenn ich mal Muße hab werde ich das noch erweitern. Ich brauche auch noch ein Gehäuse, momentan residiert das in einer Tupperbox als Tauschutz, typisches Provisorium.

Mich hat einfach die Bastelei gereizt, Deine Lösung geht denke ich genauso und ist weniger Aufwand.

Ich habe mit 100mm 7 Sekunden gedithert, das sind dann ca. 2,5 Pixel Versatz. Ich wollte nicht mehr Zeit opfern, keine Ahnung ob 5 Pixel dithering mehr bringen. Meine Überlegung war, zumindest über eine RGGB-Bayer Gruppe hinauszukommen, und noch einen Pixelbruchteil zu versetzen.

Mit dem Verdrehen der Kamera meinte ich das Pointing an sich, sorry war unklar formuliert. Ich verdrehe die Kamera beim Einstellen des Pointings gegen RA, während der Belichtungsreihe rühre ich dann natürlich nichts mehr an (und checke die Polausrichtung nochmal, bevor ich die Reihe starte). Wenn man das Objekt unbedingt in einer an RA ausgerichteten Drehlage auf dem Bild haben möchte, könnte ich mir schon vorstellen, dass das fehlende Dithern in DE dann ein Nachteil ist, weil ja die Lights in den dunklen Bereichen oft statische horizontale und vertikale Muster zeigen (zeilenweises Auslesen des Sensors?), und sich das Dithern dann entlang dieser Strukturen bewegt.

Ciao,
Wolfgang

[selste]

Hallo Wolfgang,
das hört sich ziemlich interessant an, was Du da machst ...
Hab auch eine Astrotrac, nutze sie bisher allerdings ohne Autoguider, Timer ist der von Knickohr.
Bestünde ggf. die Möglichkeit, den Code von Dir zu bekommen - hab zwar net genau dieselben Komponenten, die Du einsetzt, aber das sollte kein größeres Problem sein?!
Gruß,

Steffen

[woho]

Hallo Steffen,

Ich denke in den Timer von Thomas sollte sich das schon integrieren lassen, wenn Du es schaffst, die Hardware für die ST-4 Ansteuerung dazuzuflicken.

Hier ist mein Firmware-Code:

astraios_20120811a.tar.gz

Wie Du schnell siehts ist das sehr prototypisch, mit diversen Spezifika für meine Hardware und Anwendung hardcodet. Ich wollte im Urlaub im August die klaren Nächte nutzen, nicht schöne Software schreiben. Ein bischen Struktur ist schon da, es gibt eine Model Klasse mit der Ablaufsteuerung, sowie eine View Klasse für die Display-Bedienung. Im View-Bereich habe ich Fonts für große Ziffern drin, graphische Symbole für DSLR-Shutter und ST4-Korrekturen, sowie eine Optimierung der SPI-Kommunikation mit dem Display, damit das etwas flotter geht. Das Model ist ziemlich geradeaus, nichts magisches drin.

Die Grundstruktur der Software ist von der Arduino-Basis vorgegeben, alles läuft in einem loop, auch die echtzeitkritische Model::service() methode. Das ist nicht ideal, die sollte eigentlich aus einem eigenen Interrupt heraus bedient werden, damit die Timings wirklich exakt sind. Den Interrupt schnappt mir aber die Arduino Basis weg (für die millis() Methode). Momentan hängt die View::update() methode im gleichen Codepfad, so dass man in der GUI aufpassen muss, nicht zu lange die MCU zu belegen.

Neben der DSLR- und ST4-Steuerung habe ich noch eine Anzeige der Batteriespannung drin, und einen Piezo-Summer, der das Ende der Belichtungsserie akkustisch signalisiert (falls man gerade am wegdösen ist, wenn die Astrotrac zurückgespult werden muss).

Hoffe das hilft Dir weiter. Wenn ich wieder Zeit finde, werde ich das weiterentwickeln, speziell eine Konfiguration der Zeit-Parameter über das Display möchte ich einbauen. Auch ein Warnton bei Unterschreigen einer bestimmten Versorgungsspannungsschwelle wäre praktisch. Gebe keine Prognose, wann das kommt, ist halt nur ein Hobby neben Beruf und Familie etc.

Wolfgang

[selste]

Hallo Wolfgang,
super, vielen Dank!

Hab mitder Arduino-Familie auch schon ein wenig herumexperimentiert, so ganz neu ist das nicht für mich.
Hatte mir für Spielereien mit GPS mal das S65-Shield gekauft, sollte sich vermutlich mit wenig Aufwand integrieren lassen, Du hast ja praktisch eine (fast) komplette MVC Architektur umgesetzt.
Gruß,

Steffen

[bocca]

Hallo Wolfgang,
Hallo Steffen,

Eure Beiträge sind ja ein positiver Impuls für meine Entscheidungshilfe in Richtung Astrotrac - Kauf .

@Wolfgang, Deinen Arduino Code werde ich mir unbedingt mal anschauen, danke, daß Du ihn zur Verfügung gestellt hast.
Die 45° Versatz habe ich nun auch verstanden

Viele Grüße,
Kay.

[selste]

Hallo Kay,
will Dich ganz sicher nicht vom Kauf abbringen ... hatten auf La Palma im Juni die AstroTrac dabei und mit Brennweiten bis zu 420mm eingesetzt, Einzelbelichtungen haben wir auf 3min begrenzt, sauber nachgeführt.

Musst Dir halt über die Nachteile im Klaren sein:
- Kein GoTo, das artet insbesondere bei den größeren Brennweiten in ziemliches Gefummel aus, bis das Objekt so ins Bildfeld passt wie man sich das vorstellt ... und das kann richtig viel Zeit kosten
- Du bist auf etwas mehr als ein Stunde ununterbrochenen Betrieb eingeschränkt - ist net weiter tragisch, wenn Du eh eine Beobachtungssession geplant hast; vollautomatisiert eine Nacht durchknipsen geht aber eben net
- Der Preis ist schon ziemlich hoch, wenn alles Zubehör mit einkalkuliert wird - dafür bekommst schon eine ordentliche GoTo-fähige 'richtige' Montierung

Aber das Teil ist halt sehr mobil (bin bei 5kg alles incl., ohne Kamera & Objektiv natürlich) - passt in eine Stativtasche und bei dem Gewicht brauchst net zu überlegen ob sich das Mitnehmen lohnt ...
Gruß,

Steffen