Flatfield-Box für StarFire EDT 130 selber bauen

Was ist eine Flatfieldbox und wozu benötigt man eine Flatfieldbox

Jede Linse hat eine sogenannte Vignettierung. Das sind im Prinzip dunkle Randbereiche die durch die die Verwendung mehrerer Linsen zustande kommen. Die meisten kennen diesen Namen vermutlich nur als Filter bei der Handyfotografie.

Bei der Astrofotografie stört dieser Effekt, weil man ein “flaches”, bis in die Ecken ausgeleuchtetes Bild erzeugen will. Die Vignettierung lässt sich technisch nicht vermeiden, weshalb der Effekt nachträglich herausgerechnet werden muss. Um das zu erreichen, muss man wissen, wie die Vignettierung und andere Störungen, wie Staub auf der Linse oder in der Kamera aussehen. Dazu benötigt man eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung des gesamten Bildbereichs.
Eine Flatfield-Box macht genau das, sie erzeugt diese homogene Ausleuchtung. Dann wird ein kurzbelichtetes Bild gemacht, das sogenannte “Flat”, auf welchem man die Vignettierung und den Staub erkennen kann. Dieses “Flat” wird dann von der Software in jedes Bild eingerechnet und der Effekt damit kompensiert.

Für gute Astro-Fotos kommt man also um die Flats und die Flatfield-Box nicht herum. Leider sind wie immer die käuflich erwerblichen Produkte astronomisch teuer. In der Regel liegen die Preise zwischen 90 und 150 Euro für ein paar LEDs.
Was liegt also näher als eine Box selbst zu bauen? Kann ja nicht so schwer sein.

Beispiel Vignettierung unserer StarFire
Flatfield-Box auf StarFire gesteckt
Die fertige Flatfield-Box für die StarFire
Flatfield-Box auf StarFire in der Sternwarte
Flatfield-Box auf StarFire gesteckt

Flatfield-Box selber bauen

Die Einkaufsliste

  • 3D-Drucker: AnyCubic I3 Mega
  • 3D-Druck Filament (Farbe egal)
  • LED-Strip 9-12 Volt
  • 3poliger Schalter
  • Alufolie
  • Doppelseitiges Klebeband
  • Posterklebepads
  • Stecker für 9V-Block Batterie
  • Acrylglasplatte 3mm opal weiß
  • Kabel
  • Lüsterklemme 4-fach
  • Lötkolben, Seitenschneider, Zangen, etc.

Die 3D-Konstruktion der Flatfieldbox

Wie immer beginnt das Projekt mit einem 3D-Modell. Im Prinzip sind es nur ein paar unterschiedlich hoch extrudierte Kreise. Also auch ein hervorragender Einstieg in die 3D-Konstruktion und den 3D-Druck. Alternativ kann man auch mein fertiges Modell einfach herunterladen und drucken: https://www.thingiverse.com/thing:5200922

Flatfieldbox – Zylinder
Flatfieldbox – Deckel

3D-Druck der Flatfieldbox

Der Druck der Flatfieldbox ist kein Hexenwerk. Sowohl Deckel als auch der Zylinder sind so konstruiert, dass die beiden Elemente ohne Stützstruktur oder Hilfskörper (Raft oder Brim) gedruckt werden können. Das Video des Drucks kann man rechts betrachten.

Das Video des 3D-Drucks

Zusammenbau der Flatfieldbox

Doppelseitiges Klebeband und Posterstrips anbringen.
Am besten leicht überlappend.

Einen Streifen Alufolie mit einer Länge von 60 cm und einer Höhe von 2,5 cm abschneiden und flachstreichen. Danach den Streifen in den Zylinder einkleben.

LED-Streifen unter den Ring der Alufolie einkleben.
Kabel durch das Loch im Zylinder nach außen führen

Die Acrylglasplatte 3 mm opal weiß einkleben.
Die Platte kann auch transparent sein, dann muss ein DIN A4-Blatt auf die Platte geklebt werden. Das Ergebnis mit der weißen Platte war aber um Längen besser.

Danach ein Stück mit drei LEDs vom LED-Strip abschneiden. Kontakte anlöten. Die drei LEDs mittig in den Deckel kleben.

Alufolie in Form des Deckelbodens ausschneiden und auf den Deckel kleben. Mit einer Aussparung für die drei verklebten LEDs.

Das Kabel der LEDs aus dem Zylinder führen.

Den 3-poligen Schalter mit 3 Kabeln verlöten, in das Loch am Deckel einschrauben und auch diese Kabel nach außen führen.

Optional das im Zylinder verbleibende Kabel mit Alufolie umwickeln. (Eigentlich macht es keinen sichtbaren Unterschied).

Deckel auf den Zylinder aufstecken. Je nach Qualität des 3D-Drucks mit mehr oder weniger Druck.

Die Verkabelung erledigen. Die Box kann entweder mit einem 9V-Block oder einem 12V-Netzteil (z.B. von einer Fritz!Box) betrieben werden.
Die 9V sind vor allem für den Outdoor-Betrieb auf einem Feld sehr nützlich, weil die Box dann autark funktioniert. Für uns in der Sternwarte verwenden wir das 12V-Netzteil.

Für den Prototyp reicht eine 4-fach Lüsterklemme.

Die betriebsfertige Flatfieldbox

Nach dem Zusammenbau ist die Box fertig und betriebsbereit. Die ersten Tests waren sehr erfolgreich.
Muss aber erst noch wissenschaftlich verifiziert werden.

Die eingeschaltete Flatfieldbox
Die Flatfieldbox aufgesteckt auf dem StarFire

Nächste Schritte und Optimierungsbedarf

Um zu wissen, wie gut die Flatfield Box wirklich ist, muss der Vergleich mit dem Himmel schon noch sein.
Vielleicht bekommt man mit IRIS den Quotienten von FlatFieldBox vs BlueSky sauber gerechnet.
http://www.astrosurf.com/buil/iris-software.html (Vorsicht Kommandozeilenbedienung) 

Erste Tests der neuen FlatFieldBox

Aber eigentlich sprechen die ersten Bilder mit der Flatbox für sich selbst: Pferdekopfnebel und Flammennebel und h (NGC 869) Chi Persei (NGC 884).
Keine Vignettierung mehr zu erkennen.

2022-01-14-Pferdekopfnebel und Flammennebel
2022-01-14 Pferdekopfnebel und Flammennebel
Perseus - h (NGC 869) Chi Persei (NGC 884)
2022-01-14 – h (NGC 869) Chi Persei (NGC 884)
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