Far Out - meine Astronomie-Homepage

Ein Fokussiermotor im Selbstbau

Da ich nicht mit dem Besitz eines Laptops gesegnet bin, stellte sich mir bei der Fotografie mit der Webcam ein gravierendes Hindernis in den Weg. Es war praktisch unmöglich, den trotz aller Versuche 5m entfernten PC-Monitor beim Fokussieren genau genug zu erkennen. Das Wackeln des Teleskops bei längeren Brennweiten verwischte zudem das Bild. Als einzig gangbare Lösung erschien mir bald darauf ein Fokussiermotor für mein R200SS.
Das Projekt reifte zunächst in Gedanken. Zuerst erschien eine Schrittmotor-Ansteuerung mit Hilfe eines kräftigen Schrittmotors, ausgeschlachtet nebst Treiber ICs aus einem alten Drucker, sinnvoll. Aber die Kraftübertragung zum Okularauszug lieferte weitere Probleme. Hier stellte ich mir vor, eines der Fokussierräder durch ein Zahnrad zu ersetzen.
Auf der Suche nach Zahnrädern stiess ich alsbald aber auf Getriebemotoren. Hier fand sich nun ein sehr robuster 12V Getriebemotor, der auch bei 3V noch laufen sollte. Für knapp 15 Euro nahm ich diesen als Probierstück mit. Es handelt sich dabei um denselben Motortyp, der inzwischen eine gewisse Bekanntheit hat, da dessen Getriebe zur bastlerischen Aufbesserung des EQ-6-Antriebes Verwendung finden.
Ich hingegen war angenehm überrascht, daß ich auf anhieb zwei Messingräder fand, die genau auf die 6mm Getriebeachse passten und auch die zur Abflachung passende Madenschraube besaßen. Diese Zahnräder sind zumindest baugleich mit den Zahnrädern, die für die GP-Montierung zur Kraftübertragung der MT-1 Motoren auf die Schnecke genutzt werden. Ich habe sie auf der ATT günstig erworben, bereits mit Gedanken an den Fokussiermotor. Als weiteren Versuch schraubte ich eines der Fokussierräder des R200SS von seiner Achse. Zunächst erwies sich die M4-Schraube zu kurz für das Zahnrad, aber mit einer längeren Schraube konnte ich das Zahnrad einfach per Andruck durch die Schraube auf der konisch zulaufenden Spitze der Achse desFokussiertriebes festmachen.
Die Freude steigerte sich weiter, als der 12V Motor nicht nur mit 1,5V einer (geschwächten) Mignon-Batterie, sondern auch mit 1,2V eines NiCD-Akkus anlief. Das auf dem Getriebe befestigte Zahnrad ließ sich dabei nur unter schmerzhaftem Einschneiden der Zähne stoppen. Hier steckte genug Kraft und, da pro Umdrehung 60 (1,5V) bzw. 80 (1,2V) Sekunden vergingen, auch genügend Präzision. Das ganze arbeitete dabei kaum hörbar.

Fokussiermotor am Orion-Newton
Hier der Fokussiermotor am Orion. Die sch*! teueren Conrad-Zahnräder zeigen Flugrost! Ballistol soll helfen.

Damit stand der Bauplan fest. Es galt, den Motor parallel zur Achse der Fokussierräder zu befestigen. Dazu sollte an der Basis des Okularauszuges eine Metallplatte befestigt werden. Den Gedanken, Bohrungen mit Gewinde im Okularauszug zu hinterlassen, verwarf ich bald. Stattdessen sollte die Platte einfach mit unter die normalen Befestigungsschrauben gesetzt werden. Dies erforderte allerdings, daß die Platte um die runde Fassung des Auszugrohres “herumfassen” musste.  Dann sollte der Motor mit hilfe eines Winkels auf die Platte geschraubt werden, so daß die zwei gleichen Zahnräder eineinander greifen konnten.
Im Baumarkt fanden sich für jeweils ca. 1,50 Euro ein Winkel und eine 10x20 Platte aus verzinktem 1,5mm Blech.


Bau-Schema in der Draufsicht

Fokussiermotor V1

Nun begann der Bau. Als erstes galt es, die Basisplatte etwa auf Breite des Okularauszuges abzusägen. Hier quälte sich meine Stichsäge derart, daß mir das einsägen der runden Aussparung für das Rohr des Okularauszuges unmöglich erschien. Da an jenem Wochenende aber meinem Tatendrang nichts entgegenzusetzen war, erledigte sich das Problem in 2 Stunden schweisstreibender Feilarbeit.
Als dann die passenden M4 Löcher angezeichnet und gebohrt waren, passte die Platte wie angegossen auf die Schraublöcher. Auch die Schrauben, mit denen der Okularauszug befestigt war, waren noch lang genug. Nur war es eine Qual, die Muttern von den lackierten Schraubenenden herabzuwürgen. Vixen Mattlack haftet sehr gut auf Zink!
Als nächstes galt es aber, den Getriebemotor an seinem Winkel zu befestigen. Dies war schwierig, den die 6mm Achse war von einem 13mm Sockel eingefasst. Hier musste also ein 13mm Loch gebohrt werden, und der passende Bohrer war nicht leicht zu finden. Der von mir gewählte Winkel enthielt je Seite bereits 4 Löcher mit 4mm Durchmesser. Als eines davon auf 13mm aufgebohrt war, zweigte sich beim Einstecken der Achse, daß ein weiteres Loch genau zu einem der M4-Befestigungsgewinde des Motors passte. Damit war der Motor fest genug montiert. Nun wurden die beiden Zahnräder montiert, so daß der Motor zum Anzeichen seiner Position auf der Basisplatte angesetzt werden konnte. Hier wurden wieder zwei der im Winkel vorhandenen Löcher genutzt.
Die Basisplatte musste zum Bohren ein letztes Mal abmontiert werden. Bei dieser Gelegenheit wurden alle Kanten sorgfältigst rundgefeilt, da die Platte schließlich in Gesichtsnähe montiert ist. Alsbald war der Motor endgültig montiert.
Die ersten “Testfahrten” verliefen zur vollen zufriedenheit. Problemlos hoben 1,5V Strom ein 450g schweres LVW8 senkrecht nach oben, und auch waagerecht über den Hebeldruck hin und her. Mit etwas bange wurde der Anschlag getestet. Hier wurde der Motor abgewürgt, nichts ging kaputt. Wer aber den Motor mit mehr Spannung betreibt, kann sich leicht den Fokussiertrieb zerreissen! Hier soll Abhilfe folgen.

Der nächste Schritt galt dem Bau der Steuerung. Ein kleines Schaltkästchen mit Batteriefach sollte die Mignon-Batterie bzw. NiCD-Zelle aufnehmen. Eine angenehm griffige 2-fach Schaltwippe, die eigentlich wohl für Autfensterheber gedacht ist, dient als Schalter. Um die nötige Aussparung ins Kunststoffgehäuse zu bringen, missbrauchte ich einen alten Bohrer der Minibohrmaschine als Kunststoff-Fräser. Schließlich wurden die Aussenkontakte überkreuz mit der Batterie verdrahtet, und die Innenkontakte an die Zuleitung zum Motor angeschlossen. Mit hilfe kleiner Pfostenstecker (aus einer Joystickplatine ausgeschlachtet) lässt sich das 4m Kabel (ehemals von Auto-Boxen) vom Motor trennen. Als weiterer Clou kann ich ein zweites 4m Kabel als Verlängerung zwischenstecken.

Ein letztes Detail galt schließlich der Bequemlichkeit und der Ausfallsicherheit. Der Motor sollte nicht fest angeschlossen sein. Zu diesem Zweck ersetzte ich die M4 Schraube, die das Zahnrad auf die Achse des Fokussiertriebes drückte, durch eine lange M4-Rändelschraube aus einem unbenutztem 1,25” auf 2” Adapter. Damit lässt sich zum schnellen und groben fokussieren von Hand der Antrieb kurz lösen und danach wieder festziehen. Auch wenn einmal die Batterie oder die Steuerung versagt, bedeutet dies nun nicht mehr das Ende der Beobachtungsnacht.

So hatte der Fokussiermotor am 27.6.2003 seinen ersten Praxiseinsatz. Der Motor hat sich auf Anhieb gut bewährt. Das Fokussieren (bei f/4) funktioniert zwar bei Sternen nur wenig genauer, als von Hand, aber auf jeden Fall bei wackelfreiem Bild. Man ist immer sicher, genau den Fokus getroffen zu haben. Bei der Planetenbeobachtung, die an diesem Abend mangels Planeten scheiterte, erwarte ich noch mehr Vorteile, da hier das eigene Wackeln bei Handfokussierung wesentlich störender wirkt.


Hier ist links die Befestigung am Okularauszug gut zu erkennen

Fokussiermotor V2

Nach dem ersten erfolgreichen Test am R200SS stand für mich sofort fest, daß der inzwischen angeschaffte 12” F/4 von dem gleichen Vorzug profitieren sollte. Die Bauteile waren beinah identisch, lediglich als Zahnräder kaufte ich zwei Stahl-Zahnräder ähnlichen Durchmessers aber mit gröberen Zähnen. Gleichzeitig bekam Astrokollege André Walczak seine Version für den GSO 600 (8” F/4) angepasst.
Diesmal benutzte ich kleine Korund-Trennscheiben für die Mini-Bohrmaschine, die deutlich grössere Aussparung für das Rohr des Okularauszuges in die Basisplatte zu schneiden. Für den großen Ausschnitt der am Auszug des 12-Zöllers fällig war, lösten sich 3 Korundscheiben in feinste Krümel auf...
Ich empfehle übrigens dringendst, zu dieser staubigen Angelegenheit einen Mundschutz zu tragen. Im Betrieb ist uns zwar, trotz einigen Festfressern, keine Scheibe zerrissen, trotzdem ist eine Schutzbrille die Empfehlung wert.


Die Steuerbox

Zukunftsmusik V3

Zunächst plane ich, den noch offenen Motor unter einem zurecht geschnittenen Kunststoffgehäuse verschwinden zu lassen. Zum einen, um Steuerkabel und mich selbst vor den Zahnrädern zu schützen, zum andern für eine schönere Optik.
André Walczak hat den Gedanken geäussert, den Motor über eine Schaltung zur Leistungskontrolle zu steuern. Auf diese Weise sollte der “Anschlag” erkannt werden. Der Motor würde dann abgeschaltet, bevor er Zerstörungen anrichten könnte.

Version 2a

Bei schwacher Batterie in kalten Nächten gab es immer wieder Anlaufprobleme mit dem Motor. Ausserdem war das Umfokussieren mit Okularen mit sehr unterschiedlichen Fokuslagen unangenehm langwierig. Deshalb habe ich die Steuerbox umgerüstet, so daß zwischen 1,5V und 3V bzw. 1,2V und 2,4V bei Akkus umgeschaltet werden kann.


Steuerbox V2a - 2 Geschwindigkeiten wählbar


Teileliste

Die Bauteile habe ich bei Conrad Elektronik und im örtlichen Baumarkt gekauft. In der Kostenaufstellung unten komme ich auf 35 Euro, die sich aber sicher noch um einiges drücken lassen. Zum beispiel dürften sich die Zahnräder unter Umständen aus einem ausgeschlachteten Drucker, oder eben auch auf dem ATT günstig organisieren lassen. Ähnliches gilt für den Schalter und auch für das gehäuse

Bauteil

ca. Preis (Euro)

Getriebemotor RB 35
#221936

15,-
 

2 Stck. Zahnräder 30 Z, Modul 1

insges. 10,-

Blechplatte (Holzverbinder)
100x200x1,5mm

1,50
 

Metallwinkel je 30x30x1,5mm

1,50

Umschalter 2 Polig (Wippe)
#701300

4,-

Gehäuse 80x61x22

3,-

Summe

35,-

 

 

 

 

 

 

 

 

Update 2.10.2012:

Auf Anfrage habe ich einen Schaltplan für die Motorbox erstellt. Inzwischen beitreibe ich die Box mit 2x AAA Lithium-Batterien. Diese sind derweil seit 5 Jahren im Einsatz, ohne zu schwächeln.

Fokussiermotorschaltung
Schaltplan für die Motorbox

Zurück zu Themen