Desain dan pembuatan teleskop


Mereka mengatakan bahwa jika seseorang telah memperoleh teleskop dan menggunakannya untuk pengamatan, maka setelah beberapa saat dia pasti akan menginginkan teleskop yang lebih baik. Jadi itu terjadi pada saya. Saya memiliki teleskop PowerSeeker 127mm, tetapi saya menginginkan yang terbaik. Untuk alasan ini, saya bahkan akan mempertajam cermin saya, tetapi kemudian menemukan bahwa pada AliExpress Anda dapat membeli cermin 200mm dengan harga murah. Cermin utama bersama dengan diagonal keluar sekitar 6.000 rubel dengan pengiriman. Ini sangat murah. Gambar di atas hanyalah cermin, baru saja tiba melalui pos dari Cina.

Saya membeli sesuatu, tapi itu bukan teleskop yang sudah jadi. Butuh pipa, dudukan cermin utama, diagonal, pelurusan, fokus. Bagaimana cara membuatnya sendiri? Saya memutuskan bahwa jika mungkin saya akan mencetak rincian yang diperlukan pada printer 3D. Tetapi untuk ini mereka masih perlu dirancang. Atau temukan desain di Internet.

Jika Anda mencari di Internet, tentu saja, "teleskop sudah dicetak." Berikut adalah contoh proyek:

  1. Menatap Tata Surya dengan Teleskop Raspberry Pi yang Dicetak 3D
  2. Open Source DIY Telescope Fitur Utama Raspberry Pi dan Bagian Cetak 3D

Karena berbagai alasan, saya tidak terlalu menyukai proyek ini. Saya memutuskan bahwa saya akan merancang sendiri bagian-bagian dari teleskop. Agar kehidupan tidak tampak seperti madu, untuk beberapa alasan saya memutuskan bahwa saya akan melakukan proyek di FreeCAD. Sampai saat itu, saya sudah melakukan sesuatu dalam Compass 3D (saya mengerjakan Marble-Machine ). Dan sekarang saya pikir FreeCAD seharusnya tidak lebih rumit ... Sebenarnya, saya harus menonton beberapa tutorial FreeCAD di youtube sebelum saya bisa melakukan sesuatu yang bermakna. Mendesain dalam FreeCAD bagi saya tampaknya sangat berbeda dari mendesain di Compass, ia menggunakan teknologi konstanta baru untuk saya (saya tiba-tiba tidak tahu dan di Compass itu mungkin, tetapi saya tidak tahu?). Batasan menentukan semua ukuran yang diperlukan: panjang segmen, paralelisme atau tegak lurus, sudut, jari-jari busur, secara harfiah segalanya. Dengan membatasi, pemecah FreeCAD menghitung apakah itu dapat membangun bentuk yang diberikan atau tidak. Jika tidak, maka tampaknya tidak ada cukup parameter klarifikasi yang perlu ditambahkan. Itu menarik dan tidak biasa bagi saya. Namun, secara umum, saya menyukai gagasan konstanta.

Saya melakukan perhitungan teleskop dalam kalkulator online " Perhitungan teleskop sistem Newton ."



Gambar di atas menunjukkan beberapa parameter yang diperlukan untuk membangun teleskop. Untuk setiap nilai signifikan, kalkulator menghitung nilai yang diperlukan, Anda hanya perlu mengatur yang pertama: kepadatan kaca cermin utama, diameter, bevel, diameter dan panjang pipa, dan sebagainya.

Perhitungannya membuat saya melihat lebih dekat pada tugas itu. Saya sudah membaca buku Sikoruk "Teleskop untuk Pecinta Astronomi," dan secara umum saya banyak membayangkan. Jadi, saya tahu cermin besar dan tipis dipasang dengan benar sesuai dengan skema bongkar khusus. Sebagai contoh, untuk cermin 200 mm saya yang baru dengan berat 1306 gram, ternyata seharusnya terletak pada enam titik. Program membuat perhitungan sehingga untuk setiap titik bongkar, berat yang sama dari bagian cermin jatuh, sedangkan cermin berat tidak boleh secara kritis menekuk di bawah beratnya sendiri, karena menekuk cermin adalah distorsi.



Bahkan cermin yang lebih besar dibongkar pada titik 9, 18 atau lebih. Bagaimana cara membuat enam titik buangan ini secara fisik? Dengan enam titik bongkar, "rocker" khusus dibuat, dua titik cermin didasarkan pada satu titik - sumbu rotasi rocker.

Saya harus segera mengatakan bahwa dari tautan di atas, "Teleskop DIY Sumber Terbuka .." yang sama tidak menggunakan 6 titik bongkar, tetapi hanya menggunakan tiga. Saya ingin melakukan segalanya dengan lebih benar, walaupun, tentu saja, saya sama sekali tidak memiliki kepastian bahwa saya telah berhasil. Saya berharap tes nyata akan menunjukkan apakah saya benar atau tidak.

Saya mulai mendesain dengan bagian paling besar dari pemegang cermin utama. Jujur, saya tidak suka mencetak bagian besar pada printer 3D. Ini sangat lama dan tidak selalu berhasil, misalnya, listrik mungkin tiba-tiba mati. Selain itu, bagian besar ini harus kuat, dan karena itu harus memiliki tingkat pengisian yang besar. Ini saya akan mencetak ini untuk waktu yang sangat lama. Karena itu, sejak awal, saya berpikir bahwa saya akan memesan komponen besar di pabrik dengan pemotong penggilingan CNC, dan saya akan melakukan sisanya sendiri.

Bagian pertama adalah dukungan dari pemegang cermin utama. Dia adalah dudukan cermin di pipa dan bagian dari mekanisme penyesuaian:



Lubang di tengah diperlukan untuk ventilasi cermin. Saat pergi dengan teleskop, cermin harus menggunakan suhu sekitar. Oleh karena itu, ventilasi yang baik dari ruang dalam pipa diperlukan.

Detail kedua yang saya sebut "segitiga":



Pengembangan banyak bagian dalam FreeCAD dilakukan dalam dua tahap - pertama, yang disebut "sketsa" digambar - ini adalah proyeksi bagian ke pesawat, kemudian, misalnya, ekstrusi (Pad) atau takik (Saku) dilakukan dari itu. Sketsa tampak seperti gambar nyata, di mana semua parameter ditetapkan. Untuk segitiga saya, sketsanya terlihat seperti ini:



Kurang pengalaman, saya mengatur setiap parameter secara manual dan baru kemudian menyadari bahwa itu tidak sangat kompeten. Bahkan, akan lebih tepat untuk mengatur parameter yang sama dalam bentuk variabel dan dengan cara ini model parametrik sepenuhnya akan diperoleh. Nah, hiduplah seabad - belajar satu abad. Perhatikan bahwa di jendela "Pesan pemecah masalah", "Sketsa sepenuhnya dibatasi" ditampilkan dalam warna hijau. Ini berarti bahwa semuanya jelas untuk komputer FreeCAD dan dapat secara unik menentukan geometri bagian sesuai dengan parameter yang ditentukan.

Segitiga adalah bagian sederhana dengan satu operasi ekstrusi, dalam hal FreeCAD itu adalah operasi Pad.

Segitiga menggantung pada tiga sekrup penyesuaian di atas dukungan. Karena sekrup ini, ia dapat sedikit miring relatif terhadap dukungan. Dalam dukungan dan dalam segitiga, saya memberikan lubang di mana nantinya kacang M6 tinggi akan terkunci.

Baik dukungan dan segitiga dipotong pada mesin CNC dari papan serat terpaku. Ternyata seperti ini:



Setiap simpul segitiga memiliki dua sekrup. Satu menarik pada dirinya sendiri, yang lain mendorong dari dirinya sendiri. Bersama-sama, ini memungkinkan Anda untuk memiringkan segitiga dan, karenanya, cermin utama relatif terhadap dukungan saat memasang teleskop. Ini pemandangan dari belakang:



Jadi, seperti yang saya katakan, saya memutuskan untuk mencetak banyak detail pada printer 3D. Rocker yang saya kembangkan di FreeCAD akan terlihat seperti ini:



Di dua sisi lengan ayun, aku menyematkan bantalan bola logam. Bantalan ini memberikan goyang yang mulus dari lengan ayun di titik tumpu. Seharusnya ada tiga rocker seperti itu.

Di FreeCAD, saya juga merancang bagian lain dari mount mirror: lengan ayun dan sisi berhenti. Lalu saya mencoba merangkai semua detail menjadi model 3D tunggal untuk melihat bagaimana semuanya akan terlihat:



Seperti yang saya pahami, FreeCAD mendukung sistem yang disebut Addon - modul ekstensi khusus. Salah satu modul ekspansi eksternal yang mungkin adalah Workbench a2plus, yang hanya memungkinkan Anda untuk mensimulasikan perakitan beberapa bagian. Saya harus belajar lagi dan menonton video pelatihan di youtube untuk menguasai a2plus minimal. Sangat menarik bahwa alat ini, seperti halnya FreeCAD sendiri, menggunakan sistem konstan yang memungkinkan Anda untuk menghubungkan bagian-bagian satu sama lain dalam ruang 3D. Tangkapan layar di atas hanya menunjukkan perakitan seperti itu.

Contoh paling sederhana untuk menghubungkan bagian-bagian melalui const dalam a2plus ditunjukkan pada gambar di bawah ini:



Saya memilih dua tepi bundar dari dua bagian yang berbeda melalui tombol Ctrl dan pada bilah alat saya memilih tombol kendala circularEdge. Ini memungkinkan saya untuk menempatkan bagian-bagian ini pada sumbu yang sama pada jarak tertentu. Setelah ini, rocker terpasang.

Dalam kehidupan nyata, seluruh majelis berubah seperti ini:



Cermin harus dimasukkan dengan mudah dan hanya berbaring di lengan ayun, sementara tidak tergantung dari sisi ke sisi. Semua bagian yang dicetak ini diisi 100% untuk kekuatan maksimum.

Berbohong "membongkar pada 6 poin", menurut ide saya, cermin akan terlihat seperti ini:



Cermin dipasang dan diperbaiki dengan klip (pada permukaan setetes alkohol, dicuci dari sidik jari acak):



Kemudian seluruh struktur ini dimasukkan ke dalam pipa prefabrikasi dan diperbaiki.

Selain bingkai cermin utama, saya harus mengembangkan di FreeCAD dan mencetak mount dan menyesuaikan cermin diagonal, serta fokuser. Jujur, fokus adalah perhatian terbesar saya. Saya belum menemukan cara untuk memberi makan fokuser dengan andal, dan saat ini membuat saya hanya karena gesekan. Ini adalah bingkai fokus:



Di dalam saya menempelkan 3 strip tipis fluoroplastik dan hanya kemudian fokus itu sendiri dimasukkan di sana, dan sudah lensa okuler dimasukkan ke dalamnya:



Saya sangat ingin menguji teleskop sehingga saya memasang fokus hanya pada selotip dua sisi. Ya, dan saya belum memiliki mount. Saya hanya ingin melihat sesuatu. Meskipun tidak ada mount, saya bisa meletakkan teleskop pada pengering pakaian dan hanya melihat rumah dan antena yang jauh:



Secara umum, menurut saya itu berhasil! Dia dengan cepat menyesuaikannya menggunakan laser kolimator - tidak ada masalah khusus yang muncul di sini. Batu bata di gedung berlantai lima di seberangnya terlihat sangat detail. Antena juga.

Tahap selanjutnya dari balet Marlezon adalah pembuatan uji coba mount dan field Dobson. Tapi itu cerita lain.

Sedangkan untuk FreeCAD, saya senang saya bertemu dengannya. Itu tidak menyebabkan saya emosi negatif, itu cukup alat yang berfungsi. Saya mengerti bahwa saya mengenalnya terlalu sedikit dan hampir tidak tahu apa-apa. Tapi saya melihat ada dokumentasi, ada video pelatihan. Ada juga rasa dalam menguasai alat ini.

Source: https://habr.com/ru/post/id483132/


All Articles