Cygnuksen barndoor-seurantalaite

Seurantalaitteet

Teksti: Kari Laihia
Alkuperinen lhde: http://www.saunalahti.fi/~klaihia/barnd.htm

Kuvausvalmis barndoor-seurantalaite

Aloitus ja valmistelua

Cygnus-kiertokoneistohanke sai alkunsa vuoden 2001 laitepivill. Silloin keskusteltiin laiterakentajien pieness ryhmss 2001 Cygnuksen rakennusohjelmasta. Mukana olivat ainakin Hannu Mttnen, Yrj Pullinen, Jorma Koski ja Kari Laihia. En en muista kuka ehdotti kiertokoneiston rakentamista, mutta siit sovittiin. Tarkennettiin viel ett tehdn ns. barndoor systeemi. Lupauduin valmistelemaan hommaa. Kermn hieman tietoa asiasta.

Olin mys kokeillut ns. kahden varren laitteella jo 1980-luvun alussa.Tllin kokeiltava laite oli tehty hylmttmst laudasta 6 mm ruuvista ja ilman moottoria. Ksin pyrittmll ruuvia tein noin 10 minuutin valotuksia 125 mm:n optiikalla. Kuvat onnistuivat kohtalaisesti. Thti en pyrkinytkn seuraamaan valotuksen aikana. Keskityin vain kelloon ja pyrittmiseen. Tulos riippui kokolailla siit, oliko laite asennettu ns. napaan.

Toinen ongelma oli se ett, trinit se ei sied seurannan aikana. Ruuvin kiertminen varovasti on pidemmill valotuksilla melko vaikeaa. Joten tarvitaan moottori. Tietoa laitteesta lytyi internetin hakukoneiden avulla melko mukavasti. Vanhoista Sky & Telescope -lehdiss lytyi mys April 1989, February 1888, October 1984, erilaisia versioita. Niist kokosin aineistoa Cygnukselle, kopioiden muodossa. Materiaaliakin tarvittiin projektiin. Olin hankkinut viime talvena metallisorvin, jota nyt tarvittiin kntmutterin valmistamisessa.

Kntmutteri (kuva: Mikko Mannonen)

Kntmutteri on ers laitteen kriittinen osa, toiminnan kannalta. Mutterissa on kierretankoa vastaava siskierre ja tukilaakerit sivulla. Tst tulikin yllttvn haasteellinen tehtv, vaikka olikin sorvi kytss. Ongelmaksi muodostui kierrerein poraus suoraan pyren mutteriin. Ei onnistunut kunnolla edes pylvsporakoneessakaan. Ratkaisin ongelman siten ett porasin rein sorvissa. Asetin pyren messinkitankoaihion poikittain kolmileukapakkaan. Kaksi leuoista puristi sivuilta ja kolmanteen nojasi tangon p. Nyt porasin keskiporalla ja sopivalla terll rein tangon keskelle. Lopuksi sorvasin tangosta mutterin laakerit. Lissin mys porattuun reikn kierteen kierretapilla. Samalla tein useamman mutterin 6mm ja 8mm tankoihin.Mutterien laakerointiin kytin alumiinista 20x20 mm:n U-profiilia. Moottori, joka lytyi varastoistani oli sen verran heikolla ulostuloakselilla varustettu ett tarvitsi mys painelaakerin.

Keslomani alkaessa tein materiaalin hankintamatkan Tampereen Biltemaan (vaimon mukaan "miesten taivaaseen"). Sielt ostin ruostumatonta kierretankoa, haponkestvi ja messinkisaranoita useampaa kokoa. Haponkestvi puuruuveja useita kokoja. Vaneriakin tarvittiin, sit taas lytyi Nakkilasta Valtatie 2:n vierest, Mustajrven Kone ja Romu -liikkeest. Valitsin 18 mm:n lakattua koivuvaneria 35x80 levynkappaleita 2 kpl. Lisksi mys 3 mm alumiinilevy ja 18x30 profiilia. Cygnukselle lhdettess pakkasin kaikki nm perkrryyn ja lisksi melkoisen mrn kone sek ksitykaluja mukaan.

Cygnus-retken aloitin Imatralta. Ajelimme sielt Topi Heinsen kanssa Lopen Ryskln. Poikkesimme matkalla Kouvolan Prismaan, josta hankimme 2 mm poranteri (paketti 10 kpl ~22 mk), hiomapaperia ja venelakkaa. Torstai-iltana pidimme saunan jlkeen,suunnittelekokouksen .Siin ptimme rakentaa Trott malli 4:n parannetun version. Malli on optimoitu ja sill psee teoriassa kahden tunnin valotusaikaan. Pienell alle yhden kulmasekunnin virheell. Perjantaina aloitimme tyt, aamulla klo 9 optiikkateltassa. Materiaalia oli kaksi levynkappaletta, kooltaan 350x800 mm kummatkin. Ensin mitoitimme pohjalevyn kokoon 520x350 mm, siis yksi levy poikki, sen toisesta puolesta tehtiin varret 2 kpl 80x280 mm ja 1 kpl 190x280 mm.

Matti ja Kari hiovat (kuva: Mikko Mannonen)

Nyt aloimme tutkia miten ne liitetn toisiinsa. Tss vaiheessa suunnitteluryhm huomasi rakentavansa mallin 3 mukaista laitetta! Ei ht taas mietittiin mit tehdn. Joku tuumas ett taitaa tulla tuluskukkaro kuten entisess sadussa.Tmn totesi muistaakseni Risto Lehti, joka toimi koko projektin ajan ns. neuvovana insinrin.

Huomasimme tarvitsevamme jotain, mik sitoisi varret toisiinsa. Onneksi perkrryst lytyi U-mallista 21x30 mm:n alumiinikiskoa, sismitta juuri 18 mm. Ongelma tuli taas ratkaistua elegantisti. Katkaisimme 350 mm:n kappaleen kiskoa. Kaksivartisessa systeemisshn yleens kameravarsi on keskell ja moottorivarsi(varret) sivulla. Meidn ratkaisussamme kameravarret ovat sivulla ja moottorivarsi keskell.

Katkoimme mys apupalikat, joihin saranat kiinnitetn. Kameravarsien saranoille 2 kpl 80x110 mm ja moottorivarrelle 55x190 mm. Ne tarvitaan, jotta saranoiden liikevarat saadaan riittvksi. Sahatut kappaleet hiottiin reunoistaan santapaperilla. Siin hommassa kunnostautui erityisesti Jari Kuula. Kiinnitimme apupalikat kunkin kolmella 4x30 mm:n ruostumattomalla uppokantaruuvilla ison laatan takaa.

Kyttmmme vaneri oli erittin kovaa ja liukasta pinnaltaan. Ensin porattiin 2 mm:n poralla apureit isoon laattaan. Palikka asetettiin paikalleen ja puristettiin paikalleen isolla jousipuristimella. Jousipuristin on ktev apulainen yksinkin tyskenneltess. Nyt pstiin poraamaan merkkireit apureikien lpi palikoihin. Viel porattiin ison laatan apureikien lpi lopulliset 4 mm:n reit, jotka lopuksi viel porattiin upotusporalla sopiviksi ruuvien kannoille. Parhaimmillaan samassa palikassa oli kiinni kolmen miehen sormet ja neljs porasi koneella. Ihme kyll tiettvsti kukaan ei saanut reiki sormiinsa. Lopuksi ruuvit palikoihin ruuvinvntimell.

Seurasi saranoiden kiinnitys varsiin. Valitsimme saranoiksi messinkiset, valittavissa oli mys ruostumattomia. Valinnan ratkaisi esteettisyys, messinkiset olivat kauniimpia. Moottorivarteen 30x100 mm ja kameravarsiin 20x75 mm. Kiinnitimme aluksi saranat varsien pihin ns. vrinpin. Apureit 2 mm poralla. Saranoiden mukana oli mys messinkiruuvit.Porasimme upotusporalla saranoiden takapuolelle hieman upotusta. Ruuvasimme vntimell ruuvit paikoilleen, muutama katkesi heti juuresta. Jouduimme irroituspuuhiin ja hylksimme messinkiruuvit.

Varsia kiinnitetn (kuva: Jorma Koski)

Kytimme ruuveina 3,5x16 mm uppokantaisia ruostumattomia, niit ei saanut vntimell poikki. Seurasi tarkkuutta vaativa osa tyst, varsien kiinnitys isoon laattaan. Tst riippuu, miten jouheasti varret kntyy, ne eivt saisi nojata sivuista liikaa toisiinsa, vaan saranoiden pitisi ottaa kuormitus vastaan. Arvioimme, ett varsien vliin kannattaa jtt rakoa noin 2 mm. Kiinnitimme siis ensin keskimmisen moottorivarren ja suuren saranan. Ensin yksi ruuvi kiinni, sarana suoraan ja apureit mahdollisimman keskelle saranan reiki. Ruuvit kiinni ja tiukkaan.

Sivuvarsien kiinnityksess mitattiinkin sitten tarkasti saranoiden etisyys 4,575 tuumaa, laskettiin mys milleiss 116,25 mm. Varsien ollessa kiinni voitiinkin nyt mitata kntmutterin paikka. Ptimme kytt alkuperist 1/4 tuuman kierretangon mitoitusta, vaikka meidn tankomme oli 8 mm. Tt kyll myhemmin kaduttiin. Mitaksi tuli moottorivarren saranan keskelt - kntmutterin keskelle 16,656 tuumaa, milleiss 423,06. Oikea olisi ollut 416,4 mm, 8 mm:n ruuville. Porasimme stporalla 18 mm rein, ensin toiselta puolen ja sitten lpi toiselta puolelta, jottei reunat repeilisi. Stmutterin kiinnike kiinni ja pivn tyt oli tehty.

Rakenne plt (kuva: Mikko Mannonen)

Lauantaiaamuna aloitimme tyt Matti Lehtosen kanssa ennen klo 9, kohteena kuvausvarsia yhdistv alumiinikisko. Kiinnitimme sen yhdell ruuvilla kumpaankin varteen. Samalla sdimme varsien piden etisyyden, niin ett klappia ei ollut. Vhitellen muutkin rakentelijat hersivt. Jouni Sorvali ja Jorma Lameranta ilmestyivt juuri sopivasti paikalle, kun aloimme ideoida telinett. Thn oli tarkoitus kiinnitt suuri pohjalaatta. Laattahan tulee napakorkeutta vastaavalle vinoudelle. Tll pohjoisessa noin 61 astetta. Sahasimme ksisirkkelill 275x180 mm:n levyn.

Kaikessa sahauksessa kytimme tekniikkaa, jossa rima oli jousipuristimilla kiinni leikattavassa levyss, rima toimi nin sirkkelin ohjaimena. Ter oli sdetty niin, ett se tuli vain vhn levyn lpi. Thn levyyn tulivat sitten kiinni vinotuet. Mitoiltaan alapst 180 mm ja ylhaalta 15 mm korkeudeltaan 275 mm. Vinotuet sidottiin ylpst (20 mm) 55x190 mm levynpalalla toisiinsa.

Kiinnityst levyyn pohdittiin porukalla, ehdotettiin mys ratkaisua, jossa saadaan asetettua eri leveysasteille. Emme kuitenkaan valinneet tt ratkaisua, vaan hieman yksinkertaisemman kiinten. Sahasimme 21x30 mm U-alumiinikiskosta 210 mm:n kappaleet, joilla kiinnitimme peruslaatan vinotukiin. Pt viistosimme reilusti, noin 40 mm:n matkalta. Kiskot tulivat kiintesti peruslaattaan ruuveilla. Vinotukien reuna tuli kiskon sisn. Kiinnitys tapahtui kahdella 4 mm:n messinkiruuvilla ja siipimutterilla kiskon lvitse. Mitoitus niin, ett levyn voi knt ympri. Ominaisuus tarvitaan moottorin kiertosuunnan tai eteliselle pallonpuoliskolle siirtymisen johdosta.

Rakenne takaa (kuva Mikko Mannonen)

Viel tarvittiin moottorin kiinnitys. Moottori kiinnitettiin 80x130 mm:n levyyn. Siihen porattiin stporalla reik, johon tuli ns. painelaakeri. Moottorilevy kiinnitettiin saranoilla moottorivarren (keskimminen varsi) phn. Saranoina pienet messinkisaranat kooltaan 10x40 mm.

Sunnuntaiksi jikin pyritysmoottorin asennus ja moottorikotelon teko. Synkronimoottori vaihdelaatikolla toimi 220 V:n jnnitteell. Tm asettaa kovat vaatimukset suojaukselle, jotta rakenne olisi turvallinen kosteassa ulkotilassa. Rakensimme tiiviin moottorikotelon vanerista. Kooksi muodostui: pituus 165 mm,leveys 100 mm ja korkeus 120 mm. Yhden seinn jouduimme tekemn 3 mm:n alumiinilevyst vanerin loppumisen takia. Levy kooltaan 120x165 mm leikattiin kuviosahalla kytten hienoa puuter. Ensin teipattiin alumiinilevyyn maalarinteipill suojat, leikkuun kohdalle noin 2 mm:n vapaa alue. Suojaplexi silmien suojaksi ja kintaat sahurille kteen. Sahauksen aikana kuuma alumiinipuru polttaa muuten ksiss tai puhkoo silmt. Hyvt suojavarusteet ovat tarpeen! Levy viel viilattiin reunoistaan ja hiottiin himmeksi, Jouni Sorvalin ohjeiden mukaan.

Verkkojohtona kytettiin kolmijohtoista kumikaapelia. Kytkent tehtiin ruuviliitinrimaan. Verkkojohto vaati tukevan vedonpoiston. Maadoitukset kytkettiin alumiinilevyyn ja moottoriin kaapelikengill. Kytkennt mitattiin varmuuden vuoksi yleismittarilla.

Nyt voitiin sovittaa ruuvia moottoriin, huomasimme ett ruuvin ohennettu p olikin liian lyhyt. Taas olivat hyvt neuvot tarpeen. Ratkaisu lytyikin taas Jounilta. Ruuvi kiinnitettiin porakoneeseen toisesta pstn ja tuettiin laudanptkn toisesta. Nyt voitiinkin viilata pyriv ruuvia, improvisoitu sorvi toimi hyvin runsaan apujoukon avustamana. Ruuvi kiinnitettiin uudelleen moottorin kytkimeen, jotta voitiin mitata moottorikiinnikkeiden korkeus. Kiinnikkeet tehtiin kulmaan taivutetuista messinkipllystetyist raudoista. Porasimme kameravarsiin 3 kpl 6 mm:n reik kumpaankin. Reikiin kiersimme 1/4 tuuman ruuvit kameroita varten. Laitteeseen voidaan siis asentaa 6 kpl kameroita kuvaamaan yhtaikaa.

Kuvausvalmiina (kuva: Mikko Mannonen)

Laitoimme laitteeseen shkt plle, hyvin nytti toimivan. Ruuvi pyri tasaisesti eik nikn ollut paha. Joku huomasi, ett hommassa oli jotain pieless. Vaikka ruuvi pyri, niin se ei lyhentynytkn. Tarkemmin katsoen moottori vaihtoi pyrimissuuntaansa puolen minuutin vlein. Otin kopan auki ja tutkin tarkemmin moottoria. Sen vaihteistosta puuttui ns. hakaslaite, joka est moottoria pyrimst molempiin suuntiin.Totesimme, ett moottori pit vaihtaa myhemmin.

Mukana oli runsaasti vke rakentelemassa ja seuraamassa projektia koko ajan, josta kaikille kiitos! Lopuksi viel esittelimme aikaansaannostamme koko Cygnus-tapahtuman osanottajajoukolle.

Korjauksia ja kokeilu

Korjausrakentamisen aloitin noin kolme viikkoa ennen thtipivi. Aloitin muuttamalla kntmutterin paikan oikeaksi siis 423 mm -> 416,4 mm. Jouduin rakentamaan 50x5 mm:n alumiinilaatasta apukappaleen, johon kiinnitin kntmutterin. Samalla tein siihen noin 2 mm:n stmahdollisuuden. Olin mus tilannut uuden moottorin OEM Electonics Oy:st, noin 300 markan hintaan.

Uusi 5 W:n moottori ilman koteloa

Moottori oli teholtaan 5 W ja vaihdelaatikolla varustettu. Lhtakseli oli tukevaa laatua ja kunnolla laakeroitu. Painelaakeria ei tarvittu tll moottorilla, joten rakenne muuttui yksinkertaisemmaksi. Moottori vaati viel 1,5 mikrofaradin kondensaattorin pyrimissuunnan valintaan. Lissin viel vesitiiviin kytkimen moottorikoppaan.

Lakkaus olikin sitten melkoinen ty. Vaikkei tarvinnutkaan ksitell kun levyn reunat. Tarvittiin nelj kerrosta venelakkaa. Ensin sivelin lakan vanerin reunoihin ja sen jlkeen poistin ylimrisen levyn pinnoista talouspaperilla. Tm piti tehd ennen lakan kiinnitarttumista. Levythn oli lakattu valmiiksi eik tarkoitus ollut pilata hienoja pintoja.

Psin kokeilemaan laitetta ensi kerran perjantai-iltana 19.10.2001. S oli hieman suttuinen, mutta sai kelvata.

Olin juuri saanut Jari Kuulan entisen RET-putken jalustan silytykseen. Jari oli tehnyt jalustan kolmesta kaapelihyllyn kannakkeesta ja 120 mm:n muoviputkesta. Muoviputki oli tytetty puupalikoilla jotka jykistivt sen ja hyllynkannakkeet taas tukivat putken maahan,niiss oli mys struuvit, joilla oli helppo st jalusta suoraan. Se sopi hienosti seurantalaitteen jalustaksi.

Ensikokeilussa ei ollut viel thtinputkea navan suuntaamiseksi. Suuntasin sen katsomalla levyn reunasta suoraan Pohjanthteen ja arvioimalla noin 1/2 asteen verran Kassiopeian suuntaan. Tarkempaan seurantaan tarvitaankin sitten suuntausputki ehk viel thtikartalla varustettuna. Filmin oli jotain ISO 400 -vrinega, ehk Ferrania, sit sattui olemaan kinofilmi Chinonissa.

Kuvausvalmis barndoor-seurantalaite