Seid gegrüßt, Freunde der Nacht. Wie in meinem letzten Beitrag zum Thema Astrofotografie angekündigt, stelle ich euch heute mein Projekt "Astro Tracker V3" vor.

Fast den ganzen November und Dezember letzten Jahres war es grau, dunkel und es regnete häufig. Ich hatte also kaum Gelegenheit den nächtlichen Sternenhimmel zu fotografieren. Ich nutzte die Zeit um in Freecad einen Astro Tracker zu konstruieren und die Teile auf dem 3D Drucker auszudrucken. Ich hatte vor einiger Zeit bereits einen anderen Astro Tracker selbst gebaut und auch hier darüber berichtet.

Der OG Star Tracker arbeit sehr präzise, die Bedienung ist recht einfach. Allerdings hat die Maschine einige Nachteile. Sie ist recht groß und lässt sich kaum im Fotorucksack verstauen. Die offene Konstruktion spart zwar Platz und Gewicht, ist allerdings sehr empfindlich beim Transport. Ich hatte dann eine Transportbox gedruckt um das Teil sicher transportieren zu können.

Wenn ich mit dem Auto nah an die Location fahren kann, ist das kein Problem. Ein längerer Fußmarsch mit der Transportbox zusätzlich zu Fotorucksack und Stativ ist dann nicht mehr ganz so einfach. Also wollte ich ein kleine, leichte Astronachführung bauen, die ich bequem im Fotorucksack verstauen kann. Das Ergebnis seht ihr in den Bildern.

Nach vielen Überlegungen und einigen Versuchen entschied ich mich für den folgenden Aufbau. Ein 12 V DC Motor treibt ein Getriebe aus 3D gedruckten Zahnrädern an. Am Ausgang des Getriebes wird dann die Kamera montiert. Die Stromversorgung erfolgt über einen NP-F Akku. Von diesen habe ich mehrere im Einsatz, unter anderem für den Slider. Ich musste also keinen zusätzlichen Akku kaufen.

Den Adapter für den Akku hatte ich ebenfalls noch rumliegen. Der Adapter hat einen zusätzlichen USB Asugang. An diesen kann ich dann die Heizmanschette für das Objektiv anschließen und bei Bedarf die Kamera mit Strom versorgen. Gesteuert wird der Tracker mit einem einfachen Schiebeschalter. In der mittleren Stufe ist die Maschine aus, in den beiden äußeren Positionen dreht sich der Tracker dann entweder im Uhrzeigersinn oder in die entgegengesetzte Richtung. Somit kann man den Tracker auch denkbar einfach auf der Südhalbkugel verwenden.

Um möglichst lange nachführen zu können, muss die Drehzahl genau stimmen (1 Umdrehung pro Tag). Um das justieren zu können, habe ich einen Spannungsregler zwischen Stromversorgung und Motor gebaut. Die Drehzahl des Gleichstrommotors ändert sich proportional zur Spannung.

Am Motor ist ein Schneckengetriebe montiert. Am Ausgang des Getriebes ist das dann 1 U/min. Das war der Motor mit der größten Untersetzung, den ich finden konnte. Eine Erdrotation dauert 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden. Ich musste also ein Getriebe mit einer Untersetzung 1436 : 1 konstruieren. An der Welle des Motors ist ein Zahnrad mit 32 Zähnen. Danach folgen dann 5 Triebe mit 72 zu 20 Zähnen. Das letzte Zahnrad, welches die Kamera dreht, hat 76 Zähne. Somit ist das Übersetzungsverhältnis 1440 : 1 und somit sehr nah am Ausgangswert.

Gedruckt habe ich die Zahnräder aus PCTG. Dieses Material ist zäh und abriebfest. Wie lange die Zahnräder halten werde, bleibt abzuwarten. Nylon wäre sicher die beste Option. Allerdings hatte ich kein Nylon Filament, außerdem lässt sich das auf meinem 3D Drucker nur schlecht verarbeiten, weil der Bambulab A1 keinen geschlossenen Bauraum hat.

Die Größe des Motors und des Getriebes standen nun fest. Ich konstruierte dann das Gehäuse. Die Zahnräder werden von zwei Achsen aus Stahl gehalten. Die Aufnahme für die Kamera steckt in zwei 6805 RS Kugellagern (37 x 25 x 7 mm). Die sonstigen Verbindungen habe ich mit M3 Einpresshülsen und DIN 912 M3 Schrauben konstruiert. Auf der Aufnahme für die Kamera habe ich eine "Dichtung" aus TPU mit Sekundenkleber befestigt. Diese dient dazu, die Schwingungen zu reduzieren und einen besseren Halt des Kugelkopfes zu gewährleisten.

Die Gehäuseteile habe ich dann aus mattschwarzem PLA (Sunlu ePLA) mit 100% Infill gedruckt. Einige Teile könnte man sicher auch mit 30 oder 40% Infill drucken, ohne dass die Stabilität darunter leiden würde. Ich hatte aber kein Lust auf zahlreiche Versuche. Ich wollte, dass der Tracker so stabil wie möglich ist.

Nachdem alle Teile gedruckt waren, habe ich mit dem Lötkolben die Gewindeeinsätze in die Bauteile geschmolzen und verdrahtete die elektronischen Bauteile. Dann hab ich die Achsen und Zahnräder eingebaut, die Kugellager in das Bauteil gedrückt und alles miteinander verschraubt.

Der Star Tracker wiegt ohne Akku 670 g. Die Größe ist ca. 125 x 90 x 90 mm. Sowohl Größe als auch Gewicht ließen sich reduzieren, wenn ich anstatt des NP-F Akkus eine externe Stromversorgung (USB Powerbank) oder einen internen Akku verbaut hätte. Höchstwahrscheinlich hätte ich das auch so gemacht, wenn ich nicht die NP-F Akkus und den Adapter gehabt hätte.

Der erste Test in freier Wildbahn war eher ernüchternd. Ich habe danach die Geschwindigkeit des Motors noch ein wenig angepasst und den Tracker für mehrere Stunden in der Küche drehen lassen. Nach 4 Stunden hatte der sich um 90° gedreht. Das sollte also passen. Ich hoffe, dass ich den Tracker in den nächsten Tagen unter dem nächtlichen Sternenhimmel testen kann. Über die Ergebnisse werde ich dann hier berichten.Bis dahin wünsche ich allzeit gutes Licht.