DE10243486A1

DE10243486A1 - Instrument locating heavenly bodies for user of e.g. astronomical telescope, displays desired current position by direction arrows

Info

Publication number: DE10243486A1
Application number: DE10243486A
Authority: DE
Inventors: Daniel Gurdan; Silvia Himmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2003-12-04

Abstract

The desired position is displayed by direction arrows (1).

Description

Es ist nicht immer einfach ein bestimmtes Objekt am Himmel zu lokalisieren oder zu einem späteren Zeitpunkt wiederzufinden. It is not always easy to locate or locate a specific object in the sky to find again later.

Es gibt Teleskope, die mit elektronischen Nachführmechanismen und automatischen Ausrichtungsvorrichtungen versehen sind, jedoch sind solche Teleskope zum einen meist sehr teuer und für den Anfänger nicht erschwinglich und zum anderen sind die dafür verwendeten technischen und mechanischen Systeme bzw. die Softwaresteuerungen je nur für das entsprechende Teleskop anwendbar und nicht auf andere Systeme übertragbar. There are telescopes with electronic tracking mechanisms and automatic ones Alignment devices are provided, but such telescopes are on the one hand mostly very expensive and not affordable for the beginner and secondly they are technical and mechanical systems used for this or the Software controls can only be used for the corresponding telescope and not on other systems transferable.

Aufgabe der Erfindung ist es dem Benutzer schnell und einfach die aktuelle Position eines Himmelsobjektes (ob Sterne, Planeten, Galaxien, Kometen, etc.) anzuzeigen und die Daten eigener Beobachtungsobjekte automatisch abzuspeichern, um diese zu einem späteren Zeitpunkt wiederzufinden. Der Vorteil gegenüber bekannten Systemen ist die Anwendbarkeit auf nahezu jedes Teleskop und der geringe Produktionskostenaufwand. The object of the invention is the user to quickly and easily the current position to display a celestial object (whether stars, planets, galaxies, comets, etc.) and automatically save the data of your own observation objects in order to to find again later. The advantage over known systems is the applicability to almost any telescope and the small one Production cost.

Diese Aufgaben werden durch ein Gerät mit den Merkmalen der Ansprüche I und II gelöst. These tasks are performed by a device with the features of claims I and II solved.

In einem kleinen Gehäuse, das problemlos an nahezu jedem Teleskop mittels Klettband angebracht werden kann, befinden sich auf der Frontseite 5 Leuchtdioden, die dem Benutzer den aktuellen Stand des von ihm gewählten Himmelsobjektes signalisieren. In a small housing, which can easily be attached to almost any telescope using Velcro, there are 5 light-emitting diodes on the front, which signal the current status of the celestial object chosen by the user.

In der Mitte der Anzeige befindet sich eine DUO-LED, die, je nach relativer Entfernung der Teleskopausrichtung zum Objekt, ihre Farbe von rot nach grün ändert. Die anderen 4 LEDs (rund, eckig oder Pfeilförmig) sind oberhalb, unterhalb, links und rechts der DUO-LED angebracht. Sie signalisieren die Richtung, in die das Teleskop gedreht bzw. gekippt werden muss, um das gewählte Objekt beobachten zu können. In the middle of the display is a DUO LED, which, depending on the relative distance the telescope orientation to the object, changes its color from red to green. The others 4 LEDs (round, square or arrow-shaped) are above, below, left and right of the DUO LED attached. They signal the direction in which the telescope is rotated or must be tilted in order to be able to observe the selected object.

Die aktuelle Neigung des Teleskops wird mit Hilfe eines Beschleunigungssensors oder eines Inklinometers bestimmt. So müssen keine Inkrementalgeber oder ähnliches im Drehpunkt des Teleskops befestigt werden, was eine wichtige Vorraussetzung für die Anwendbarkeit auf verschiedene Geräte wie Teleskope, Fernrohre, Fotokameras, Ferngläser usw. darstellt. The current inclination of the telescope is determined using an acceleration sensor or of an inclinometer. So no incremental encoder or the like in the The pivot point of the telescope can be attached, which is an important requirement for the Applicability to various devices such as telescopes, telescopes, photo cameras, Binoculars, etc.

Die horizontale Ausrichtung wird aus dem selben Grund mittels Magnetfeldsensoren gemessen, die mit einer entsprechenden Schaltung als elektronischer Kompass fungieren. The horizontal alignment is done for the same reason by means of magnetic field sensors measured with an appropriate circuit as an electronic compass act.

Gesteuert wird die Erfindung von einem PG-Programm, welches vom Gerät die aktuellen Neigungs- und Ausrichtungsdaten entweder über Kabel oder kabellos über Funk erhält, und auf Grund der durch Rechnung ermittelten Position des in der Benutzeroberfläche ausgewählten Objekts Daten für den Status der einzelnen LEDs zum Gerät zurückschickt. The invention is controlled by a PG program, which the device current inclination and orientation data either via cable or wirelessly via Radio receives, and on the basis of the position determined by invoice in the User interface selected object data for the status of each LED sends back to the device.

Die Steuerung ist mit der entsprechenden Software auch mit Hilfe eines sog. Handheld Computers (z. B. PALM) oder einer speziell für die Erfindung entwickelten Steuereinheit, ob im Gerät integriert oder als Handgerät, möglich. The control is with the appropriate software with the help of a so-called handheld Computers (e.g. PALM) or one specially developed for the invention Control unit, whether integrated in the device or as a hand-held device, possible.

B Description

In einem kleinen Gehäuse (5), das problemlos an nahezu jedem Teleskop mittels Klettband angebracht werden kann, befinden sich auf der Frontseite 5 Leuchtdioden, die dem Benutzer den aktuellen Stand des von ihm gewählten Himmelsobjektes signalisieren. In a small housing ( 5 ), which can easily be attached to almost any telescope using Velcro, there are 5 light-emitting diodes on the front, which signal the current status of the celestial object chosen by the user.

Die DUO-LED (rot/grün) (2) zur Statusanzeige besitzt eine gemeinsame Kathode und zwei unabhängige Anoden oder umgekehrt. Durch einzelne Ansteuerung der beiden Anoden bzw. Kathoden mit einem pulsweitenmodulierten Signal wird ein Farbübergang von rot nach grün erreicht. Je näher das Gerät der vom Benutzer gewünschten Ausrichtung ist, desto grüner leuchtet die LED. The DUO LED (red / green) ( 2 ) for status display has a common cathode and two independent anodes or vice versa. A single transition of the two anodes or cathodes with a pulse width modulated signal achieves a color transition from red to green. The closer the device is to the orientation desired by the user, the greener the LED lights up.

Die anderen 4 LEDs (1) (rund, eckig oder Pfeilförmig) sind oberhalb, unterhalb, links und rechts der DUO-LED angebracht. Sie signalisieren die Richtung, in die das Teleskop gedreht bzw. gekippt werden muss, um das gewählte Objekt zu sehen. The other 4 LEDs ( 1 ) (round, square or arrow-shaped) are located above, below, left and right of the DUO LED. They signal the direction in which the telescope must be turned or tilted in order to see the selected object.

Die aktuelle Neigung des Teleskops wird mit Hilfe eines Beschleunigungssensors oder eines Inklinometers bestimmt. Im Prototyp wird der Beschleunigungssensor ADXL202 der Firma Analog Devices verwendet. Seine Anwendung zur Neigungsbestimmung als sog. Tilt-Sensor wird im Datenblatt (erhältlich beim Hersteller) genau beschrieben. The current inclination of the telescope is determined using an acceleration sensor or of an inclinometer. The ADXL202 acceleration sensor is used in the prototype from Analog Devices. Its application for determining inclination as The so-called tilt sensor is described in detail in the data sheet (available from the manufacturer).

So müssen keine Inkrementalgeber oder ähnliches im Kipppunkt des Teleskops befestigt werden, was eine wichtige Vorraussetzung für die Anwendbarkeit auf verschiedene Geräte wie unterschiedliche Teleskope, Fernrohre, Fotokameras, Ferngläser usw. darstellt. So there is no need for incremental encoders or the like in the tilting point of the telescope be attached, which is an important requirement for applicability various devices such as different telescopes, telescopes, photo cameras, Binoculars, etc.

Die horizontale Ausrichtung wird aus dem selben Grund mittels Magnetfeldsensoren, und nicht über Inkrementalgeber, Coder oder ähnliche festinstallierte Bauteile gemessen, die mit einer entsprechenden Schaltung als elektronischer Kompass fungieren. Im Prototyp werden die Philips Sensoren KMZ10A verwendet. Deren Schaltung als Kompass ist beim Hersteller verfügbar. Die Verwendung eines bereits auf dem Markt erhältlichen Kompassmoduls, wie z. B. dem Modul JOK60 von Jenoptik bzw. CMPS01 von Devantec ist natürlich ebenfalls möglich. The horizontal alignment is done for the same reason by means of magnetic field sensors, and not via incremental encoders, encoders or similar permanently installed components measured with an appropriate circuit as an electronic compass act. Philips sensors KMZ10A are used in the prototype. their Switching as a compass is available from the manufacturer. The use of one already Compass module available on the market, such as. B. the JOK60 module from Jenoptik or CMPS01 from Devantec is of course also possible.

Je nach Bauart des elektronischen Kompasses funktioniert dieser nur bei exakt waagrechter Ausrichtung, oder aber auch unter Neigung. Im ersten Fall (6) ist dafür die Verwendung eines zweiten Gehäuses wie in Skizze 3 beschrieben notwendig. Dieses Kompassgehäuse kann auch direkt am drehbaren Teil der Alt-Azimut Montierung des Stativs befestigt werden (durch selbstklebendes Klettband, verstellbare Riemen, Klemmen, etc.), jedoch empfiehlt es sich den Kompass, wie es die Skizze zeigt, mit Hilfe einer entsprechenden Vorrichtung etwas weiter unten anzubringen, damit die Messwerte nicht durch die Bewegung eines metallenen Teleskops, Fernrohrs oder Kamera beeinflusst werden. Depending on the design of the electronic compass, it only works with an exactly horizontal orientation, or even when tilted. In the first case ( 6 ) it is necessary to use a second housing as described in sketch 3 . This compass housing can also be attached directly to the rotatable part of the alt-azimuth mount of the tripod (by means of self-adhesive Velcro tape, adjustable straps, clamps, etc.), however, as shown in the sketch, it is advisable to use the compass somewhat with the help of a corresponding device to be attached below so that the measured values are not influenced by the movement of a metal telescope, telescope or camera.

Bessere Kompassmodule (7), die mindestens noch unter Neigung von 45° problemlos funktionieren, können wie in Skizze 3 dargestellt auch direkt ins Systemgehäuse integriert werden. Dabei ist das Kompassmodul bei horizontaler Lage des Teleskops um 45° nach hinten geneigt, bei einem aufrechtstehenden Beobachtungshilfsmittel (90°) hängt der Kompass um 45° nach vorne. Auf diese Weise wird dessen einwandfreie Funktion in jeder Position des Gehäuses gewährleistet. Better compass modules ( 7 ), which still function without problems at least at an inclination of 45 °, can also be integrated directly into the system housing as shown in sketch 3 . When the telescope is in a horizontal position, the compass module is tilted 45 ° backwards; with an upright observation aid (90 °), the compass is 45 ° forward. In this way, its proper function is guaranteed in every position of the housing.

Im Hauptgehäuse befindet sich neben dem Beschleunigungssensor, dem evtl. darin integrierten Kompassmodul, den LEDs und den Akkus ein Mikroprozessor, der mit der entsprechenden Programmierung das gesamte System koordiniert. Im Prototyp wurde ein PIC16F84A von Microchip verwendet, jedoch können mit dem entsprechenden Programm auch zahlreiche andere Typen eingesetzt werden. The main housing is next to the acceleration sensor, which may be inside integrated compass module, the LEDs and the batteries a microprocessor that works with the the entire system is coordinated accordingly. In the prototype a PIC16F84A from Microchip is used, however, with the corresponding one Program also numerous other types can be used.

Die Regelung läuft wie in Skizze 4 dargestellt ab: Der Prozessor erhält von den Sensoren für Neigung und horizontale Ausrichtung die aktuellen Werte, gibt diese via Kabel oder Funk an das Steuerungsprogramm auf dem PC, auf dem Handheld oder an die speziell dafür entwickelte Steuereinheit weiter, und erhält von dem jeweils verwendeten Steuerungsgerät den entsprechenden Wert für die Soll-Position zurück. Nun setzt der Prozessor die Richtungs LEDs entsprechend diesem Wert. Muss das Teleskop z. B. weiter nach rechts gedreht und nach oben gekippt werden, so leuchten, wie in Skizze 1 dargestellt, die Pfeile in die entsprechenden Richtungen. Die anderen Pfeile bleiben dunkel. Ist das Ziel erreicht erlöschen die LEDs. Die Status LED, die der Prozessor mit zwei Pulsweitenmodulierten Signalen and den beiden Anoden bzw. Kathoden ansteuern muss, leuchtet in diesem Fall zu 100% grün. The control runs as shown in sketch 4 : The processor receives the current values from the sensors for inclination and horizontal alignment, transmits them via cable or radio to the control program on the PC, on the handheld or to the specially developed control unit, and receives the corresponding value for the target position from the control device used in each case. Now the processor sets the direction LEDs according to this value. Does the telescope need e.g. For example, if you turn it further to the right and tilt it up, the arrows light up in the corresponding directions, as shown in sketch 1 . The other arrows remain dark. When the goal is reached, the LEDs go out. The status LED, which the processor must control with two pulse width modulated signals on the two anodes or cathodes, lights up 100% green in this case.

Claims

1. Device to show the user the current position of celestial bodies, characterized in that the desired position is indicated by directional arrows.

2. Device according to claim 1, characterized in that the entire electronics in is housed in a small housing that can be used on almost every telescope, telescope, Photo camera, binoculars, etc. can be easily attached as the current Alignment and inclination without contact using an electronic compass module and an acceleration sensor or an inclinometer can be measured.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the compass module in an additional housing in some way on the horizontally rotatable part of the Tripod is attached.

4. Device according to claims 1-3, characterized in that a PC program forms the user interface.

5. Device according to claims 1-3, characterized in that a handheld Computer forms the user interface.

6. Device according to claims 1-3, characterized in that a specially for this designed control device forms the user interface.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it used only for certain telescopes, telescopes, photo cameras or binoculars can be.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that for Determination of inclination and position firmly on the tripod or observation aids attached sensors of any kind can be used.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that this additional positioning motors can be controlled.