Astronomie

Astro-Notizen

Astrofotografie mit speziellen Astro-Kameras

dkracht

Gehört zu: Astrofotografie
Siehe auch: Geräteliste zur Astrofotografie

Astrofotografie mit speziellen Astro-Kameras

Wozu Astro-Kameras?

Nach dem Einstieg in die Astrofotografie mit Digital-Kameras wäre ein nächste Schritt, eine spezielle Astro-Kamera einzusetzen.

Ich habe mir ganz am Anfang meines Wiedereinstiegs in die Amateur-Astronomie ein Altair GP-CAM gekauft und wollte da nur mal etwas herumprobieren, ohne zu wissen, was man damit eigentlich machen kann. Als erstes dachte ich daran, mit der GP-CAM einen elektronischen Sucher zu bauen. Später habe ich die GP-CAM zum Autoguiding eingesetzt.

Gekühlte Astro-Kameras sind eigentlich für Deep Sky (DSO) gedacht, weil dabei längere Belichtungszeiten erforderlich sind.

Gängige Astro-Kameras kommen von:

  • Altair
  • ZWO ASI
  • QHY ALCCD   AstroLumina

Ich habe eine Altair GP-CAM MT9MO34M    Altair GPCAM MT9M034M  (schwarz/weiss).

Mein Bruder Rainer hat sich in 2018 eine ZWO ASI 174 MCC  (Farbe, gekühlt)  zugelegt.

Der Verein hat sich in 2018 eine ASI 1600 (monochrom, gekühlt) zugelegt.

AR = Anti-Reflexion

Vergleich typischer Astro-Kameras

Tabelle 1: Vergleich typischer Astro-Kameras

GP-CAM MT9M934M ASI 174 MCC ASI 1600 MM-Cool V3
Preis (Nov. 2018) 219,– 942,– 1599,–
Sensor-Auflösung 1280 x 960 1936 x 1216 4656 x 3520 Pixel
Pixelgröße 3,75 μ 5,86 μ 3,8 μ
Chip-Größe 4,8 x 3,6 mm 13,4 x 11,34 mm 17,6 x 13,6 mm
Sensortyp 1/3 Zoll CMOS 1/1.2 Zoll CMOS 4/3 Zoll CMOS
Farbe/Mono Mono Farbe Mono
Bittiefe ADC 8 Bit /  12 Bit umschaltbar 12 Bit 12 Bit
Aktive Kühlung nein ja ja
Belichtungszeiten 0,4 ms bis 800 s 32 μs – …15 Minuten (?) max. 30 Minuten
Anschluss (teleskopseitig) 1,25 Zoll 1,25 Zoll, 2 Zoll,T-Gewinde (M42x0,75) 1,25 Zoll, T-Gewinde (M42x0,75)
Anschluss (objektiv) C-Mount

Astrofotografie: Überblick

dkracht

Gehört zu: Astronomie
Siehe auch: Aufnahmeverfahren – Image Capturing

Astrofotografie

Bei den Astros kann man zwei “Lager” unterscheiden:

  • visuelle
  • fotografische

Ich persönlich möchte meine astronomischen Beobachtungen unbedingt festhalten, sprich als Foto dokumentieren.

Bei der Astrofotografie benötigt man deutlich mehr Technik als für die “nur” visuelle Astronomie.
Technik bedeutet hier: Gerätschaften (meine Geräteliste), Computer-Software (meine Softwareliste) und die zweckmäßige Vorgehensweise (Image Capturing).

Welche Websites können helfen?

Im Internet gibt es viele Quellen, die bei der Astrofotografie helfen können z.B.

Welche Objekte will ich fotografieren?

Da gibt es ganz unterschiedliche Motive/Beobachtungsobjekte:

  • Weitwinkel: Sternbilder, Milchstraße, Strichspuren, Zodikallicht, Erdschattenbogen, Halo-Erscheinungen, Leuchtende Nachtwolken,…
  • Objekte im Sonnensystem, wie Planeten/Kleinplaneten/Mond/Sonne
  • Deep Sky Objekte (“DSO”) Galaxien
  • Deep Sky Objekte: Sternhaufen, Asterismen
  • Deep Sky Objekte: Planetarische Nebel
  • Deep Sky Objekte: Emmissionsnebel, Absoptionsnebel

Wie ziele ich auf mein Beobachtungsobjekt?

Um das Beobachtungsobjekt in das Gesichtsfeld zu bekommen (“Framing”) gibt es verschiedene Methoden:

Wie hell ist das Beobachtungsobjekt?

Wenn es hell ist, kann man sehr kurz belichen

Wenn es dunkel ist, muss man sehr lange belichten

Wenn man lange belichtet, muss man evtl. nachführen, um die Erdrotation zu kompensieren.

Wie groß ist das Beobachtungsobjekt?

Das Beobachtungsobjekt muss in das Gesichtsfeld (Field of View = FoV) passen.

Bei der Astrofotografie macht es keinen Sinn von “Vergrößerung” zu sprechen. Das Bild entsteht auf dem elektronischen Sensor und kann dann in verschiedener Größe angezeigt werden. Wir haben ja kein Okular, mit dem wir das Bild betrachten (visuelle Astronomie). Bei Betrachtung durch ein Okular kann man von einer Vergrößerung sprechen und diese berechnen als f1/f2.

Womit kann ich fotografieren?

Zum Fotografieren benötigt man eine bildgebende Optik (Fotoobjektiv oder Teleskop) und einen bildaufnehmenden Sensor (DSLR oder Astro-Kamera CCD/CMOS).

Als Optiken für die Astrofotografie kommen infrage:

Bei Fotografieren entseht das Bild auf einem sog. Sensor:

  • Fotoapparate (DSLR)
  • Astro-Kameras (CCD/CMOS)

Linse und Sensor müssen zusammenpassen, um die beste Auflösung zu erzielen.

Aufnahmeverfahren (Image Capturing)

Wie gehe ich nun konkret vor beim Fotografieren von astronomischen Objekten? Das habe ich in diesem gesonderten Artikel beschrieben.

Astronomie: Auflösungsvermögen und Sampling

dkracht

Gehört zu: Teleskope
Siehe auch: Nachführung, Aufnahmeverfahren, Orion ED80/600, Barlow-Linse,  ZWO ASI 294MC
Benutzt: Fotos von Google Drive, Tabellenblatt von Google Drive

Stand: 14.10.2023

Auflösungsvermögen eines Teleskops

Das sog. Auflösungsvermögen eines Teleskops bedeutet, welche kleinen Einzelheiten noch getrennt dargestellt werden können (deswegen auch “Trennschärfe” genannt). Das hängt von der Öffnung des Teleskops ab.

Siehe: http://www.clearskyblog.de/2009/09/22/mathematik-in-der-astronomie-teil-4-das-aufloesungsvermoegen-von-teleskopen/

Beugungsscheibchen (Airy-Scheibe)

Das Abbild einer punktförmigen Lichtquelle (ein Stern) ist im Teleskop ein Beugungsmuster mit einem Beugungsscheibchen in der Mitte das Maximum.

Der Radius des Beugungsscheibchens, gemessen bis zum ersten Minimum, ist (in Bogensekunden) ist nach George Airy:

(1) α = 1,22 * (λ /D) * 206265 [arcsec]

wobei

  • 206265 = 360 * 60 * 60 / 2π
  • λ die Wellenlänge des Lichts [nm],
  • D die Öffnung des Teleskops [mm] ist

Die 1,22 ergibt sich aber als die erste Nullstelle der Besselfunktion (s.u.), die für den Radius des ersten Beugungsminimums zuständig ist.

Zur sich daraus ergebenden Berechnung des Auflösungsvermögens (s.u.) lassen Teleskop-Verkäufer gern den Faktor 1,22 weg, um zu besser aussehenden Werten zu kommen.

Abbildung 1: Ein Beugungsscheibchen (pCloud: Diffraction_disc_calculated.jpg)


Beugungsscheibchen (Wikimedia KaiMartin CC BY-SA 3.0)

Auflösungsvermögen: Rayleigh-Kriterium

Die Frage ist nun, wie dicht dürfen zwei solche Beugungsscheibchen zueinander stehen, sodass wir sie immer noch als zwei getrennte Objekte erkennen können?

Das sog. Rayleigh-Kriterium besagt, dass der minimale Abstand zweier Lichtpunkte, der noch eine Trennung ermöglicht, dann erreicht ist, wenn der Mittelpunkt des zweiten Lichtpunkts genau im ersten Minimum des Beugungsmusters des ersten Lichtpunkts liegt.
Dieses Rayleighkriterium ist physikalisch nicht wirklich begründet. Wenn ich die Lichtpunkte ein klein wenig näher aneinander rücke, wird die Trennbarkeit ja nicht plötzlich aufhören. Aber so Pi mal Daumen passt es schon.

Abbildung 2: Zwei Beugungsscheibchen (pCloud: Airydisks_rayleigh_sqrt.jpg)


Rayleigh Kriterium – Copyright WikiMedia Geek3 CC BY-SA 3.0

Wenn wir als Lichtwellenlänge λ annehmen 550 nm (grün), ergibt sich als Faktor

1,22 * 550 nm * 206265 = 138403815 nm

und damit folgende (theoretische) Faustformel für den Radius des Beugungsscheibchens und damit (nach Rayleigh) für das Auflösungsvermögen:

(2) Auflösungsvermögen [“] = 138 / D [mm]

Gerechnet mit dieser Faustformel ergibt sich:

Tabelle 1: Auflösungsvermögen

Teleskop Öffnung in mm Auflösungsvermögen in “
GuideScope50 50 2,76″
LidlScope 70 1,98″
Orion ED 80/600 80 1,73″
APM APO 107 107 1,29″
Vixen 114/900 114 1,21″

Abtast-Theorem von Nyquist und Shannon

Nun fällt dieses analoge Bild (s.o.) ja auf den Sensor unserer Kamera. Der Sensor besteht aus (diskreten) Pixeln. Der Sensor ist also digital.

Wir haben es also mit der Wandlung eines analogen Signals in ein digitales Signal zu tun.

Die digitale Pixel-Matrix tastet sozusagen das analoge Bild ab.

Hier wird immer gern das Abtast-Theorem (= Sampling Theorem) von Nyquist und Shannon herangezogen. Das sagt, im Prinzip sollte die Abtastfrequenz mindestens 2-mal so groß sein, wie das kleinste Detail im analogen Signal, sprich also wie die Auflösung.

Siehe dazu etwa: http://www.nightskyimages.co.uk/sampling_rate.htm

Das ist intuitiv ja auch klar, wie folgendes Bild veranschaulicht:

Abbildung 3: Nyquist Sampling Theorem (pCloud: Nyquist-01.jpg)


Nyquist Abtasttheorem

Nyquist

Pixelgröße und Brennweite

Oft wird die Frage gestellt, welche Pixelgröße die Aufnahmekamera (der Sensor) bei gegebener Teleskopbrennweite haben sollte. Hierzu folgende Betrachtung: Zwei Objekte lassen sich auf dem Sensor nur dann trennen, wenn zwischen ihnen ein weiterer Pixel liegt. Der Abstand dieser Objekte auf dem Sensor-Chip beträgt also das Zweifache der Pixelgröße (2 x p).

Bei der Astrofotografie muss man die absolute Größe des Beugungsscheibchen (von der Optik) in Relation zur Pixelgröße des Sensors setzten. Die absolute Größe des Beugungsscheibchens hängt dabei von der Brennweite (f) und der Öffnung (D) des Teleskops ab, bzw. bei längerer Belichtung vom Seeing. Das Sternenscheibchen durch Seeing kann je nach Luftunruhe 2″ bis 5″ (FWHM) betragen (Link: https://sternen-surfer.jimdo.com/tipps/pixelgr%C3%B6%C3%9Fe-und-brennweite/).

Um die Durchmesser des Beugungsscheibchens mit der Pixelgröße der Kamera vergleichen zu können, rechnen wir den Winkel (Formel (1) oben) in Länge um,

Radius Beugungsscheibchen [µm] = Brennweite [mm] * 1000 * Auflösungsvermögen [arcsec] * π / (60*60*180)

Radius Beugungsscheibchen [µm] = Brennweite [mm] * 1000 * 1,22 * (λ [nm] / D [mm])

Mit der Wellenlänge λ = 550 nm bekommen wir dann:

(3) Radius Beugungsscheibchen [µm] = (f/D) * 0,671

Also spielt das Öffnungsverhältnis f/D die entscheidende Rolle:

Tabelle 2: Optimale Pixelgröße

Teleskop Öffnung in mm Auflösungs-vermögen in “ Brennweite in mm Radius Beugungs-scheibchen in μ Optimale Pixelgröße in μ
GuideScope50 50 2,76 “ 180 2,42 μ 1,2 μ
LidelScope 70 1,98 “ 700 6,71 μ 3,3 μ
Orion ED 80/600 80 1,73 “ 600 5,03 μ 2,6 μ
Orion ED 80/510
mit Reducer		 80 1,73″ 510 4,28 μ 2,1 μ
Orion ED 80/1200
mit Barlowlinse		 80 1,73″ 1200 10,07 μ 5,0 μ
APM APO 107/700 mit Reducer 107 1,29″ 525 3,29 μ 1,6 μ
Vixen 114/900 114 1,21 “ 900 5,30 μ 2,6 μ
Seeing FWHM 2,00″ 510 4,95 μ 2,5 μ

Oversampling und Undersampling

Die Pixelgröße des Sensors ist so etwas wie die Abtastrate (sampleing rate).
Abgetastet wird dabei das Beugungsscheibchen.
Bei einer zu hohen Abtastrate (kleine Pixel) spricht man von Oversampling; bei zu geringer Abtastrate (große Pixel) von Undersampling.

Abbildung 4: Tabellenblatt zum Sampling (pCloud: Oversampling.xls)

Tabellenblatt zum Oversampling

Für Deep Sky Astrofotografie führt ein leichtes Undersampling oftmals zu besseren Aufnahmen durch ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis und detaillierterer Darstellung als bei Oversampling.

Für Planetenfotografie wird man je nach Teleskop versuchen, in klaren Nächten mit gutem Seeing das Auflösungsvermögen des Teleskops zu nutzen um so eher im Bereich Oversampling zu besseren Aufnahmen zu gelangen als beim Undersampling.

Wie passt die Digitalkamera mit ihrem Sensor und dessen Pixelgröße nun zu dem Teleskop?

Nach dem Nyquist-Shannon-Sampling-Theorem brauche ich einen Abstand von 2 Pixeln (also einen leeren Pixel dazwischen) um zwei Punkte zu unterscheiden. Der Abstand zwischen den Abbildungsscheibchen darf der Radius eines Scheibchens sein. Ist die Pixelgröße (viel) kleiner, spricht man von Oversampling, ist die Pixelgröße größer, spricht man von Undersampling.

Welches Öffungsverhältnis sollte ich anstreben, wenn Öffnung und Pixelgröße gegeben sind?

Mit dieser Fomel kann man auch bei gegebener Pixelgröße und Öffnung die optimale Brennweite d.h. das Öffnungsverhältnis berechnen.

(4) f/D = Pixelgröße [μ] / (1000 * 1,22 * λ [nm] )

(wenn man als Radius des Beugungsscheibchens die Pixelgröße nimmt)

Die Besselfunktion

Die Beugung an einer kreisrunden Öffnung (Lochblende) wird durch die Besselfunktion erster Art (also J) von der Ordnung 1 (also J1) beschrieben.
Die Intensität ist:

I(x)  = I0 (2*J1(x)/x)2

Die ersten Nullstellen sind:

J1(3,8317)=0   und J1(7,0156)=0

Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Beugungsscheibchen

Astronomie: Photoshop – Luminanzmasken

dkracht

Gehört zu: Bildbearbeitung
Siehe auch Adobe Photoshop, Photoshop Grundlagen, Photoshop Ebenen
Benutzt: Fotos aus pCloud

Stand: 29.11.2022

Luminanzmasken mit Photoshop

Link: http://www.imagingdeepsky.com/Tutorials/Masks/Masks.htm

Bei der elektronischen Bildbearbeitung wird man zunächst Techniken anwenden, die auf das ganze Bild wirken, wie z.B. Stacking, Stretchen, Schärfen etc. Bei manchen Objekten möchte man nur Teile eines Fotos bearbeiten. Dazu arbeitet man mit sog. Masken.

Grundlagen für Masken

Masken sind im standardmäßig im Fenster “Ebenen- Kanäle  Pfade” (Einblenden über Menü -> Fenster -> Ebenen).

Abbildung 1: Einblenden der Ebenen-Palette (pCloud: photoshop-ebenen-05.jpg)

Zu einer Ebene kann eine Maske “Ebenenmaske” angelegt werden.

Abbildung 2: Anlegen einer Ebenenmaske (pCloud: photoshop-ebenen-06.jpg)


Photoshop: Anlegen einer Ebenenmaske

Eine Maske ist ein Graustufenbild.

Wirkung einer Ebenenmaske: Schwarz verdeckt (=schützt) (d.h. 0% Wirkung), Weiß lässt durch (d.h. 100% Wirkung).

Bearbeiten einer Ebenenmaske: Durch “Alt-Klick” auf das Miniaturbild der Maske wird die Maske im Hauptfester angezeigt und kann bearbeitet werden.

Arbeitsschritte zur Erstellung einer Luminanzmaske:   (“Work Flow”)

Das Bild als neue Ebene kopieren (damit das Original erhalten bleibt “non destructive”)

Kontrast erhöhen z.B. durch Menü -> Bild -> Korrekturen -> Helligkeit/Kontrast: Beide auf 100%

Auswahl erstellen z.B. durch Menü -> Auswahl -> Farbbereich

Drop-Down “Auswahl” bleibt auf “Aufgenommene Farben”

Wir klicken mit der Pipette auf den hellen Bereich und sehen das jetzt alles gleich helle selektiert wird.

Mir “Shift-Click” können wir zusätzliche Helligkeitsbereiche zu der Auswahl hinzufügen.

Drop-Down “Auswahl” geht auf “Lichter”

Dann wird ja auch alles Helle selektiert

Durch die Schieberegler “Bereich” und “Toleranz” können wir die Auswahl noch leicht verändern

Nun aus der Auswahl eine Maske machen:

Während die Auswahl aktiv ist (“marching ants”) klicken wir im Ebenen-Fenster auf das Symbol in der unteren Leiste “Ebenenmaske hinzufügen”

Dann die Maske verfeinern:

Alt-Klick auf die Maske

Rechte Maustaste – Im Kontextmenü erscheinen eine eine Reihe von Tools für Ebenenmasken

In diesem Kontext-Menü: Auswählen und Maskieren

Kantenerkennung:

Smart Radius anhaken

Radius vergrößern: Schieberegler nach rechts auf Maximum 250 Px

Globale Verbesserungen

Kante verschieben (Shift Edge)

Weiche Kante (Feather)

Abrunden (Smooth)

Output: Ebenenmaske

Nun den Hintergrund (Sterne etc.) komplett auf Schwarz setzen

Mit dem Lasso-Tool das Objekt vorsichtig umfahren

Auswahl umkehren

Hintergrundfarbe auf Schwarz setzten

Taste “Backspace”: Dies löscht den ausgewählten Bereich (auf die Hintergrundfarbe)

Nun die Maske abspeichern (für weiteren Gebrauch)

Da es sich um eine Ebenenmaske handelt, erscheint diese Maske im “Kanäle”-Fenster

Eine Ebenenmaske ist nur ein temporärer Kanal

Durch Rechts-Klick auf die Maske und im Kontextmenü dann auswählen: “Kanal duplizieren” kann der Kanal (die Maske) permanent gespeichert werden

Luminanzmasken I: Photoshop

26.8.2018

  1. Das Bild laden
  2. Menü -> Fenster -> Kanäle
  3. Den Kanal, der gut ist, auf das Symbol (Rechteck mit Bogen unten links) ziehen ==> Kopie
  4. Den Kanal aufhellen
    Tonwertkorrektur: Menü Bild -> Korrekturen -> Tonwert
    Schattenbereiche aufhellen
    OK
  5. Kanal invertieren: Strg-I
  6. Auswahl: Strg-Klick auf kanal auf die Miniaturen
    Ebenen RGB
    Reiter “Ebenen”
  7. Erstellen Gradationskurve
    Menü Fenster -> Korrekturen (die Auswahl wird automatisch als Maske hinzugefügt)

Luminanzmasken II

Aus: http://www.kitea.de

Auswahl -> Farbbereich -> Lichter 40%

( Kanäle, Maskensymbol)

Werkzeuigleiste  — Symbolleiste — rechte Maustaste

Auswahl: Farbe, Luminanz, Lasso,….

Auswahl  —–> (erzeugt)  —>  Maske

Maske   —-> erstellt —-> Auswahl

Astronomie: Praxistips für den Einsteiger

dkracht

Gehört zu: Astronomie
Siehe auch: Orientierung am Sternenhimmel

Stand: 12.6.2025

Was braucht ein Amateurastronom?

Wissen über das Sonnensystem:

Planetenlehrpfad Handeloh: Sonne, Merkur, Venus, Erde, Mars, Asteroidengürtel, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Kuipergürtel

Orientierung am Sternenhimmel

Planung einer Beobachtung

  • Wahl des Beobachtungsorts
  • Lichtverschmutzung
  • Horizontsicht
  • Gutes Wetter
  • Geografische Koordinaten / Hemisphäre

Teleskope / Optiken

  • Bloßes Auge
  • Feldstecher (Fernglas)
  • Refraktor  (Linsenteleskop)
  • Reflektor  (Spiegelteleskop z.B. Newton, Dobson, Cassegrain etc.)
  • Smart Telescopes (z.B. SeeStar, Dwarf3,…)

Montierung

  • Parallaktische Monierung
  • Azimutale Montierung
  • Fotostativ

Astronomie: Computersteuerung mit FS-2

dkracht

Gehört zu: Montierungen
Siehe auch: Teleskop-Steuerung, Namibia
Benutzt: Fotos von pCloud

Stand: 17.12.2022

Computersteuerung mit FS-2

Montierungen mit FS-2 Steuerung

Auf der Astro-Farm Kiripotib in Namibia habe ich eine Reihe von Montierungen kennengelernt, die mit Hilfe einer sog. FS-2 (Steuer-Box und Handbox) gesteuert werden.

Montierungen mit FS-2 Steuerung

  • Vixen New Atlux
  • Vixen GP-D2
  • Vixen GP-DX
  • Fornax 51
  • Alt 6 ADN
  • Knopf MK 100K

Link zu FS-2: http://www.astro-electronic.de/fs2.htm

Verbindung der FS-2 zum Windows-Computer

Die FS-2 wird in jedem Falle über ein serielles Kabel mit dem Computer verbunden. An der Seite der FS-2-Steuerbox befindet sich einen serieller Anschluss (RS232).

Ein serielles Verbindungskabel, das an beiden Enden eine 9-polige Sub-D-Buchse hat, liegt bei.

Computerseitig wird dann ein Seriell-USB-Adapter benötigt (also mit einem 9-poligen Sub-D-Stecker).

Welcher Adapter ist da zu empfehlen?

Bei mir hat funktioniert der Seriell-USB-Adapter, den ich auch schon für meine HEQ5 Pro-Montierung verwende; siehe dort.
Dieses Teil konnte ich bei Teleskop-Express beziehen: LogiLink Konverter – Adapter USB auf RS232 seriell (Artikel-Nr. CE821035) Chipsatz: PL2303TA.

Die FS-2-Steuerung versteht einen Subset von Meade LX200-Komandos, deshalb wird als ASCOM-Treiber ein LX200-kompatibler ASCOM-Treiber empfohlen.

Aufgrund eines Diskussionsbeitrags auf astronomie.de

http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/ubbthreads.php/topics/1208842/ASCOM_Advanced_LX200_Treiber

bin ich auf folgenden “erweiterten” LX200-ASCOM-Treiber gestossen:

https://pixelstelescopes.wordpress.com/advanced-lx200

Hat jemand Erfahrungen mit diesem oder einem anderen ASCOM-Treiber? Welchen ASCOM-Treiber sollte man mit der FS-2 benutzen?

Beispiel: Verbindung Computer-FS2-Steuerbox

Bildbeschreibung: Links der Windows-Computer mit einer USB-Buchse, daran eine ganz kurze USB-Verlängerung, dann der USB-Seriell-Adapter von LogiLink, dann das serielle Kabel “straight through” d.h. 1-zu-1 durchgeschaltet, dies Kabel eingestöpselt in die RS232-Buchse der FS2.
Die Handbox ist ebenfalls mit der FS2-Steuerbox verbunden (per schwarzem Kabel). Die ST4-Buchse an der FS2-Steuerbox ist noch unbenutzt.

So ein “straight through”-Kabel habe ich am 16.8.2019 bei der Firma www.cancom.de gekauft.  Es heisst dort: “StarTech Serielles DB9 Straight Through Kabel B…” und hatte die Artikelnummer 4814108.

Abbildung 1: FS-2-Steuerbox (pCloud: DK_20190828_Kiripotib_FS2_Teleskopsteuerung.jpg)

Software zur Teleskop-Steuerung unter Windows

Steuerung mit der Software Stellarium

In Stellarium soll man die Erweiterung “Teleskopsteuerung” konfigurieren als “direkt über eine seriellen Anschluss”

Steuerung mit der Software Cartes du Ciel

Bei Cartes du Ciel ist eine Verbindung über ASCOM erforderlich.
Allerdings ist der o.g. “Advanced LX200 Treiber” unter meinem 64-Bit-Windows nicht funktionsfähig.
Als Umgehungslösung benutze ich zuerst den ASCOM-Treiber “POTH” und bei den Einstellungen von POTH stelle ich als Teleskop den “Advanved LX200” ein.

Wer hat das schon einmal praktisch ausprobiert? Welche ASCOM-Treiber für 32 Bit, welcher für 64 Bit-Windows funktioniert wirklich?

Astronomie: Montierung Astro-Physics GTO 3600 El Capitan

dkracht

Gehört zu: Montierungen
Siehe auch: Teleskop-Steuerung, Handeloh
Benutzt: Fotos von pCloud

Stand: 28.08.2022

Die Astro-Physics Montierung: GTO 3600 “El Capitan”

In der Sternwarte in Handeloh steht eine schöne große Montierung von Astro-Physics “GTO 3600 El Capitan”.

Link: http://www.astro-physics.com/index.htm?products/mounts/3600gto/3600gto

Die (direkte) Bedienung der Montierung erfolgt mit einer Handbox, die mit der Steuerbox GTOCP4 verbunden ist.

Abbildung 1 und 2: Astro-Physics GTO 3600 (pCloud: 20180915_Handeloh_AstroPhysics-01.jpg und 20180915_Handeloh_AstroPhysics-02.jpg)


AstroPhysics Handbox
Astrophysics Controlbox

Astrophysics Handbox

Die Contolbox steuert die Motoren der Montierung. Dies erfolgt entweder über die an die Controlbox angeschlossene Handbox oder über einen an die Controlbox angeschlossenen Computer.

Die Verbindung der Contolbox mit einem Windows-Computer kann über drei Wege erfolgen:

  • Serielles Kabel  – zwei DSUB-9 Stecker
  • USB-Kabel (mit internem seriell-zu-USB Wandler von FTDI)  – im Bild links oben
  • Ethernet-Kabel  – im Bild links unten
  • WLAN

Kabel mit DSUB-9-Steckern zur Verbindung der Controlbox mit einem Windows-Computer ist auf der Sternwarte vorhanden und permanent verbunden.

Weitere Kabel-Verbindungen der Controlbox GTOCP4:

  • Stromversorgung 12v – rechts unten
  • Keypad (Handbox) – unten, 2. von rechts
  • Motoren – oben , 2. von rechts

Teleskope in der Sternwarte

  1. Ein 14 Zoll (35,5 mm) Meade ACF (Advanced Coma Free)   – Visuelles beobachten und fotografieren von kleineren Sachen
    Cassegrain  f/10, f=3556 mm, OAZ ???
    Link: https://www.meade.com/telescopes/acf-cassegrain/14-lx200-acf-f-10-ota.html
  2. Ein 31,7 cm f/4,48 Newton Astrograf  f=1358 mm – dieser wurde ersetzt durch:
  3. Ein Astro-Physics  Riccardi Honders  305mm f/3.8 –  OAZ ???
    Link:     http://www.astro-physics.com/index.htm?products/telescopes/305honders/305honders
  4. Sykwatcher 10cm f/9 (f=900mm)  Skywatcher ED-Refraktor mit Reducer f=765
  5. Dobson 10 Zoll    —  Okulare?
  6. Dobson 53,3 cm f/3,85 f=2050 mm  — Okulare in der Box unter dem Tisch.

Kameras in der Sternwarte

Wir haben auch eine Kamera vom Typ ASI1600 monochrom und gekühlt dort.
Der Chip ist 4656 x 3520 Pixel groß bei einer Pixelgröße von 3,8 μ entspricht das einer Chipgröße von  17,6 x 13,6 mm (so kann man das in Stellarium eintragen).

  • Sensor: 4/3 Zoll CMOS
  • USB 3.0

Treiber für die Kamera:   https://astronomy-imaging-camera.com/software-drivers

Link: https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p10051_ZWO-SW-CMOS-Kamera-ASI-1600MM-Cool—Chip-D-21-9-mm—Version-2.html

Da es eine monochrome Kamera ist, haben wir gleich ein passendes Filterrad dabei.

Windows-Computer

Die beiden Windows-Computer in der Sternwarte laufen unter Windows 10 Professional.

Installiert ist dort:

  • DotNet
  • ASCOM-Platform
  • ASCOM-Treiber für die Montierung Astro-Physics GTO 3600
  • ASCOM-Treiber für die Motorfokusierer
  • APCC Astro-Physics Command Center
  • MaxIm
  • APT
  • Cartes du Ciel

ASCOM-Treiber

Für die Steuerung dieser Astro-Physics-Montierung per Software auf einem Windows-Computer muss  dann der entspreche ASCOM-Treiber installiert werden.

ASCOM-Treiber Download: http://www.astro-physics.com/index.htm?products/mounts/3600gto/3600gto

Ich habe installiert: AstroPhysics_V2_Setup_5.09.04.exe

APCC Astro-Physics Command Center

Für die Astro-Physics Monierung gibt es die Software APCC = Astro-Physics Command Center.
Link: http://www.astro-physics.com/index.htm?tech_support/apcc/apcc-download

APCC ist eine Software für die Bedienung der Astro-Physics Montierung GTO 3600

APCC benötigt:

  • einen Windows-Computer
  • eine Verbindung von der Montierung (Controlbox) zum Windows-Computer
  • Auf dem Windows-Computer: Die ASCOM-Plattform
  • Auf dem Windows-Computer: Einen ASCOM-Treiber für die AstroPhysics-Montierung (s.o.)

Bedienungshinweise

Park Position: In der Sternwarte muss die sog. “Park Position 4” verwendet werden.

Astronomie: Teleskop-Steuerung per Computer

dkracht

Gehört zu: Montierungen
Siehe auch: Auto-Guiding, Teleskopsteuerung mit Stellarium

Stand: 14.08.2022

Teleskop-Steuerung: Montierung mit Goto-Funktion

Für meine astronomischen Bemühungen (haupfsächlich fotografieren) möchte ich Montierungen verwenden, deren Achsen motorisiert sind und das Ansteuern von Beobachtungsobjekten auf Knopfdruck (sog. Goto) ermöglichen. Am Ende meiner Lernkurve soll dann die Steuerung per Notebook-Computer (oder Tablet) stehen. Wobei ich erwarte, dass eine entsprechende Software nicht nur das “Goto” ermöglicht, sonden dass der ganze Aufnahme-Prozess softwaremäßg unterstützt wird; d.h.

  • Motorisches Ansteuern des Beobachtungsobjekts: Goto Funktion
  • Zentrieren und ausrichten im Gesichtsfeld: Plate Solving Funktion
  • Fokussier-Funktion – Motor-Fokus
  • Automatisches durchführen eine Aufnahmeserie: Aufnahme-Funktion (Kamera-Steuerung, “Capturing”)
  • Erforderlichenfalls mit Nachführung

Als notwendige Vorbereitung für solche computergesteuerten Aufnameserien müssen wir zuerst:

  • Die Montierung waagerecht ausrichten
  • Sucher an terrestrischen Objekten vorläufig justieren
  • Fokus an terrestrischen Objekten vorläufig einstellen
  • Die Stundenachse parallel zur Erdachse ausrichten: Polar Alignment
  • Sucher an Sternen fein-justieren (wird für Goto Alignment evtl. benötigt)
  • Die Goto-Funktion initialisieren: Goto Alignment oder Platesolving ausprobieren

Ich habe es bisher mit mehreren Goto-fähigen Montierungen zu tun gehabt:

Die Goto-Funktion

Von Haus aus bieten Goto-Montierungen eine Bedienung über seine sog. Steuerbox “Handbox“, die über Tasten und ein Display verfügt.

Was ich aber in der Endausbaustufe möchte, ist eine Steuerung per Notebook/Tablet. Dafür muss die Montierung irgendwie mit dem Notebook/Tablet verbunden sein (Kabel, WLAN,…). Die Art dieser Verbindung ist von Montierung zu Montierung unterschiedlich. Auf meinem Windows-Notebook-Computer verwende ich dann geeignete Software zur Ausführung aller der oben genannten Funktionen (Goto,…). Zur Verbindung dieser Software mit der astronomischen “Aussenwelt” verwende ich dann vorrangig ASCOM, um flexibel zu bleiben und einen günstigen Grad von Integration zu erhalten.

ASCOM-Treiber

Auf jeden Fall wollen wir zuerst den ASCOM-Treiber für unsere spezielle Montierung herunterladen und installieren.

GoTo-Funktion über Notebook:  Welches Kabel

Die für die Goto-Funktion erforderliche Verbindung von der Montierung zum Windows-Computer erfolgt über ein serielles Kabel.

Heutige Notebooks haben aber keine serielle Schnittstelle. Also brauche ich noch einen Adapter/Konverter seriell auf USB.; z.B. bei Teleskop-Express.  Der Chipsatz des Konverters ist PL2303TA und einen Treiber für Windows 10 brauchen wir auch dafür.

Der Seriell-USB-Adapter wird computerseitig wird in eine USB-Buchse des Computers gestöpselt; auf der anderen Seite des Adapters wird das “normale” serielle Kabel gestöpselt.

Montierungsseitig ist die Verbinding mit diesem seriellen Kabel je nach im Einsatz befindlicher Montierung u.U. verschieden gelöst; entsprechend kann auch das serielle Kabel selbst je nach Montierung unterschiedlich sein.  Deswegen beschreibe ich die Einzelheiten hierzu in den separaten Artikeln über die jeweilige Montierung:

GoTo-Funktion über Computer (Tablet):  Welche Software

Nun brauchen wr nur noch eine gute Planetariums-Software für das Windows 10 Notebook, das die Montierung über die serielle Schnittstelle steuern kann. Da gibt es einiges:

GoTo-Funktion über Notebook mit Stellarium

Wie das mit der Software Stellarium geht, habe ich im Artikel Teleskopsteuerung mit Stellarium beschrieben.

GoTo-Funktion über Notebook mit Cartes du Ciel

Wie das mit der Software Cartes du Ciel geht, habe ich im Artikel über Cartes du Ciel beschrieben.

Astronomie Software Nebulosity

dkracht

Gehört zu: Astro-Software
Siehe auch: Digitalkameras

Astronomy Software Nebulosity

Die Software “Nebulosity” wird von Stark Labs angeboten.

Nebulosity ist eine Aufnahme-Software (Capturing) und unterstützt auch meine DSLR Canon EOS 600D.

Nebulosity ist kostet $95.

Belichtungszeiten länger als 30 Sekunden gehen nur mit einem zusätzlichen Shoestring-Adapter.

Nebulosity hat auch eine Fokussierhilfe.

Ich habe mich für gegen Nebulosity und für die Software APT entschieden. APT ist billiger und kann von sich aus Belichtungszeiten länger als 30 Sekunden.

 

Astronomie: Teleskopsteuerung mit EQASCOM (EQMOD)

dkracht

Gehört zu: Teleskopsteuerung mit ASCOM, Liste meiner Astro-Software
Siehe auch: ASCOM , Skywatcher HEQ5 Pro, ComputerAstrobaer, Green Swamp Server, Synscan App, Einrichten Windows-Computer
Benutzt: Fotos aus Google Drive

Stand: 11.04.2023

Steuerung über meinen Windows-Computer mit EQMOD

Um meine Montierung Skywatcher HEQ5 Pro statt über die Handbox zu steuern, möchte ich auch die Möglichkeit haben, die Steuerung über meinen Windows-Computer und ohne die Handbox vorzunehmen.

Damit soll nicht einfach die Handbox durch den Computer ersetzt werden, sondern bestimmte Astro-Software (z.B. Cartes du Ciel, APT, SharpCap, PHD2 Guiding, N.I.N.A.) , die auf meinem Computer läuft, kann dann direkt die Montierung steuern und ggf. auch weitere Geräte, die per ASCOM an den Computer angeschlossen sind (z.B. Kamera ASI294MC Pro, Motor-Fokusser,…)

Wenn ich meine gesammten Astro-Gerätschaften per Computer steuern kann, ist letztlich auch eine Remote-Steuerung möglich. Zur Teleskopsteuerung per Windows-Computer benötige ich die Software ASCOM-Platform und auf Basis dieser Platform einen ASCOM-Treiber für meine Montierung Skywatcher HEQ5 Pro.

Für meine Montierung HEQ5 Pro gibt es eine Reihe von verschiedenen ASCOM-Treibern:

  • Vom Hersteller: SynScan App (war ursprünglich sehr schlicht)
  • Als klassische Alternative das Open Source Projekt EQMOD
  • Die neuere Alternative das Open Source Projekt Green Swamp Server “GSS”

GSS ist ein moderner ASCOM-Treiber (moderner als EQMOD) mit mehr zeitgemäßer Benutzeroberfläche.

EQMOD hat zusätzlich ein Alignment-Model, was ich aber nicht brauche, weil ich Platesolving mache (in der Nacht, aber nicht am Tage).

GSS hat kein Alignment-Modell aber zusätzlich ein paar “Gimmicks” wie eine 3D-Darstellung des Teleskops, Sprachausgabe und man kann mehrere Home-Positionen definieren.

Voraussetzungen:

  • ASCOM-Platform ist installiert
  • Eine (serielle) Verbindung zwischen Windows-Computer und Montierung bzw. Handbox ist hergestellt.
    Wie das genau geht, habe ich in einem separaten Blog-Artikel  beschrieben.

Download:  http://eq-mod.sourceforge.net/eqaindex.html

Doku: http://eq-mod.sourceforge.net/docs/EQASCOM_QuickStart.pdf

Versionen:

  • EQASCOM V200q  (14. Mai 2018)
  • EQASCOM V200u  (17. März 2021)
  • EQASCOM V2.00w (12. Mai 2021)

Installation von EQASCOM

Bei mir läuft EQASOM auf mehreren Computern:

  • ComputerThinkpad: V2.00w
  • ComputerAsusbaer: V2.00w
  • ComputerAcerbaer: V2.00w
  • ComputerFlachmann: V2.00w
  • ComputerAstrobaer: V2.00w

Installiert wird der ASCOM-Treiber “EQMOD ASCOM HEQ5/HEQ6″und die sog. EQASCOM-Toolbox.

Verbindung zwischen Montierung zum Computer

Verbinden der Montierung SkyWatcher HEQ5 Pro über die Handbox oder direkt d.h. ohne Handbox über EQdir-Kabel. Wie das genau geht, habe ich in einem separaten Blog-Artikel  beschrieben.

Einstellungen bei EQMOD

Einige Einstellungen müssen noch vorgenommen werden (das geht evtl. erst nachdem eine Verbindung “Connect” hergestellt wurde.

  • COM-Port
  • Koordinaten des Beobachtungsortes (“Observatory Location”)
  • Epoche des Koordinatensystems: J2000
  • Guiding-Methode: Pulse Guiding oder ST4

EQMOD Einstellung des COM-Ports

Starten der EQASCOM-Toolbox auf dem Windows-Computer.

Update: Die Toolbox ist veraltet, man sollte jetzt den neuere “ASCOM Device Hub” nehmen.

Im Dropdown “eqmod” einstellen und auf die Schaltfläche “Driver Setup” klicken

Abbildung 1: EQASCOM Toolbox –> Schaltfläche “Driver Setup” (pCloud: EQASCOM-01.jpg)


EQASCOM Toolbox

Es geht ein Fenster “EQMOD ASCOM SETUP” auf, wo wir eingige Eingaben machen z.B. den COM-Port:

ASCOM Setup -> EQMOD Port Details  -> Port Drop-Down  -> “COM3” (bzw. was der Windows Gerätemanager zeigt)  -> Schaltfläche “OK”

Abbildung 2:  EQMOD ASCOM SETUP: COM-Port einstellen (pCloud: EQASCOM-02.jpg)


EQASCOM Setup-Fenster

EQMOD Einstellung der “Site Information”

Hier können wir mehrere Beobachtungsorte mit ihren geografischen Koordinaten eingeben und speichern.

Site 1: Hamburg   53° 34′ 18″ Nord, 09° 58′ 16″ Ost

Site 2: Handeloh  53° 14′ 06,2 Nord, 09° 49′ 46.6″ Ost

Site 3: Kiripotib  23° 19′ 43″ Süd,  17° 57′ 13″ Ost

EQMOD Einstellung “Pulse Guiding”

Im Drop-down “Guiding” können wir die Art des Guidings einstellen; also  ASCOM PulseGuiding oder ST4-Guiding

EQMOD Einstellung “Epoch”

Im Bereich “ASCOM Options” stellen wir im Drop-down die Epoche “J2000” ein. Generell wird gesagt, dass die Einstelling “JNow” besser ist, da weniger Konvertiert wird. Doe Montierung selbst benutzt diese Epoch-Einstellung gar nicht. Dieser Wert wird nur an andere Astro-Software per ASCOM weitergegeben z.B. an N.I.N.A. beim “Connect Telescope”.

Wenn alles eingegeben ist, klicken wir auf die Schaltfläche “OK”

EQMOD Weitere Einstellungen

Aber auch das EQMOD selbst kann noch konfiguriert werden. Dazu klicken wir oben rechts auf die Schaltfläche mit dem Schraubenschlüssel und den drei “>>>”.
Dann klappt nach recht eine Fenstererweiterung auf. Dort können wir z.B.:

  • Nochmals den Ort einstellen “Site information” (hier habe ich Hamburg, Handeloh und Kiropotib)
  • “Alignment / Sync”
  • “Park / Unpark”
  • “ASCOM Pulse Guide Setiings”
    • RA Rate = 8
    • DEC Rate = 5
    • Minimum Pulse = 32 msec
  • “Mount Limits” die schalte ich immer aus
  • ….

EQMOD Speicherung der Einstellungen

Alle diese Konfigurationseinstellungen speichert EQASCOM in drei INI-Dateien: eqmod.ini, joystick.ini und align.ini. Diese befinden sich im Ordner:

\users\<userid>\AppData\Roaming\EQMOD

EQMOD speichert die Locations in der Datei EQMOD.INI

Abbildung 3: Die Datei EQMOD.INI im Editor (pCloud: EQMOD-INI.jpg)


EQMOD speichert die Alignment Points in der Datei ALIGN.INI

Abbildung 4: Die Datei ALIGN.INI im Edotor (pCloud: EQMOD-ALIGN-INI.jpg)

Wenn diese INI-Dateien man durch irgendein Unglück beschädigt werden, kann es zur Fehlermeldung: “EQASCOM_Toolbox: Run time error ’55’: File already open” kommen. In diesem Fall muss man die INI-Dateien wieder reparieren z.B. durch Kopieren von einer intakten Installation oder duch Neuinstallation von EQASCOM.

Testen EQMOD-Teleskopsteuerung

Testen der Verbindung

In der EQASCOM-Toolbox (s.o.) die Schaltfläche “ASCOM Connect” klicken, wodurch das EQMOD-Fenster erscheint. Wenn das nicht oder immer nur ganz kurz erscheint oder eine Fehlermeldung erscheint, bedeutet dies, dass die Verbindung zur Montierung nicht zustande kam. Die Ursachen eines solchen Fehlers können sein:

  • Falscher COM-Port
  • Ungeeigneter Seriell-USB-Adapter
  • Ungeeignetes serielles Kabel
  • Handbox nicht auf “PC Direct Mode” eingestellt
  • Sonstiges

Testen der Bewegungstasten

Hier kann ich jetzt durch klicken auf die Richtungstasten (Nord, West, South, East) testen, ob die Motoren der Montierung tatsächlich angesprochen werden – ggf. kann man die “Rate” noch hochsetzen damit man den Effekt besser sieht bzw. hört.

EQMOD-Fenster  –> Slew Controls –> Schaltflächen “N”, “S”, “E”, “W”

Abbildung 5: EQMOD (pCloud: EQASCOM-03.JPG)

Damit ist der Test erfolgreich abgeschlossen und die Benutzung der EQMOD-Teleskop-Steuerung z.B. in Cartes du Ciel, APT etc. kann beginnen.

Benutzung der EQMOD-Teleskopsteuerung

Nun kann die Teleskopsteuerung per Windows-Computer beginnen. Als Software dafür benutze ich:

  • EQMOD so wie es oben schon sichtbar ist – damit kann ich z.B. die Tracking Rate einstellen
  • Cartes du Ciel: Dort muss ich das Teleskop “verbinden” und kann dann Goto und Sync verwenden
  • Stellarium
  • APT: Dort muss ich das Teleskop verbinden (“Gear” und “Connect Scope”) und kann dann z.B. Pulse Guiding, Dithering, Goto++ etc. benutzen
  • PHD2 Guiding: Ausrüstung verbinden -> Montierung -> EQMOD ASCOM HEQ5/HEQ6
  • N.I.N.A.: Equipment -> Telescope -> EQMOD ASCOM HEQ5/HEQ6
  • SharpCap: Nach dem Verbinden einer Kamera gehe ich auf die rechte Seite und dort herunter bis zum Abschnitt “Scope Controls” und setzte ein Häckchen bei “Connected”.

Mögliche Probleme mit EQASCOM

Montierung blinkt: Stromversorgung

Im November 2018 musste ich meine vorhandene Montierung Skywatcher HEQ5 Pro durch eine fabrikneue HEQ5 Pro zu ersetzen. Danach (am 7.11.2018) hatte ich Probleme mit den EQASCOM: Beim Probebetrieb mit APT und PHD2  kam von EQASCOM in kurzen Anständen immer wieder die Fehlermeldung “EQMOD not Tracking”.

Bei Recherchen im Internet wurden folgende mögliche Fehlerursachen genannt:

  • Stromversorgung unzureichend (LED blinkt tatsächlich)
  • Serielle Verbindung zwischen Handbox und Computer verwendet “falschen” USB-Adapter
  • USB-Verbindung über den Hub leistet nicht die erforderliche Datenrate
  • Fehler in der SynScsan Firmware der Handbox

Die Firmware-Version der Handbox war bereits 04.39.04. Ich habe sie der Ordnung halber auf die zur Zeit neueste 04.39.05 “Upgedatet”.

Die Stromversorgung der Montierung könnte zur Eingrenzung des Fehlers versuchsweise mit separatem starken Netzteil vorgenommen werden.

Die serielle Verbindung zwischen Handbox und Computer könnte versuchsweise direkt, also ohne USB-Hub vorgenommen werden

Fehler:  Track Rate: Not Tracking

Beim Fotografieren der Mondfinsternis am 21.1.2019 schaltete sich das Tracking von EQMOD immer wieder ohner erkennbare Ursache ab “Track Rate: Not Tracking”.

Die Ursache waren aktivierte “Mount Limits” in den EQMOD Settings. Nachdem das Häckchen dort entfernt wurde lief die Nachführung fehlerlos.

EQMOD -> Schaltfläche “Schraubenschlüssel >>”   ->  Rechts unter “Mount Limits” das Häkchen entfernen bei “Enable Limits”.

Abbildung 6: EQMOD Mount Limits (pCloud: EQMOD_MountLimits.jpg)


EQMOD Tracking Problems: Mount Limits