ATM (Amature Telescope Making)โครงการสร้างกล้องดูดาวสมัครเล่น 

สร้างกล้องสะท้อนแสงขนาดใหญ่
ตอนที่ 2

การสร้างตัวลำกล้อง
เนื่องจากกระจกสะท้อนแสงมีขนาดใหญ่ จึงต้องหาวัสดุที่จะนำมาทำเป็นตัวกล้องใหญ่ตามไปด้วย เพื่อต้องการให้น้ำหนักเบา หากใช้ท่อพีวีซีก็จะน้ำหนักมากเกินไป และหาขนาดตามต้องการไม่ได้ ในที่นี้จะใช้แบบหล่อเสาคอนกรีต ซึ่งทำด้วยกระดาษอย่างแข็ง และสามารถเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางได้หลายขนาด เริ่มตั้งแต่ 15 ซม. ถึง 120 ซม. step ละ 5 ซม.  ซึ่งในที่นี้ได้แนะนำร้านที่จำหน่ายแบบหล่อเสาคอนกรีตมาด้วย ลองติดต่อสอบถามราคากันเองนะครับ

ตัวอย่างของบริษัทที่ขายแบบหล่อเสาคอนกรีต หาได้จากสมุดหน้าเหลือง 		ขั้นตอนที่ 1 วิธีการสร้างตัวลำกล้อง
    1) เลือกขนาดแบบหล่อเสาคอนกรีต ให้สัมพันธ์กับขนาดกระจก ซึ่งในที่นี้ เป็นกระจกขนาด 12.5 นิ้ว หรือ 31.25 ซม. จะเลือกแบบเส้นผ่านศูนย์กลาง 35 ซม. ซึ่งทางร้านขายความยาว 2.5 เมตร ราคาประมาณ 790 บาท แล้วนำมาตัดให้ได้ความยาวประมาณ ความโฟกัสของกระจกก่อน คือ 1.5 เมตร
    2) ลอกผิวด้านนอกของแบบหล่อฯ ออกไปประมาณ 1ชั้น เพราะเป็นกระดาษมันพิมพ์ลายยี่ห้อ ถ้าไม่ลอกออกจะพ่นสีไม่ติด
    3) ใช้ยูรีเทนเคลือบแข็งอย่างใส ที่ใช้ทาไม้ ทาผิวด้านนอก ของแบบหล่อ เพื่อให้ยูรีเทน ซึมเข้าเนื้อกระดาษ จะทำให้กระดาษแข็งตัวขึ้น โดยทา 3-4 ชั้น แต่ละชั้นควรรอให้ยูรีเทนแห้งก่อน
    4) พ่นสีด้านในด้วยสีดำ เพื่อลดแสงสะท้อน ขณะที่ด้านนอก เลือกสีตามชอบ
  

รูปที่ 2.1 		ขั้นตอนที่ 2 ทำชิ้นส่วนสำหรับหัวและท้ายของลำกล้อง
   เป็นชิ้นส่วนที่ทำมาจากไม้อัดสน*  ดูรูปประกอบ
   1) เลื่อยไม้อัดสนขนาด 15x15 นิ้ว จำนวน 3 แผ่น
   2) นำมาซ้อนกันทั้ง 3 ชิ้น ยึดด้วย Clamp หรือ เจาะรูตรงกางแผ่นยึดด้วยสกรู ให้ไม้อัดทั้งสามชิ้นไม่เลื่อน ระหว่างที่ทำการเลื่อยและตกแต่ง
   3) เลื่อยไม้อัดทั้งสามชิ้นให้เป็นวงกลมเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 นิ้ว ใช้ตะไปหยาบและกระดาษทราย แต่งผิวและขอบให้เรียบ วิธีนี้จะทำให้ได้ชิ้นงานสามชิ้นกลมเท่ากัน และสวยงาม (แนะนำควร Mark ทำเครื่องหมายไว้ด้วย ป้องกันการสลับด้าน)
   4) นำชิ้นงาน 2 ชิ้นมาประกบกัน แล้วเลื่อยด้านในเส้นผ่านศูนย์กลาง เท่ากับผิวด้านนอกของลำกล้องที่ได้จากขั้นตอนที่ 1 ชิ้นงานทั้งสองนี้จะถูกนำไปยึด ปลายกล้องทั้งสองด้าน เพื่อป้องกันทรงของลำกล้องเบี้ยว (เรียกชิ้นงาน R1,R2) 
   5) ชิ้นงานที่เหลืออีก 1 ชิ้น (ชิ้นงาน B1) และเศษไม้วงในที่ได้จากข้อที่ 4 เพียง 1ชิ้น จะนำไปใช้ใน การทำ  mirrorcell ตามขั้นตอนที่ 3
   

 


รูปที่ 3.1 		ขั้นตอนที่ 3 การสร้างส่วนปรับกระจก (mirrorcell)
   เป็นส่วนหนึ่งที่มีความยากลำบากในการทำอยู่ไม่ใช่น้อย
   1) นำเศษไม้วงในที่ได้จากข้อที่ 4 ของขั้นตอนที่ 2 มาแต่งให้กลมมี เส้นผ่านศูนย์กลาง ใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของกระจกหลักเล็กน้อย ซึ่งชิ้นส่วนนี้จะนำไปใช้เป็นฐานยึดตัวกระจก (ชิ้นงาน B2)
   2) นำชิ้นงาน B1 และ B2 มาประกบกันให้มีจุดศูนย์กลางร่วมกัน ทำเครื่องหมายบนชิ้นงาน B2 เป็นจุด 3 จุด แต่ละจุดมีระยะห่างเชิงมุม เท่ากันคือ 120 องศา และเจาะรูให้ทะลุชิ้นงานทั้งสอง ความกว้างของรูเท่ากับ 2 หุนครึ่ง หรือให้สกรูหัวจมร้อยทะลุได้
   3) บนชิ้นงาน B2 ที่ตำแหน่งรู นำ T-nut ฝังลงในเนื้อไม้  แล้วนำกระจกหลักวางบนชิ้นงานด้านตรงข้ามกับที่ฝัง T-nut แล้วยึดกระจกให้แน่น ดังรูปที่ 3.4
   4) นำชิ้นงาน B1 และ B2 มาประกอบกัน ตามรูปที่ 3.1 โดยจะมีการเพิ่มสปริง*ด้วย ซึ่งสปริงนี้จะเป็นตัวช่วยในการปรับ ระนาบของกระจก ซึ่งจะกล่าวถึงการปรับแต่งอีกครั้ง
    5) ยึดแหวน R1เข้ากับส่วนท้ายของลำกล้องตามรูปที่ 3.5 แล้วนำส่วน mirrorcell มาประกอบ ตามรูป 3.6 ให้ตำแหน่งที่ Mark ไว้ตรงกันแล้วยึดตะปูเกลียว
  รูปที่ 3.2 ภาพแสดงด้านข้างของส่วน mirrorcell ที่ประกอบสำเร็จแล้ว จะเห็นสปริงเป็นตัวดีดฐานกล้องเพื่อปรับระนาบกระจก

รูปที่ 3.3 
ชิ้นงาน B1 และ R1 จะต้องมีการยึดติดกันด้วยตะปูเกรียว
รูปที่ 3.5
แสดงการประกอบวงแหวน R1 เข้ากับส่วนท้ายกล้อง แล้วย้ำตะปูเกรียวจากด้านใน 

รูปที่ 3.4
แสดงการยึดกระจกหลักกับฐานกล้องด้วยปืนกาว
รูปที่ 3.6
แสดงการประกอบส่วน mirrorcell เข้ากับส่วนท้ายกล้อง
 
รูปที่ 4.1

ขั้นตอนที่ 4 การคำนวนหาตำแหน่งติด Focuser
    การหาตำแหน่งติด Focuser จัดว่ามีความสำคัญอันดับหนึ่ง เพราะหากคำนวนพลาดเจาะผิด จะทำให้ลำกล้องนั้นเสียไปเลย 
     หลังจากที่ติดตั้งส่วน mirror cell ตามขั้นตอนที่ 3 เรียบร้อยแล้ว ส่วนปลายลำกล้องจะปล่อยยาวไว้ก่อน จนกว่าจะหาตำแหน่งติด Focuser ได้ เราจึงจะตัดส่วนปลายลำกล้อง แล้วยึดแหวน R2 แบบเดียวกับการยึดแหวน R1 ตามารูป 3.5
     ขอให้ดูจากรูป 4.1 ประกอบ จะเห็นว่าตำแหน่งติด Focuser มีระยะเท่ากับ f+E 
       เมื่อ f=F-Lde
     F คือความยาวโฟกัสของกระจกหลัก ในที่นี้คือ 60 นิ้ว หรือ 1500 มม. 
     Lde คือระยะหักเหของโฟกัสจากกระจกบานที่สองมีหน่วยเป็นนิ้ว เป็นค่าที่มีความสำคัญไม่น้อย และจะถูกนำไปใช้คำนวนขนาดของกระจกบานที่สอง(secondary mirror) 
ซึ่งจะกล่าวถึงภายหลัง 
        ค่า Lde หาได้จาก 
      ครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางของลำกล้อง (T/2) + ความสูงของตัว Foucer (H)+ระยะปรับโฟกัสสูงสุด (R)
      ตัวอย่างในที่นี้คือ (13.8/2)+1.80+1.80 = 10.50 นิ้ว หรือ 262.50 มม.
      E เป็นระยะจากผิวกระจกหลักถึงปลายลำกล่อง ค่านี้จะได้ก็ต่อเมื่อประกอบชุด mirror cell เสร็จแล้วเท่านั้น ซึ่งแต่คนทำจะได้ค่า E ไม่เท่ากัน

ขั้นตอนที่ 5 ติดตั้ง Spider และ Secondary Mirror
     ขั้นต่อไปคือการติด spider ซึ่งจะมี secondary mirror ด้วยโดยที่ ระยะ LM2 จะมีค่าแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับขนาดของ secondary mirror 
และขึ้นอยู่กับแบบของแต่ละคนที่ทำ secondary mirror ขึ้นมา
     ขนาดของ Secondary Mirror ก็มีความสำคัญไม่น้อย เพราะหากเราเลือกเล็กเกินไปจะทำให้ Field ของภาพบริเวณขอบหายไป และถ้าใหญ่เกินไป
จะทำให้บังแสงจากหน้ากล้องมากเกินไปสูญเสียความสว่างของภาพไป ซึ่งขนาดของกระจกจะบอกกันเป็น นิ้ว คำนวนได้จาก
       ขนาดของ Secondary Mirror (d) = df+[ (D/F) x Lde ] เมื่อ
       df คือ dimeter factor = 0.0087F = 0.522 หน่วยเป็น นิ้ว
       D คือขนาดของกระจกหลัก = 12.5 นิ้ว
       F คือความยาวโฟกัสของกระจกหลัก = 60 นิ้ว 
       Lde เป็นค่าที่หาได้จากเมื่อตอนคำนวนหาตำแหน่งติด Focuser = 10.50 นิ้ว 
       ดังนั้น d = 0.522 + [ (12.5/60) x 10.50] = 2.70 นิ้ว

ขั้นตอนที่ 6 ตัดปลายลำกล้องและติดแหวน
      ขั้นตอนสุดท้ายของการทำกล้อง หลังจากที่หาตำแหน่งติด spider ได้แล้ว เราจะตัดส่วนปลายของลำกล้องที่ยาวเกินทิ้งไป โดยจะมีระยะห่าง B 
นับจากตำแหน่งติด spider ระยะนี้เราเรียกว่า ระยะ Buffer ของแสง โดยทั่วไปจะมีค่าเท่ากับ 1/20 ของ F ต่อจากนั้นก็ตัดส่วนปลายลำกล้องที่เกินมาทิ้ง นำแหวน R2 มาติดเช่นเดียวกับส่วนท้ายลำกล้อง 
      หาตำแหน่งติดกล้องเล็งตามความเหมาะสม
ขั้นตอนที่ 7 การทำ Balance กล้อง
    เมื่อจบขั้นตอนที่ 6 เราก็จะได้กล้องที่มีอุปกรณ์ครบ ขั้นต่อไปก็คือการหา balance ของกล้องเพื่อหาตำแหน่งที่จะยึด Altitude Bearing 
    จุด Balance ของกล้องจะอยู่ค่อนไปทางท้ายกล้อง เพราะเป็นส่วนที่หนักที่สุด
    วิธีง่ายก็คือการใช้เชือกคล้องลำกล้องไว้ แล้วนำกล้องไปแขวนไว้หาตำแหน่ง Balance แล้ว Mark ตำแหน่ง ระยะ Bx นี้จะถูกนำไปคำนวนความสูงของ Mount อีกทีหนึ่ง
หมายเหตุ
  wood ไม้อัดสน  เป็นอุปกรณ์ชิ้นหนึ่งที่ใช้เป็นส่วนประกอบของการทำกล้อง และส่วน Mount แบบ dobsonian  การเลือกใช้ไม้อัดสนเพราะ ไม้เป็นวัสดุที่ตัดแต่งได้ง่าย และมีราคาถูก ส่วนเหตุที่เลือกใช้ไม้อัดสนเพราะเนื้อไม้ค่อนข้างแน่น ขอบที่ได้จากการเลื่อยจะไม่เป็นขุยและและแตกเหมือนอัดยาง อาจจะเปลี่ยนไปใช้ไม้ปาร์ติเกล ที่ใช้ทำเฟอร์นิเจอร์เพื่อให้น้ำหนักเบาก็ได้ แต่คุณธงชัยไม่แนะนำให้ใช้  โดยเลือกความหนา 3/4 นิ้วหรือประมาณ 18 มม.
  
T-nut และสกรูหัวจม เป็นอุปกรณ์สำคัญอีกชิ้น ที่ใช้หลายจุด ตัว T-nut เป็นน๊อตที่มีหนามฝังเข้าไปในเนื้อไม้ป้องกันไม่ให้ น๊อตหมุนตาม หาซื้อได้ตามร้านแถวสี่แยกวัดตึก หากหาไม่ได้ก็ใช้น๊อตธรรมดาก็ได้ แต่หาวิธีป้องกันน๊อตหมุนตามสกรูไว้ด้วย

สกรูแบบหัวจม ใช้บล็อกหกเหลี่ยม เลือกขนาด 2 หุนครึ่งยาว 2 นิ้ว ในภาพเป็นหัวจมสแตนเลส ไม่เป็นสนิมซึ่งใช้ในอะไหล่รถยนต์

 

 

    spring-สปริง เป็นอุปกรณ์ใช้ในการดีดตัวของฐานยึดกระจก การเลือกสปริงควรเลือกให้มีค่าสัมประสิทธิ์ความแข็งพอประมาณให้เหมาะสมกับน้ำหนักกระจกที่ใช้ ถ้าอ่อนเกินไปจะทำให้ไม่มีแรงดีดตัวของฐานยึดกระจก  แต่ถ้าแข็งเกินไปจะทำให้การปรับแต่งระนาบลำบากมาก