akau 星空下: 2月 2017

2017年2月15日星期三

使用手機 App 輔助雙筒望遠鏡方位角及高度角定位(2) - 實作篇

再簡單的東西實做時都會遇到問題, 所以 DIY 的精神就是從做中學, 果然這簡單的手機支架我就做了三次：

第一次是用剩餘的材料, 長度大約就是 13CM, 也沒得選擇, 寬度的部份就作成與雲台一樣大小, 大約是是 5.5CM, 但作好就發現長度不夠, 手機會被望遠鏡遮住, 不好操作：

↑ 手機被望遠鏡遮擋住, 不好操作

所以第二次的材料就是要長一點, 至於要多長了, 我的直覺就是原支架的兩倍長, 也就是大約 26CM, 為此特地買了一趟光華商場的源達電子, 找到適當的大小的電路板是 20X30cm, 且因價格的因素買了雙色便宜的板子如下(請參考上篇：

使用手機 App 輔助雙筒望遠鏡方位角及高度角定位(1) - 構想篇)

↑ 電路板背面

↑ 電路板正面

原本並不在意兩面顏色不同, 但後來在切割時才發現這是有玄機的！我就依一般切割壓克力的方式用大型美工刀在要切割的地方多畫幾刀, 但不用完全切斷(因為這樣很費力), 把板子切線與堅硬桌緣對齊再用手用力往下一扳：

↑ 以美工刀割出適當深度

↑ 用力一扳

原本以為會像綠色電路板一樣扳得很漂亮, 但郤發現其斷面還有板子殘留, 仔細檢查才發現原來它是兩種不同材質的板子膠合在一起, 難怪無法扳得很乾淨, 還得用刀子額外加工切割殘留的部份。

另外一個就是長度的部份, 原本希望是 26CM, 但與雙筒比較一下其相對位置後, 覺得似乎不用那麼長, 畢竟愈長承載手機愈容易變形, 所以最後減了 4 公分成了 22CM。

但等實際上了手機之後, 發現還是變形了, 只好再減 2 公分, 成為 20 公分, 不禁莞薾, 因為原板子的寬度就是 20CM, 這樣我就只要切寬度 5.5CM即可, 不用再多切長度部份, 畢竟用手切斷面及直度都比不上機器切的。

可是 20CM 還是稍微變形了！檢查發現便宜的板子硬度似乎較軟, 而貴的板子則較硬, 外加長度不用那麼長, 所以..

沒錯, 我又跑了一次光華商場, 就是希望能挑選材質較好但尺寸可小一點以降低成本, 而找到了以下板子而有了第三次的製作：

↑ 規格10.2 X 16.2CM($100)

會使用這個板子是妥協下的結果, 因為原本是希望長邊是 20CM, 而材質較好的板子(綠色)符合的尺寸就是 20X30CM, 價格 $250, 實在花不下去。且將手機置於 20CM 處, 也感覺稍微下沈了一些, 似乎應再短一些, 最後找到上圖這一塊。

16CM 的長邊短了一些, 如果再多個 2CM 成為 18CM 就更完美了, 但無法找到這種規格的, 只好妥協。而短邊 10CM 按照原本的計劃要裁成 5.5CM, 但後來想一想如果使用完整一塊, 承載力會更佳, 也少了裁切的工。

第三次實作就這樣開始。

首先先將板子與快拆, 雙筒 L 型架, 雙筒與手機夾大致比較一下擺放置：

↑ 從左而右快拆, 雙筒 L 型架, 與手機夾

最後決定, 手機夾放在板子的左下角, 而 L 型架及快拆則放板子的右上角, 如下：

↑ Layout

這樣的安排是為了讓手機較靠近自己以方便操作, 原本擔心電路板的位置是否太靠近身體而影響眼睛貼近目鏡, 但比較之後只有 10CM 的寬度似乎不致於。

而快拆及手機夾均靠電路板角邊是為了讓這些裝置與電路板的水平及垂直邊對齊的關係：

↑ L 型架底座對齊電路版水平與垂直直線

↑ 快拆對齊電路版水平與垂直邊緣

為了與角邊貼齊, 直接用快拆及手機夾靠邊後標出水平及垂直位置點, 再以鋼尺畫出水平及垂直線, 再畫出兩對角線, 兩對角線交叉處即鑽孔處：

↑ 快拆對齊描邊

↑ 手機夾對齊描邊

↑ 描繪出鑽孔處

如果交叉處沒有在原有小孔處, 就先用銼刀尖端處先鑽出一小孔, 再以手鑽鑽出更深的洞, 就可用電鑽鑽出適當大小的洞, 我選用的是 6 號鑽頭：

↑ 以銼刀先鑽出一小洞

↑ 再用手鑽鑽深一點, 讓電鑽鑽頭可抵住這個洞

↑ 選擇 6 號鑽頭, 即 0.6cm

↑ 鑽時鑽頭尖端要扺住銼的洞, 以免偏掉

↑ 鑽好了

↑ 組裝好後的樣子

但現在還有一個問題, 所以還無法使用, 那就是手機夾的螺絲過長, 無法鎖緊, 而 L 型架與雙筒的螺絲拿來鎖手機夾就 OK, 如果在五金行找不到適當螺絲, 就只能再添購一個 L 型架：

↑ 上即是 L 型架的螺絲, 有適當的長度

2017年2月9日星期四

使用手機 App 輔助雙筒望遠鏡方位角及高度角定位(1) - 構想篇

當初在 fb 看到到這篇文章：

https://www.facebook.com/familystar.org.tw/posts/10153721377742185

內容是說, 以 DOB 望遠鏡搭配方位器及仰角器的使用, 加上手機 App 得知所在地天體的方位及仰角, 可得到不錯的定位效果。在佩服之餘, 突然想到, 我的雙筒加腳架, 似乎也可比照辦理！？

仔細研究觀星會的相片, 是把印製的方位及角度盤黏貼在 DOB 望遠鏡適當的位置上, 但觀查我的雙筒連腳架, 難以找到適當的位置來黏貼, 就在我左思右想, 快要放棄時, 突然想到, 我何不就直接將手機架在腳架上, 再利用適當的 App 取得方位及角度值！？

第一個問題就是如何將手機架在雙筒及腳架上? 仔細觀查, 我可以用一片鐵片鎖在腳架雲台的快拆及雙筒 L 型固定架上, 再將手機的固定夾鎖在此鐵片上, 只要調整得宜, 在操作腳架的方位及仰角時, 就可讓手機及雙筒都指向同一方位。

↑ 左是L型架, 右是快拆

所以這個裝置的重點之一就是要找到適當的鐵片, 硬度要夠, 才不會承載手機時水平變形(手機是有重量的)；但這鐵片又要夠薄, 這樣才能鎖在快拆及L型架上, 但我又擔心不知是否能在五金行能找到適當大小的鐵片, 而鐵片用電鑽鑽孔是否容易？

後來在農地找到當初蓋鐵皮屋的剩餘鐵皮材料, 似乎是可用, 費了一番功夫切下一段適當的大小, 但很快發現它的問題, 就是不夠堅硬, 手機一上就變形了。

正煩惱找到不到適當材料, 有天睡午覺時, 突然靈光一閃, 當初的電路板不就是適當的材料, 翻箱倒櫃將剩材找出, 確定夠硬也夠薄, 立馬加工作了一個, 還發現這種電路版不管要割要鑽都很容易：

↑ 就是這種電路版

但因為是剩材, 所以長度不太夠, 等實際架起來後手機被雙筒給擋住一部份, 這樣就不太好操作。

為此跑了一趟光華商場的源達, 發現這種電路版我希望的大小還真不便宜也！一片(20X30cm)要價 $250, 後來找到以下這種的, 一片只要 $70

↑ 背面

↑ 正面

大家可以發現這個板子跟之前綠色的板子有以下的差異：

1. 綠色板子已經有鑽孔, 這在切割時會比較好切。

2. 綠色版子有金屬銲面, 在銲接時會比較容易, 這點我不需要, 但其金屬銲面形成縱橫交錯的直線郤是很有幫助的, 因為可以作為 L 型腳架鎖上去之後較準垂直及水平的基線。

3. 便宜的板子其雙面顏色不一樣, 原本這點我並不在意, 但後來在實作時才發現這是有玄機的(請參閱

使用手機 App 輔助雙筒望遠鏡方位角及高度角定位(2) - 實作篇

)。

幾經考量後, 價格才是王道, 後來還是買了便宜的！

第二個問題就是要找到適當的 App, 上網搜尋後才發現大部份 App 只有單獨的方位角或仰角測量的功能, 但我理想的狀況下是方位角及仰角能顯示在同一畫面上, 這樣我就不用在不同的 App 上作切換, 好不容易找到以下 App：

←首頁, 左鈕測量方位 , 右鈕仰角

↑ 測量方位

←測量仰角

雖然我希望數據都能顯示在同一畫面, 找不到只好勉強接受, 但此 App 最大的問題是, 它不能校正方位, 我想, 方位測量如果不能校正的話, 似乎失去了它的意義。

後來, 我上網 Google 一下, 又試用了幾個 App 還是無法符合我的需求, 就在快要放棄時, 看到以下這篇文章：

《指南針 : Smart Compass》讓手機指引方向

稍微看了一下後, 似乎合乎了我的需求, 下載試用後, 一試成主顧, 這就是我要的菜啊XD(我的手機是 Android 版, 目前在 IOS 上似乎沒這家 Smart Tools co. 公司的產品)：

1. 方位角及仰角顯示在同一畫面

↑ Smart Compass 主畫面(背景是我的魚缸)

2. 它可以校正方位

原本我以為校正方位是將畫面對準北極星, 然後按下鈕告訴軟體是這是正北方, 但後來發現它更實用。以 Smart Compass 對準亮星後取得方位角數據, 再用星座軟體(如 Stellarium) 查詢該星正確的方位角, 比較兩數字如果不同後再設定 Smart Compass
作加減。

我以現在(冬天)最亮星 - 天狼為例, 用 Stellarium 查詢得知在我目前位置(註1)天狼星的方位角是：134度, 今天假設我用 Smart Compass 測得目前天狼星(實測方式請參考 - 實戰篇)的方位角郤是 136 度, 有了 2 度的誤差, 那我就必需設定我的 Smart Compass 再減 2 度才得到正確的值, 步驟如下：

1. 按下主畫面的【Menu1】
2. 按下【設定】功能
3. 選擇【方位校正】
4. 選擇【-2。】
5. 主畫面的右下角就會顯示『校準 = -2。』的字樣

↑ 回到主畫面

所以現在測量任何天體, 都會減 2 度了。所以 Smart Compass 不用一定要對準北極星來校正, 因為北極星不是很亮也(2 等), 這是我認為它最棒的功能之一。

3. 它可以設定磁北極或是正北極

一般指南針的 App 顯示的是磁北極, 而觀星軟體所查出來的方位則是地理的方位, 所以會有磁偏角的誤差, 而 Smart Compass 則有設定正北方的功能, 勾選【Menu1/設定/真北】選項即可。

如下圖顯示, 左圖是尚未開啟【真北】選項時, 調整手機方向面對 0。N(即磁北極), 接下來在不調整手機方位, 開啟【真北】選項, 即可看到原本指向的方位由 0。N(左圖) 變為 356。(右圖), 由此可知我目前位置的磁北極是正北極偏西 4 。處(註2), 而主畫面的右下角顯示『真北：-4.2。』

↑ 左圖 ↑ 右圖

4. 手機可直立測定方位, 而不用平放, 這功能在校正時特別有用。

5. 結合相機的功能, 按下主畫面右上角的【相機】鈕即可照相, 但我覺得此功能最棒的不是用來照相, 還是用來校正。當初找到其他指南針 App 我是黏上一段吸管在手機上, 再透過吸管孔來尋找要校正的目標, 這種方式在白天時還好, 因為光線夠亮, 但到了晚上光線不足時要用這種方式對準星體天殺的你知道會有多難！而現在有了 Smart Compass 的照相功能, 整個螢幕都都可用在尋星, 真是佛心來著^^。

6. 按下主畫面右上角的【Menu2】, 則可改成橫式, 這對手持校正時比較好拿。

所以有了硬體及軟體, 接下來就是實際 DIY, 請期待續集『使用手機 app 輔助雙筒望遠鏡方位角及高度角定位(2) - 實作篇』

註1：天體所在的方位角及仰角會因為所在位置座標的不同而不同。

註2：磁偏角也可能會因所在位置座標的不同而不同。

2017年2月3日星期五

北半球船隻航於海上, 若無全球定位系統(GPS), 可以藉由量測北極星仰角得知所處緯度。若要得所處之經度, 最不需要下列何種工具？

以上是2016年天文知能檢測『天文知識檢測』第【21】題, 選擇如下：

(1) 時鐘 (2)航海日誌 (3) 望遠鏡 (4) 六分儀

最近在看以下這本書時, 懷疑這題是出自這：

答案是(3)最不需要的是望遠鏡，而(4)六分儀是航海工具，用來測量仰角的。

所以如果船隻不是朝正東或正西走，而是斜著走的活，就要用三角函數了?

麒麟座的深空天體尋找法

這次春節連假的小年夜(1/26)及除夕(1/27)出現在北部非常難得的好天氣, 把握這次的機會在頭份好好的探尋了麒麟座(Monoceros)[məˋnɑsərəs]裡的深空天體(Deep Sky Objets), 探尋目標主要跟據以下網站：

http://www.phy.cuhk.edu.hk/astroworld/constellations/detail/monoceros.html (註1)

目標如下：M50(5.9等)、NGC 2232(3.9等)、NGC 2244(4.8等)、NGC 2264(3.9等)

經過觀查後我自行排列尋找難易度如下：

NGC 2244(玫瑰星雲) > NGC 2232 > NGC 2264 > M50

以下介紹尋找方法：

一. NGC 2244(玫瑰星雲)

NGC 2244 是我認為在麒麟座深空天體裡最好找的, 步驟如下：

1. 先找到獵戶座(Orion)頭部的觜宿

2. 往東延申找到獵戶座的紅巨星 - 參宿四(拉丁名：Betelgeuse 拜耳命名法：α Ori)

3. 觜宿至參宿四, 再往東延伸一倍多, 找到唯一的亮星 ε Mon

4. ε Mon 再住左上一點, 就可找到有淡淡雲氣, 依稀可看出有帶點紅色的 NGC 2244(玫瑰星雲)。

↑ 在雙筒下只有淡淡的雲氣, 不會是 Stellarium 所顯示的這麼誇張

↑ 位在麒麟座鼻子部份的玫瑰星雲(標示)

二. NGC 2232

1. 2. 用肉眼即可看到這隻獨角獸非常黯淡的雙腳：γ Mon 及 β Mon, 用雙筒可看出 γ Mon 帶點橘黃色。

3. 以 β Mon 及 γ Mon 的連線為底邊, 向上畫一個三角型, 頂端稍微偏左些即是 NGC 2232, 其亮星的連線有點像賓士車的 Mark

↑ NGC 2232(未標示)

↑ NGC 2232(標示)

三. NGC 2264

此天體花了我一個多小時還是不太能肯定。

1. 先找到雙子座(Gemini)[ˋdʒɛmə͵naɪ] 弟弟北河二(Pollux) [ˋpɑləks]的腳指頭 ξ Gem, 其旁有一顆橘黃色的 30 Gem 很好認。

2. 往下可找到像倒過來的『L』型指標星

3. 再往下可找到有點像北冕座的指標星

4. 由 2 往東延申, 可找到像注音『ㄑ』的指標星

5. 由 4 再向東一點點, 就可看到非常黯淡的雲氣, 應就是 NGC 2264

今天無法完全肯定就是因為圖形 6 的特徵, 從 Stellarium 模擬來看, 此三顆還算亮排成此形狀的星, 在望遠鏡下郤無法肯定, 也許是 10X50 雙筒視野小, 或是至此已疲倦的關係, 只能待下次有機會再來確定。