2015/12/8outline• 55cm望遠鏡“SaCRA”

埼玉大学55cm望遠鏡SaCRAの観測効率向上のための環境整備– システム概要– 研究上の課題～ OISTER教育プログラム@京都大学報告 ～•OISTER教育プログラム@京都大学– 実習概要– 偏光観測ユニットの設計– マイコン制御– 京都大学3.8m望遠鏡・岡山天体物理観測所見学

埼玉大学大学院教育学研究科
修士１年 柴田 吉輝

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今後の課題

255cm望遠鏡“SaCRA”-制御システム概要
仕様
55cm望遠鏡光学系

リッチー・クレチアン(RC)式
カセグレン式望遠鏡

主 直 径

550mm
F値：2.7（主焦点）
6.5（カセグレン焦点）

鏡
焦点距離

副 直 径
鏡 焦点距離36cm望遠鏡

55cm望遠鏡”SaCRA”
34

3,537mm
230mm

可視中分散分光装置

1,500mm

材質/
鏡面処理

Sitall C0115M
アルミ蒸着メッキ
SiO₂コーティング

波面精度

1/10λ

加積重量

カセグレン焦点:25kg
主焦点:6kg55cm望遠鏡“SaCRA”-制御システム概要

55cm望遠鏡“SaCRA”-現在の課題

55cm望遠鏡①リモート・サーベイ
観測に向けたドーム機構の整備
55cm望遠鏡②観測装置制御の一元化

可視三色同時偏光撮像装置”MuSaSHI”

可視三色同時偏光撮像装置”MuSaSHI”

可視中分散分光装置

可視中分散分光装置

36cm望遠鏡

5

可視三色同時偏光撮像装置”MuSaSHI”

36cm望遠鏡

6③55cm/36cm望遠鏡
同時制御

1

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55cm望遠鏡“SaCRA”-現在の課題①リモート・サーベイ<研究上の課題>
観測に向けたドーム機構の整備②観測装置制御の一元化
1)観測装置の増加に伴う、システム一元化対応
55cm望遠鏡
可視三色同時偏光撮像装置”MuSaSHI”

2)望遠鏡2台の同時制御システム構築や、三色同時偏光撮像装置などの制御のための電子工学的な知識の不足
可視中分散分光装置

3)リモート化、全自動化、サーベイ観測実施に向36cm望遠鏡
けた制御・装置の課題が不明確
7③55cm/36cm望遠鏡⇒これを基に、教育プログラム受入先を決定
同時制御

OISTER教育プログラム
@京都大学

8

OISTER教育プログラムでの開発・設計

実習概要• 滞在機関：京都大学新技術光赤外望遠鏡特別講座• 実習担当者：木野 勝 氏• 期間
：2015年10月19日～28日• 実習目的55cm望遠鏡
可視三色同時偏光撮像装置”MuSaSHI”

可視中分散分光装置①分光器スリットターレットのコマンド制御プログラムの構築（2日）②三色同時偏光撮像装置の偏光ユニット部駆動系の設計
及びそのための電気回路設計（7日）③京都大学3.8m望遠鏡・岡山天体物理観測所の観測装置・設備の見学、全自動サーベイシステムの概要を調査（1日）
936cm望遠鏡

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OISTER教育プログラムでの開発・設計

三色同時偏光撮像装置”MuSaSHI”
ｰ波長板回転ユニットの設計

55cm望遠鏡• 三色同時偏光撮像装置“MuSaSHI”の偏光ユニット部の設計を実施

可視三色同時偏光撮像装置”MuSaSHI”• 直線偏光観測のために、波長板を一定角度ごとに回転させる必要がある。
⇒・必要部品の選定
・電気回路の検討
・部品の配置…を検討

可視中分散分光装置

36cm望遠鏡11

観測波長5,700～6,700Å (r’フィルタ)
7,300～8,100Å (i’フィルタ)
8,400Å～10000Å(z’フィルタ)

ダイクロイックミラー
透過/反射

波長 6,700～7,000Å（DM1）8,000～8,300Å(DM2)筐体

アルミニウム製 アルマイト処理表面 400×400×100mm

筐体重量

10kg 未満1222015/12/8

偏光観測ユニットの回路設計
←鏡筒

半波長板
55x55x1.9mm≦λ/2 @633nm

偏光子
ワイヤーグリッド
50x50mm

13仕様

物理スイッチ

物理的なスイッ ○スイッチング
チを押す機構を は確実つける
×使用頻度によっては摩耗

フォトリフレクター

決まった角度に ○物理スイッチ
反射面を用意し、 より高寿命光源を反射させ ×反射面が露てセンサーで検 出しているため、出させる劣化の可能性あり

フォトインタラプタ

決まった角度に遮蔽板を付けて、光源からの光を遮ることで信号を検出す
る

MuSaSHI→平ギア+ギア付ﾊｳｼﾞﾝｸﾞ

ステッピング
モーター

センサー名<回路構成>
・PICマイコンによる制御
・ステッピングモーター+ウォームギアor平ギア
・フォトインタラプタ×4による位置決め
14 ・PCとのシリアル通信用ポート

備考○高寿命かつ反射面が無い
ので、劣化の可能性も低い
×光源を点灯させ続けるか、駆動中のみ点灯する工夫の必要あり

マイコン制御マイコン用データ波長板回転用マイコンの制御を 書き込みポート見据えて、LED+スイッチで構成された回路でマイコンによる制御システムを構築

PICマイコン
LED4個
RA4・RC2・RE1・RE2<回路構成>
・PICマイコンによる制御
・ステッピングモーター+ウォームギアor平ギア
・フォトインタラプタ×4による位置決め
15 ・PCとのシリアル通信用ポート

スイッチ
RC3

16LEDスイッチング-プログラム

マイコン制御波長板回転用マイコンの制御を見据えて、LED+スイッチで構成された回路でマイコンによる制御システ
ムを構築

初期設定：使用しているマイコンなど
メイン設定
入出力設定
ポートA：入出力設定（Input:1 Output:0）
ポートC：入出力設定
ポートE:入出力設定

実行部分（LEDビット設定：0：点灯 1:消灯
SWビット設定：0:OFF 1:ON）

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京都大学3.8m望遠鏡・岡山天体物理観測所見学

マイコン制御-PCとの送受信•

ｰ小型望遠鏡を用いた突発天体の自動広視野サーベイ

前述の回路を用いて、PCからの信号を受信し、入力キーに応じた反応を行うように、一部改良•

岡山天体物理観測所の前原裕之氏に、自身が開発された全自動広視野サーベイ
観測システムの概要を伺った•V・R・Iフィルターがそれぞれ入ったCCD＋カメラレンズで、子午線方向に観測•FOV：5°×7.5°•太陽・月の付近は観測せず•天候の判断を自動で行い、自動で観測•観測結果は自動解析、光度曲線などはブラウザから確
認可能➡RS232C企画の変換モジュールを製作し、PCとのシリアル通信に成功
待機状態->LED OOOO
1 -> OXXX 2 -> OOXX 3 -> OOOX
4 -> XOXX それ以外 -> XXXX
:実際にモーターを制御するためには、一部プログラムが未完成➡タイマーによる割込み制御が必要

1920⇒36cm望遠鏡での全自動観測に応用可能
・半自動観測・全自動解析 など･･･

まとめ・今後の課題• OISTER教育プログラムを京都大学にて実施• スリットーターレット制御プログラムの構築• 波長板回転ユニット部の設計• 上記を見据えたマイコン制御の演習• 京大3.8m、岡山0.91m(36インチ)、1.88m(74インチ)望遠鏡の装置・制御系見学• 広視野サーベイ観測システムの見学• 今後の課題

今後の課題
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• 偏光ユニット部の開発・システムへの組み込み• サーベイ観測システム導入の検討・装置の対応• 55cm・36cm望遠鏡の同時撮像システムの構築→MuSaSHIと併せて四色同時撮像を可能に！

実習にご協力頂いた、木野 勝氏をはじめとする
京都大学新技術光赤外望遠鏡特別講座の皆様
施設見学にご協力頂いた、前原裕之氏をはじめとする国立天文台岡山天体物理観測所の皆様
OISTER教育プログラムの運営にご尽力頂いている全ての皆様に御礼申し上げます。

御清聴ありがとうございました

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