Miernik Jasności Nieba - SLM

[Emu]

Również jestem zainteresowany jedną sztuką, poszło PW :)

[MarekM60]

I pierwszy wsad do SQM wraz z programami do programowania :)

(poprawiony "czerwony" przycisk włączający i wyłączający podświetlenie).

 

Instrukcja obsługi:

 

0. Podłączyć SQM kablem USB do komputera. Powinien zainstalować się jako kolejny port szeregowy COMxx - np COM15

 

1. Pobrać załączony do tego postu plik SQM-prog.zip i rozpakować do dowolnego katalogu na dysku. W tym katalogu będą także w przyszłości umieszczane po pobraniu kolejne wersje wsadów programowych do SQM-a.

 

2. W rozpakowanym katalogu mamy między innymi: plik z wsadem do SQM-a = MP-SQM-v-x-y.hex oraz plik wsadowy prog.bat

 

3. dowolnym edytorem, najlepiej Notatnikiem edytujemy plik prog.bat i w nim zmieniamy:

   - numer portu na taki jaki mamy - -P\\.\COM10 -> na np. -P\\.\COM15

   - nazwę pliku z wsadem - MP-SQM-v-1-0 -> na np MP-SQM-v-2-5

  i zapisujemy plik.

4. uruchamiamy plik prog.bat -> wyświetli się okienko w którym będzie pisało co programator robi. Jeśli będzie wszystko OK, to na koniec napisze: "averdude done. Thank you". Należy nacisnąć dowolny klawisz, okienko samo się zamknie i..... po robocie.

 

Tą samą metodą będą w przyszłości dostarczane i wgrywane wszystkie nowości do moich produktów.

SQM-prog.zip

[Alien]

[MarekM60]

plik libusb0.lib w załączniku.

Trzeba go rozpakować i umieścić w katalogu z resztą plików

 

Przy okazji dołączony driver USB dla sterownika CH340. Niektóre arduina mają ftdi, a inne ch320, 340, itp. Po podłączeniu kabla usb - powinien się sam zainstalować poprawnie, ale z ch340 czasem jest problem - i stąd załączony plik.

libusb0.zip

CH341SER.zip

[Alien]

Wszystko wgrane i jest OK.

[MarekM60]

No to się ciesze, ze działa i że metoda aktualizacji oprogramowania jest sprawdzona :)

[Alien]

Plus ten plik co dodałeś i aktualizacja poszła jak po maśle. W okienku cmd można było spokojnie czytać co robi.

I można czytać dane w ciemności ;) Czerwony przycisk naprawiony.

[MarekM60]

No to plik dodany do zipa - i ten jeszcze raz w tym poście.

SQM-prog-start.zip

[Alien]

A jeszcze jak i czym rejestrować dane na PC? Chyba że przygotowujesz opis to pytania nie było.

[MarekM60]

Jest na PC-ta ten co go pokazywałem z Zatomiu, ale jutro chcę zrobić zmianę protokołu komunikacyjnego pod zgodność z Unihedronowym oryginałem i będzie nowy program na PC - to starego nie ma sensu publikować.

[Alien]

Ok dzięki.

[Mikele]

Witam,

Czy jeszcze można zapisywać się do kolejki? Jeśli tak byłbym chętny do zakupu takiego miernika.

[pguzik]

Dnia 14.09.2015 at 11:25, ignisdei napisał:

W Zatomiu NELM wynosił 6.7, zaś pod moim domem..i tu miła niespodzianka 6.2- mam więc niebo wiejskie. Dom leży prawie na wsi, 3 km od centrum niewielkiego (20 tyś miasta) 8)

NELM, to "Naked Eye Limiting Magnitude", czyli zasięg gołego oka. W przeciwieństwie do jasności tła nieba, którą mierzy miernik (i która jest wartością obiektywną), NELM jest wartością subiektywną i w tych samych warunkach każdy obserwator zanotuje co innego. Wpisywanie zasięgu gołego oka jako wartości obliczonej z pomiaru jasności tła nieba jest nieporozumieniem. Czy jeśli widziałem z obrzeży Krosna gołym okiem gwiazdy o jasności 7.0 mag, to znaczy że tej nocy miałem ciemniejsze niebo niż Ty w Zatomiu? Na pewno nie!

 

Dlatego jeśli raportujemy pomiar z tego typu urządzenia, NIGDY nie wpisujmy wartości NELM (a w szczególności tylko tej wartości), wyznaczonej na podstawie pomiaru. Znacznie więcej powie nam jasność tła nieba, którą to urządzenie wskazało.

 

A wracając do samego urządzenia - bardzo fajnie, że coś takiego w końcu powstało. Fajnie wyglądałoby porównanie działania tego urządzenia z oryginałem. Ja sam mam Unihedronowego SQMa i jeśli ktoś z Krakowa kupi tego "forumowego", to chętnie kiedyś w terenie porównam. Oczywiście, jeśli zbudowany jest on z tych samych komponentów (w szczególności ten sam czujnik i te same filtry), to nie ma podstaw, aby sądzić, że będzie od oryginału odstawał.

A swoją drogą, to ja bym się trochę obawiał pisać publicznie, że to co robię jest dokładną kopią czyjegoś rozwiązania, nazywając je przy tym tak samo jak oryginał ;).

[lukost]

Kupi, kupi - przy najbliższej okazji skonfrontujemy wyniki.

[ignisdei]

Dobrze będę wpisywał JTN choć na wyświetlaczu widnieje napis NELM. pozdrawiam z poddomowej miejscówki...

Wysłane z mojego E2003 przy użyciu Tapatalka

[pguzik]

Dobrze będę wpisywał JTN choć na wyświetlaczu widnieje napis NELM. pozdrawiam z poddomowej miejscówki...

Ale mi nie chodzi o to, żebyś zmieniał "napis" NELM na JTN, tylko żebyś podawał tę jasność tła nieba (wyrażoną w wielkościach gwiazdowych na sekundę kątową do kwadratu) zamiast zasięgu gołego oka. Bo to, co mierzy SQM, to jest właśnie jasność tła nieba. Na jej podstawie i na podstawie wielu obserwacji wizualnych ktoś kiedyś opracował empiryczny wzór pozwalający na oszacowanie zasięgu gołego oka jeśli znamy jasność tła nieba.

 

Z tego, co pisał wyżej MarekM60, jego urządzenie podaje obydwie wartości (zarówno jasność tła nieba jak i szacunkowy zasięg).

[MarekM60]

Chociaż Nelm jest wartością subiektywną (jak wynika z nazwy), to formalnie jest określone przeliczenie pomiędzy wskazaniem SQM-a w Mag/arcsec2 a Nelm-em:

 

NELM=7.93-5*log(10^(4.316-(SQM/5))+1)

 

i na odwrót:

 

SQM = 21.58 - 5 log(10^(1.586-NELM/5)-1)

 

W mierniku - wartość jasności jest obliczana na podstawie pomiaru czujnikiem zamieniającym jasność na częstotliwość:

SQM = A - 2.5 * log10 (freq), gdzie A jest współczynnikiem kalibracyjnym (ok 20-22) zależnym od toru optycznego (kąt widzenia, zastosowane filtry, transmisja, itp)

 

Do tego dochodzi kompensacja temperaturowa.

 

Nelm - jest przeliczany z SQM wg wzoru jak wyżej i wyświetlany.

 

 

 

Właściwiej, bo zgodnie z tym co robi - byłoby nazwanie miernika "Miernikiem Jasności Nieba" czyli MJN (Sky Brightness Meter - SBN) niż miernikiem jakości. Jakość jest pojęciem bardziej subiektywnym niż ściśle mierzalnym.

 

Zresztą - temat nazwy SQM jest, czy raczej stał się takim tematem jak nazwy "dżip/jeep" czy "rower" - nazwa firmy producenta stała się popularną nazwą własną urządzenia.

 

Dla formalnej czystości - możemy nazywać miernik MJN czy SBN, żeby nikt się nie mógł .....

 

Co do protokołu transmisji - to tu jest łatwiej, bo Unihedron deklaruje protokół jako otwarty, więc można go spokojnie używać i pisać pod niego programy.

 

Wszystkie "schodzące z taśmy" mierniki będą porównywane i kalibrowane z "oryginałem". Należy jednak pamiętać, że sam sensor pomiarowy ma deklarowaną przez producenta nieliniowość wynosząca +/- 1% czyli dla wartości "dobrego nieba" ok 21.5 -> nieliniowość pomiaru wynosi 21.5 * 2% = 0.43 a dla wartości dziennej 10 * 2% = 0.2 - więc choć mierniki będą skalibrowane, to może się zdażyć, że postawione koło siebie, przy oświetleniu innym niż dla kalibracji pokażą "coś pomiędzy" wartościami nieliniowości, czyli 0.43-0.2 = max 0.23 odchyłki ( +/- 0.115),

 

PS-1.

Nieidentyczność wskazań może też, a w praktyce przy porównaniu 3 szt mierników leżących obok siebie - nie "może", a "jest" powodowana - sposobem pomiaru. Dokładniej: częstotliwość jest mierzona jako zliczanie zboczy impulsów w jednostce czasu. Im ciemniej, tym częstotliwość mniejsza => następuje automatyczne wydłużenie jednostki czasu pomiaru aby otrzymać lepszą dokładność. Ponieważ jasność nieba, czy ogólnie otoczenia jest wartością dynamicznie zmienną, to jeśli trzy mierniki były włączane po kolei - to mają niezachodzące na siebie okresy pomiarowe => wartości mierzone będą się nieco różniły. Im jaśniej - tym wpływ tego zjawiska będzie mniejszy, ale będzie istniał zawsze. Jedynym remedium jest synchronizacja z zegarem bazowym - np wyzwalanie pomiaru znacznikiem czasu z GPS-a byłoby OK, gdyż ewentualne opóźnienie odbioru znacznika czasu  pomiędzy kilkoma odbiornikami GPS będzie mniejsze niż bezwładność pomiarowa czujnika.

 

PS-2.

Formalnie poprawna nazwa miernika (zgodna z SI) - to Miernik Luminancji Nieba (MLN) / Sky Luminance Meter (SLM) - https://pl.wikipedia.org/wiki/Luminancja - wskazania powinny być wyrażane w kandelach na m2 :)

Można to przeliczyć:

MLN [cd/m2] = 10.8×104 × 10(-0.4*[sQM [mag/arcsec2])

np.:

21.00 mag/arcsec? = 4.2996×10-4 cd/m? = 429.96 ?cd/m?

 

PS-3.

Jakby byli chętni - na na kolejny Zlot mogę przygotować prezentację na temat miernika, metod pomiarowych i interpretacji wyników :) (będzie liczba "e", całki, itp :) :) :) )

[Jacek E.]

 

 

A wracając do samego urządzenia - bardzo fajnie, że coś takiego w końcu powstało. Fajnie wyglądałoby porównanie działania tego urządzenia z oryginałem. Ja sam mam Unihedronowego SQMa i jeśli ktoś z Krakowa kupi tego "forumowego", to chętnie kiedyś w terenie porównam. Oczywiście, jeśli zbudowany jest on z tych samych komponentów (w szczególności ten sam czujnik i te same filtry), to nie ma podstaw, aby sądzić, że będzie od oryginału odstawał.

A swoją drogą, to ja bym się trochę obawiał pisać publicznie, że to co robię jest dokładną kopią czyjegoś rozwiązania, nazywając je przy tym tak samo jak oryginał ;).

Piotrze - miernik był kalibrowany na zlocie z oryginałem, który przywiózł Marek Roofer, a co do chwalenia się to też chyba nie przestępstwo.. Taki kiedyś znalazłem w sieci i to on dokładnie opisany był podstawą do powstania ,,forumowego SQM" Dodatkowo rozbudowany o pomysły Marka :)

[roofer]

Oryginał to lipa przy tym co Marek zrobił ;-)

[jolo]

(...) Bo to, co mierzy SQM, to jest właśnie jasność tła nieba. (...)

To raczej po prostu jasność nieba. SQM nie ma żadnej możliwości zmierzenia jasności samego tła nieba z wyłączeniem gwiazd i innych obiektów, można to próbować robić np tak http://www.forumastronomiczne.pl/index.php?/topic/4049-okreslanie-jasnosci-tla-nieba/

[Gość]

To raczej po prostu jasność nieba. SQM nie ma żadnej możliwości zmierzenia jasności samego tła nieba z wyłączeniem gwiazd i innych obiektów, można to próbować robić np tak http://www.forumastronomiczne.pl/index.php?/topic/4049-okreslanie-jasnosci-tla-nieba/

Właśnie. W zeszłym roku, kiedy rozważałem zakup SQM-L, czytałem różne uwagi na zagranicznych forach szukając głównie wad i problemów. Natrafiłem na kilka ciekawych przypadków. Np. komuś komu zdarzyło się być w Tybecie z dala od głównych miast, miernik pokazywał nie tak bardzo dużą wartość, chociaż jego oczy widziały co innego. To najpewniej "wina" tych czterech tysięcy metrów n.p.m. - przez cieńszą atmosferę światło gwiazd jest tam mocniejsze, co też wpływało na pomiar SQM-a.

[pguzik]

 

Chociaż Nelm jest wartością subiektywną (jak wynika z nazwy), to formalnie jest określone przeliczenie pomiędzy wskazaniem SQM-a w Mag/arcsec2 a Nelm-em:

 

NELM=7.93-5*log(10^(4.316-(SQM/5))+1)

 

i na odwrót:

 

SQM = 21.58 - 5 log(10^(1.586-NELM/5)-1)

To prawda, tyle że w wyniku tego przeliczenia otrzymamy wartość przybliżoną i różniącą się od tego, co zobaczy większość osób (jedni zobaczą więcej, inni mniej). Tak naprawdę, to takich wzorów widziałem 2 lub 3 i każdy oczywiście dawał inne wyniki (bo w każdym były przyjęte nieco inne, empirycznie wyznaczone parametry).

 

 

 

 

Właściwiej, bo zgodnie z tym co robi - byłoby nazwanie miernika "Miernikiem Jasności Nieba" czyli MJN (Sky Brightness Meter - SBN) niż miernikiem jakości. Jakość jest pojęciem bardziej subiektywnym niż ściśle mierzalnym.

 

Zgadzam się w 100%.

 

Należy jednak pamiętać, że sam sensor pomiarowy ma deklarowaną przez producenta nieliniowość wynosząca +/- 1% czyli dla wartości "dobrego nieba" ok 21.5 -> nieliniowość pomiaru wynosi 21.5 * 2% = 0.43 a dla wartości dziennej 10 * 2% = 0.2 - więc choć mierniki będą skalibrowane, to może się zdażyć, że postawione koło siebie, przy oświetleniu innym niż dla kalibracji pokażą "coś pomiędzy" wartościami nieliniowości, czyli 0.43-0.2 = max 0.23 odchyłki ( +/- 0.115),

 

Ale tego nie można tak liczyć! Ten +/- 1% producenta tyczy się bezwględnej wartości mierzonej przez miernik (a tą jest natężenie światła), która później jest przeliczana na skalę logarytmiczną (mag/arces²). Ten +/-1% z natężenia światła odpowiada +/- 0.01 mag bez względu na to, jak jasne (ciemne) jest niebo.

Oczywiście, różnice pomiędzy oryginalnymi SQMami są znacznie większe, ale wynika to z tego, że SQM składa się też z innych części, a których każda wprowadza jakiś błąd (niewielkie różnice w jakości soczewki, w jej położeniu, w paśmie przepuszczania filtrów itp.). Z tego, co pamiętam, to Unihedron podaje, że niepewność pomiaru danego SQMa to jest 0.1 mag oraz że różnica pomiędzy czujnikami nie powinna przekraczać 0.1 mag.

 

Nieidentyczność wskazań może też, a w praktyce przy porównaniu 3 szt mierników leżących obok siebie - nie "może", a "jest" powodowana - sposobem pomiaru. Dokładniej: częstotliwość jest mierzona jako zliczanie zboczy impulsów w jednostce czasu. Im ciemniej, tym częstotliwość mniejsza => następuje automatyczne wydłużenie jednostki czasu pomiaru aby otrzymać lepszą dokładność. Ponieważ jasność nieba, czy ogólnie otoczenia jest wartością dynamicznie zmienną, to jeśli trzy mierniki były włączane po kolei - to mają niezachodzące na siebie okresy pomiarowe => wartości mierzone będą się nieco różniły. Im jaśniej - tym wpływ tego zjawiska będzie mniejszy, ale będzie istniał zawsze. Jedynym remedium jest synchronizacja z zegarem bazowym - np wyzwalanie pomiaru znacznikiem czasu z GPS-a byłoby OK, gdyż ewentualne opóźnienie odbioru znacznika czasu  pomiędzy kilkoma odbiornikami GPS będzie mniejsze niż bezwładność pomiarowa czujnika.

 

To akurat nie będzie problemem. Jeśli w zasięgu SQMa nie przechodzi akurat jakaś jasna chmura, to zmiany jasności nieba są na tyle małe, że można o nich zapomnieć. Kiedy już zapadnie noc astronomiczna, to zmiany te zwykle nie przekraczają 0.1 mag na godzinę (jedynym wyjątkiem jest sytuacja, kiedy w najbliższych miejscowościach gasną lampy).

 

 

 

 

Piotrze - miernik był kalibrowany na zlocie z oryginałem, który przywiózł Marek Roofer

To, że był kalibrowany z oryginałem, to nie znaczy, że musi on pokazywać to samo. Jeśli oprócz czujnika ma taką samą optykę (te same filtry i takie same soczewki), to można na to liczyć, że wyniki będą niemal identyczne. W przeciwnym razie trzeba to sprawdzić, bo może być różnie.

 

 

 

To raczej po prostu jasność nieba. SQM nie ma żadnej możliwości zmierzenia jasności samego tła nieba z wyłączeniem gwiazd i innych obiektów, można to próbować robić np tak http://www.forumastronomiczne.pl/index.php?/topic/4049-okreslanie-jasnosci-tla-nieba/

Oczywiście masz rację!

 

 

Właśnie. W zeszłym roku, kiedy rozważałem zakup SQM-L, czytałem różne uwagi na zagranicznych forach szukając głównie wad i problemów. Natrafiłem na kilka ciekawych przypadków. Np. komuś komu zdarzyło się być w Tybecie z dala od głównych miast, miernik pokazywał nie tak bardzo dużą wartość, chociaż jego oczy widziały co innego. To najpewniej "wina" tych czterech tysięcy metrów n.p.m. - przez cieńszą atmosferę światło gwiazd jest tam mocniejsze, co też wpływało na pomiar SQM-a.

 

No, na pomiar raczej znacząco to nie wpływało - ekstynkcja atmosferyczna na poziomie morza "gasi" gwiazdy w zenicie o zaledwie 20% - 30%, a w noce z dobrą przejrzystością nawet mniej. Z tego co pamiętam, to głównym czynnikiem wpływającym na jasność nieba jest sama jasność tła, a gwiazdy to tylko stosunkowo niewielki dodatek.

Za to wizualnie takie niebo w górach wygląda znacznie lepiej zwłaszcza dzięki temu, że gwiazdy z dala od zenitu zdają się świecić znacznie jaśniej niż poza górami. Kilka stopni nad horyzontem gwiazdy są w górach nawet kilkukrotnie jaśniejsze niż na nizinach.

[Gość]

 

No, na pomiar raczej znacząco to nie wpływało - ekstynkcja atmosferyczna na poziomie morza "gasi" gwiazdy w zenicie o zaledwie 20% - 30%, a w noce z dobrą przejrzystością nawet mniej. Z tego co pamiętam, to głównym czynnikiem wpływającym na jasność nieba jest sama jasność tła, a gwiazdy to tylko stosunkowo niewielki dodatek.

Za to wizualnie takie niebo w górach wygląda znacznie lepiej zwłaszcza dzięki temu, że gwiazdy z dala od zenitu zdają się świecić znacznie jaśniej niż poza górami. Kilka stopni nad horyzontem gwiazdy są w górach nawet kilkukrotnie jaśniejsze niż na nizinach.

 

Niestety nie wiem jak wygląda niebo w naszych górach, nie mówiąc już o niewyobrażalnym dla mnie niebie tybetańskim, więc wszystko muszę brać na wiarę.

Okazało się, że zachowałem sobie odnośnik do dyskusji, gdzie został opisany przypadek, który przytoczyłem. LINK (ostatni post).

[Panasmaras]

Kilka stopni nad horyzontem gwiazdy są w górach nawet kilkukrotnie jaśniejsze niż na nizinach.

Przestaniesz Ty wreszcie nas (północników) dołować?

;)

[MarekM60]

Co do samego miernika i  "podobieństw":

 

Aktualnie - wspólne z Unihedronem: użycie sensora TSL237, wyświetlanie w skali Mag/arcsec^2, wyświetlanie temperatury. Z SQM-L - ok 20 stopni pole widzenia, SQM-LU - użycie otwartego protokołu transmisji danych. W przyszłości - z SQM-LU-DL - archiwacja danych, a z SQM-LE - możliwość podłączenia po Ethernecie.

 

Z wątkiem na Stargazers - praktycznie nic z prezentowanych tam programów i rozwiązań nie zostało. Całość - napisałem od nowa, mierząc i obliczając, plus robiąc korekty temperatur - zupełnie inaczej.

 

Co nie oznacza, że pomiary będą różne. Odchylenie 0.1 od oryginalnego SQM-L powinno każdorazowo być zachowane.

Wszystkie SLM-y powinny być zgodne lepiej.

 

Żeby się nie myliło - to forumowy projekt będzie się nazywał SLM a nie SQM. (przy okazji proszę modów o zmianę w nazwie tematu).

[ignisdei]

Zmienione, jak napisał Marek będzie to nasz wspólny - forumowy projekt. Będziemy wspólnie reklamować miernik na  Forum a miernik będzie (i jest) opatrzony logiem FA.

Tylko na marginesie: wiosną na zlocie był Krzysiu Gałka w Zatomiu. Miał  "Delciany" oryginał przy sobie. Pomiar wyszedł Krzychowi  6,70 ..mój pomiar z soboty w Zatomiu był identyczny..więc zaraz kupiłem egzemplarz dla siebie.

To naprawdę fajne urządzonko -dla kogoś takiego jak ja: humanisty i wyłącznie miłośnika.

[matti_94]

PS-3.

Jakby byli chętni - na na kolejny Zlot mogę przygotować prezentację na temat miernika, metod pomiarowych i interpretacji wyników :) (będzie liczba "e", całki, itp :) :) :) )

 

No i elegancko, to trzymam za słowo bo jak słysze słowo całka, eksponent itp. to ciepło mi się na sercu robi normalnie :D

[MarekM60]

Wszystkie części do 20 mierników już w Polsce. Myślę, że listonosz je w poniedziałek/wtorek przyniesie i będzie można montować :)

[piotrn]

Jeśli można, to zamawiam 1 sztukę.

[lumpo]

Też jestem chętny.. chociaż jeszcze nie ma chyba oficjalnych zapisów..:

 

1. piotrn - 1 szt.

2.lumpo - 1 szt.

Edytowane 27 Września 2015 przez lumpo