{"id":3594,"date":"2023-12-09T16:06:48","date_gmt":"2023-12-09T15:06:48","guid":{"rendered":"https:\/\/kosmos-os.de\/?p=3594"},"modified":"2024-01-14T14:33:28","modified_gmt":"2024-01-14T13:33:28","slug":"pan-tau-oder-der-ungetruebte-blick-ins-all","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/pan-tau-oder-der-ungetruebte-blick-ins-all\/","title":{"rendered":"\"Pan Tau\" \u2013 or the unobstructed view of space"},"content":{"rendered":"\n

Bericht \u00fcber den Bau einer Fangspiegelheizung f\u00fcr ein 12″ Dobson Teleskop<\/p>\n\n\n\n

Dr. Achim Tegeler, 09.12.2023<\/p>\n\n\n\n


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So wie der immer etwas traurig dreinblickende, sympathische Magier Pan Tau, der dargestellt vom tschechischen Schauspieler Otto \u0160im\u00e1nek in den 70er Jahren ein etwas r\u00e4tselhafter Begleiter meiner Fernseh-Kindheit war, so gibt es auch heute noch stetige Begleiter in meinem Leben als Amateurastronom.<\/p>\n\n\n\n

Betrachtet man n\u00e4mlich den Namen \u201ePan Tau\u201c nicht aus der Sicht der tschechischen Sprache, in der \u201ePan\u201c nichts anderes hei\u00dft als \u201eHerr\u201c \u2013 \u201ePan Tau\u201c also \u201eHerr Tau\u201c bedeutet, so stehen auch andere Sichtweisen zur Verf\u00fcgung: Die dem Griechischen entlehnte Vorsilbe \u201ePan\u201c bedeutet n\u00e4mlich auch \u201eganz, gesamt, allumfassend\u2026\u201c \u2013 und in genau dieser Definition ist Tau ein st\u00e4ndiger Begleiter des Astronomen: Auf Spiegeln, Linsen, Objektiven und Okularen, \u00fcberall l\u00e4sst sich der Tau nieder und tr\u00fcbt den Blick ins Universum \u2013 Pan Tau eben\u2026 und der st\u00f6rt im Gegensatz zum Zauberer \u201ePan Tau\u201c doch gewaltig.<\/p>\n\n\n\n

Bei den letzten Sternstunden<\/a> mit meinem 12\u201c Dobson war im November trotz aufgesetzter Taukappe doch wieder deutliche Taubildung auf dem Sekund\u00e4rspiegel zu beobachten. Also wuchs in mir der Plan, hier mit einer Spiegelheizung endg\u00fcltig Abhilfe zu schaffen. Nat\u00fcrlich gibt es fertige Spiegelheizungen zum Aufkleben zu kaufen, aber so schwierig kann es ja nicht sein, das selber zu bauen\u2026 ist es auch nicht!<\/p>\n\n\n\n


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Bevor man jedoch zur Tat schreitet, muss gekl\u00e4rt werden, wie die Stromversorgung laufen soll, welche Leistung es braucht und welche Art der W\u00e4rmeerzeugung verwendet werden soll.<\/p>\n\n\n\n

Da mein Goto-Dobson, genau wie auch meine Montierungen mit 12 V Gleichstrom versorgt werden, sollte auch die Spiegelheizung mit einer Spannung von 12 V betrieben werden. Da die Verhinderung von Taubeschlag bereits wirksam ist, wenn die Spiegelfl\u00e4che auch nur knapp \u00fcber dem Taupunkt [1] gehalten wird, muss keine gro\u00dfe Erw\u00e4rmung stattfinden \u2013 es reicht die \u00dcberschreitung des Taupunkts. Eine gr\u00f6\u00dfere Erw\u00e4rmung w\u00fcrde ja auch zu thermisch bedingten Luftbewegungen im Tubus f\u00fchren und die Beobachtung st\u00f6ren \u2013 das sollte tunlichst vermieden werden.<\/p>\n\n\n\n

Grunds\u00e4tzlich gibt es mehrere M\u00f6glichkeiten, W\u00e4rme am Fangspiegel zu erzeugen \u2013 es bietet sich biegsamer Konstantandraht als Widerstand an oder man nimmt fertig konfektionierte Drahtwiderst\u00e4nde, die es in verschiedensten Ausf\u00fchrungen gibt. Ich habe mich hier f\u00fcr Drahtwiderst\u00e4nde in Keramik entschieden, da diese in unterschiedlichsten Widerstandswerten f\u00fcr sehr wenig Geld zu haben sind. Um die Temperatur des Fangspiegels \u00fcber dem Taupunkt zu halten, ist, abh\u00e4ngig von der Gr\u00f6\u00dfe und Gesamtmasse des Spiegels, i. d. R. nur wenig Leistung notwendig. Vergisst man aber, die Heizung fr\u00fch genug einzuschalten, dann ist es gut, wenn man etwas Leistungsreserve hat, die man dann zum \u201eEnttauen\u201c nutzen und anschlie\u00dfend runterregeln kann.<\/p>\n\n\n\n

\u00dcblicherweise haben Fangspiegelheizungen zwischen 0,5 und 1 Watt Leistung \u2013 ich h\u00e4tte gerne eine kleine Leistungsreserve und strebe 1,5 Watt an. Die elektrische Leistung P von Widerst\u00e4nden berechnet sich nach altbekannter Formel [2]:<\/p>\n\n\n\n


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P = U2<\/sup> \/ R<\/p>\n\n\n\n


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mit der Spannung U und dem (Gesamt-)Widerstand R.  Um mit 12 V ca. 1,5 Watt zu erzeugen, braucht es also 96 Ohm Widerstand (122<\/sup>\/1,5) \u2013 aufgeteilt auf drei in Reihe geschaltete Widerst\u00e4nde (die Leistung soll ja auf eine gr\u00f6\u00dfere Fl\u00e4che verteilt werden) sollten es also Widerst\u00e4nde mit ca. 32 Ohm werden. Da 33 Ohm Widerst\u00e4nde zur Hand waren, sollten diese entsprechend genutzt werden \u2013 die Leistung w\u00fcrde also bei ca. 1,45 Watt liegen. Zus\u00e4tzlich sollte es eine M\u00f6glichkeit geben, die Heizung nach Bedarf zu regeln. Die Regelung sollte \u00fcber ein Potentiometer\/eine Pulsweitenmodulation (PWM oder PDM [3]) erfolgen, die sich mit kleinen, kosteng\u00fcnstigen Modulen schnell realisieren l\u00e4sst. Ein kleiner Testaufbau zeigte, dass die Widerst\u00e4nde sch\u00f6n warm wurden und dass die Regelung sehr gut funktionierte.  <\/p>\n\n\n\n


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Testaufbau zum Messen der Heizleistung der Widerst\u00e4nde<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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Also sollte das PWM Modul und die 12 V Eingangsbuchse zusammen in ein kleines Geh\u00e4use verbaut, die Widerst\u00e4nde auf die Spiegelr\u00fcckseite geklebt und mittels Lackdraht eine Verbindung hergestellt werden.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr eine bessere W\u00e4rmeleitung wurde eine sehr d\u00fcnne Schicht W\u00e4rmeleitpaste zwischen Widerstandsk\u00f6rper und Glasoberfl\u00e4che eingesetzt.  Die Widerst\u00e4nde wurden dann ringsherum mit Cyanacrylat-basiertem Sekundenkleber befestigt.<\/p>\n\n\n\n


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Mit W\u00e4rmeleitpaste aufgesetzte Widerst\u00e4nde…<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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…und mit Sekundenkleber fixiert.<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n


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Damit die erzeugte W\u00e4rme in den Spiegel geleitet wird und nicht nach oben an die Umgebungsluft abgegeben wird, wurde um und \u00fcber die Widerst\u00e4nde eine Isolierschicht aus selbstklebend beschichtetem Isolierschaum (Armacell) geklebt, die dann so zurechtgeschnitten wurde, dass nichts \u00fcber die Spiegelkanten herausragt.<\/p>\n\n\n\n


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Isolierung aus Armacell<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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Um die Kabelf\u00fchrung so wenig optisch wirksam werden zu lassen wie irgend m\u00f6glich, habe ich mich f\u00fcr 0,5 mm Kupferlackdraht entschieden, der oben an der dem Hauptspiegel abgewandten Seite der Fangspiegelspinne entlang gef\u00fchrt und mit Klebeband befestigt wurde. Zur Durchf\u00fchrung des Lackdrahts auf die Tubusau\u00dfenseite wurde eine Schraube, die den Tubusrand h\u00e4lt, entfernt und das Loch zur Kabeldurchf\u00fchrung genutzt.<\/p>\n\n\n\n


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Kupferlackdraht auf der Oberseite einer Fangspiegelstrebe<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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Die kleine Box mit dem PWM Modul wurde dann noch mit einer Buchse f\u00fcr die 12 V Spannungsversorgung versehen und per Klettband au\u00dfen am Tubus befestigt. Das Kabel zur Heizung wurde zun\u00e4chst nur unter Klebefilm zur Box geleitet \u2013 ob das so bleiben kann, wird sich zeigen.<\/p>\n\n\n\n


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Die Reguliereinheit auf der Tubusau\u00dfenseite<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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Als kleines Nebenprojekt wurden bei dem Abbau der Spiegelhalterung die M4 Innensechskantschrauben, die der Spiegelausrichtung dienen und durch den Innensechskant immer etwas \u201efrickelig\u201c einzustellen sind, durch selbstgefertigte M4 R\u00e4ndelschrauben aus Messing ersetzt. Sie vereinfachen die Einstellung und damit die Kollimierung des Teleskops wesentlich\u2013 wer die Schrauben nicht selber herstellen kann, dem seien Bob\u2019s Knobs [4] empfohlen.<\/p>\n\n\n\n


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Montierter Fangspiegel mit R\u00e4ndelschrauben zur Einstellung<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n


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Die n\u00e4chste k\u00fchle Nacht mit Taubildung wird zeigen, wie gut sich die Fangspiegelheizung bew\u00e4hrt \u2013 ich bin mit dem Ergebnis sehr zufrieden!<\/p>\n\n\n\n


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[1] Der Taupunkt oder besser, die Taupunkttemperatur ist diejenige Temperatur, bei der in Abh\u00e4ngigkeit der absoluten Luftfeuchte und des Umgebungsdrucks der in der Luft vorhandene Wasserdampf kondensiert und sich so Tau bildet. Die genaue Bestimmung der entspr. Parameter ist relativ komplex und wird am genauesten mit einem (Aspirations-)Psychrometer und anschlie\u00dfender Berechnung anhand von entspr. Tabellen (Sprung\u2019sche Formel) vorgenommen. F\u00fcr Astronomen ist die exakte Bestimmung des Taupunkts irrelevant \u2013 Hauptsache, die Spiegeltemperatur liegt entsprechend \u00fcber dieser Marke!<\/p>\n\n\n\n

[2] Die Berechnung der elektrischen Leistung wird hier sehr gut gezeigt: https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Elektrische_Leistung<\/a><\/p>\n\n\n\n

[3] Das Prinzip der Pulsweitenmodulation wird hier erkl\u00e4rt: https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Pulsdauermodulation<\/a><\/p>\n\n\n\n

[4] http:\/\/www.bobsknobs.com\/<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Dew is always a problem in astronomical observations. Here is a description of how to build a secondary mirror heater for Newtonian telescopes so that the dew no longer has a chance.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":3596,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_eb_attr":"","footnotes":""},"categories":[19],"tags":[196,195,198,197],"class_list":["post-3594","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-bauprojekte","tag-fangspiegel","tag-fangspiegelheizung","tag-heizung","tag-secondary-mirror-heater"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3594","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3594"}],"version-history":[{"count":10,"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3594\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3630,"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3594\/revisions\/3630"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/3596"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3594"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3594"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/kosmos-os.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3594"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}