La motivación
Hace tiempo que me fascina el cielo nocturno, la inmensidad situada sobre nuestras cabezas es apenas abarcable por la mente humana. Llevamos siglos intentándolo y seguiremos descubriendo en el futuro parte de sus secretos. Por mi parte soy feliz con la observación y la fotografía, dejando la investigación a las mentes más inteligentes.
Aún así, fotografiar la esfera celeste plantea sus dificultades, la contaminación lumínica, el movimiento relativo de los objetos celestes y la debilidad de la luz que nos llega de ellos, hacen que tengas que repasar los conceptos más básicos de astronomía y fotografía, si quieres pretender llevarte a casa un recuerdo de la luz que lleva viajando miles o millones de años hasta impactar en tu cámara de fotos.
Mi viaje por este pryecto empezó por la necesidad de fotografiar las estrellas en continuo movimiento y "detener su tránsito" por el instante que dura un disparo fotográfico.
Unida a la fotografía y la astronomía otros campos en los que suelo ocupar mi tiempo son la programación y la electrónica, y resultaron clave para alcanzar mi destino.
El destino
Como tantos otros antes que yo, mi objetivo era construir un mecanismo que contrarrestara el movimiento de la Tierra mientras fotografío estrellas, evitando obtener fotografías de estrellas "en danza" al capturar la belleza de la vía láctea. No es nuevo, existen multitud de inventos caseros y comerciales, para principiantes y profesionales, y como no, económicamente asequibles o de precios astronómicos.
Precisamente me centré en el requisito fundamental, reutilizar reciclar y mantener el presupuesto bajo por encima de todo.
Los preparativos
Antes de comenzar, estuve buscando por Internet proyectos similares, y sí, los hay a cientos. Entonces empecé a ser consciente de las dificultades a las que tendría que hacer frente. Se requiere precisión en los cálculos y en la construcción. Uff, ¡no hay que desanimar!
Finalmente opté por la estructura más sencilla de construir, ya que en mi "taller" no hay impresoras 3D ni cortadoras láser ni soy experto en mecanizado de piezas. Se trata de las denominadas monturas "Scotch", "Barn Door" o "Hinge" ya que utilizan una bisagra como elemento principal de rotación. Consisten en dos piezas de soporte unidas por una bisagra, como un libro. Una de las piezas se une al trípode fotográfico y en la otra pieza se monta la cámara.
Su principio de funcionamiento se basa en alinear el eje de rotación de la montura (la bisagra) con el eje de rotación de la Tierra, de forma que al separar entre sí las piezas se describe un movimiento circular similar al de las estrellas en el cielo. La clave es conseguir una alineación precisa y que la velocidad de apertura de la montura se iguale a la de la Tierra.
Este tipo de montura existe en multitud de variantes de diseño. Esto es debido a que, dependiendo de la construcción escogida, el sistema de elevación va acumulando un error tangencial que hace variar la velocidad angular con el paso del tiempo, para más información ver el artículo de Wikipedia. Para hacer funcionar el dispositivo todas dependen de un eje que realiza la elevación de una placa respecto de la otra. y una vez más surgen varias opciones de diseño, desde la operación manual del eje, la motorización con motores de velocidad angular fija o el uso de microprocesadores para el control digital del movimiento.
La montura que escogí es la que utiliza un tornillo curvado como eje para controlar la separación entre las piezas de soporte. La decisión la tomé por facilidad de diseño mecánico, necesitar menos piezas y no requerir código de programación para compensar el error tangencial en el caso de operación digital. Simplicidad ante todo. La complejidad en este montaje viene dada por la precisión en el curvado del eje, que al hacerlo sin herramientas específicas, se realiza a mano por fuerza bruta.
Para mantener bajo el presupuesto busqué componentes que rehusar en el proyecto procedentes de viejos escáneres, impresoras y placas de circuito que yacían apiladas en un rincón del trastero. En concreto recuperé motores paso a paso, transistores darlington, engranajes, barreras de IR, interruptores, leds,... ¡No sabes cuanto vale la basura hasta que la necesitas!. Y si no entiendes para que toda esta lista más adelante lo averiguarás.
Poco a poco iba dando forma al proyecto, tenía claro que sería una montura abisagrada con eje curvo, operada por un motor paso a paso con engranaje reductor para mejor control de la velocidad y mayor torque y todo ello comandado por una placa casera compatible con Arduino. Con todo esta cantidad de componentes y con muchas ideas y dudas girando por mi mente, decidí empezar por los cálculos matemáticos y la parte mecánica para ver la viabilidad del proyecto. Para ello que mejor que empezar por unos buenos planos.
Momento para empezar por unos buenos planos... ¿Continuamos?