ISS撮影挑戦(失敗)

国際宇宙ステーション(ISS)は、日本、米国、ロシア、カナダ、欧州の15カ国が協力して建設した、地上約400km上空にある人類史上最大の有人実験施設。その大きさは約108.5m×72.8mとほぼサッカー場ほどの大きさとなり、質量は約420トンにもなる。

ISS撮影挑戦(失敗)


https://iss.jaxa.jp/iss/index.html
国際宇宙ステーション(ISS)は、日本、米国、ロシア、カナダ、欧州の15カ国が協力して建設した、地上約400km上空にある人類史上最大の有人実験施設です。
その大きさは約108.5m×72.8mとほぼサッカー場ほどの大きさとなり、質量は約420トンにもなります。
2021年2月25日 5時6分頃の位置
東京のきぼう予想1300Km~1400Km

ArduinoでEFレンズを制御する実験(2)

注文していたマクロアダプターが追跡情報の更新がないまま届きました。13/21/31mmの3個がセットとなっています。左側がアダプター、右側がZWOのCCDカメラで、色が良く似ています。

 本来、レンズとカメラボディの間に取り付けるアダプターなので、CCDカメラと接続するには工夫が必要です。13mmと21mmのアダプターを使って、CCDカメラと接続してみたところ、望遠端付近ではピントが出ました。広角側ではピントが出ませんでした。

強度などの問題があるかもしれませんが、3DプリンターでマクロアダプターとCCDカメラを接続するアダプターを作ってみました。2つのパーツで構成し、M3ネジで接続しています。CCDカメラとは3Dプリンターで作成したM42,0.75Pのネジで接続しています。CADソフトはホビー用途であれば無料で利用できるFusion360を使っています。

CCDカメラ側のパーツを取り付けるまえに、マクロアダプターの接点にリード線を半田づけして引き出し、レンズの制御と電源を供給するコネクタと接続します。マクロアダプターとこのパーツを固定するために、6mmのネジで締め付けています。何回か試作を繰り返した結果、青のフィラメントが無くなったので、手持ちの白にチェンジ!

EFレンズに接続した様子と、フォーカスのハンド・コントローラ。
ソースコードの最新版は、こちら

組み立ててはみたものの、残念ながら動作が不安定です。今のところ、EF-S 18-55mmと同ISは、それなりに制御できますが、EF 35-80mmとEF70-200 1:28Lはまったく動きません。ロジックアナライザーでデコードしたSPIのデータ観測すると、どのレンズでも同じように見えるのですが、、、
 本来、SPIの信号はボード内の短い距離の伝送用なので、コントローラの線が長すぎるのかもしれません。今後、配線の短縮またはバッファーやレベル変換を追加して、改善するかどうか確認したいと思っています。
(追記)ケーブルを約70cmから約25cmに変更したら、手持ちのレンズ全てが一応動くようになりました。ただし、まだ不安定な面もあるので、さらに短くする必要がありそうです。SPIの信号を生成するマイクロプロセッサー(Arduino nano)を、レンズに近接して配置できるよう取り付け方法の変更が必要かもしれません。この場合、ピントの調整を操作するSW付きのロータリーエンコーダの部分だけ、ケーブルで接続した別の箱に格納した方が良さそうです。

ArduinoでEFレンズを制御する実験

ArduinoでEFレンズを制御する実験のメモです。カメラレンズで星雲などを撮影しようとすると、手動でピントを合わせる必要がありますが、微妙な操作が必要でなかなかピントを合わせるのに苦労します。そこで、ステッピングモータでピントを調整しようと、3Dプリンターでこんなものを作ってみました。そうこうしているうちに、CANONのEFレンズをArduinoで制御できるらしいとの情報を得て、自分でも実験してみることに。

レンズの制御信号を取り出せるマウントアダプターを注文したのですが、到着にはしばらく時間がかかりそうなので、手持ちのカメラレンズ(EF-S 18-55mm USM)から信号を取り出すために、7本のリード線を半田づけします。(あくまでも自己責任で、、)
この作業には、こちらのリンクが非常に参考になりました。大型のレンズでは、レンズを駆動するモータ用として6Vの別電源が必要のようですが、実験に使ったレンズではロジック回路と同じ5Vで問題なく駆動できています。

主な材料
秋月の2色LED付きロータリーエンコーダ
OLED  128×64 I2C ディスプレイ
Arduino NANO

回路図

実験に使ったArduno NANOのスケッチ
不用な変数などが残っていますが、とりあえず公開します。(実用化には、まだまだ課題が残っています。)制御の対象はフォーカスと絞りの2種類です。ロータリーエンコーダのSWの長押しで、赤と緑のLEDがトグルで点灯します。赤の点灯中にSWを押してフォーカスを変更し、緑のLED点灯中にSWを押すと絞り値を変更できます。

/*
   ロータリーエンコーダの参照コード
   https://jumbleat.com/2016/12/17/encoder_1/
*/
/*
   EFレンズの制御関連参考リンク
   ASCOM EF Lens Controller
   http://www.indilib.org/media/kunena/attachments/3728/ascom_efEN.pdf

   EFレンズから信号線の引き出の参照資料
   How to Move Canon EF Lenses Yosuke Bando
   http://web.media.mit.edu/~bandy/invariant/move_lens.pdf

   Canon EFレンズのArduino制御
   http://otobs.org/hiki/?EOS_model
   Technical aspects of the Canon EF lens mount
   http://www.eflens.com/lens_articles/ef_lens_mount.html
*/
#include <SPI.h>
#include <EEPROM.h>
#include <math.h>

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <Wire.h>
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define OLED_RESET -1
//Adafruit_SSD1306 display(1);
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
#define RUN

#define LED_SW   7
#define ENC_A  2
#define ENC_B  3
#define LED_Red 14
#define LED_Green 15

volatile byte pos;
volatile int  enc_count;
boolean    sw = false;
int mode = 0;
int mode_counter[2];
int focuserPosition, targetPos, apValue, offset, apAddr, x, y;
String targetStr, apStr, gStr;
boolean IsMoving, IsFirstConnect;
char inStr[6];

void InitLens()
{
  SPI.transfer(0x0A);
  delay(30);
  SPI.transfer(0x00);
  delay(30);
  SPI.transfer(0x0A);
  delay(30);
  SPI.transfer(0x00);
  delay(30);
}

int ENC_COUNT(int incoming) {
  static int enc_old = enc_count;
  int val_change = enc_count - enc_old;

  if (val_change != 0)
  {
    incoming += val_change;
    enc_old   = enc_count;
  }
  return incoming;
}

void ENC_READ() {
  byte cur = (!digitalRead(ENC_B) << 1) + !digitalRead(ENC_A);
  byte old = pos & B00000011;
  byte dir = (pos & B00110000) >> 4;

  if (cur == 3) cur = 2;
  else if (cur == 2) cur = 3;

  if (cur != old)
  {
    if (dir == 0)
    {
      if (cur == 1 || cur == 3) dir = cur;
    } else {
      if (cur == 0)
      {
        if (dir == 1 && old == 3) enc_count++;
        else if (dir == 3 && old == 1) enc_count--;
        dir = 0;
      }
    }
    pos = (dir << 4) + (old << 2) + cur;
  }
}

void setup() {
  digitalWrite(13, LOW); // SPI Clock PIN
  pinMode(ENC_A, INPUT_PULLUP);
  pinMode(ENC_B, INPUT_PULLUP);
  pinMode(LED_Red, OUTPUT);
  pinMode(LED_Green, OUTPUT);
  pinMode(LED_SW, INPUT_PULLUP);
//  pinMode(MIN, INPUT_PULLUP);
//  pinMode(MAX, INPUT_PULLUP);
  attachInterrupt(0, ENC_READ, CHANGE);
  attachInterrupt(1, ENC_READ, CHANGE);

  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
  display.clearDisplay();

  // テキストサイズを設定
  display.setTextSize(3);
  // テキスト色を設定
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0, 10);
  display.println("EF-LensFocuser");
  display.display();
  delay(1000);
  mode = 0;
  apAddr = 0;
  focuserPosition = 5000;
  SPI.begin();
  SPI.setBitOrder(MSBFIRST);
  SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV128);
  SPI.setDataMode(SPI_MODE3);
  digitalWrite(12, HIGH);
  InitLens();
  digitalWrite(LED_Red, HIGH);
  digitalWrite(LED_Green, LOW);

  apValue=EEPROM.read(apAddr);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println(apValue);
  // nothing to do inside the setup
}

void loop() {
  int sw_count;
  short counter_now;
  sw_count = 0;
  while (digitalRead(LED_SW) == LOW) {
    sw_count++;
    if (sw_count > 50) {
      if (mode == 1) {    // 新モードはフォーカス制御
        digitalWrite(LED_Red, HIGH);
        digitalWrite(LED_Green, LOW);
      } else {            // 新モードは絞り制御
        digitalWrite(LED_Green, HIGH);
        digitalWrite(LED_Red, LOW);
      }
    }
    delay(10);
  }
  delay(100);
  if (sw_count > 50) {
    if (mode == 0) {
      mode = 1;   // 絞りモード
      digitalWrite(LED_Green, HIGH);
      digitalWrite(LED_Red, LOW);
    } else {
      mode = 0;   // フォーカスモード
      digitalWrite(LED_Red, HIGH);
      digitalWrite(LED_Green, LOW);
    }
  }
  if (sw_count != 0 && (sw_count < 50) ) {
    if  (mode == 0 ) { // Send command to LENS フォーカス
      targetPos =  mode_counter[mode] ;
      offset = mode_counter[mode] ;
      x = highByte(offset);
      y = lowByte(offset);
      InitLens();
      IsMoving = true;
      Serial.print(offset); Serial.print(",");
      Serial.print(x); Serial.print(",");
      Serial.println(y);
      SPI.transfer(68);       delay(30);
      SPI.transfer(x);        delay(30);
      SPI.transfer(y);        delay(30);
      SPI.transfer(0);        delay(100);
      IsMoving = false;
      focuserPosition = targetPos;
    } else {              // 絞り
      apValue = mode_counter[mode] % 20;
      if (apValue != EEPROM.read(apAddr))
      {
        InitLens();
        Serial.println("AP");
        SPI.transfer(0x07);          delay(10);
        SPI.transfer(0x13);          delay(10);
        SPI.transfer((apValue - EEPROM.read(apAddr)) * 3);
        delay(100);
        SPI.transfer(0x08);          delay(10);
        SPI.transfer(0x00);          delay(10);
        EEPROM.write(apAddr, apValue);
      }
    }
  }

  counter_now = ENC_COUNT(mode_counter[mode]);
  if (mode_counter[mode] != counter_now)
  {
    mode_counter[mode] = counter_now;
  }
  disp_update();
}

void disp_update() {
  display.clearDisplay();
  display.setCursor(0, 10);
  display.print(" F:");
  display.println( mode_counter[0] );
  display.print(" A:");
  display.println(mode_counter[1]);
  display.display();
}

火星、土星、木星

2018年7月15日 サッカーWORLDCUPの決勝戦を見ながら、、
ほぼ全天で雲は見えなかったが、シーリングは不良。エアコン室外機の排気の影響があるかも?
望遠鏡の光軸調整が不十分。
望遠鏡 セレストロン  C8-XLT (203mm F10) x2 barlow , ASI120MC
各1000枚のフレームをキャプチャー
Registax6で画像処理、1000枚から60%を自動選別しスタック処理