quarta-feira, junho 20, 2018

astrometry.net





A publicação desta imagem da M4, que por si só não tem qualquer valor por ser apenas uma exposição resultante da integração de 4x30 segundos, sob uma poluição luminosa intensa de um candeeiro de iluminação pública de lâmpada de sódio situado em frente de uma janela, tem de relevância uma curta história que me deixou espantado com a função de Alinhamento do Polar Assistant Tool do EKOS e do novo mundo astrometry.net.

Não tendo colocado em estação a montagem iOptron CEM60 através do procedimento normal dado que estava dentro de um quarto com janela virada a sul e sem qualquer possibilidade de ver a polar, optei por direcionar manualmente a montagem para a estrela Antares e depois utilizar pela primeira vez o alinhamento disponibilizado pela plataforma EKOS fazendo uso de astrometry.net on-line para apontar para a Messier 4.
Ao pedir a M4 a iOptron colocou no campo de visão uma zona estelar diferente. Depois de acionar o comando “Capture & Solve” e após alguns segundos de análise da imagem pelo astrometry.net, fiz “Slew to Target” com resposta imediata da montagem que centrou a 100% a M4, para meu grande espanto de tamanha eficácia.

Conclusão: o procedimento fastidioso de colocação em estação e de alinhamento com 1, 2 e 3 estrelas passou à história.

A astrometry.net aliada ao processo simples de auto-guiagem e de focagem do EKOS constitui uma ferramenta da maior utilidade para o astrónomo amador poupando-lhe tempo e paciência que agora poderá dedicar a explorar o céu.


M4, 19.06.2018, 4x30s, Canon 350D, 1600iso, J. Porto

segunda-feira, junho 18, 2018

Oficialmente INDI user


Cometa Giacobini Zinner em 17 junho 2018



Aquela manchinha no centro da imagem é o Cometa Periódico Giacobini-Zinner na constelação do Cisne. Imagem única de 350 segundos. Cometa na origem da "chuva de estrelas" Draconideas em Outubro e ainda das Giacobinideas. Possui um núcleo estimado de 2 km e apresenta no momento magnitude próxima de 12. Passa a 147 milhões de km.
Na segunda imagem é possível ver o trajecto do cometa no período de cerca de 30 minutos.



quarta-feira, junho 13, 2018

Automação robótica de equipamento de observação astronómica: um caso IoT




Em 2018 a aquisição de uma montagem equatorial alemã iOptron CEM60 dotada de um Hub USB com fornecimento de energia 12volts fez-me pensar em automatizar a sua operação bem como todos os dispositivos conectados à mesma, nomeadamente as camaras CMOS/CCD de aquisição de imagens e de guiagem, assim como o sistema de focagem e um simulador do céu/planetário tipo SkySafari ou o Kstars.

  
  
A montagem e o tripé (antes e depois)

Surgiram na altura duas ofertas no mercado, com características de grande portabilidade e de crescimento modular e ainda de baixo custo. Uma de origem koweitiana (designada por StellarMate IoT), outra de iniciativa francesa (AstroPiBox) tinham por base a placa Rasberry Pi 3, que entretanto ganhava popularidade e se expandia em aplicações de toda a ordem, chegando a Estação Espacial Internacional a estar dotada de dois RB Pi para software concebido pelas escolas.



A nossa opção centrou-se no IoT (Internet of Things) StellarMate dado apresentar-se com integração de meios e software (firmware) nomeadamente o conjunto Kstars/Ekos/INDI sob qualquer plataforma Windows/Linux/OSX/Android.



Kstars é um simulador do céu, tipo planetário, com origem na iniciativa KDE-edu enquanto o Ekos constitui um ambiente de controlo integrado que permite a gestão de um conjunto de operações desde a aquisição de imagens e de guiagem até ao controlo de qualquer dispositivo de utilização astronómica (camaras cmos/ccd, rodas de filtros, sistemas de focagem, montagens, desembaciadores, Flip-Flat, espetrógrafos, óticas adaptativas, estações meteo, GPS, observatórios, astrometria de precisão, alinhamento polar, operação robótica à distância, etc).
INDI constitui a coluna vertebral de todo o sistema porque é um servidor que assegura a comunicação kstars/Ekos com os “drives” de todos os periféricos em simultâneo.
O RB Pi3 da StellarMate inclui já um micro-cartão SD de 16GB de classe 10 com todo o software. Acionámo-lo a partir de um Tablet Android ASUS de 10 polegadas e configurámos o StellarMate e a iOptron CEM60 com toda a cablagem USB, redutores de voltagem e amperagem e ainda adaptadores porta-série RJ4/DB9/USB necessários para a sua operação eficaz.
Quisemos dotar a montagem iOptron CEM60, possuidora de um sistema inovador de balanceamento denominado  “Center Balanced Equatorial Mount”, com a possibilidade de alternar com a instalação de diversas óticas como um Celestron 203mm ou uma Takahashi 102FS ou ainda um refrator 66/400. Para tal tivemos que aplicar na montagem um suporte que acondicionasse o StellarMate bem como outro equipamento que descreveremos mais adiante.

Sistema mecânico de suporte ao Rasberry Pi3 e redutores de voltagem



Esquema geral definitivo do fluxo de dados e dos circuitos elétricos (com o C8 como ótica)



Como equipamento de aquisição de imagens tínhamos a velha Canon 350D desfiltrada, com sensor CMOS de resolução 3464 x 2309 píxeis e 6,41 microns de pixel pitch, e, à qual foi necessário adaptar um cabo a ligar a bateria de lítio a um redutor de 12 volts fornecidos pelo painel DEC da montagem iOptron convertendo-os para 7,6 volts e 2 amperes através de duas fichas macho/fêmea de 5,5/2,1. Usando solda e ferro de soldar e depois de identificadas a polaridade dos fios foi fácil conceber esta ligação. Tivemos a preocupação de arranjarmos um redutor de voltagem que se situasse entre os 7 e 8 volts e fornecesse os 2 amperes para não “fritar” a bateria da Canon.
A Astrolink 4 Mini possuía um redutor deste género devidamente protegido e destinado a camaras DSLR.
 

A Canon 350D agregada a um OAG juntamente com a ZWO ASI224mc como camara de guiagem

Da Canon 350D fizemos sair um cabo mini-USB/USB A dirigido diretamente ao painel DEC da iOptron. Em alternativa podia ligar diretamente ao StellarMate.
No painel polar da iOptron CEM60 fazíamos sair um cabo USB B/ USB A ligando ao StellarMate fazendo assim a comunicação de dados entre os dois. Ainda ao painel polar fornecíamos energia 12 volts 6 amperes com um transformador.



A camara de guiagem ZWO ASI224mc montada num OAG (Off-Axis-Guider) ligava diretamente a sua porta ST4 à porta “Guide” na própria montagem, enquanto o cabo USB B da ASI ligava a uma porta USB do painel DEC da iOptron CEM60.


  
  




No StellarMate ligavam diretamente os cabos USB A do motor de focagem, USB_Focus_V3, e da própria montagem iOptron com cabos adaptadores RS232/RJ4/DB9/USB A, dado que tanto a montagem como o focador tinham fornecimento de energia independentes não sobrecarregando o StellarMate. Ao StellarMate era fornecida energia 5V 2,5 amperes a partir dos 12 volts do painel DEC da iOptron através de um redutor de voltagem e com cabo micro-USB.



    

Aspeto das ligações ao StellarMate e ligação RJ4/DB9/USB da montagem iOptron


Aspeto do painel DEC da iOptron com saídas para a Canon, ZWO, voltagens para Canon e StellarMate


Ao sistema de focagem USB_Focus_V3 adaptámos um conjunto de placas metálicas adquiridas na AKI e que, com alguns parafusos e anilhas de aperto, dispúnhamo-lo de forma apropriada a permitir ao motor poder fazer a focagem sem stress mecânico.




Sistema de focagem instalado permanentemente no DEC da ioptron permitindo alternar com diferentes óticas.



Em termos de potência elétrica instalada, tivemos o cuidado de ter um conjunto devidamente balanceado de modo a que tanto o fluxo de dados como as amperagens estivessem distribuídas devidamente e não causassem obstáculos operacionais:

iOptron paínel polar – 12V 5Amp / Transformador – 12V 6Amp
USB_Focus_V3 – 8V 1,5Amp com o seu transformador próprio
StellarMate – 5V 2,5Amp / Redutor Voltagem – 5V 3Amp
Canon 350D – 7 a 8V 2Amp / Astrolink 4 Mini – 7,6V 3 a 4Amp
ZWO ASI224mc – 5V 1,5Amp



Reguladores de voltagem para a Canon350D e para o StellarMate


  
 

Tranformadores para o painel polar da iOptron e montagem iOptron CEM60 e ainda para o sistema de focagem USB_Focus_V3



Resolução de problemas adicionais de facilitação operacional do sistema:

Adaptação de uma pesada “dolly” de modo a encurtá-la para poder andar nos corredores de acesso ao exterior e balanceamento do contra-peso dado que com a instalação das camaras, do sistema de focagem e de um TelRad o eixo AR ficava ligeiramente desequilibrado a oeste. Inventámos um contra-peso adicional instalado no próprio contrapeso da montagem iOptron aproveitando uma rosca existente.
Criámos também um dispositivo para produção de Flats convertendo um monitor de computador e ainda instalámos uma camara robótica para monitorização da operação da montagem bem como um monitor de voltagem.


Adaptação da “dolly”


Contra-peso adicional


Dispositivo para Flats

  

Camara robótica WiFi e imagem produzida pela mesma



Monitor de voltagem do StellarMate




Kstars/Ekos/INDI – a coluna vertebral


INDI Web Manager mostrando a atribuição definitiva de portas-série de comunicação RS232 para a montagem iOptron CEM60 e para o USB_Focus_V3



Alguns parâmetros de controlo Ekos da montagem



Autoguiagem com o Ekos com alinhamento polar e correção apenas a duas estrelas



A aquisição de imagens com a Canon 350D (Nebulosa do Haltere)



SkySafari controlando a montagem e mostrando o FOV do sensor cmos





As configurações óticas C8 f/6.3 e doTakahashi 102FS f/8




As resoluções obtidas em segundos de arco por pixel para as duas óticas com OAG.
Os sensores CMOS da Canon 350D e da ZWO ASI224mc permitem obter valores rácio idênticos de 1:0,59




 

Os dois sistemas em funcionamento na mesma montagem equatorial alemã



Em conclusão:

A utilização integrada de um simulador do céu (Kstars) a partir do qual se tem acesso ao controlo automatizado de todos os dispositivos numa única página como o faz o Ekos, utilizando a “INDI Library” através do ubuntu 15.10, constitui um bem precioso e inestimável que se reflete na operacionalidade simples e amplamente portátil do conjunto com um Tablet/Smartphone via rede WiFi ou pela criação de um Hotspot pelo próprio Rasberry Pi 3 (neste caso comercialmente designado StellarMate). O seu valor acresce ao estar dotado também com um cartão micro SD com 16GB que permite guardar as imagens adquiridas para posterior processamento ou já com o pré-processamento feito ou permitindo a utilização de outros simuladores do céu como o SkySafari ou o Stellarium  (referidos como dispositivos Auxiliares pelo Ekos).
Indi Library possui um Forum de apoio aos utentes e atualizações frequentes abarcando cada vez mais dispositivos a controlar. Jasem Mutlaq é o seu mentor e obreiro principal.




Outras expansões possíveis

A instalação de um outro IoT, denominado AstroLink 4.0 Mini permite ainda adicionar outros dispositivos como cintas desembaciadoras ou mesmo abdicar do transformador do focador USB_Focus_V3 abastecendo-o dos 8 volts necessários ao seu funcionamento através de uma saída de voltagem regulável.
O software do AstroLink 4.0 Mini permite parametrizar e gerir as saídas de voltagem tornando-as permanentes bem como ainda controlar motores de passo.

  



Como utilizador INDI (@fonsecaporto) quero deixar aqui um agradecimento caloroso ao sempre disponível Jasem Mutlaq, gestor da INDI Library, lançador do IoT StellarMate e astrónomo amador conhecedor das dificuldades práticas com as quais se defrontam diariamente todos os astrónomos amadores. Devo-lhe o seu esclarecimento pertinente a situações mais obscuras de algumas configurações. Também a ele se deve o seu empenho na atualização permanente e constante de todo o firmware




Imagem do twitter do Jasem Mutlaq com fotos do sistema



Nebulosa do anel: integração 11x300s, C8 f/6,3, Canon 350D 1600iso



Messier 27 a nebulosa do Haltere. Exposição de 30 minutos com guiagem feita com ASI224mc e ZWO off-axis-guide. Imagens adquiridas por Canon 350D com montagem equatorial iOptron CEM60 e Plataforma Ekos/INDI. Refrator Takahashi 102fs a f/8. Controlo WiFi com Skysafari.
Condições meteo razoaveis com muita poluição luminosa de uma arraial do Espírito Santo local