Off Axis Guider in multiple versions

Description

Notes to my Off Axis Guider construction (German text below) General note: This guider is primarily designed for my requirements and cameras (see below). I made the few additional variations so that others (yes, you too, dear reader ;-) can find a suitable setup with a bit of luck. One of these requirements is to be able to align the recording camera independently of the guiding camera. Of course, this depends on the sensor size and the shadowing by the mirror, but many guiders have this problem. However, many only allow a few positions. With APS-C sensors it is more or less irrelevant, as there is hardly any space for the guider. Smaller sensors like mine, however, allow more freedom. And if the focal length is >3m, finding a guiding star occasionally becomes a game of patience. A frequent problem when connecting accessories is the back focus. For connection, the version with a T2 connection ring on the camera side requires approx. 43 mm back focus, the version with a 2" clamp requires approx. 53 mm. Variants: My quick 'n' dirty 3D printing project got a bit out of control, as I always had one more idea... and the fact that I have a lathe at my disposal didn't help ;-) The third version is therefore more complicated to make, but mechanically the most stable. About the mechanical load capacity: The thing is not meant to have a heavy camera hanging from it. A light APS-C or system camera should not be a problem. As a rough guideline: The Hypercam weighs around 350g with the connection. If you want to mount fat astrocams with active cooling and filter wheel, you should consider whether this is the right way to show thriftiness. The ultimate load capacity depends on both the filament and the 3D printer. Since PLA, like many plastics, tends to flow under point load depending on duration, force and temperature, the clamping screws should not be tightened during storage. Depending on the area, you may want to use PETG, as PLA can lose its shape in the car in the sun. Filter: I have currently constructed a connection ring for a filter drawer with T2, freely rotatable, so that it always fits somehow. Reducer (see below for variants): Reducers shift the focal plane! The AstroPhysics telecompressor should work in variant (B), test is still pending; however, for the optimum (85 mm focal plane is perfect), a 16 mm ring must be placed between this and the guider. In variant (C), the ring must be approx. 30 mm long. Both rings are included, but are intended as turned parts made of aluminium. Extending the front connection ring is elegant, but it increases the required back focus if no reducer is attached. Warranty etc: Does not exist! The test was OK, changes and optimisations from the prototype test are already included. Since no decisive dimensions were changed, I assume that the variants are functional. Wishes & improvements: Depending on the change / effort, and if I have time, I'll be happy to incorporate them. I had originally considered building an OAG completely out of aluminium, but failed because of the periscope. Not by design, but by my manufacturing capabilities. If someone can / wants to build the thing in aluminium: I would also like to have one, for which I also adapt the construction. That would also add a few millimetres to the back focus. Guiding with the Off-Axis-Guider: 1. focus the recording camera 2. plug in the guiding camera and focus by turning the clamp. With this guider, the main camera can be aligned independently of the guiding camera (rotating the image), which makes finding a guiding star independent of the image frame, with the limitation of shading the field of view, depending on the sensor size. Sensor sizes: - full format 24x36: not suitable - APS-C: not in all positions without shading - approx. 16 mm diagonal (e.g. Sony IMX183) and smaller: (almost) no restrictions - guiding: pass approx. 10x7mm Design: The dimensions are designed for the connection of an Altair GP Cam3 as guider and an Altair Hypercam as main camera (focal planes!). The following configurations are specifically intended (support dimensions of the camera sensors: from the deflection mirror level (= centre plane of the central body) the distances must be identical): 1. hypercam directly connected via T2: short guiding tube with short guiding-cam clamp 2. hypercam with 2" sleeve: longer guiding tube "+16 mm" with short G-cam clamp OR short guiding tube with long (+16mm) G-cam clamp In this case, with the G-Cam firmly in place, it can be focused by +- 5 mm by turning the clamp. (1) is preferable, I currently use (2). The adjustment possibility of the guider group is large enough that the original version still works with a 2" clamp on the camera side. The advantage of (1) is that the Altair GCAM is then "enclosed" by the guiding tube and fits better, and the danger of side light is reduced. Structure of the guider group: The guider consists of the guiding tube and the clamp of the guiding camera (1.25" connection). The guiding tube is, so to speak, half a periscope and can be moved in the central body. A surface mirror (10x10mm) is glued in at the bottom, through which the G-Cam looks through the telescope. The G-Cam clamp is screwed onto the guiding tube with a thread (M45x3, increased clearance: approx. 0.4 mm / for 3D printing, realised on the G-Cam clamp). This makes it possible to focus the guiding camera well. Ideally, the camera is already (almost) in focus during the next session after insertion. The Guiding-Cam clamp is tightened "around the circumference" via a screw on the side and thus clamps onto the thread. In order to be able to loosen it better if necessary (some 3D printers are not so reliable with internal dimensions), another screw is provided for opening. Two additional screws are provided for the camera, if it is not already clamped. The longer version has 2 side screws. On the one hand for clamping the guiding camera, on the other hand the clamp must be held together at the top in case the camera would be locked with the other screws. A ring is provided on the top and bottom to protect against incident stray light. On the side, light incidence is prevented by a labyrinth seal. Both rings are held in place with a 2 mm self-tapping screw. The sealing of the small gap at the bottom can also be realised by a smaller plate. The upper ring is additionally held in place by the camera. Central body: The central body clamps the guider group ("guider") and connects the recording camera with telescope. To prevent the screw from pressing directly on the guiding tube, a thin sheet of metal is provided here. This can be fastened with a small screw (do not tighten it, just secure it against loss). Generally: - Connection to telescope by means of 2" insertion - Connection of the camera at the back: - with T2 adapter, can be rotated as desired and with locking screws (rotating parts!) - with 2" clamp for any accessories Variants: (A) 1 part for 3D printing: 2" connections on both sides (B) Central body with 2" clamp on camera side as 3D print part, connection on telescope side with a M48x0.75 - OAG connection ring. Normal connection sleeves and reducers fit here. (C) Central body as 3D printed part, connections on telescope and camera side as turned parts. There are 2 variants of the rear connection ring: - (C1) with 6 through holes: The body therefore has 6 threaded inserts on each side. - (C2) with 2 through holes and 4 2.5 mm holes for M3 threads: The through holes have threaded inserts on each side of the basic body. The M3 threads are used to screw the front ring to the rear ring and clamp the basic body. This relieves the base body mechanically and fixes the position at the same time. For the T2 connection ring in (C): There are 2 variants: - long: for sensor support of the Altair Hypercam - short for filter drawers with T2 connection (B) I have in use, (C) is planned to be built. Effort and gain in pleasure, however, are not in good proportion to time ;-) compared to (B), especially if (B) already exists. (A) I have created for those who do not have a lathe at hand ;-) Material: - Surface mirror 10x10mm (available in laser accessories for small money). - short thread inserts M4 for 3D printing to melt in. All bores (also those of other versions) are designed for the inserts from Ruthex (this is not meant to be an advertisement, all with the same bore dimensions fit, and that is what I have). - clamping screws M4, e.g. according to DIN / ISO (high form for G-Cam clamp, low form for the camera clamps) - a piece of (copper) wire, tapped flat, for clamping the guiding tube so that the screw does not flatten the plastic - filament matt black as desired additionally for versions (A) and (B): - for use in the chamber-side 2" clamp: a thin sheet metal strip: approx. 0.5 mm x 7 mm x 100 mm, easily bendable, e.g. copper or brass additionally for versions (B) and (C): - Print out drilling template and marking template for the fixing holes of the turned parts to the basic body. - 6 M3x12 countersunk screws per side (select length according to the connection ring - the thickness can be varied during turning), or 4 M3x28 through bolts and 4 M3x12, as well as the appropriate number of M3 threaded inserts for melting in. For turned parts: - Aluminium of good turning quality, e.g. AlMgSi0.5 - Matt black lacquer (or have it anodised) Printing: all parts: Layer thickness: 0.15 mm Wall thickness: 1.6 mm Top layer, bottom: 1.5 mm Filling: 35 Support structure: yes Central body and threaded inserts: 3 mm wall thickness ------------------------- GERMAN --------------------------- Anmerkungen zum Off Axis Guider – eigene Konstruktion Allgemeiner Hinweis: Diesen Guider habe ich mir konstruiert, da ich gerade die Zeit hatte und mir die bezahlbaren Guider nicht gefielen. Er ist in erster Linie auf meine Anforderungen und Kameras hin ausgelegt (siehe unten). Die paar zusätzlichen Varianten habe ich gemacht, damit auch andere (ja, auch Du, lieber Leser ;-) mit etwas Glück ein passendes Setup finden. Eine dieser Anforderungen ist, die Aufnahmekamera unabhängig von der Guidingkamera ausrichten zu können. Das ist natürlich von der Sensorgröße und der Abschattung durch den Spiegel abhängig, aber das Problem haben viele Guider. Viele lassen aber nur wenige Positionen zu. Bei APS-C Sensoren ist das auch mehr oder weniger egal, da hier kaum Platz für den Guider ist. Kleinere Sensoren wie meiner lassen hier jedoch mehr Freiheiten zu. Und wenn die Brennweite >3m beträgt, gerät das Auffinden eines Leitsterns gelegentlich zum Geduldsspiel. Ein häufiges Problem beim Anschluss von Zubehör ist der Backfokus. Zum Anschluss werden bei der Variante mit kameraseitigem T2 Anschlussring ca. 43 mm Backfokus benötigt, die Variante mit 2“ Klemme benötigt ca. 53mm. Varianten: Mein schnelles Quick’n’Dirty 3D-Druck - Projekt ist mir etwas außer Kontrolle geraten, da ich immer noch eine Idee mehr hatte… und dass mir eine Drehmaschine zur Verfügung steht, hat da nicht geholfen ;-) Die dritte Variante ist daher aufwändiger herzustellen, aber mechanisch am stabilsten. Zur mechanische Belastbarkeit: Das Ding ist nicht dafür gedacht, dass eine schwere Kamera daran hängt. Eine leichte APS-C oder Systemkamera sollte kein Problem sein. Als grobe Richtlinie: Die Hypercam wiegt mit Anschluss um 350g. Wer fette Astrocams mit aktiver Kühlung und Filterrad montieren will, sollte sich überlegen, ob das hier der richtige Weg ist, Sparsamkeit zu zeigen. Die letztendliche Belastbarkeit hängt sowohl vom Filament als auch vom 3D Drucker ab. Da PLA, wie viele Kunststoffe, bei Punktlast je nach Dauer, Kraft und Temperatur zum Fließen neigt, sollten die Klemmschrauben bei der Lagerung nicht festgezogen sein. Eventuell sollte man je nach Gegend PETG nehmen, da PLA im Auto in der Sonne schon mal die Form verlieren kann. Filter: Ein Anschlussring für eine Filterschublade habe ich aktuell mit T2 konstruiert, frei drehbar, damit es immer irgendwie passt. Reducer (Varianten siehe unten): Aufpassen! Reducer verschieben die Fokusebene! Der AstroPhysics Telekompressor müsste in Variante (B) funktionieren, Test steht noch aus; fürs Optimum (85 mm Fokusebene) muss jedoch noch ein 16 mm Ring zwischen ebendiesen und den Guider. In Variante (C) muss der Ring ca. 30 mm lang sein. Beide Ringe sind enthalten, allerdings als Drehteile aus Alu gedacht. Eine Verlängerung des vorderen Anschlussrings ist zwar elegant, vergrößert allerdings den benötigten Backfokus, wenn kein Reducer angebaut ist. Garantie etc: Gibt es nicht! Der Test war OK, Änderungen und Optimierungen aus dem Prototypenversuch sind bereits darin enthalten. Da keine entscheindenden Maße geändert wurden, gehe ich von der Funktionstüchtigkeit der Varianten aus. Wünsche & Verbesserungen: Je nach Änderung / Aufwand, und falls ich Zeit habe, baue ich die gerne ein. Ich hatte ursprünglich überlegt, einen OAG komplett aus Aluminium zu bauen, bin aber am Periskop gescheitert. Nicht von der Konstruktion, sondern von meinen Fertigungsmöglichkeiten. Falls jemand das Ding in Alu bauen kann / will: ich hätte auch gerne einen, dafür passe ich die Konstruktion auch an. Das bringt auch ein paar Millimeter im Backfokus. Guiding mit dem Off-Axis-Guider: 1. Aufnahmekamera fokussieren 2. Guidingkamera einstecken und mittels Drehen der Klemme fokussieren Mit diesem Guider ist die Hauptkamera unabhängig von der Guidingkamera ausrichtbar (Drehen des Bildes), was das Auffinden eines Leitsterns unabhängig vom Bildausschnitt macht, mit der Einschränkung der Abschattung des Blickfelds, abhängig von der Sensorgröße. Sensorgrößen: - Vollformat 24x36: nicht geeignet - APS-C: nicht in allen Positionen ohne Abschattung - ca. 16mm Diagonale (z. B. Sony IMX183) und kleiner: (nahezu) keine Einschränkungen - Guiding: Durchlass ca. 10x7mm Auslegung: Die Maße sind für den Anschluss einer Altair GP Cam3 als Guider und einer Altair Hypercam als Hauptkamera ausgelegt (Fokusebenen!). Folgende Konfigurationen sind speziell vorgesehen (Auflagemaße der Kamerasensoren: ab Umlenkspiegelebene (= Mittelebene Zentralkörper) müssen die Abstände identisch sein): 1. Hypercam über T2 direkt angeschlossen: kurzes Guidingrohr mit kurzer Guiding-Cam Klemme 2. Hypercam mit 2“ Hülse: längeres Guidingrohr „+16mm“ mit kurzer G-Cam-Klemme ODER kurzes Guidingrohr mit langer (+16mm) G-Cam-Klemme Hierbei ist bei fest aufliegender G-Cam diese um +- 5mm über die Drehung der Klemme fokussierbar. (1) ist vorzuziehen, aktuell habe ich (2) im Einsatz. Die Verstellmöglichkeit der Guider-Gruppe ist groß genug, dass die Originalversion auch noch mit 2“ Klemme funktioniert. Der Vorteil an (1) liegt darin, dass die Altair GCAM dann vom Guiding-Rohr „umfasst“ wird und besser sitzt, zudem wird die Gefahr für Seitenlicht verringert Aufbau Guider-Gruppe: Der Guider besteht aus dem Guidingrohr und der Klemme der Guiding-Kamera (1,25“ - Anschluss). Das Guidingrohr ist sozusagen ein halbes Periskop und im Zentralkörper verschiebbar. Unten ist ein Oberflächenspiegel (10x10mm) eingeklebt, über den die G-Cam durchs Teleskop sieht. Die G-Cam Klemme wird auf das Guidingrohr mit einem Gewinde geschraubt (M45x3, erhöhtes Spiel: ca. 0,4 mm / für 3D-Druck, realisiert an der G-Cam Klemme). Damit es möglich, die Guiding Kamera gut zu fokussieren. Im Idealfall ist die Kamera bei der nächsten Session nach dem Einsetzen schon (fast) in ihrem Fokus. Die Guiding-Cam Klemme wird über eine seitliche Schraube „im Umfang“ zusammengezogen und klemmt so auf dem Gewinde. Um sie gegebenenfalls besser lösen zu können (manche 3D Drucker sind nicht so zuverlässig bei Innenmaßen), ist eine weitere Schraube zum Öffnen vorgesehen. Für die Kamera sind zusätzlich zwei Schrauben vorgesehen, falls sie nicht schon mitgeklemmt wird. Die längere Variante hat 2 seitliche Schrauben. Zum Einen zum Klemmen der Guidingkamera, zum anderen muss die Klemme oben zusammengehalten werden, falls die Kamera mit den anderen Schrauben arretiert würde. Auf Ober- und Unterseite ist je ein Ring vorgesehen, der vor einfallendem Streulicht schützt. Seitlich wird der Lichteinfall durch eine Labyrithabdichtung verhindert. Beide Ringe werden mit einer 2 mm selbstschneidenden Schraube festgehalten. Die Abdichtung des kleinen Spalts unten kann auch durch eine kleinere Platte realisiert werden. Der obere Ring wird zusätzlich durch die Kamera gehalten. Zentralkörper: Der Zentralkörper klemmt die Guider-Gruppe („Guider“) und verbindet die Aufnahmekamera mit Teleskop. Damit die Schraube nicht direkt auf das Guidingrohr drückt, ist hier ein dünnes Blech vorgesehen. Dieses kann mit einer kleinen Schraube befestigt werden (nicht fest zudrehen, nur gegen Verlieren sichern) Generell: - Anschluss an Teleskop mittels 2“ Einschub - Anschluss der Kamera hinten: - mit T2 Adapter, beliebig drehbar und mit Feststellschrauben (Drehteile!) - mit 2“ Klemme für beliebiges Zubehör Varianten: (A) 1 Teil für den 3D-Druck: 2“ Anschlüsse beidseitig (B) Zentralkörper mit kameraseitiger 2“ Klemme als 3D-Druck Teil, Anschluss teleskopseitig mit einem M48x0,75 - OAG Anschlussring. Hier passen normale Anschlusshülsen und Reducer dran (C) Zentralkörper als 3D-Druck Teil, Anschlüsse teleskop- und kameraseitig als Drehteile. Hier gibt es 2 Varianten des hinteren Anschlussrings: - (C1) mit 6 Durchgangsbohrungen: Der Grundkörper hat folglich auf jeder Seite 6 Gewindeeinsätze - (C2) mit 2 Durchgangsbohrungen und 4 2,5mm Bohrungen für M3 Gewinde: Die Durchgangsbohrungen haben auf jeder Seite des Grundkörpers Gewindeeinsätze, Über die M3 Gewinde wird der vordere Ring mit dem hinteren verschraubt und klemmt den Grundkörper. Dadurch ist der Grundkörper mechanisch entlastet und die Position gleichzeitig fixiert. Zum T2-Anschlussring in (C): Es gibt 2 Varianten: - lang: Für Sensorauflage der Altair Hypercam - kurz für Filterschubladen mit T2 Anschluss (B) habe ich im Einsatz, (C) ist geplant zu bauen. Aufwand und Lustgewinn stehen aber in keinem guten Verhältnis zur Zeit ;-) verglichen mit (B), vor allem, wenn (B) schon existiert. (A) habe ich für die erzeugt, die keine Drehmaschine zu Hand haben ;-) Material: - Oberflächenspiegel 10x10mm (gibt’s im Laserzubehör für kleines Geld) - kurze Gewindeeinsätze M4 für 3D Druck zum Einschmelzen. Alle Bohrungen (auch die anderer Varianten) sind für die Einsätze von Ruthex ausgelegt (das soll keine Werbung sein, alle mit gleichen Bohrungsmaßen passen, und die habe ich nunmal) - Klemmschrauben M4, z. B. nach DIN / ISO (hohe Form für G-Cam-Klemme, niedrige Form für die Kameraklemmen) - ein Stück (Kupfer-) Draht, plattgeklopft, für die Klemmung des Guiding Rohrs, damit die Schraube nicht den Kunststoff plattdrückt - Filament mattschwarz nach Belieben zusätzlich für Varianten (A) und (B): - für den Einsatz in der kammeraseitigen 2“ Klemme: ein dünnes Blechband: ca. 0,5 mm x 7 mm x 100 mm, leicht biegbar, z. B. Kupfer oder Messing zusätzlich für Varianten (B) und (C): - Bohrschablone und Markierschablone für die Befestigungsbohrungen der Drehteile an den Grundkörper ausdrucken - Je Seite 6 Senkkopfschrauben M3x12 (Länge entsprechend dem Anschlussring wählen – die Dicke kann beim Drehen ja variiert werden), oder 4 Stück M3x28 Durchgangssschraube und 4 Stück M3x12, sowie die passende Anzahl M3 Gewindeeinsätze zum Einschmelzen Für Drehteile: - Aluminium in guter Drehqualität, z. B. AlMgSi0,5 - mattschwarzer Lack (oder gleich eloxieren lassen) zum Druck: alle Teile: Schichtdicke: 0,15 mm Wanddicke: 1,6 mm Deckschicht, Boden: 1,5 mm Füllung: 35% Stützstruktur: ja Zentralkörper und Gewindeeinsätze: 3 mm Wanddicke

Statistics

Category

Tags