Fernseh-Leit-Einrichtung (FLE)

(Hinweise zur Bedienung)

Hier geht's zum Howto Auto guiding, einer Bedienanleitung für Beobachter, die die automatische Teleskopnachführung nutzen wollen. Eine eingehende Beschreibung des Telescope remote control-Programms (trc) auf dem Teleskop-Steuerrechner Controlix2 finden Sie hier.

Allgemeines
Die Fernseh-Leit-Einrichtungen für den Coudé- und Nasmyth-Spektrographen und für das Leitrohr (Öffnung 30 cm, Brennweite 475 cm) bestehen aus zwei Hardware-Komponenten:

1. den Proxitronic-Kameras (mit Shutter) im jeweiligen Fokus (HL-A/MPIA-Version), bestehend aus
     - einem MCP-Proxifier als erste Stufe (S-25-Cathode),
     - einem invertierenden Bildverstärker als zweite Stufe zur Größenanpassung an die CCD und
     - einer PULNIX TM860 (CCIR) CCD-Kamera mit 774 x 574 Pixeln von 11/11.5 micron Größe.
     Die MCP-Verstärkung ist extern einstellbar, die CCD-Verstärkung ist auf 100% festgelegt.

2. dem FLE-Rechner Telescopix zum Betrieb der Kameras. Dieser Kontrollrechner basiert auf dem Betriebssystem Windows 7.

Gesichtsfeld, Grenzreichweite
  1. Coudé-Spektrograph:
     Das nutzbare Gesichtsfeld beträgt etwa 32"×24", ein Pixel entspricht etwa 0.33".
     Bei einer Integrationszeit von 1sec kann man Sterne von 16m noch zum Nachführen benutzen.

  2. Leitrohr:
     Das Gesichtsfeld beträgt 10.5'×7.7', ein Pixel entspricht etwa 0.8".
     Im Video-Modus kann man Sterne bis etwa 12.5m zum Nachführen benutzen,
     im Integrations-Modus sind bei 5sec Sterne bis etwa 15.5m sichtbar.

Programmstart
Melden Sie sich auf dem FLE-Rechner als User "obs" an. Die Anwendung "Fernseh-Leiteinrichtung" wird gestartet durch Doppelklicken des Icons "fle.exe" (Verknüpfung mit D\vcpp\fle\x86\Debug\fle.exe).

Programmende
Vor dem Ausschalten der Fernsehleiteinrichtungen ist unbedingt erst das Programm "fle" via Klickbutton "EXIT" (rechts oben) zu beenden !!

fle-Bildschirm

Der fle-Kontroll-Bildschirm
Das fle-Kontroll-Bildschirm enthält weitere separate Fenster:
- das Live stream- und Zoom-Fenster
- das Fenster mit dem X- und Y-Schnitt
- das Fenster für die Gain-, Aperture- und Shutter-Steuerung

Im Schmidt-Modus gibt es dieses Fenster-Set nur einmal, im Coude-Modus zweimal (links für den Schmidt- und rechts für den Coude-Modus).

Rechts sind spezielle Buttons für die Steuerung der Fernsehleiteinrichtung untergebracht (s.u.).

Live stream
Das obere große Live-stream-Fenster zeigt den von der jeweiligen Kamera aufgenommen Video-Stream. Defaultmäßig werden 768x576 Pixel gegrabt und angezeigt. Links oben wird die Anzahl der Frames pro dargestelltes Bild angezeigt. Bei 640 ms Belichtungszeit sind das 16 Frames, bei 40 ms 1 Frame (real time stream).

Im Live-stream-Fenster befindet sich ein Marker, ein innen offenes Fadenkreuz, das von einem zweigeteilten Rechteck umschlossen wird. Der Stern ist auf das Fadenkreuz im unteren Teil des Rechtsecks zu positionieren. Den oberen Teil benutzt das Zentrierprogramm zur Ermittlung des Hintergrundes. Dieser Bereich muß sternfrei sein. Klickt man mit der linken Maustaste im Live-stream-Fenster, dann stellt sich der Marker auf die entsprechende Cursor-Position. Solange man die linke Maustaste gedrückt hält, bewegt sich auch der Marker zusammen mit dem Mauspfeil über das Bild.

Zur Fein-Positionierung kann der Marker auch mit den auch mit den Tastatur-Tasten i, j, k und m bewegt werden.

                             Taste i nach oben
                 Taste j nach links         Taste k nach rechts
                             Taste m nach unten                      
Die jeweils aktuellen Cursor- und Marker-Positionen werden unten in der Statuszeile angezeigt. Der Nullpunkt ist jeweils die linke obere Ecke.

- Win cupos: die Mauskoordinaten im kompletten fle-Fenster
- mil cupos: die Mauskoordinaten im Live-stream- und Zoom-Fenster
- Marker in: die aktuellen Marker-Koordinaten im Live-stream-Fenster
- Last Marker: die letzten Marker-Koordinaten im Live-stream-Fenster (spielt nur beim Bewegen des Markers mit der Tastatur eine Rolle

Die Zahlen dabei stehen fuer:
0 Live stream Schmidt, 1 Live stream Coude, 2 Zoom Schmidt, 3 Zoom Coude

Zoom
Jedesmal, wenn man im Live-stream-Fenster die linke Maustaste wieder losläßt, wird der Inhalt des von dem Marker umschlossenen Gebietes in das links unterhalb des Life-stream-Fensters liegende Fenster gezoomt und als live stream dargestellt. Tatsächlich wird ein gedachtes, den Marker umgebendes Quadrat herausgezoomt.

Im Zoom-Fenster wird außerdem noch ein etwas größeres rotes Fadenkreuz dargestellt, das mit der rechten Maustaste zu bedienen und zu bewegen ist. Ein Doppelklick bringt das Fadenkreuz wieder in die Mitte des Zoom-Fensters zurück. Das rote Fadenkreuz hat keinerlei Auswirkung auf die Teleskop-Positionierung oder auf die Marker-Position im oberen Live-stream-Fenster.

Unterhalb des Zoom-Fensters finden sich einige nützliche Informationen:
- ein Tastendruck auf dem Handschalter (im Step-Betrieb) entspricht 0.43 Bogensekunden am Himmel
- die Größe des sichtbaren Feldes in Bogenminuten bzw. Bogensekunden sowie
- der Abbildungsmaßstab in "/Pixel der jeweils aktiven Kamera

xy-Profile
Die beiden rechts vom Zoom liegenden Fenster zeigen den jeweils aktuellen x- und y-Schnitt innerhalb des Markers an der (geklickten) Cursor-Position (x- bzw. y-Zeile). Bewegt man - bei gedrückter linker Maustaste - den Cursor im Live-stream-Fenster, so verändern sich entsprechend die Profile. Der x- bzw. y-Schnitt wird aus jeweils 4 Zeilen bzw. Spalten ermittelt.

Gain and shutter control
Unter den Fenstern mit dem xy-Profilen ist das mit "Gain and Shutter Control Schmidt" bzw. "Gain and Shutter Control Coude" bezeichnete Fenster plaziert, über welches die Kommunikation zur Elektronik der beiden Kameras abgewickelt wird.

Identification code: Q I KSO TVLEITR (Schmidt) bzw. Q I KSO TV PATT (Coude)
System state: Q S 0 0 000 111

Mit dem MCP gain-Schiebeschalter kann die Verstärkung des MicroChannel-Plate-Detektors geregelt werden.
Mit den Radiobutton Aperture kann im Schmidt-Modus eine Blende vorgeschalten werden. Das ist der Default (der untere Radiobutton ist angeklickt).
Mit den Radiobutton Shutter kann der Verschluß der Kamera betätigt werden. Der Default ist Shutter zu (der untere Radiobutton ist angeklickt).

Gerät ein zu heller Stern vor die Kamera, wird Overload ausgelöst. Der Shutter wird automatisch geschlossen, die Aperture-Blende zugefahren und der Button Com-Reset beginnt zu blinken. Nun ist das Teleskop vom hellen Stern wegzubewegen, dann Com-Reset drücken und Aperture und Shutter wieder öffnen.

In Use a fix cursor position besteht die Möglichkeit, feste Markerpositionen für den Leitrohr- , Nasmyth- oder Coudé-Modus vorzugeben. Einmal vorgenommene Einstellungen können abgespeichert und später wieder eingelesen werden. Die enstprechenden ASCII-File stehen unter d:/obs und heißen fixposSchmidt.txt, fixposNasmyth.txt bzw. fixposCoude.txt. Wird via Center (crosshairs) (s.u.) der Marker auf den Stern zentriert (Taste c), so kann die neue Markerposition durch Drücken der Taste s in den entsprechenden txt-File abgespeichert werden. Der jeweilige File wird entsprechend dem aktiven Modus automatisch ausgewählt.

Auf der rechten Seite des FLE-Fensters befinden sich folgende Bedien-Elemente:

Der EXIT-Button ist vorzugsweise zum Beenden der Applikation zu verwenden. Beim Betätigen des roten Fenster-Schließbuttons x (ganz rechts oben) werden oftmals die Routinen des Framegrabbers nicht ordentlich beendet und es erscheinen diverse Fehlermeldungen auf dem Bildschirm.

Der Start- bzw. Stop-Button startet bzw. stoppt einen live stream. Nach dem Programmstart wird initiell auch gleich der live stream gestartet.

Im darunterliegenden Auswahlmenü kann die Belichtungszeit (Exposure time) in einem Bereich von 40 bis 5120 Milli-Sekunden (ms) gewählt werden. Defaultmässig sind 640 ms eingestellt. Das sind 16 Bilder pro Sekunde.

Da die minimale Belichtungszeit 40 ms beträgt, kann das Teleskop theoretisch mit einer Frequenz von zwei Korrekturen pro Sekunde nachgeführt werden, was sicherlich nicht sinnvoll ist. Die maximale Belichtungszeit beträgt 5120 ms, das entspricht etwa einer Korrektur pro Minute. Die optimale Zeit liegt zwischen 320 ms und 1280 ms (Default: 640 ms).

Die von der Kamera aufgenommenen Bilder werden von der Framegrabber-Karte aufsummiert und nach Ablauf der Belichtungszeit mittels Shiften zurück auf 8 Bit, d.h. auf einen Bereich zwischen 0...255 herunterskaliert und angezeigt.

Autoguiding On
Wurde Autoguiding On gedrückt, dann bleiben Maus- und Tastatur-Betätigungen im Live-stream- und im Zoom-Fenster ohne Wirkung. In diesem Modus erfolgt die Nachführung des Teleskops. Anhand des "festgestellten" Fadenkreuzes wird das Teleskop dem Leitstern nachgeführt und automatisch korrigiert. Autoguiding Off schaltet das Autoguiding wieder ab.

Das Zentrier-Programm ermittelt in quasi ununterbrochener Folge aus jeweils 10 Aufnahmen, deren Belichtungszeit im rechten Bedienfeld unter Exposure time vorgegeben werden kann, die xy-Abweichung (in Pixeln) des Stern-Schwerpunkts vom Marker-Mittelpunkt und übermittelt diese über eine Ethernet-Verbindung an den Teleskop-Bedienrechner Controlix, der die Korrektur an der aktuellen Teleskop-Position anbringt. Die ermittelte Ablage wird unterhalb des Feldes Use a fix cursor position rechts neben Schmidt/Nasmyth offset bzw. rechts neben Coude offset angezeigt.

Ist im Schmidt-Modus das rechte Klickkästchen markiert, dann ist der Nasmyth-Modus aktiv.

Center On
Hiermit wird das Fadenkreuz auf den Stern zentriert.

Zunächst ist "Center On" zu drücken. Danach ist der Marker auf den Stern zu positionieren und die Taste c zu drücken. Dieses initiiert eine Schwerpunkt-Bestimmung innerhalb des Markers. Der zu zentrierende Stern muß sich komplett innerhalb des Markers befinden, damit eine korrekte Zentrierung erfolgen kann. Nun kann die neue Markerposition via Taste s in den entsprechenden txt-File (fixposSchmidt.txt, fixposNasmyth.txt bzw. fixposCoude.txt) abgespeichert werden. Nach Abschluss der Zentrierung muss der Modus wieder via Center Off verlassen werden, um das Autoguiding zu starten.



Tautenburg, 22.11.2016
Bernd Fuhrmann