Sie sagen, wenn jemand ein Teleskop erworben hat und es zur Beobachtung benutzt, dann wird er nach einer Weile definitiv ein anderes, besseres, wollen. So geschah es bei mir. Ich habe ein PowerSeeker 127mm Teleskop, aber ich wollte das Beste. Aus diesem Grund wollte ich sogar meinen Spiegel schärfen, entdeckte aber später, dass man auf AliExpress einen 200mm Spiegel für wenig Geld kaufen kann. Der Hauptspiegel sowie die Diagonale gingen bei Lieferung irgendwo um 6.000 Rubel aus. Es ist sehr billig Das Bild oben ist so ein Spiegel, der gerade per Post aus China angekommen ist.
Ich habe etwas gekauft, aber es ist kein fertiges Teleskop. Brauchen Sie ein Rohr, Halter des Hauptspiegels, Diagonale, Ausrichtung, Fokussierer. Wie macht man sie selbst? Ich beschloss, wenn möglich, die notwendigen Details auf einem 3D-Drucker auszudrucken. Dafür müssen sie aber noch gestaltet werden. Oder finden Sie ein Design im Internet.
Wenn Sie im Internet suchen, dann haben natürlich "Teleskope bereits gedruckt". Hier sind Beispielprojekte:
- Mit einem 3D-gedruckten Himbeer-Pi-Teleskop durch das Sonnensystem blicken
- Open Source DIY-Teleskop Prime Mit Raspberry Pi und 3D-gedruckten Teilen
Aus verschiedenen Gründen haben mir diese Projekte nicht wirklich gefallen. Ich beschloss, die Teile des Teleskops selbst zu entwerfen. Aus irgendeinem Grund habe ich beschlossen, ein Projekt in FreeCAD durchzuführen. Bis zu diesem Moment habe ich schon etwas in Compass 3D gemacht (ich habe
Marble-Machine gemacht ). Und jetzt dachte ich, FreeCAD sollte nicht komplizierter sein ...
Tatsächlich musste ich mir einige FreeCAD-Tutorials auf YouTube ansehen, bevor ich etwas Sinnvolles tun konnte. Das Entwerfen in FreeCAD unterscheidet sich aus meiner Sicht stark vom Entwerfen in Compass. Es verwendet eine neue Konstantentechnologie für mich (ich wusste es nicht plötzlich und in Compass war es möglich, aber ich wusste es nicht?). Einschränkungen geben alle erforderlichen Größen an: Länge der Segmente, Parallelität oder Rechtwinkligkeit, Winkel, Radius des Bogens, buchstäblich alles. Mit der Einschränkung berechnet der FreeCAD-Solver, ob eine bestimmte Form erstellt werden kann oder nicht. Wenn nicht, dann gibt es anscheinend nicht genügend Klärungsparameter, die hinzugefügt werden müssen. Es war interessant und ungewöhnlich für mich. Im Allgemeinen gefiel mir die Idee der Konstanten.
Die Berechnung des Teleskops habe ich im Online-Rechner "
Berechnung des Teleskops des Newton-Systems " durchgeführt.
Die obige Abbildung zeigt einige der Parameter, die für den Bau eines Teleskops erforderlich sind. Für jeden signifikanten Wert berechnet der Rechner den erforderlichen Wert. Sie müssen nur die ersten Werte festlegen: Glasdichte des Hauptspiegels, Durchmesser, Abschrägung, Rohrdurchmesser und Länge usw.
Die Berechnung hat mich veranlasst, die Aufgabe genauer zu betrachten. Ich habe bereits Sikoruks Buch "Teleskope für Astronomieliebhaber" gelesen und mir im Allgemeinen viel vorgestellt. Daher wusste ich, dass große und dünne Spiegel nach einem speziellen Entladeschema am besten installiert wurden. Für meinen neuen 200-mm-Spiegel mit einem Gewicht von 1306 Gramm stellte sich beispielsweise heraus, dass er auf sechs Punkten liegen sollte. Das Programm führt die Berechnung so durch, dass für jeden Entladepunkt das gleiche Gewicht eines Teils des Spiegels abfällt, während sich der schwere Spiegel unter seinem eigenen Gewicht nicht kritisch verbiegen sollte, da ein Verbiegen des Spiegels eine Verzerrung darstellt.
Noch größere Spiegel werden an 9, 18 oder mehr Punkten entladen. Wie werden diese sechs Entladepunkte physikalisch hergestellt? Beim Entladen mit sechs Punkten werden spezielle „Wippen“ hergestellt, wobei zwei Punkte des Spiegels auf einem Punkt basieren - der Drehachse der Wippe.
Ich muss gleich sagen, dass das gleiche "Open Source DIY Telescope" (siehe Link oben) keine 6 Entladestellen verwendet, sondern nur drei. Ich wollte alles korrekter machen, obwohl ich natürlich absolut keine Gewissheit habe, dass es mir gelungen ist. Ich hoffe, echte Tests werden zeigen, ob ich Recht hatte oder nicht.
Ich begann mit den massivsten Teilen des Hauptspiegelhalters zu entwerfen. Ehrlich gesagt, ich mag es nicht, massive Teile auf einem 3D-Drucker zu drucken. Das ist extrem lang und funktioniert nicht immer, zum Beispiel kann sich der Strom plötzlich abschalten. Außerdem müssen diese großen Teile fest sein und daher einen hohen Füllungsgrad aufweisen. Dies werde ich für eine sehr lange Zeit drucken. Daher dachte ich von Anfang an, ich würde mit dem CNC-Fräser Massenteile im Werk bestellen und den Rest selbst erledigen.
Der erste Teil ist die Halterung des Hauptspiegelhalters. Sie ist die Spiegelhalterung im Rohr und Teil des Verstellmechanismus:
Für die Belüftung des Spiegels ist ein Loch in der Mitte erforderlich. Wenn Sie mit einem Teleskop ausgehen, sollte der Spiegel die Umgebungstemperatur annehmen. Daher ist eine gute Belüftung des Rohrinnenraums erforderlich.
Das zweite Detail nenne ich das "Dreieck":
Die Entwicklung vieler Teile in FreeCAD erfolgt in zwei Schritten - zunächst wird die sogenannte „Skizze“ gezeichnet - dies ist die Projektion des Teils auf die Ebene, von der dann beispielsweise eine Extrusion (Pad) oder eine Kerbe (Pocket) ausgeführt wird. Eine Skizze sieht aus wie eine echte Zeichnung, in der alle Parameter festgelegt sind. Für mein Dreieck sieht die Skizze folgendermaßen aus:
Unerfahren stellte ich jeden Parameter manuell ein und stellte erst dann fest, dass er nicht sehr kompetent war. Tatsächlich wäre es richtiger, dieselben Parameter in Form von Variablen festzulegen, und auf diese Weise würde ein vollständig parametrisches Modell erhalten. Lebe ein Jahrhundert - lerne ein Jahrhundert. Beachten Sie, dass im Fenster „Solver-Meldungen“ die Meldung „Vollständig eingeschränkte Skizze“ in Grün angezeigt wird. Dies bedeutet, dass für den FreeCAD-Computer alles klar ist und die Geometrie des Teils anhand der angegebenen Parameter eindeutig bestimmt werden kann.
Ein Dreieck ist ein einfaches Teil mit einer Extrusionsoperation, in Bezug auf FreeCAD ist es eine Pad-Operation.
Das Dreieck hängt an drei Einstellschrauben über dem Träger. Aufgrund dieser Schrauben kann es sich leicht gegenüber dem Träger neigen. In der Halterung und im Dreieck habe ich Löcher vorgesehen, in denen später die hohen M6-Muttern arretiert werden.
Sowohl der Träger als auch das Dreieck wurden auf einer CNC-Maschine aus geklebter Faserplatte ausgeschnitten. Es stellte sich so heraus:
Jeder Scheitelpunkt des Dreiecks hat zwei Schrauben. Einer zieht an sich, ein anderer drückt von sich. Zusammen können Sie so beim Aufstellen des Teleskops das Dreieck und dementsprechend den Hauptspiegel relativ zur Stütze neigen. Hier ist der Blick von hinten:
Wie gesagt, ich habe mich entschlossen, viele Details auf einem 3D-Drucker zu drucken. Die in FreeCAD entwickelte Wippe sollte folgendermaßen aussehen:
An zwei Seiten des Kipphebels habe ich ein Metallkugellager eingelassen. Diese Lager sorgen für ein gleichmäßiges Schwingen des Kipphebels am Drehpunkt. Es sollte drei solcher Wippen geben.
In FreeCAD habe ich auch andere Teile der Spiegelhalterung entworfen: den Kipphebel und die Seitenanschläge. Dann habe ich versucht, alle Details in einem einzigen 3D-Modell zusammenzufassen, um zu sehen, wie alles aussehen würde:
So wie ich es verstehe, unterstützt FreeCAD das System des sogenannten Addons - spezielle Erweiterungsmodule. Eines der möglichen externen Erweiterungsmodule ist Workbench a2plus, mit dem Sie lediglich eine Montage mehrerer Teile simulieren können. Ich musste noch einmal lernen und mir die Trainingsvideos auf YouTube ansehen, um a2plus zumindest zu beherrschen. Es ist interessant, dass dieses Tool genau wie FreeCAD selbst ein konstantes System verwendet, mit dem Sie einzelne Teile im 3D-Raum miteinander verknüpfen können. Der Screenshot oben zeigt nur eine solche Baugruppe.
Das einfachste Beispiel zum Verbinden von Teilen über const in a2plus ist in der folgenden Abbildung dargestellt:
Ich wähle zwei runde Kanten von zwei verschiedenen Teilen mit der Strg-Taste aus und wähle in der Symbolleiste die Schaltfläche für die Beschränkung "CircularEdge". Dadurch kann ich diese Teile in einem bestimmten Abstand auf derselben Achse platzieren. Danach wird die Wippe angebracht.
Im wirklichen Leben stellte sich die gesamte Versammlung wie folgt heraus:
Der Spiegel sollte mühelos eingeführt werden und einfach auf den Kipphebeln liegen, ohne von einer Seite zur anderen zu hängen. Alle diese bedruckten Teile sind für maximale Festigkeit zu 100% gefüllt.
Nach meiner Vorstellung sollte der Spiegel so aussehen:
Ein Spiegel montiert und mit Clips befestigt (auf der Oberfläche eines Tropfen Alkohol, von zufälligen Fingerabdrücken gewaschen):
Dann wurde diese gesamte Struktur in ein vorgefertigtes Rohr eingefügt und fixiert.
Zusätzlich zum Rahmen des Hauptspiegels musste ich in FreeCAD die Fassung drucken und den Diagonalspiegel sowie den Fokussierer einstellen. Ehrlich gesagt ist der Fokussierer meine größte Sorge. Ich habe noch nicht herausgefunden, wie ich den Okularauszug zuverlässig füttern kann, und momentan bin ich nur aufgrund von Reibung auf dem Laufenden. Hier ist der Fokussierrahmen:
Im Inneren habe ich 3 dünne Fluorkunststoffstreifen eingefügt und erst dann wird der Fokussierer selbst dort eingefügt, und schon ist das Okular darin eingefügt:
Ich wollte das Teleskop so gerne testen, dass ich den Okularauszug einfach auf ein doppelseitiges Klebeband montierte. Ja, und ich habe noch kein Reittier. Ich wollte nur wenigstens etwas sehen. Während es keine Halterung gibt, kann ich das Teleskop auf einen Wäschetrockner stellen und nur entfernte Häuser und Antennen betrachten:
Im Allgemeinen scheint es mir, dass es funktioniert! Mit einem Laserkollimator hat er es schnell eingestellt - hier traten keine besonderen Probleme auf. Die Ziegel des gegenüberliegenden fünfstöckigen Gebäudes wirken sehr detailliert. Antennen auch.
Die nächste Etappe des Marleson-Balletts ist die Produktion von Dobsons Reit- und Feldversuchen. Aber das ist eine andere Geschichte.
Ich bin froh, dass ich FreeCAD getroffen habe. Es verursacht mir keine negativen Emotionen, es ist ein ziemlich funktionierendes Werkzeug. Ich verstehe, dass ich ihn zu wenig kenne und fast nichts weiß. Aber ich sehe, dass es Dokumentation gibt, es gibt Trainingsvideos. Es ist auch sinnvoll, dieses Tool zu beherrschen.