Astronomie: ZWO EAF 5V Motor-Fokussierer

Gehört zu: Motor Fokussierer
Siehe auch: OAZ, ASCOM
Benutzt: Fotos aus Flickr

Stand: 2.1.2022

Motor Fokussierer, dritter Versuch: ZWO EAF 5V

Im Jahre 2018 bin ich erstmals auf das Thema “Motor-Fokus” gestossen. Anstoss dafür war das YouTube-Video von Trevor Jones auf AstroBackyard.
Allerdings erwies sich später die wackelfreie Montage des Pegasus-Motors mit einem “Bracket” an meinem OAZ als ein nicht zu lösendes Problem.

Deshalb kam ich im Mai 2020 auf eine Lösung mit dem USB_Motor_Heavy von Teleskop Service.

Das Getriebe des USB_Motory_Heavy ging kaputt, da bin ich im Dezember 2021 zum Marktführer ZWO EAF gewechselt.

Der ZWO EAF Motor Fokusser ist von sehr guter Qualität und funktioniert bestens auch über die ASCOM-Schnittstelle. Auch die mechanische Befestigung des ZWO EAF per Zusatz-Adapter Wega Anbaukit am vorhandenen OAZ MonorailR96 hat sehr stabil und wackelfrei funktioniert.

Mein Haus-und-Hof-Händler Teleskop-Service hatte die Teile sofort lieferbar.

Motor des ZWO EAF

35mm stepper motor with 5760 steps

Stromversorgung des ZWO EAF Motor Fokussers

Die Stromversorgung erfolgt beim ZWO EAF 5V über USB.
Ich brauche also keine zusätzliche Stromversorgung. Es entfällt also ein sonst benötigtes Stromkabel.

Verbindung der Steuerbox zum Fokus-Motor

Klassischerweise werden Steuerbox und Motor als zwei getrennte Teile verkauft. Beim ZWO EAF sind dagegen beide Bestandteile in einer recht kleinen Box (5,5 x 5,0 x 4,0 cm) integriert. Es entfällt also gegenüber der klassischen Lösung das Verbindungskabel.

Montage des ZWO EAF Motor Fokussers am OAZ

Mein ursprünglicher OAZ war Bestandteil des Orion-Teleskops ED 80/600, das ich gebraucht gekauft hatte. Den OAZ hatte der Vorbesitzer extra von Teleskop-Service gekauft. Der OAZ hat dort die Artikelnummer TSFOCR2M. Link zu diesem OAZ: https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p775_2–Crayford-Auszug-fuer-Refraktoren—1-10-Micro-Untersetzung.html

Diesen Okularauszug habe ich ausgetauscht gegen einen MonorailR96, was ich einem separaten Artikel beschrieben habe.

Teleskop-Service sagte mir jetzt, dass ich zur Montage des ZWO EAF am MonorailR96 nur ein zusätzliches kleines Teil benötigen würde: Das WEGA Anbaukit (s.o.)

Betrieb des Motor-Fokussierers ZWO EAF

Einstellungen für Min und Max

Siehe auch: https://www.youtube.com/watch?v=iKyJHwgkFfE

In der Software ASICAP (s.u.) bewege ich den Fokussierer nach innen bis zum Anschlag. Diese Stellung definiere ich als “Zero Position”.

Messung des Backlash

Dann will ich bestimmen, wie groß das Getriebespiel (der Backlash) im Fokussierer ist. Dazu schauen wir in das Manual:

Link Manual: https://astronomy-imaging-camera.com/manuals/EAF_Manual_EN_V2.7.pdf

  • Ich starte die Software ASICAP (s.u.).
  • Dann setzte ich die “Coarse Step Size” auf 1000 und die “Fine Step Size” auf 10.
  • Dann mit “Coarse” den Fokusser 1000 Schritte nach aussen (rechte Schaltfläche) bewegen.
  • Nun die “Fine Steps” (also jeweils 10 Schritte) nach innen (linke Schaltfläche) bewegen und dabei das Fokusierrädchen beobachten. So oft klicken, bis sich das Fokusrädchen sichtbar bewegt. Damit ist der Backlash bestimmt als Anzahl Klicks multipliziert mit “Fine Step Size”.
  • Den gefundenen Backlash-Betrag mit “Set Backlash” eintragen.

Steuerung des ZWO EAF

Die Steuerung des ZWO EAF kann auf unterschiedlichem Wege erfolgen:

  • Per Hand (ohne Computer): So nicht möglich. Nur nach Lösen der Madenschraube am Koppler bzw. über eine zusätzlich zu beschaffende Handbox.
  • Per USB mit der proprietäten Software ASICAP (ohne ASCOM)
  • Per USB über die ASCOM-Schnittstelle mit ASCOM-fähigen Astro-Programmen (z.B. APT, SharpCap,…)

Steuerung manuell

Eine Steuerung des ZWO EAF ohne Computer ist, wie gesagt, nur mit einer zusätzlichen Handbox möglich.

Steuerung mit ZWO-Software

Vom Hersteller, der Firma ZWO, gibt es eine proprietäre Software mit der der ZWO EAF per USB über einen Windows PC (Notebook) gesteuert werden kann. ASICAP steht in der Version 1.6.2 zur Verfügung und wurde abgelöst durch die Sofware ASIStudio.

Die ZWO-Software spricht den EAF direkt über USB-HID an; d.h. der Standard-Treiber für HID wird benutzt und ein zusätzlicher Windows-Treiber ist nicht erforderlich.

Es soll auch mit der bekannten traditionellen Software FocusMax gehen. Das scheint aber nur über ASCOM zu funktionieren….

Steuerung über ASCOM

Man kann für den EAF auch einen ASCOM-Treiber installieren. Dann kann man ihn auch von anderer Software aus über ASCOM ansprechen, z.B. SharpCap, APT, N.I.N.A.,…

Download ASCOM-Treiber: https://download.astronomy-imaging-camera.com/download/zwo-ascom/

Astronomie: USB_Focus_Heavy

Gehört zu: Motor Fokussierer
Siehe auch: OAZ, ASCOM, PegasusAstro Motor Focus
Benutzt: Fotos aus Flickr

Stand: 27.12.2021

Meine zweite (gegenwärtige) Lösung: USB_Focus Heavy mit OAZ MonorailR96

Mit meiner ersten Lösung (2018), dem PegasusAstro Motor Focus, war ich nicht voll zufrieden, weil er per Montagewinkel (“Bracket”) mit Hilfe einer OAZ-Schraube befestigt wurde. Die OAZ-Schraube dient aber bei meinem Crayford OAZ (TSFOCR2M) zum Einstellen des Drucks. Erst durch einige Unterlegscheiben oberhalb und unterhalb des Blechs konnte eine einigermassen funktionierende Lösung erreicht werden. Es ist also extrem kritisch, dass OAZ und Motor sehr gut zusammen passen.

Im Mai 2020 habe ich mich deswegen entschlossen, den OAZ und den Motor-Fokusser zu wechseln. Nach einiger Korrespondenz mit Teleskop Austria habe ich mich für eine Lösung von Teleskop Service entschieden: OAZ MonorailR96  (MonorailR96) und einen Motorfokusser USB_Focus Heavy mit Adaption an MonorailR96.

Der kräftige Steppermotor lässt sich mit dem Adaptions-Kit ganz gut am OAZ monieren ohne dass die Funktionsweise des OAZ beeinträchtigt wird. Die Adaption geht nämlich ringförmig um das OAZ-Rohr. (allerdings etwas kurz beim MonorailR96).

Hersteller: http://www.usb-foc.us/page/docs-and-software

Abbildung 1: Adaption des USB_Focus an meinen OAZ (Flickr)

20200603_Foto03

Allerdings ist die Steuerbox von USB_Foc, milde gesagt, Schrott. Die habe ich zurückgeschickt und dafür meine Steuerbox vom PegasusAstro verwendet. Das geht, weil die Steuerimpulse standardisiert sind als Robofocus- und Moonlite-kompatibel.

Für den Windows-Computer sieht dann alles so aus wie beim PegasusAstro (s. unten), da ja der Pegasus-Controller benutzt wrd.

Astronomie: PegasusAstro Motor Focusser

Gehört zu: Motor Fokussierer
Siehe auch: OAZ, ASCOM
Benutzt: Fotos aus Flickr

Stand: 27.12.2021

Motor Fokusser, erster Versuch: Die Empfehlung für PegasusAstro

Im Jahre 2018 bin ich erstmals  auf das Thema “Motor-Fokus” gestossen. Anstoss dafür war das YouTube-Video von Trevor Jones auf AstroBackyard.
Allerdings erwies sich später die Montage des Motors mit einem “Bracket” an meinem OAZ als ein nicht zu lösendes Problem. Deshalb kam ich im Mai 2020 auf eine Lösung mit dem USB_Motor_Heavy von Teleskop Service.

Abbildung 1: YouTube Video von Trevor Jones

Im Februar 2018 habe ich mir dann den PegasusAstro Motor-Fokusser zugelegt. Siehe dazu auch meine Geräteliste.

Der PegasusAstro Motor Fokusser im Komplett-Set (“Premium Package”) ist von sehr guter Qualität und funktioniert bestens auch über die ASCOM-Schnittstelle. Einzig die mechanische Befestigung des PegasusAstro-Schrittmotors per Montagewinkel (“Bracket”) mit einer Schraube am vorhandenen OAZ ist eine potentielle Schwachstelle.

Mein Haus-und-Hof-Händler Teleskop-Service hatte das Teil “noch” nicht im Sortiment. Der www.astroshop.eu hatte es sofort lieferbar. Link zu dem PegasusAstro Motor-Fokusser: https://www.astroshop.de/fr/moteurs-commandes/pegasusastro-dual-motor-focus-controller-premium-package-with-motor/p,53310

Stromversorgung des PegasusAstro Motor Fokussers

Die Stromversorgung erfolgt beim PegasusAstro über eine 12V Buchse (für 2,1 mm Hohlstecker) an der Steuerbox. Für den Motorbetrieb sollen 2 A benötigt werden.
Ich brauche also zusätzlich zur 12V Versorgung der HEQ5 Pro eine zweite 12V Versorgung.

Verbindung der PegasusAstro Steuerbox zum Fokus-Motor

Die Steuerbox ist umschaltbar für Schrittmotoren und Gleichstrommotoren (brauchen wir im “Premium Package” nicht).
Die Steuerung erfolgt 100% Robofocus-kompatibel.

Montage des PegasusAstro Motor Fokussers laut YouTube

Mein OAZ war Bestandteil des Orion-Teleskops ED 80/600, das ich gebraucht gekauft hatte. Den OAZ hatte der Vorbesitzer extra von Teleskop-Service gekauft. Der OAZ hat dort die Artikelnummer TSFOCR2M. Link zu diesem OAZ: https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p775_2–Crayford-Auszug-fuer-Refraktoren—1-10-Micro-Untersetzung.html

Zum Okularauszug habe ich einen separaten Artikel geschrieben.

Astroshop bestätigte mir, dass das Teil an meinen vorhandenen OAZ TSFOCR2M passen würde. Auch bei Youtube fand ich vier Videoclips, die die Montage des PegasusAstro an verschiedene Crayford 2 Zoll Dual Speed Okularauszügen zeigen. Der Focuser Type 4 ist der, der meinem TSFOCR2M voll entspricht.

Abbildung 2: YouTube Video Focuser Type 4

Fotos von meiner Montage des PegasusAstro

Schraube mit Unterlegscheiben.
Dazu nehmen wir die längere der beiden am OAZ vorhandenen Schrauben und benutzen das hintere (vom Objektiv weg zeigende) Gewinde…

Abbildung 3: Montage des PegasusAstro Motorfokussers an meinem Teleskop (Flickr: DK_20180224_2366.pg)

Fokus_20180224_2366.JPG

DK_20180224_2366: Motor Fokusser Pegasus Astro Dual

Unten sieht man die Unterlegscheiben von oberhalb und unterhalb es Blechwinkels. Die Motorachse ist mit der Fokusachse verbunden. Nur eine einzige Schraube hält den Motor. Diese Schraube hat dann eine Doppelfunktion muss gleichzeitig das Okularrohr im OAZ gut festhalten.

Abbildung 4: Montage des PegasusAStro Motorfokussers mit Unterlegscheiben (Flickr: DK_20180224_2369.jpg)

Fokus_20180224_2369.JPG

DK_20180224_2369 Motor Fokusser Pegasus Astro Dual

Der Schraube hält den PegasusAstro-Motor nur etwas schräg, weil der OAZ TSFOCR2M so gebaut ist. Ein serielles Kabel verbindet den Motor mit der Steuerbox (Controller)…

Abbildung 5:  Schräge Montage des PegasusAstro Motorfokussers am OAZ TSFOCR2M (Flickr: DK_20180224_2370.jpg )

Fokus_20180224_2370.JPG

DK_20180224_2370 Motor Fokusser Pegasus Astro Dual

Weitere Montageanleitungen auf Youtube

Betrieb des Motor-Fokussierers PegasusAstro

Die Steuerung des PegasusAstro kann auf unterschiedlichem Wege erfolgen:

  • Per Hand: durch drehen an dem Drehknopf an der Steuerbox
  • Per USB und speziellem mitgelieferten Progamm (sog. “stand alone”)
  • Per USB über die ASCOM-Schnittstelle über ASCOM-fähige Astro-Programme (z.B. APT, Maxxim DL,…)

Steuerung manuell

Die Steuerbox mit Drehknopf “Manual Focus” vorne rechts. Das serielle Kabel hinten ist die Verbindung zur Motor-Einheit, der runde Stecker vorne in der Mitte ist die Stromversorgung, links daneben leuchtet eine kleine LED.

Abbildung 6: PegasusAstro Steuerbox für Motorfokusser (Flickr: 20180813)

Fokus_20180813_PegasusAstro_01.jpg

20180813 PegasusAstro Steuereinheit

Steuerung mit Stand Alone Software

Mit dem PegasusAstro-Gerät wird eine Stand-Alone-Software (DMFC = Dual Motor Focus Controller) mitgeliefert, die es ermöglicht den Fokusser per USB über einen Windows PC (Notebook) zu steuern.

Abbildung 7: Standalone Software für PegasusAStro Steuerbox (Flickr)

Fokus_PegasusAstro-02.jpg

Pegasus Astro Dual Motor Fokusser: Stand Alone Software

Erst erstes muss man oben rechts auf das kleine Symbol “Connect” klicken – wobei die Frage ist welche Schnittstelle…

Unten in der Mitte kann man von “Stepper Motor” auf “DC Motor” und umgekehrt umschalten – deshalb heisst das Teil “Dual Motor Focusser”.

Abbildung 8: Standalone Software PegasusAstro “Dual Motor Focusser” (Flickr)

Fokus_PegasusAstroMotorFocusser-01.JPG

Motor Focusser PegasusAstro: Stepper Motor

Die Umschaltung von “Stepper” auf “DC” kann nicht über einen Schalter am Gerät, sondern nur über Software erfolgen. Also mit diese “Stand-Alone-Software” oder später mit dem ASCOM-Treiber.

Der Unterschied zwischen den beiden Motorarten ist folgender:

Falls der Motor-Modus “Stepper Motor” aktiviert ist, wird die Position des Fokussers in Form von Zahlen angezeigt, was für den praktischen Betrieb des Focussers äußerst sinnvoll ist – auch später mit APT über ASCOM.

Astronomie: Okularauszug (OAZ)

Gehört zu: Astronomie, Geräteliste
Siehe auch: Teleskop, Motorfokusser, Fokussieren
Benutzt: Fotos aus Flickr

Okularauszüge

Mit einem Okularauszug (“OAZ”) verstellt man die Entfernung vom Objektiv (im Tubus) zum Okular bzw. zum Sensor der Kamera. Das heisst also, man stellt die Schärfe des Bildes ein – mit anderen Worten man fokussiert. Daher müssen die Einstellwege in einem Bereich liegen, sodaß man “in den Fokus” kommen kann. Wenn Fokus weiter draussen liegt, kann man Verlängerungshülsen nehmen, wenn der Fokus weiter innen liegt, hat man Pech gehabt.

Es gibt unterschiedliche OAZ-Größen: ich habe 2 Zoll; d.h. das Auszugsrohr ist 2 Zoll im Durmesser. Ich kann da also z.B. 2-Zoll-Okulare hineinstecken…

Der Antrieb erfolgt durch eine einfaches Einstellrad und optional durch ein zusätzliches Rad mit einer 1:10 Untersetzung –  “Dual Speed” wird dafür manchmal gesagt.

Bei Okularauszügen unterscheidet man nach Antriebsart:

  • Zahnstangenantrieb = “Rack and Pinion”
  • Crayford = “Friction” d.h. Reibung / Klemmung

Meine Probleme mit Okularauszug und Motor-Fokusser

Da ich mit meiner vorhandenen Gerätschaft (OAZ TSFOCR2M und Pegasus Astro Motor Fokusser) Schwierigkeiten hatte mit meiner ASI294MC Pro sauber in den Fokus zu kommen, habe ich mich nach Abhilfe umgeschaut.

Mein erster Gedanke war, einen besseren Motorfokusser zu nehmen; Teleskop Austria hat das etwas ganz feines. Aber in der Diskussion mit Tommy Nawratil erkannte ich auf einmal, dass es keinen Sinn macht, einen schlechten OAZ mit einem Super-MFOC zu verbinden. Meine Erkentnis war: erst ein Mal ein ordentlicher OAZ und mal ausprobieren, wie gut der wirklich ist. Danach vielleicht einen MFOC dazu. Meinen Pegasus Astro Motor Focuser habe ich abgebaut.

Heute (29.5.2020) kam von TS der neue OAZ: MonorailR96. Der soll viel stabiler sein. Er hat einen 96mm-Anschuss – passend für mein Teleskop Orion ED80/600, ist rotierbar und er ist 3,5 mm kürzer als der alte OAZ. Das sollte doch ein erster Schritt zur Verbesserung sein.

Abbildung 1:  Links der kürzere MonorailR96, rechts der alte TSFOCR2M (Flickr: OAZ_20200529.jpg)

OAZ_20200529.jpg

Mein alter Okularauszug TSFOCR2M

Mein OAZ war Bestandteil des Orion-Teleskops ED 80/600, das ich gebraucht gekauft hatte. Den OAZ hatte der Vorbesitzer extra von Teleskop-Service gekauft.

Der OAZ hat dort die Artikelnummer TSFOCR2M. Link zu diesem OAZ: https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p775_2–Crayford-Auszug-fuer-Refraktoren—1-10-Micro-Untersetzung.html

Es ist also ein 2-Zoll-Crayford mit 1:10 Micro-Untersetzung.

Der Anschluss zum Teleskop ist eine 96mm Flansch.

Mein neuer OAZ MonorailR96

Bei TeleskopService fand ich ja den MonorailR96.

Link: https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p3945_MONORAIL-2–Refraktor-Auszug-u-a–f–Skywatcher—Anschluss-96-mm.html

Der MonorailR96 OAZ hat drei Schrauben.

Die im Bild sichtbare Schraube “unten” regelt den Andruck (die “Klemmung”). Wenn zu fest, lässt sich er Auszug nicht bewegen; wenn zu lose, rutscht das Auszugsrohr durch.

Auf der gegenüberliegenden Seite “oben” (nicht im Bild) befinden sich weitere zwei Schrauben. Die obere (kleinere) Schraube ist zum Feststellen der Rotierung; die untere (große) Schaube dient zum Feststellen des Auszugsposition (sie muß also beim Einstellen des Fokus locker sein und kann später angezogen werden, damit sich der Fokus nicht verstellt.)

Wenn sich die Fokus-Position nicht bewegen lässt, kann das also zwei Ursachen haben:

  1. zu feste Klemmung
  2. obere große Schraube zu früh angezogen

Manuell oder motorisch

Man kann einen Okularauszug manuell betätigen. Dann kann man durch Hinein- und Herausdrehen sehr einfach herausfinden, ob man überhaupt in den Fokus hinein kommt.

Eine motorische Betätigung des OAZ hat Vorteile:

  • Man vermeidet Erschütterungen, die bei manueller Fokussierung unvermeidbar sind
  • Man kann das Fokussieren auch REMOTE über eine ASCOM-Schnittstelle und geeignete Software auf dem Laptop vornehmen

Ich habe mir deswegen eine  Motor Fokusser, den PegasusAstro FocusCube zugelegt.

 

 

Astronomie: Fokussieren mit dem Motor-Fokus

Gehört zu: TeleskopeMeine Geräteliste
Siehe auch: PegasusAstro Motor Focusser, USB-Focus_Heavy, ZWO EAF, Fokussierung, ASCOM-Treiber, OAZ, Auto-Fokus mit N.I.N.A., Remote Control
Benutzt: Fotos aus Flickr

Stand: 17.01.2022

Das Problem: Optimales Fokussieren ggf. Remote

Besonders bei der Astrofotografie fällt es unangenehm auf, wenn bei einem mühsam erarbeiteteten Foto die Scharfstellung (Fokussierung) nicht hundertprozentig ist.

Es gibt ja mehrere Methoden, wie man den genauen Fokuspunkt findet; z.B. Live View mit Bildschirmlupe, Hartmann-Maske, Bahtinov-Maske. Es bleibt aber das Problem, dass jede Berührung des Einstellrades am Okularauszug (OAZ) das Teleskop ein wenig (oder mehr) zum Wackeln bringt. Um dieses Wackeln zu vermeiden, gibt es Motoren, die man am Stellrad des OAZ befestigt…

Einfache Lösung: Live View

Mit der Canon EOS 600DA: Einen hellen Stern ins Gesichtsfeld einstellen – zum Finden eines solchen Sterns muss der Sucher vorher gut justiert werden. Fokussieren im Live View z.B. mit APT. Dabei sollte man das Live-View-Bild elektronisch 10-fach vergrößern.

Mit der ZWO ASI294MC Pro bekomme das Bild ja ausschließlich per Software auf meinem Computer. Bei der Software APT bekomme ich kein richtiges “Live View”. Aber die Software SharpCap liefert ein akzeptables “Life View”, was man auch vergrößern kann.

Warum Motor-Fokus?

Erstens ist es eine komfortable Lösung zum feinfühligen Fokusieren (s.u.).

Zweitens brauche ich einen ASCOM-fähigen Motor-Fokussierer wenn ich mein Teleskop Remote steuern will.

Komfortable Lösung: Motor-Fokus

Eine Motor-Fokus-Lösung besteht aus einem Motor (Schrittmotor oder Gleichstrommotor), dessen Drehachse irgendwie an die Drehachse des OAZ (Okularauszug) gekoppelt wird, sowie einer Steuerbox (Controller) die manuelles Betätigen des Motors erlaubt bzw. auch mit dem Computer verbunden werden kann und dann per ASCOM gesteuert werden kann. Contine reading

Astrofotografie für Einsteiger: Wie fokussiere ich mein Bild?

Gehört zu: Astrofotografie
Siehe auch: Okularauszug, DSLR-Objektive, Bahtinov-Maske, Motorfokus
Benutzt: Fotos aus Flickr

Die Aufgabenstellung: Fokussierung

Als Einsteiger in die Astrofotografie möchte ich meine Optik (Canon Kamera, Sony Kamera, GuideScope50, Orion ED80/600) einfach und sicher fokussieren können (d.h. der Fokus soll genau auf der Sensorebene liegen), damit ich schöne “knack-scharfe” Astro-Fotos bekomme.

Die Apperatur zum Fokussieren ist unterschiedlich bei:

  • Kamera: Fokusring am Objektiv
  • Teleskop: Okularauszug “OAZ

Die prinzipielle Lösung – der Regelkreis

Die Fokus-Einstellung muss, wie in einem Regelkreis auf den Sollwert (schärfstes Bild) eingestellt werde. Dazu muss man also:

  • einerseits irgendwie erkennen können, wann (bei welcher Einstellung) das Bild wirklich scharf ist (z.B. im Live-View mit Lupenfunktion oder Bahtinov oder…) – Regelkreis: Istwert=Sollwert
  • andererseits die Fokuseinstellung erschütterungsfrei in sanften kleinen Schritten hin und her verändern können (z.B. am Rädchen des Okularauszugs) Regelkreis: Istwert in Richtung Sollwert verändern

Stichworte:

  • OAZ – Okularauszug – engl. Focuser – Zahnstange (“rack and pinion”)
  • OAZ – Crayford-Okularauszug
  • Helical-Auszug: Drehen
  • Bahtinov-Maske bzw. Hartmann-Maske (s.u.)
  • Live View – Lupe – Zoom
  • FWHM = Full Width at Half Maximum
  • Motorfokus

Shopping

Meine Seiten zum Thema Fokussieren

Vorbereitung: Grob-Einstellung am Tage

Es ist hilfreich, wenn man die Fokuseinstellung noch bei Tageslicht ausprobiert z.B. an einem sehr weit entfernten Objekt am “Horizont”, wie ein Kirchtum, ein Strommast etc.

Bei der Fokuseinstellung auf ein Himmmelsobjekt muss man dann mit der Fokuseinstellung nur noch ein wenig in das Teleskop hineinfahren.

Die Formel dafür ist:

1/p + 1/q = 1/f
mit Objektentfernung q, Lage des Fokus p und Brennweite f. Für q = unendlich (Sterne) wird die Fokuslage q = f, für nähere Distanzen ist sie größer. Die Differenz fehlt Dir. (Alle Angaben in der gleichen Einheit, z.B. Millimeter)
Quelle: Kalle66 im Astrotreff http://www.astrotreff.de/topic.asp?ARCHIVE=true&TOPIC_ID=194474

Bei einer Brennweite meines Teleskops von f=510 mm ergibt sich daraus:

Tabelle 1: Fokussierung endlich vs. unendlich

Objektentfernung (q) Lage des Fokus (p)
10 m 537 mm
50 m 515 mm
100 m 513 mm
200 m 511 mm
unendlich 510 mm

Erschütterungsfreie Fokus-Einstellung

Eine manuelle Einstellung der Schärfe bewirkt auch immer ein Zittern/Wackeln des Bildes, wodurch die Fokusqualität (Schärfe) nicht so gut beurteilt werden kann.

Alternative zum händischen Verstellen des Fokus am Rädchen des OAZ ist ein motorischer Fokus.

Beurteilung der Fokusqualität

Zur Beurteilung der Fokusqualität gibt es verschiedene Möglichkeiten; z.B.

  • Visuell im Live-View der Kamera; ggf. vergrößert
  • Visuell im Live-View einer Software (z.B. SharpCap); ggf. vergrößert
  • Messung FWHM bzw. HFD/HFR durch Software (z.B. SharpCap, APT. N.I.N.A. oder…)
  • Hartmann-Maske vor das Objektiv
  • Bahtinov-Maske vor das Objektiv

Fokusqualität anhand von FWHM

Man kann die Qualität einer eingestellten Fokussierung möglicherweise sofort an einem Live-View beurteilen oder man macht tatsächlich Probeaufnahmen und untersucht dann die entstandenen Fotos (wobei man dann noch wissen muss, welches Foto mit welcher Fokus-Einstellung geschossen wurde!).

FWHM ist die im angelsächsischen Sprachraum gängige Abkürzung für “Full Width at Half Maximum” und bedeutet die sog. Halbwertsbreite eines (vergrößerten) Sternbildes. Man stellt also zuerst das Maximum der Helligkeitskurve fest und schaut dann, wo die Helligkeitskurve den halben Wert, links und rechts vom Maximum, erreicht. Diese Halbwertsbreite charakterisiert so etwas wie die Breite der Kurve.

Software, mit der man FWHM messen kann, ist beispielsweise AstroImageJ, APT, SharpCap u.a.

Wenn man eine Bildserie mit unterschiedlichen Fokuseinstellungen geschossen hat, braucht man nur noch das Foto zu identifizieren, bei dem die Sterne das kleinste FWHM haben; d.h. wo die Sterne “am schäfsten” sind.

Fokusqualität anhand einer Bahtinov-Maske

Sehr bekannt ist auch die Bahtinov-Maske, die in Deutschland gerne verwendet wird. Auch von der GvA-Hamburg gibt es Infos dazu beim Video-Workshop.

Erfunden hat die Bahtinov-Maske Pavel Bahtinov im Jahre 2005: Link

Eine Bahtinov-Maske lässt mehr Licht durch als Hartmann/Scheiner, sagt man. Dadurch kann man mit einer Bahtinov-Maske auch an nicht ganz so hellen Sternen schön fokussieren. Ein gewisser Nachteil einer Bahtinov-Maske ist der deutlich höhere Fertigungs-Aufwand im Vergleich zu Hartmann/Scheiner.

Man kann Bahtinov-Masken aber auch fertig kaufen oder neuerdings auch im 3D-Druckverfahren selber herstellen.

Meine Bahtinov-Maske am Objektiv Beroflex 300mm f/4.0

Abbildung 1: Meine Bahtinov-Maske am Objektiv Beroflex 300mm f/4.0 (Flickr: DK_20161118_1074.JPG und DK_20161118_1070.JPG)

DK_20161118_1074.JPG

Fokussieren Bahtinov-Maske

DK_20161118_1070.JPG

Fokussieren Bahtinov Maske an Sony 300mm

Funktionweise einer Bahtinov-Maske:

Man richtet die Optik auf einen helleren Stern und setzt die Bahtinov-Maske vor das Objektiv.

In der Nähe des Fokuspunkts wird im Live-View ein Beugungsbild sichtbar, das aus drei hellen “Balken” besteht. Zwei schräge Balken bilden in etwa ein Warnkreuz, wie wir es von Bahnübergängen kennen (Andreaskreuz). Der dritte waagerechte Balken bewegt sich nach oben oder nach unten, wenn wir etwas an der Fokussierung drehen. Es kommt nun darauf an, so zu fokussieren, das der dritte Balken genau mittig durch den Kreuzungspunkt der beiden schrägen Balken läuft.

Abbildung 2: Beugungsbild mit Bahtinov-Maske (Flickr: DK_20161111_1033a.jpg)

DK_20161111_1033a.jpg

Bahtinov Beugungsbild im Live-View: Der waagerechte Balken ist noch etwas zu hoch…

Bezugsquellen, beispielsweise:

Links:

Fokusqualität anhand einer Hartmann-Maske / Scheiner-Blende

Den richtigen Schärfepunkt zu finden, ist gerade bei der Astrofotografie enorm wichtig.
Ein gutes Hilfsmittel hierfür ist eine Hartmann-Maske.
Drei gleichseitige Dreiecke werden in den Staubschutzdeckel des Teleskops gefräst.
Zum Fokussieren wird das Teleskop auf einen hellen Stern ausgerichtet.
Nähert man sich dem idealen Fokuspunkt, wandern die drei Sterne aufeinander zu.
Im Brennpunkt liegen alle drei Sterne mit ihren sechs Spikes genau übereinander.
Selbst kleinste Abweichungen werden sichtbar.
Der beste Fokuspunkt lässt sich so leicht finden.
Abbildung 3: Hartmann-Maske (Flickr: hartmannmaske.jpg)
hartmannmaske.jpg

Fokussieren mit der Hartmann-Maske

Abbildung 4: Fokussierung mit der Hartmann Maske (Flickr: hartmannmaske2.jpg)
hartmannmaske2.jpg

Fokussieren mit der Hartmann-Maske (Copyright www.astronomie-selbstbau.de)

Fokussierung in der Praxis

Fokussierung Foto-Objektiv Takumar 135mm an Sony NEX-5R

Mein schönes altes Foto-Objektiv “Takumar 135mm” hat eine manuelle Fokuseinstellung per Drehring bis auf Unendlich oder evtl. mehr als Unendlich. Per M42-Adapter kann ich dies schöne Objektiv an das E-Mount meiner Kamera Sony NEX-5R stecken.

Abbildung 5: Fokussierung am Foto-Objektiv (Flickr: DK_20160903_Takumar.jpg)

DK_20160903_Takumar.jpg

Fokussierung des Objektivs Takumar 135mm

Dies sind meine Arbeitsschritte zum Fokussieren:

  • Kamera Fokussierung auf “MF” (manual focus) – Menü -> Kamera ->AF/MF Auswahl
  • Kamera Belichtungsprogramm auf “M” (manual)
  • Kamera auf ISO 1600
  • Kamera auf Belichtungszeit 30 sec (das Maximum) –> dann sollte der Live View hellere Sterne schön zeigen
  • Objektiv bis Blende 2,8 aufmachen (nicht weiter aufmachen) –> dann sollte der Live View hellere Sterne schön zeigen
  • Objektiv Fokus auf “Unendlich” voreinstellen (sonst kann man im Live View möglichweise gar nichts sehen)
  • Einen helleren Stern anpeilen und genau in die Mitte des Gesichtsfelds stellen
  • Live View auf 10-fache Vergrößerung stellen und den Fokusring des Objektivs vorsichtig hin und her bewegen um die Mitte des genauen Fokus zu finden
  • Nachdem so der richtige Fokus gefunden ist, den Fokusring fixieren (z.B. mit Klebeband, aber ohne den Fokus zu verstellen)
  • Probefoto auf dem Notebook bei Vergrößerung untersuchen ob alles OK

Fokussierung Russentonne an Sony NEX-5R

Die Russentonne wird wie ein Foto-Objektiv vorne am “Tubus” mit einen großen Ring fokussiert.

An einem sternklarer Abend (7.3.2016) und ich konnte meine Russentonne mal an astronomischen Objekten erproben.
Belichtungszeit 30 sec, ISO 1600 – Nachführung offenbar gut, Fokus absichtlich noch zu kurz eingestellt.

Abbildung 6:  Russentonne Fokus noch zu kurz (Flickr: DSC08086_Fokussieren.jpg)

DSC08086_Fokussieren.jpg

Fokussieren: Alpha Gem (Castor): Fokus noch zu kurz eingestellt.

Nun das Ganze im besten Fokus. Belichtung 30 sec, ISO 1600. Die Nachführung scheint nicht ganz optimal zu sein. Die Fokussierung ist besser.

Abbildung 7: Russentonne besser fokussiert (Flickr: DSC08087_Fokussieren.jpg)

DSC08087_Fokussieren.jpg

Fokussieren Russentonne: Alpha Gem (Castor)