Syksyiset pimeät saapuivat taas, valitettavasti syksyn matalapaineetkin tulivat samalla pilviverhoineen. Afrikan tropiikissa alkunsa saaneiden myrskyjen jäänteet kulkevat pitkän kiertoreitin Karibian kautta päätyäkseen Siperian aroille. Siinä missä isot matalapaineet kulkevat parissa päivässä koko USAn itärannikon korkeuden, kestää niillä yhtä kauan ohittaa kapea Suomi, seuraavan rintaman hönkiessä jo niskaan Atlantilla. Tästä seurauksena Suomessa ei syksyllä ole kovinkaan montaa kirkasta yötä, peräkkäisistä kirkkaista öistä puhumattakaan. Matalapaineet tuovat myös mukanaan runsaasti sadetta ja ne harvat kirkkaat, kuulaat päivät päätyvätkin usein sumuisiin öihin, jolloin kaikki peittyy kasteeseen.
Tähtikuvauksen kannalta sumu on ilkeää, sillä sen läpi ei näe kovin hyvin. Kasteen kanssa on opittu elämään lämmittämällä kohti taivaita osoittavaa optiikkaa niin, että sen lämpötila pysyy kastepisteen yläpuolella. Ilman lämmitystä kirkaalla säällä optiikan pinta jäähtyy alle ympäröivän ilman lämpötilan säteilyjäähtymisestä johtuen, täten kosteassa ilmassa jäähtyminen jatkuu alle kastepisteen. Pahimmillaan kosteutta voi kertyä niin paljon, että linssi voi peittyä kokonaan veteen. Veden suuresta ominaislämmöstä johtuen kertyneen veden poistaminen vaatii paljon energiaa, mutta jo melko pienellä lämmityksellä voidaan pitää optiikan pinta kastepistelämpötilan yläpuolella. Liian suurta määrää lämpöä puolestaan ei kannata käyttää, koska tällöin optiikan sisäiset lämpötilaerot voivat aiheuttaa kuvanlaatuoa merkittävästi huonontavia konvektiovirtauksia putken sisään tai pahimmillaan jopa linssin ulkopuolisen ilman pyörteilyä.
Näitä optiikan etuelementtien lämmittimiä kutsutaan huurrepannoiksi, ja markkinoilla on useita erilaisia ja erihintaisia ratkaisuja. Lisäksi liiallisen lämmöntuoton estämiseksi usein käytetään säädettävää ohjainta, jolla vallitsevan ilmankosteuden perusteella säädetään lämmitystehoa juuri ja juuri riittäväksi. Nykyään kaupalliset ratkaisut perustuvat lähes yksinomaan paksukalvovastuksesta, jonka käyttäminen kotikonstein on turhan hankalaa, ja saatavuus pienissä erissä lähes nolla. Tee-itse -henkisille on kuitenkin kaksi muuta toimivaa tekniikkaa, yleisin ratkaisu on juottaa suuri määrä vastuksia rinnan tai sarjaan ja toinen tapa on käyttää vastuslankaa. Sopivan tehontarpeen (ja siten vastuksen) laskemiseen löytyy helppo kaava, P = 0.0606 x D +1.18, jossa D on lämmitettävän elementin halkaisija millimetreinä ja lopputulos on watteja. Tarvittavien vastusten laskemista varten on tehty myös kätevä taulukkolaskentapohja. Suomen oloissa kannattaa tehdä hieman ylitehokas lämmitin (kosteimpina kevättalven öinä sulavasta hangesta vapautuva vesihöyry tuottaa helposti kaiken jäähän kuorruttavat olosuhteet), sillä tehoa on helpompi säätää pienemmäksi kuin suuremmaksi.
Huurrepantojen säätöelektroniikkaa on saatavilla vaihtelevin hinnoin, kalleimpien ollessa useita satoja euroja. Tee-itse ohjaimen saa tehtyä helpoimmillaan muutamalla analogisella komponentilla 555-piiristä PWM-kytkennässä, jolla ohjataan tehotransistoria tai FETtiä, pulssinleveyttä säätämällä voidaan rajoittaa huurrepannan keskimääräistä lämmöntuottoa lähes nollasta täyteen tehoon. PWM-taajuus kannattaa pitää joko hyvin matalana (alle puoli hertsiä) tai kohtuullisen korkeana (muutama kHz), tällöin kuorman kytkennästä aiheutuvat virtapiikit on helpompi suodattaa pois häiritsemästä herkkiä kuvausinstrumentteja. Toinen harrastajan helposti saavutettavissa oleva säätötapa on tuottaa PWM-signaalia mikrokontrollerilla, etuna tällöin on kohtuullisen helppo lisätoimintojen saaminen, esimerkiksi lämpötilan ja ilmankosteuden mukaan automaattisesti säätyvä teho tai tietokoneohjaus USBn kautta. Moderneilla mikrokontrollereilla ulkoisten komponenttien tarve on varsin pieni ja nykyään löytyy myös hyviä TTL-tasoilla ohjattavia FETtejä, jolloin erillistä FET-ohjainpiiriä ei edes välttämättä tarvita.
Oma automaatioprojektini käyttää USB-ohjattua mikrokontrolleria tuottamaan useita PWM-ohjattuja signaaleja, kaksi on varattu huurrepannoille (toinen kuvausoptiikalle, toinen ohjausoptiikalle), yksi valopaneelille ja kolme on varalla. Lisäksi voin kytkeä mikrokontrolleriin 1-wire -protokollaan käyttäviä antureita mittaamaan kosteutta ja lämpötilaa, sekä erilaisia mekaanisia käyttöliittymäkomponentteja tietokoneettoman käytön säätimiksi. Taloudellisesti mikrokontrolleripohjaiset projektit eivät kannata, jos laskee omalle ajalleen minkäänlaista hintaa, mutta harrastuksena ne tuovat mukavan lisän kuvausöiden kokemukseen.
No comments:
Post a Comment