Sistema Electrónico de Enfoque (SEE)

 

Antonio Dalmau Cam

Objetivo

Controlar el enfoque del telescopio Celestron Celestar 8 mediante un sistema mecánico-eléctrico que gire de manera precisa la perilla de enfoque.

Antecedentes

Para realizar un análisis correcto de imágenes astronómicas, éstas deben de estar bien enfocadas en el chip de la cámara CCD. Este trabajo lo realiza el observador girando con la mano la perilla de enfoque hasta ver una imagen nítida en el monitor. Una vez enfocada la imagen, un pequeño giro en la perilla, no producirá un cambio significativo en la percepción visual de la imagen. La siguiente dramatización explica un poco mejor el problema de precisión que se tiene al momento de enfocar.

La perilla de enfoque no es girada. La imagen está desenfocada La perilla de enfoque es rotada 20º en sentido horario, ahora la imagen está casi enfocada Se rota la perilla de enfoque 5º más en sentido horario, la imagen parece enfocada Finalmente la perilla de enfoque es rotada 1º más en sentido horario. La imagen no se diferencia de la anterior


Una vez enfocado un objeto al colocar un filtro en la cámara CCD (ejemplo Filtro Ultra Violeta), la imagen queda desenfocada, obligando al observador a manipular nuevamente la perilla de enfoque.

Ante la necesidad de obtener una imagen de buena calidad, se pretende elaborar un sistema automático de enfoque que realice un control directo en la focalización de imágenes astronómicas.

Alcances

Para lograr imágenes con un óptimo enfoque, no podemos confiar en la percepción del observador, debemos de implementar un sistema de enfoque basado en cantidades físicas, medidas por un instrumento.

Para tal fin recurriremos al perfil radial de una estrella. El perfil radial se construye de la siguiente manera: calcular el centroide de la estrella (este será nuestro origen), luego graficar la intensidad de todos los puntos que pertenecen a una circunferencia de radio fijo (por ejemplo 5 píxeles), así con los demás radios. La forma de un perfil radial es de una gaussiana.

En la figura de abajo se muestran dos perfiles radiales de la misma estrella. La diferencia radica en el enfoque, el segundo está mejor enfocado que el primero porque el ancho de la gaussiana es mucho menor como consecuencia los puntos experimentales se ajustan mejor.

El Sistema compara dos perfiles radiales a diferentes giros de la perilla debidamente registrados, luego elige cual de las dos posiciones de la perilla es la que da un ancho más angosto, repitiéndose el proceso hasta que se logre el ancho (s) más pequeño.

El Sistema Electrónico de Enfoque consta de 3 partes:

Mecánica

El giro en la perilla de enfoque del telescopio es realizado por una banda de transmisión que se conecta a un motor a paso.

Electrónica

El componente principal del circuito es el microcontrolador (PIC16F84) que maneja adecuadamente las siguientes funciones:- Displays de 4 dígitos muestra el número de giros del motor.- Pulsadores2 pulsadores giran el motor en sentido horario y antihorario (hand controler) y el tercero pone a cero el contador de giros- Comunicación Serial con la PC La decisión de girar el motor para un lado o para el otro (dependiendo del perfil radial) es transmitida al microcontrolador por el puerto serial de la computadora.

El código y compilación del programa para el PIC16F84 se elaboró en el Entorno Integrado de Desarrollo del MPLAB (código fuente)

Software

El software está desarrollado en Visual C++ , por tener compatibilidad con los controladores de la cámara CCD (SBIG ST7-E ) . El software tendrá las siguientes características:

1


Captura de una imágen

2


Selección de una región

 

3



Cálculo del perfil radial de la estrella

 

 

4


Giro del motor en base al perfil radial obtenido

 

5



Giro inteligente del motor hasta obtener una gaussiana

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