Cygnuksen Barndoor-seurantalaite

Seurantalaitteet

Teksti: Kari Laihia
Alkuper�inen l�hde: http://www.saunalahti.fi/~klaihia/barnd.htm

Kuvausvalmis barndoor-seurantalaite

Aloitus ja valmistelua

Cygnus-kiertokoneistohanke sai alkunsa vuoden 2001 laitep�ivill�. Silloin keskusteltiin laiterakentajien pieness� ryhm�ss� 2001 Cygnuksen rakennusohjelmasta. Mukana olivat ainakin Hannu M��tt�nen, Yrj� Pullinen, Jorma Koski ja Kari Laihia. En en�� muista kuka ehdotti kiertokoneiston rakentamista, mutta siit� sovittiin. Tarkennettiin viel� ett� tehd��n ns. barndoor systeemi. Lupauduin valmistelemaan hommaa. Ker��m��n hieman tietoa asiasta.

Olin my�s kokeillut ns. kahden varren laitteella jo 1980-luvun alussa.T�ll�in kokeiltava laite oli tehty h�yl��m�tt�m�st� laudasta 6 mm ruuvista ja ilman moottoria. K�sin py�ritt�m�ll� ruuvia tein noin 10 minuutin valotuksia 125 mm:n optiikalla. Kuvat onnistuivat kohtalaisesti. T�hti� en pyrkinytk��n seuraamaan valotuksen aikana. Keskityin vain kelloon ja py�ritt�miseen. Tulos riippui kokolailla siit�, oliko laite asennettu ns. napaan.

Toinen ongelma oli se ett�, t�rin�it� se ei sied� seurannan aikana. Ruuvin kiert�minen varovasti on pidemmill� valotuksilla melko vaikeaa. Joten tarvitaan moottori. Tietoa laitteesta l�ytyi internetin hakukoneiden avulla melko mukavasti. Vanhoista Sky & Telescope -lehdiss� l�ytyi my�s 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 k��nt�mutterin valmistamisessa.

K��nt�mutteri (kuva: Mikko Mannonen)

K��nt�mutteri on er�s laitteen kriittinen osa, toiminnan kannalta. Mutterissa on kierretankoa vastaava sis�kierre ja tukilaakerit sivulla. T�st� tulikin yll�tt�v�n haasteellinen teht�v�, vaikka olikin sorvi k�yt�ss�. Ongelmaksi muodostui kierrerei�n poraus suoraan py�re��n mutteriin. Ei onnistunut kunnolla edes pylv�sporakoneessakaan. Ratkaisin ongelman siten ett� porasin rei�n sorvissa. Asetin py�re�n messinkitankoaihion poikittain kolmileukapakkaan. Kaksi leuoista puristi sivuilta ja kolmanteen nojasi tangon p��. Nyt porasin keski�poralla ja sopivalla ter�ll� rei�n tangon keskelle. Lopuksi sorvasin tangosta mutterin laakerit. Lis�sin my�s porattuun reik��n kierteen kierretapilla. Samalla tein useamman mutterin 6mm ja 8mm tankoihin.Mutterien laakerointiin k�ytin alumiinista 20x20 mm:n U-profiilia. Moottori, joka l�ytyi varastoistani oli sen verran heikolla ulostuloakselilla varustettu ett� tarvitsi my�s painelaakerin.

Kes�lomani alkaessa tein materiaalin hankintamatkan Tampereen Biltemaan (vaimon mukaan "miesten taivaaseen"). Sielt� ostin ruostumatonta kierretankoa, haponkest�vi� ja messinkisaranoita useampaa kokoa. Haponkest�vi� puuruuveja useita kokoja. Vaneriakin tarvittiin, sit� taas l�ytyi Nakkilasta Valtatie 2:n vierest�, Mustaj�rven Kone ja Romu -liikkeest�. Valitsin 18 mm:n lakattua koivuvaneria 35x80 levynkappaleita 2 kpl. Lis�ksi my�s 3 mm alumiinilevy� ja 18x30 profiilia. Cygnukselle l�hdett�ess� pakkasin kaikki n�m� per�k�rryyn ja lis�ksi melkoisen m��r�n kone sek� k�sity�kaluja mukaan.

Cygnus-retken aloitin Imatralta. Ajelimme sielt� Topi Hein�sen kanssa Lopen R�ysk�l��n. Poikkesimme matkalla Kouvolan Prismaan, josta hankimme 2 mm poranteri� (paketti 10 kpl ~22 mk), hiomapaperia ja venelakkaa. Torstai-iltana pidimme saunan j�lkeen,suunnittelekokouksen .Siin� p��timme rakentaa Trott malli 4:n parannetun version. Malli on optimoitu ja sill� p��see teoriassa kahden tunnin valotusaikaan. Pienell� alle yhden kulmasekunnin virheell�. Perjantaina aloitimme ty�t, 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 liitet��n toisiinsa. T�ss� vaiheessa suunnitteluryhm� huomasi rakentavansa mallin 3 mukaista laitetta! Ei h�t�� taas mietittiin mit� tehd��n. Joku tuumas ett� taitaa tulla tuluskukkaro kuten entisess� sadussa.T�m�n totesi muistaakseni Risto Lehti, joka toimi koko projektin ajan ns. neuvovana insin��rin�.

Huomasimme tarvitsevamme jotain, mik� sitoisi varret toisiinsa. Onneksi per�k�rryst� l�ytyi U-mallista 21x30 mm:n alumiinikiskoa, sis�mitta juuri 18 mm. Ongelma tuli taas ratkaistua elegantisti. Katkaisimme 350 mm:n kappaleen kiskoa. Kaksivartisessa systeemiss�h�n yleens� kameravarsi on keskell� ja moottorivarsi(varret) sivulla. Meid�n ratkaisussamme kameravarret ovat sivulla ja moottorivarsi keskell�.

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

K�ytt�m�mme vaneri oli eritt�in kovaa ja liukasta pinnaltaan. Ensin porattiin 2 mm:n poralla apurei�t isoon laattaan. Palikka asetettiin paikalleen ja puristettiin paikalleen isolla jousipuristimella. Jousipuristin on k�tev� apulainen yksinkin ty�skennelt�ess�. Nyt p��stiin poraamaan merkkirei�t apureikien l�pi palikoihin. Viel� porattiin ison laatan apureikien l�pi lopulliset 4 mm:n rei�t, jotka lopuksi viel� porattiin upotusporalla sopiviksi ruuvien kannoille. Parhaimmillaan samassa palikassa oli kiinni kolmen miehen sormet ja nelj�s porasi koneella. Ihme kyll� tiett�v�sti kukaan ei saanut reiki� sormiinsa. Lopuksi ruuvit palikoihin ruuvinv��ntimell�.

Seurasi saranoiden kiinnitys varsiin. Valitsimme saranoiksi messinkiset, valittavissa oli my�s ruostumattomia. Valinnan ratkaisi esteettisyys, messinkiset olivat kauniimpia. Moottorivarteen 30x100 mm ja kameravarsiin 20x75 mm. Kiinnitimme aluksi saranat varsien p�ihin ns. v��rinp�in. Apurei�t 2 mm poralla. Saranoiden mukana oli my�s messinkiruuvit.Porasimme upotusporalla saranoiden takapuolelle hieman upotusta. Ruuvasimme v��ntimell� ruuvit paikoilleen, muutama katkesi heti juuresta. Jouduimme irroituspuuhiin ja hylk�simme messinkiruuvit.

Varsia kiinnitet��n (kuva: Jorma Koski)

K�ytimme ruuveina 3,5x16 mm uppokantaisia ruostumattomia, niit� ei saanut v��ntimell� poikki. Seurasi tarkkuutta vaativa osa ty�st�, varsien kiinnitys isoon laattaan. T�st� riippuu, miten jouheasti varret k��ntyy, ne eiv�t saisi nojata sivuista liikaa toisiinsa, vaan saranoiden pit�isi ottaa kuormitus vastaan. Arvioimme, ett� varsien v�liin kannattaa j�tt�� rakoa noin 2 mm. Kiinnitimme siis ensin keskimm�isen moottorivarren ja suuren saranan. Ensin yksi ruuvi kiinni, sarana suoraan ja apurei�t mahdollisimman keskelle saranan reiki�. Ruuvit kiinni ja tiukkaan.

Sivuvarsien kiinnityksess� mitattiinkin sitten tarkasti saranoiden et�isyys 4,575 tuumaa, laskettiin my�s milleiss� 116,25 mm. Varsien ollessa kiinni voitiinkin nyt mitata k��nt�mutterin paikka. P��timme k�ytt�� alkuper�ist� 1/4 tuuman kierretangon mitoitusta, vaikka meid�n tankomme oli 8 mm. T�t� kyll� my�hemmin kaduttiin. Mitaksi tuli moottorivarren saranan keskelt� - k��nt�mutterin keskelle 16,656 tuumaa, milleiss� 423,06. Oikea olisi ollut 416,4 mm, 8 mm:n ruuville. Porasimme s��t�poralla 18 mm rei�n, ensin toiselta puolen ja sitten l�pi toiselta puolelta, jottei reunat repeilisi. S��t�mutterin kiinnike kiinni ja p�iv�n ty�t oli tehty.

Rakenne p��lt� (kuva: Mikko Mannonen)

Lauantaiaamuna aloitimme ty�t Matti Lehtosen kanssa ennen klo 9, kohteena kuvausvarsia yhdist�v� alumiinikisko. Kiinnitimme sen yhdell� ruuvilla kumpaankin varteen. Samalla s��dimme varsien p�iden et�isyyden, niin ett� klappia ei ollut. V�hitellen muutkin rakentelijat her�siv�t. Jouni Sorvali ja Jorma Lameranta ilmestyiv�t juuri sopivasti paikalle, kun aloimme ideoida telinett�. T�h�n oli tarkoitus kiinnitt�� suuri pohjalaatta. Laattahan tulee napakorkeutta vastaavalle vinoudelle. T��ll� pohjoisessa noin 61 astetta. Sahasimme k�sisirkkelill� 275x180 mm:n levyn.

Kaikessa sahauksessa k�ytimme tekniikkaa, jossa rima oli jousipuristimilla kiinni leikattavassa levyss�, rima toimi n�in sirkkelin ohjaimena. Ter� oli s��detty niin, ett� se tuli vain v�h�n levyn l�pi. T�h�n levyyn tulivat sitten kiinni vinotuet. Mitoiltaan alap��st� 180 mm ja ylhaalta 15 mm korkeudeltaan 275 mm. Vinotuet sidottiin yl�p��st� (20 mm) 55x190 mm levynpalalla toisiinsa.

Kiinnityst� levyyn pohdittiin porukalla, ehdotettiin my�s ratkaisua, jossa saadaan asetettua eri leveysasteille. Emme kuitenkaan valinneet t�t� ratkaisua, vaan hieman yksinkertaisemman kiinte�n. Sahasimme 21x30 mm U-alumiinikiskosta 210 mm:n kappaleet, joilla kiinnitimme peruslaatan vinotukiin. P��t viistosimme reilusti, noin 40 mm:n matkalta. Kiskot tulivat kiinte�sti peruslaattaan ruuveilla. Vinotukien reuna tuli kiskon sis��n. Kiinnitys tapahtui kahdella 4 mm:n messinkiruuvilla ja siipimutterilla kiskon l�vitse. Mitoitus niin, ett� levyn voi k��nt�� ymp�ri. Ominaisuus tarvitaan moottorin kiertosuunnan tai etel�iselle pallonpuoliskolle siirtymisen johdosta.

Rakenne takaa (kuva Mikko Mannonen)

Viel� tarvittiin moottorin kiinnitys. Moottori kiinnitettiin 80x130 mm:n levyyn. Siihen porattiin s��t�poralla reik�, johon tuli ns. painelaakeri. Moottorilevy kiinnitettiin saranoilla moottorivarren (keskimm�inen varsi) p��h�n. Saranoina pienet messinkisaranat kooltaan 10x40 mm.

Sunnuntaiksi j�ikin py�ritysmoottorin asennus ja moottorikotelon teko. Synkronimoottori vaihdelaatikolla toimi 220 V:n j�nnitteell�. T�m� 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 sein�n jouduimme tekem��n 3 mm:n alumiinilevyst� vanerin loppumisen takia. Levy kooltaan 120x165 mm leikattiin kuviosahalla k�ytt�en hienoa puuter��. Ensin teipattiin alumiinilevyyn maalarinteipill� suojat, leikkuun kohdalle noin 2 mm:n vapaa alue. Suojaplexi silmien suojaksi ja kintaat sahurille k�teen. Sahauksen aikana kuuma alumiinipuru polttaa muuten k�siss� tai puhkoo silm�t. Hyv�t suojavarusteet ovat tarpeen! Levy viel� viilattiin reunoistaan ja hiottiin himme�ksi, Jouni Sorvalin ohjeiden mukaan.

Verkkojohtona k�ytettiin kolmijohtoista kumikaapelia. Kytkent� tehtiin ruuviliitinrimaan. Verkkojohto vaati tukevan vedonpoiston. Maadoitukset kytkettiin alumiinilevyyn ja moottoriin kaapelikengill�. Kytkenn�t mitattiin varmuuden vuoksi yleismittarilla.

Nyt voitiin sovittaa ruuvia moottoriin, huomasimme ett� ruuvin ohennettu p�� olikin liian lyhyt. Taas olivat hyv�t neuvot tarpeen. Ratkaisu l�ytyikin taas Jounilta. Ruuvi kiinnitettiin porakoneeseen toisesta p��st��n ja tuettiin laudanp�tk��n toisesta. Nyt voitiinkin viilata py�riv�� ruuvia, improvisoitu sorvi toimi hyvin runsaan apujoukon avustamana. Ruuvi kiinnitettiin uudelleen moottorin kytkimeen, jotta voitiin mitata moottorikiinnikkeiden korkeus. Kiinnikkeet tehtiin kulmaan taivutetuista messinkip��llystetyist� 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 yht�aikaa.

Kuvausvalmiina (kuva: Mikko Mannonen)

Laitoimme laitteeseen s�hk�t p��lle, hyvin n�ytti toimivan. Ruuvi py�ri tasaisesti eik� ��nik��n ollut paha. Joku huomasi, ett� hommassa oli jotain pieless�. Vaikka ruuvi py�ri, niin se ei lyhentynytk��n. Tarkemmin katsoen moottori vaihtoi py�rimissuuntaansa puolen minuutin v�lein. Otin kopan auki ja tutkin tarkemmin moottoria. Sen vaihteistosta puuttui ns. hakaslaite, joka est�� moottoria py�rim�st� molempiin suuntiin.Totesimme, ett� moottori pit�� vaihtaa my�hemmin.

Mukana oli runsaasti v�ke� 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 t�htip�ivi�. Aloitin muuttamalla k��nt�mutterin paikan oikeaksi siis 423 mm -> 416,4 mm. Jouduin rakentamaan 50x5 mm:n alumiinilaatasta apukappaleen, johon kiinnitin k��nt�mutterin. Samalla tein siihen noin 2 mm:n s��t�mahdollisuuden. Olin mu�s 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. L�ht�akseli oli tukevaa laatua ja kunnolla laakeroitu. Painelaakeria ei tarvittu t�ll� moottorilla, joten rakenne muuttui yksinkertaisemmaksi. Moottori vaati viel� 1,5 mikrofaradin kondensaattorin py�rimissuunnan valintaan. Lis�sin viel� vesitiiviin kytkimen moottorikoppaan.

Lakkaus olikin sitten melkoinen ty�. Vaikkei tarvinnutkaan k�sitell� kun levyn reunat. Tarvittiin nelj� kerrosta venelakkaa. Ensin sivelin lakan vanerin reunoihin ja sen j�lkeen poistin ylim��r�isen levyn pinnoista talouspaperilla. T�m� piti tehd� ennen lakan kiinnitarttumista. Levyth�n oli lakattu valmiiksi eik� tarkoitus ollut pilata hienoja pintoja.

P��sin 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 s�ilytykseen. Jari oli tehnyt jalustan kolmesta kaapelihyllyn kannakkeesta ja 120 mm:n muoviputkesta. Muoviputki oli t�ytetty puupalikoilla jotka j�ykistiv�t sen ja hyllynkannakkeet taas tukivat putken maahan,niiss� oli my�s s��t�ruuvit, joilla oli helppo s��t�� jalusta suoraan. Se sopi hienosti seurantalaitteen jalustaksi.

Ensikokeilussa ei ollut viel� t�ht�inputkea navan suuntaamiseksi. Suuntasin sen katsomalla levyn reunasta suoraan Pohjant�hteen ja arvioimalla noin 1/2 asteen verran Kassiopeian suuntaan. Tarkempaan seurantaan tarvitaankin sitten suuntausputki ehk� viel� t�htikartalla varustettuna. Filmin� oli jotain ISO 400 -v�rinega, ehk� Ferrania, sit� sattui olemaan kinofilmi Chinonissa.

Kuvausvalmis barndoor-seurantalaite