Dobson PushTo gibt es in diversen Ausführungen und unterstützen den Beobachter mittels Software, die gewünschten Objekte effektiv und schnell aufzuspüren. In den neueren parallaktischen Montierungen wie der AZ-EQ6 gehören die Encoder zum Standard. Die Montierung kann demnach manuell bedient werden, behält ihre Koordinaten aber weiterhin bei. Die Newton-Teleskope mit Rockerbox werden standardmäßig ohne PushTo-System ausgeliefert, was den Lerneffekt beim Aufsuchen von Objekten enorm steigert. Andererseits werden Tage mit gutem „Seeing“ immer seltener, was nicht zuletzt auf die Lichtverschmutzung zurückzuführen ist. Erfreulicherweise gibt es für gängige Dobsons PushTo-Kits als Nachrüstsatz. Der Nachteil dabei ist, dass diese einfachen Systeme mit 300-400 EUR teuer in der Anschaffung sind. Alternativ kann ein PushTo-System mit wenigen Mitteln gebaut werden, denn die Funktionsweise ist relativ einfach.

Ein Dobson PushTo kommuniziert über eine Steuereinheit, an der zwei Encoder angeschlossen sind, mit einem Rechner oder einem Smartphone, um mithilfe einer App wie Sky Safari das Auffinden von Objekten deutlich zu erleichtern. Wesentlich komfortabler gestaltet sich der Einsatz von GoTo-Systemen, die dem Beobachter sogar das Nachführen des Teleskops abnehmen. Die Anschaffung eines GoTo-Systems für ein Dobson-Teleskop lohnt sich aber in den seltensten Fällen. Darüber hinaus eignen sich Dobsons und GoTo-Steuerung nur bedingt für die Astrofotografie. Konstruktionsbedingt sind der parallaktischen Montierung trotz GoTo-System Grenzen gesetzt, weshalb solche Teleskope auch eher für Beobachtungen verwendet werden.

DSC Dobson – DIY-PushTo-System

Als Basis für ein DIY Dobson PushTo System dient ein Projekt auf github. Das System basiert auf einen ESP8266 mit einfacher Schaltung. Bei den Höhenrudern setzt es auf einen Beschleunigungssensor, wobei auch ein Encoder möglich wäre. Das System haben wir an einem Skywatcher Flextube 12″ getestet. Das vollständige Projekt mit allen relevanten Dateien kann hier heruntergeladen werden.

Einkaufsliste

• HiLEtgo ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 ESP-12E (Amazon.de oder Amazon.de)
• LSM303DLHC (Amazon.de)
• 600p/r Inkremental Dreh-Encoder; DC5-24v; 6mm Stift (Amazon.de)
• 85 teeth GT2 timing pulley 10mm shaft (Amazon.de oder ebay.de)
• 20 teeth Gt2 timing pulley 6.35mm shaft (Amazon.de)
• GT2 Zahnriemen – Variable gestaltung der Länge möglich (z.B.: 200 mm auf Amazon.de)
• Elektronische Bauteile: Widerstände (Amazon.de)
• GX12 Aviation Connector Plug Cable Cap (Amazon.de)
• Powerbank 5V (Amazon.de)

Anschlussplan

Das LSM303DLHC kann entweder am Tubus mit doppelseitigem Klebeband befestigt werden oder aber mittels Schraube (M10x50) direkt mittig zum Höhenruder.

Die Encoder Pins werden wie folgt angeschlossen: Das rote Kabel kann am VIN des ESP8266 Pin angeschlossen werden. Der Anschluss dient sowohl zur Speisung des ESP82666 mit 5V als auch als Vout, wenn der Mikrocontroller z.B. via MikroUSB betrieben wird. Das schwarze Kabel wird am GND-Pin angeschlossen. Das grüne Kabel an GPIO5 (D1) und das gelbe/weiße an GPIO4 (D2).

• 1 – 5V
• 2 – GND
• 3 – weiß
• 4 – grün

Um den Programmcode auf den ESP8266 zu flashen, wird die Arduino IDE benötigt. Das Installationsverzeichnis ist in der Regel C:\Programme (x86)\Arduino. In der Arduino-IDE müssen nun die beiden Bibliotheken Encoder.zip und lsm303.zip über Sketch->Bibliothek einbinden->ZIP.Bibliothek hinzufügen eingebunden werden. Nach der Installation der Bibliotheken muss die Encoder.h mit dem Fix (siehe Download) aufgespielt werden. Dieser Code kann mit einem Texteditor geöffnet werden, um den Inhalt zu kopieren und die Bibliothek-Header zu überschreiben. Denn bei einigen Anwendern gab es beim Kompilieren Probleme. Anschließend kann die DobsonianDSC.ino-Datei geöffnet werden. Bevor der Programmcode hochgeladen werden kann, sollte das ESP8266 an dem entsprechenden Rechner angeschlossen werden und das passende Board via Werkzeuge->Boardmanager–>Board ausgewählt werden.

Es macht Sinn, sich ein kleines Sketch zu programmieren, um den Encoder vor der Inbetriebnahme am ESP8266 zu testen. Hier ein Beispielcode:

#include "ESPRotary.h"; 
#define ROTARY_PIN1 4 
#define ROTARY_PIN2 5 

ESPRotary r = ESPRotary(ROTARY_PIN1, ROTARY_PIN2); 

void setup() { Serial.begin(9600); 
delay(50); 
Serial.println("\n\nSimple Counter"); 
r.setChangedHandler(rotate); 
r.setLeftRotationHandler(showDirection); r.setRightRotationHandler(showDirection); 
} 

void loop() { 
r.loop(); 
} // on change 

void rotate(ESPRotary& r) { 
Serial.println(r.getPosition()); 
} // on left or right rotattion 

void showDirection(ESPRotary& r) { 
Serial.println(r.directionToString(r.getDirection())); 
}

Der Digitalkompass wird am 3.3V-Pin des ESP8266 angeschlossen. SCL an GPIO0 (D3) und SDA an GPIO2 (D4), wobei dann beide Leitungen zusätzlich gegen 3.3V mit einem 3.3k oder größer angeschlossen werden, um Verbindungsprobleme zu vermeiden. Nötig ist das jedoch nicht.

• 1 – 5V
• 2 – GND
• 3 – SCL -weiß
• 4 – SDA – grün

Auch hier sollte zunächst die Funktionalität mit einem Beispielcode getestet werden.

Wenn die Arduino-IDE-Konsole merkwürdige Zeichen liefert, sollte die Baudrate geändert werden. Nach dem Flashvorgang kann die Verbindung mittels Sky Safari aufgebaut werden. Dazu wird das Smartphone/Tablet mit dem Access Point des ESP8266 verbunden. Als Standard-IP ist 1.2.3.4 und Port 4030 konfiguriert. Als Teleskop-Typ wird „Basic Encoder“ selektiert. Für Steps kann der Wert „Steps 10200“ verwendet werden. Jetzt steht einer Verbindung nichts mehr im Wege.

Sollte es Probleme bei der Umsetzung geben, stehen wir sehr gerne für Fragen via Kommentarfunktion zur Verfügung.

Asterion Skywatcher PushTo DobsonDream

Asterion hat seinen Sitz in der Ukraine und vertreibt unter anderem PushTo Systeme für Skywatcher und Omegon-Dobsons über Teleskop-Express.de. Das Dobson PushTo für diesen Artikel haben wir direkt beim Firmeninhaber in der Ukraine bestellt und innerhalb von 10 Tagen nach Zahlungseingang erhalten. Die Kommunikation und der Support sind ausgezeichnet. Das System selbst wirkt zunächst unspektakulär. Zwei Encoder montiert auf je eine Halterung sowie eine Steuerplatine und ein Netzstecker sind alles, was Beobachter für das Auffinden von Objekten am Sternenhimmel benötigen. Die Encoder-Auflösung beträgt 400 Schritte pro Umdrehung und werden mittels Steuerplatine abgefragt. Die Kommunikation mit der Steuereinheit erfolgt mittels Wi-Fi. Als Software kommen unter anderem Sky Safari Pro und StarSeek für mobile Geräte (Android und iOS) in Frage.

Die Montage gestaltet sich relativ einfach. Zunächst wird der Encoder mit Steuerplatine an die vertikale Achse montiert. Beim Anziehen der Mutter auf der Rückseite sollte gleichzeitig mit einem 17er Maulschlüssel auf der anderen Seite gegengehalten werden. Das Anzugsmoment sollte jedoch handfest sein. Den Encoderhalter haben wir jedoch nicht mit den beiden mitgelieferten Schrauben am Dobson-Boden befestigt, sondern mit starkem doppelseitigem Klebeband, um die Holzkonstruktion nicht unnötig zu durchlöchern. Der Halter auf der Rückseite sollte jedoch mit Schrauben befestigt werden. Dieser dient dazu, dass sich der Encoder beim Drehen des Dobsons mit dreht. Der Altituden-Encoder wird auf der Beobachterseite montiert. Wird dieser versehentlich auf der anderen Seite befestigt, bewegt sich der Sucher-Kreis in der App in die entgegengesetzte Richtung. Leider passt das PushTo-System nicht bei aktuellen Skywatcher Flextube Modellen, da der Tubus etwas tiefer sitzt und mit seinem Ende gegen den Encoder stößt. Mit etwas Bastelarbeit lässt sich dieses Problem aber beheben, indem der Mutterkopf zwischen Encoder und Rockerboxende mit einem Dremel oder Schleifer auf ein Minimum gekürzt wird.

Mit der Sky Safari App in der Plus oder Pro Version gestaltet sich die Handhabung am einfachsten. Dazu wird zuächst eine Wi-Fi Verbindung zum „DobsonDream“ hergestellt und die App gestartet. Unter Settings/Telescope/Setup muss zunächst der Scope Type „Basic Encoder System“ gewählt werden. Als Mount Typ „Alt-Az Push-To“ wählen und für RA/Azm +4000 sowie für Dec/Alt -4000 setzen. Sollte sich der Sucherkreis in der App entgegen der Drehbewegung bewegen, müssen die Werte in den Felder vertauscht werden. Nach einem Neustart der App sollte sich das Sucherkreuz dann in die korrekte Richtung bewegen. Für Quatoriale Plattformen sollte übrigens „Alt-Az Push-To on Equ. Plaform“ ausgewählt werden.

Unter Communication Settings die IP-Adresse 192.168.0.1 und die Port Nummer 1234 wählen. Anschließend kann über das Sky Safari Hauptmenü in der Leiste unten Scope und Connect gewählt werden. Jetzt sollte ein heller Stern anvisiert werden und entsprechend in Sky Safari markiert werden. Mittels Ausrichtung starten wird die Ausrichtung gestartet. Anschließend sollte ein möglichst weit entfernter zweiter Stern gewählt werden und mit dem Telesop exakt mittig anvisiert werden. Anschließend in der App das Objekt markieren und „Ausrichten“ wählen. Mit zwei Objekten ist das Sytem bereits ausgerichtet und einsatzbereit. Mittels IP kann übrigens via Browser auf die Daten des Systems zugegriffen werden. Standard-User ist DobsonDream und Passwort 12345678.

Der Hersteller gibt auf sein System 24 Monate Garantie. Schade ist nur, dass keine Omron Encoder verwendet werden, die in diesem Bereich markführend sind.

Asterion PushTo vs. DIY PushTo

Sowohl das fertige PushTo von Asterion als auch unser DIY-PushTo basirend auf den ESP8266 haben ihre Vor- und Nachteile. Das Asterion wird einsatzbereit ausgeliefert und arbeitet Dank den beiden Encodern sehr zuverlässig. Andererseits benötigt man für den mobilen Einsatz eine Steckdose für 220V oder eine Powerbank, die über eine Steckdose verfügt, dafür aber schwer ist. Bei dem DIY-Projekt ist die Schwachstelle der digitale Kompass, der nicht immer präzise arbeitet. Dafür kann das PushTo-System mit einer einfachen Powerbank betrieben werden. Es ist dank ESP8266-Platform außerdem sehr flexibel und kann um zusätzliche Funktionen erweitert werden. Eine Open-Source-Lösung von Asterion wäre daher sehr wünschenswert, um das System gegebenenfalls erweitern zu können.

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Die Vorfreude nach dem Kauf einer parallaktischen Montierung dürfte vor allem bei Einsteigern sehr hoch sein. Zudem sind die Erwartungen je nach Preiskategorie hoch. Insbesondere nach der ersten Inbetriebnahme kann es doch sehr frustrierend sein, wenn die Montierung nicht das macht, was sie machen soll. Meistens scheitert es an Kleinigkeiten, die einfach übersehen werden oder in den Handbüchern nicht eindeutig beschrieben sind. Anhand einer AZ-EQ 6, die wir bei teleskop-austria.com gekauft haben, möchten wir Ihnen zeigen, wie einfach die Ausrichtung sein kann. Um die notwendingen Parameter wie Breitengrad oder Höhenlage zu bestimmen, kann entweder GoogleMaps verwendet werden oder aber die App SynscanInit für Android. Es gibt sicherlich noch andere hilfreiche Tools. Die Daten müssen nämlich alle korrekt sein, da die Montierung sonst immer in den falschen Himmelsabschnitt zeigt.

[1] Montierung grob nach Norden ausrichten. Bei der AZ-EQ 6 ist in dem Dreibeinstativ ein schwarzes Metallstück eingebaut, das nach Norden zeigen soll. Bei anderen Montierungen wie der EQ8-R zeigt das Klemmstück für die Azimutschrauben nach Süden. Das Stativ mit einer Wasserwaage nivellieren.

[2] Montierkopf auf das Stativ setzen, mit der Mittenschraube unter dem Stativ fixieren und die Azimuteinstellschrauben leicht anziehen. Diese dienen später dazu, den Polarstern möglichst mittig im Polsucher zu platzieren. Das Spreizrad sollte ebenfalls montiert sein, um die Stativbeine so weit wie möglich auseinanderzudrücken.

[3] Am Montierkopf den Breitengrad bzw. die Polhöhe (engl.: Latitude) einstellen.

[4] Die Montierung in die Parkposition bringen, wobei die Gewichtsstange nach unten zeigt.

[5] Wasserwaage für beide Achsen, Telrad einstellen“““ (noch in Arbeit)

[5] Ausrichtung des Polsuchers prüfen. Der Polsucher wird für die polare Ausrichtung weiter unten verwendet. Der Polarsucher selbst kann jedoch dejustiert sein. Daher sollte vor dem ersten Einsatz am besten bei Tageslicht sichergestellt werden, dass die Kalibrierung einwandfrei ist. Dazu werden die Abdeckungen des Polsuchers und der Polsucheröffnung enternt, die Gleichgewichtsstange ausgefahren und die Dec-Achse um 90° nach links gedreht, so dass man über den Polsucher freie Sicht hat.

[6] Der Montierungskopf wird nun so platziert, dass ein entferntes Objekt mit festem Punkt in der Mitte des Fadenkreuzes im FOV des Polsuchers zu sehen ist. Die Einstellung erfolgt über die Azimut-Einstellknöpfe und über die Höheneinstellung.

[7] Ein Kamin eignet sich dafür ebenso gut wie ein Funk- oder Strommast. Wenn man jetzt die Montierung in der R.A Achse um eine halbe Umdrehung dreht (Gegengewichtsstange als Hebel verwenden) und danach die R.A. Kupplung festzieht, sollte das Objekt nach der Drehung weiterhin im Zentrum des Fadenkruzes sein. Ansonsten ist eine Kalibrierung erforderlich. Achtung: Sollte die R.A. Kupplung nicht angezogen werden, gibt es leichtes Spiel, was das Ergebnis verfälscht.

Dafür können die drei 1,5mm-Imbusschrauben am Polsucher verwendet werden, wobei immer nur eine Schraube gelöst wird, während die anderen beiden angezogen werden. Zu viel Kraftaufwand kann die Linse zerstören. Die Abweichung sollte niemals vollständig reduziert werden, da bei einer erneuten Drehung das wieder nicht mittig erscheinen wird, sondern gespiegelt. Die Abweichung stets zur hälfte reduzieren! Wenn die Abweichung zur Fadenkreuzmitte etwa 4mm beträgt, reduziert man diese um 2mm. Das Objekt sollte sich dann zwischen der Fadenkreuzmitte und der der Abweichung nach Drehung der R.A. Achse befinden. Wenn jetzt die R.A Achse erneut um eine halbe Drehung bewegt wird, sollte das Objekt nicht mehr mittig sein, aber auch nicht mit der zuvor festgestellt Abweichung. Jetzt führt man die Kalibrierung erneut durch, bis das Objekt langsam in der Mitte des Fadenkreuzes bleibt. Nach der Kalibrierung des Polsuchers, sollte die Dec-Achse wieder in ihre Parkposition gebracht und die Kupplung wieder angezogen werden.

[8] Gewichte anbringen. Diese müssen ungefähr dem Teleskop samt Zubehör entsprechen

[9] Teleskop grob fixieren

[10] Montierung ausbalancieren, so dass diese in jeder Lage im Gleichgewicht steht.

[11] Teleskop in die Grundstellung bringen. Teleskop-Öffnung weist nach Norden, Gegengewichtsstange weist zum Boden

[12] Montierung einschalten

[13] EQ-Modus wählen Standortdaten eingeben (Achtung, können je nach Standort des Teleskps abweichen):

• Set Longitude: E 00X° XX“
• Set Latitude: N XX° XX“
  Timezone: +01:00 (Deutschland)
• Set Elevation: +0194m (Höhenlage)
• Date: mm/dd/yyy (Format abhängig von Spracheinstellungen; Reihenfolge beachten, da Tag und Monat oft vertauscht werden)
• Time hh:mm:ss
• Daylight Saving: „YES“/“NO“ (Sommerzeit=“YES“/Winterzeit=“No“)
• Polaris Position i: hh:mm (Abhängig von Daten wie Daylight, Uhrzeit, Datum, etc.; Wert wird sowohl von hilfreichen Tools angezeigt als auch von der SynScan-Fernbedienung)
• Polaris Hour Angle: hh:mm (Zeit, seit dem Polaris den Meridian überquert hat. Grundsätzlich nicht erforderlich)

[14] Durch den Teleskopsucher schauen und mithilfe der Azimuteinstellschrauben die Montierung grob auf Polaris drehen. Nicht an den Montierungsachsen drehen, sondern nur mittels Azimuteinstellschrauben! Der R.A.-Achsenshöhenhebel kann dafür ebenfalls verwendet werden. Meisten liegt nur eine minimale Abweichung vor. 

Die AZ-EQ6 Montierung weißt ein leichtes Höhenspiel auf. Die EQ-Plattform hängt sowohl von der Schwerkraft ihrer Nutzlast als auch von ihrem Eigengewicht ab. Damit die Montierung fest bleibt, sollte die Höhenverstellung mit einer Aufwärtsbewegung beendet werden. Bei einer Überhöhung sollte die Montierung zunächst etwas tiefer gesenkt werden und dann wieder anbehoben werden.

[15] DEC-Achsen lösen und um 90° drehen, so dass die Öffnung des Polsuchers freie Sicht gewährt.

[16] Nun mittels R.A-Achsenhöhe und Azimuteinstellschrauben Polaris über den Polsucher zwischen den beiden Ringen auf die entsprechende Uhrzeit (Polposition i) bringen. Oben steht 12h und unten 6Uhr!

Hinweis: Das Fadenkreuz ist in den meisten Fälle leicht verdreht eingebaut. Das Fadenkreuz nicht über den Polsucher sebst in die korrekte Position bringen, da dieser dann nicht mehr festsitzt. Stattdessen an der R.A-Achse solange drehen, bis das Fadenkreuz in der entsprechenden Position ist. Die Kupplung anschließend .

[17] Bei einigen Montierungen kann die Polsucher-LED gedimmt werden, da oftmals zu hell

[18] Wenn alles passt, Teleskop wieder in die Parkposition bewegen und beide Kupplungen festziehen!!!

Sterne-Alignement

Für den visuellen Einsatz reichen die Ausrichtung der Montierung sowie die Eingabe der Parameter. Für die Astrofotografie sollte darüber hinaus ein Sterne-Alignment durchgeführt werden. Dabei wird der tatsächliche Sternenhimmel mit dem intern gespeicherten Abbild abgeglichen und gegebenenfalls Korrekturen von der Steuerung vorgenommen. Die SynScan-Steuerbox bietet 1-, 2- und 3- Sterne-Alignment. Denn je nach Einsatzort gibt es nicht immer freie Sicht in alle Himmelsrichtungen. Dann kann es sinnvoll sein, sich einen passenden Stern aus der SynScan-Liste auszusuchen, der gerade sichtbar ist. Wenn aber das 1-Stern-Alignment durchgeführt wird, kann es dennoch sein, dass beim Anfahren eines Objekts dieses nicht unbedingt in der Okularmitte zu sehen ist. Das ist aber durchaus normal, da viele Faktoren eine Rolle spielen wie Getriebespiel, Orthogonalitätsabweichung, Flexure und viele mehr. Um die Genauigkeit zu erhöhen, empfiehlt sich daher ein 2- oder 3-Stern-Alignment. Von unserem Standort aus haben wir beispielsweise freie Sicht Richtung Osten, so dass ein 3- Sterne-Alignment durchaus möglich ist. Jedoch sollte bedacht werden, dass je nach Wahl des ersten Sterns die entsprechenden Zweit- und Drittsterne wählbar sind. In unserem Fall ist die Kombi Mirach-Scheat-Deneb optimal. Zu später Stunde ist Deneb jedoch nicht sichtbar. Hier ergibt sich dann eine andere Kombi: Mirach-Scheat-Matar. Wird statt Mirach ein anderer Stern wie Alpheraz gewählt, ergeben sich als Zwei- und Drittstern ganz andere Kombinationen, die aber nicht mehr in unserem standortbezogenen sichtbaren Bereich liegen. Deshalb empfiehlt es sich, das Alignment vorher durchzuführen und über eine App zu prüfen, ob zu einer entsprechenden Zeit die gewählten Sterne überhaupt im sichtbaren Bereich liegen.

Hier die gängigstens Verfahren für das Alignment:

• Initialisierung mit einem Stern (1-Star-Alignment)
  Erfordert eine möglichst exakte Aufstellung der Montierung sowie die Ausrichtung auf den Polarstern. Je weiter man sich von dem entsprechenden Stern entfernt, desto ungenauer wird die Steuerung. Daher empfiehlt sich diese Initialisierung bei beschränkter Sicht und/oder bei visueller Beobachtung
• Initialisierung mit zwei Sternen (2-Star-Alignment)
  Eignet sich sehr gut für Beobachtungen, für die Astrofotografie jedoch noch zu ungenau
• Initialisierung mit drei Sternen (3-Star-Alignment)
  Es werden Ungenauigkeiten effektiver Kompensiert. Hierzu sollten auch die Einstellschrauben auf der Prismenschiene des Teleskops überprüft werden, um den sogenannten „cone error“ zu vermeiden. Liegt ein „cone error“ vor, so verändert sich sich bei einer Drehung des Teleskops um 180° das Blickfeld deutlich. Montierungen wie die AZ-EQ 6 Pro haben bereits sehr gute Mikrocontroller an Board, die diesen „cone error“ ausgleichen können. Deshalb verwendet die Software in diesem Fall einen dritten Stern, bei dem der „cone error“ möglichst hoch ist.
• Initialisierung mit Sonne, Mond oder Planeten (Solar-Alignment)
• Initialisierung mit frei wählbaren Sternen (Sky-Align)

Einnorden mittels PHD2 oder SharpCap

Das Einnorden einer Montierung mittels Software bietet sich z.B. an, wenn die Montierung über keinen Polsucher verfügt oder der Blick auf den Polstern eingeschränkt ist. Mit der SharpCap Pro Version geht das relativ zügig und exakt. Wer einen Off-Axis-Guider in Kombination mit einer Astrokamera mit kleinem Chip nutzt, wird bei langen Brennweiten wenig Sterne ins Bildfeld bekommen, an denen sich die Software orientieren kann. Wer DeepSkyFotografie mit einer APS-C oder Vollformatkamera betreibt, kann auch damit die Polausrichtung durchführen und muss nicht zusützlich einen Sucher mit Guiding Kamera an das Teleskop anbringen. Auch mit PHD2 gibt es die Möglichkeit des Einnordens wie z.B: mittels Drift Methode. Mehr Informationen dazu folgen in Kürze.

Der Beitrag EQ-Montierung – Ausrichtung anhand der AZ-EQ6 Pro erschien zuerst auf PCPointer.de.