Revision de errores de guiado en PHD2

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enrique
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Revision de errores de guiado en PHD2

Mensaje por enrique »

Hola a todos. He pensado que sería interesante abrir un hilo los problemas de guiado mas comunes. La idea es hacer un resumen basándome en un PDF que analiza las gráficas de distintos guiados con problemas. Pongo aquí el enlace por si alguien quiere leérselo. (https://openphdguiding.org/Analyzing_PH ... e_Logs.pdf)

Lo primero es decir que deberíamos haber hecho caso al manual de buenas practicas: https://openphdguiding.org/PHD2_BestPra ... 019-12.pdf
  • Deberíamos haber creado el perfil usando el asistente, rellenando correctamente la focal del telescopio guía y el tamaño del pixel de la cámara de guiado. Si tenemos el equipo conectado el propio PHD2 rellena todos los datos excepto la focal del tubo guía.
  • Crear los darks con el asistente o recuperarlos de perfiles compatibles.
  • Calibrado. Según el manual debería hacerse en una declinación cercana a 0 y cerca del meridiano para así utilizar una estrella bastante alta y que los pasos de la calibración tengan un desplazamiento correcto para hacer la calibración.
  • La gráfica deberíamos ponerla en modo ars-sec para poder ver e interpretar correctamente el funcionamiento del guiado.
Empezamos con los guiados problemáticos que podemos encontrarnos:

En este gráfico podemos ver como la estrella se mueve tanto en AR como DEC y parece un movimiento errático:
Imagen

A veces con un pulso lleva la estrella al sitio y otras veces necesita varios pulsos para conseguirlo. Si nos fijamos en la escala esta guiando en +-0,5" lo que significa que en este caso el equipo está funcionando correctamente pero el seeing esta haciendo trabajar bastante al guiado. Se pueden hacer dos cosas, aumentar el movimiento mínimo (min mov) para que el PHD reaccione al desplazamientos de estrella mayores, o también tenemos la posibilidad de aumentar el tiempo de exposición para promediar los efectos de dicho seeing. Pero ojo, estamos en +-0,5" y eso esta muy bien.

Podemos encontrarnos gráficos así:
Imagen
Parece un guiado perfecto. La estrella guía no se mueve en absoluto. Pues no. Seguramente estamos guiando con un pixel caliente.

Es recomendable dejar que PHD2 elija la estrella de guiado, ya que este evitará elegir estrellas saturadas que no valen para guiar, pixeles calientes o estrellas muy débiles. También se puede configurar un HFR mínimo para la selección automática de la estrella. Asegúrate de estar usando una librería de darks creados a una temperatura parecida a la que estas usando para guiar, y también puedes aplicar una reducción de ruido 2x2 o 3x3.

Otra gráfica que podríamos encontrarnos:
Imagen
Al principio parece que todo va bien hasta que de pronto la gráfica se mueve hacia abajo y por muchos pulsos que PHD2 haga nunca consigue recuperar el guiado. Seguramente aquí hay un problema en el cable de guiado. La montura nunca reaccionó a los pulsos de corrección. Revisar el cable que estéis usando tanto si guias con el cable ST4 que va directo de la cámara de guiado como si guiais con el ordenador.

Otro ejemplo de gráfica problemática rara es esta:
Imagen
Todo empieza bien y parece que está guiando correctamente. Pero puede verse como la DEC va derivando hacia el norte. Se puede observar como no hay pulsos de corrección para devolver la DEC a su sitio. En este caso PHD2 tiene activado la opción de solo correcciones hacia el norte en DEC. Esta opción se usa para evitar que corregir la holgura o backlash del eje de DEC y solo realizar correcciones en el sentido contrario a la deriva de la montura. Para solucionar esta gráfica basta con cambiar la opción y activar solo correcciones hacia el sur o auto.

Otra muestra de gráfica. En esta ocasión se ha activado la opción SNR para ver la relación señal ruido de la estrella de guiado:
Imagen
La SNR empieza a caer poco a poco empeorando el guiado. Normalmente es debido al paso de nubes o que la óptica de nuestro equipo se está empezando a empañar.

Excursiones o "Gremlins". En algunos casos podemos podemos ver en la gráfica como la estrella de guiado realiza "excursiones", es decir, se desplaza durante algunos segundos y al cabo de vuelve a su sitio.
Imagen
Esto puede deberse por muchos motivos. Los mas comunes son:
  • Holguras en la montura, trípode, suelo. El mas mínimo movimiento que no podemos percibir puede ser el culpable, aunque no lo creas.
  • Desplazamiento de cables. Atentos a esto. Todos tenemos cables que salen de la cámara y del telescopio y bajan hasta el ordenador. Estos cables ejercen una resistencia, algunas veces friccionan unos con otros, y con el frio se hacen mas rígidos. Mi consejo es bajarlos lo mas centrados a los ejes AR y DEC y que no estén apretados entre si, que tengan juego para que en todas las posiciones de la montura estos cables afecten lo menos posible a la propia montura.
  • Ráfagas de viento
  • Flexiones: el telescopio guía, la cámara, montura o andar cerca del telescopio.
El tema de los cables es un problema particularmente común. Situar correctamente estos, sujetarlos pero dejándoles juego evitará muchos problemas de guiado.


Problema de subcorreccion al corregir la holgura o el backlash en DEC:
Imagen
Este es un ejemplo bastante típico. Cada vez que hay un cambio de dirección en la corrección de DEC el sistema tarda bastante en reaccionar con lo que PHD2 aumenta el tamaño de los pulsos para conseguir llevarlo al sitio, cuando contrarresta esa holgura el gran tamaño de los pulsos manda a la dirección contraria la estrella produciendo el mismo efecto anterior pero en el lado opuesto. Esto es causado por la holgura de los engranajes, Esta holgura es necesaria para que evitar que estos friccionen demasiado entre si. La solución pasa por:
  • Reducir esta holgura a la mínima necesaria para el correcto funcionamiento de la montura.
  • Realizar el asistente de guiado con la comprobación de backlash en declinación. Esto medirá esta holgura y activara dicha corrección.
  • Corregir el guiado solo en una dirección. Esta dirección será la consecuente por el error de puesta en estación que tengamos. De esta forma no tendremos cambios de sentido en la corrección.
Otro problema no muy común es este:
Imagen
En este caso el guiado no es capaz de corregir el enorme error periódico que tiene la montura. Es posible que el tiempo de exposición sean demasiado largo como para que los pulsos de guiado corrijan este error periódico. PHD2 siempre va detrás de la curva con las correcciones. La solución pasa por:
  • Crear y activar la corrección de error periódico de la propia montura o PEC.
  • Disminuir el tiempo de exposición para que PHD2 pueda enviar pulsos con mas frecuencia.
  • Ejecutar el asistente de guiado durante 6 u 8 minutos para que este nos analice el error periódico y nos ayude a elegir el tiempo de exposición.
Un error similar en declinación puede verse en esta gráfica:
Imagen
En caso vemos que el guiado no ha podido mantener la estrella en su posición y que la estrella siempre esta en el mismo lado, con lo que no es un problema de reacción. El síntoma es un error muy grande en la puesta en estación. Las correcciones no son capaces de llevar la estrella a su posición. Es un problema fácil de solucionar mejorando la puesta en estación bien usando el propio asistente de PHD2, con una Polemaster, etc.

La fuente mas común de sobrecorrecion es la "persecución". Esta es un ejemplo:
Imagen
En este caso podemos ver como la corrección va de un lado al otro invirtiendo constantemente la dirección. El resultado es un patrón de dientes de sierra y no hay estabilidad en AR. Una causa bastante normal es un valor en min-move demasiado pequeño. PHD2 esta intentando corregir movimientos de estrellas demasiado pequeños producidos normalmente por un mal seeing. La solución pasa por:
  • Aumentar el min-mov para que solo reaccione a desviaciones mayores no producidas por el efecto del seeing.
  • Aumentar el tiempo de exposición para promediar la posición de la estrella.
Este problema también puede aparecer en declinación:
Imagen
La solución es la misma que el caso anterior.

Otra forma de oscilación en declinación puede ser esta:
Imagen
Aquí PHD2 realiza una compensación de DEC y se espera para ver si la estrella va a su sitio, cuando ve que no lo hace ejecuta otra corrección de DEC y así ciclicamente. En este caso tiene una sobrecorrecion de la holgura o backlash de DEC. Este valor PHD2 va ajustándolo automáticamente pero algunas monturas tiene su propio sistema de corrección interno por lo que habría que desactivarlo o ponerlo a 0 en PHD2.

Y por ultimo veremos un caso parecido al anterior:
Imagen
Cada vez que PHD2 invierte la dirección de la guía hay un retraso hasta que se mueve en la dirección correcta hasta que el gran tamaño de los pulsos junto hacen reaccionar el equipo en dirección contraria bruscamente. Aquí aparecen dos problemas, uno el backlash del eje de declinación y el otro un efecto llamado "stiction" o "fricción estática" que ejerce una resistencia al movimiento hasta que los pulsos del PHD2 consiguen vencer esta fricción estática y el equipo responde bruscamente. Esa el la causa probable de la sobrecorrecion. La solución pasaría por:
  • Equilibrar lo mejor posible nuestro equipo tanto en AR como en DEC y en todas las posiciones.
  • Lubricar rodamientos, engranajes, retenedores, etc.
Y hasta aquí las gráficas de ejemplo con algunos de los múltiplos problemas que pueden aparecer. Tenemos algunas herramientas como el software PHD2 Log Viewer donde podemos cargar los log creados por el PHD2 y analizar las curvas para poder comprobar la calidad del guiado.
Imagen
Como recomendación os diría que a la hora de hacer cambios en la configuración del PHD2 para mejorar el guiado hagamos pequeñas modificaciones y comprobemos el RMS a lo largo de bastante tiempo para no dejarnos influir por la aleatoriedad de seeing. Otra cosa a tener en cuenta es la focal del equipo que usemos para fotografiar. Mi experiencia es que con menos de 1000 mm de focal podríamos usar un telescopio guía en paralelo con resultados satisfactorios, aquí entrarían la mayoría de refractores fotográficos que se usan ahora, pero a partir de 1000 mm recomiendo usar una OAG o guía fuera de eje para guiar con la propia focal del telescopio fotográfico. La experiencia me dice que para focales superiores a 1000 mm el telescopio guía en paralelo no es una solución adecuada para un buen guiado. Naturalmente hay muchos tipos de telescopios para guiar, cámaras, etc y cada una es un mundo, esto es una idea general.

Si queréis publicar aquí alguna muestra de un guiado particular que queráis que analicemos bienvenida será. Quiero subrayar que este post esta basado y usa imágenes del PDF "Analyzing_PHD2_Guide_Logs" de Bruce Waddington.
Telescopios: Ritchey-Chretien 10" Carbon - TS Optics Photon Newton 10" F4 - TS Optics Photoline 90mm f/6.6 FPL53 Triplet Apo
Cámaras: Moravian G2 8300 + FW 10x36mm - Atik 414 EX + FW 7x1.25"
Monturas: Skywatcher AZEq6 - Skywatcher EQ6R Pro

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Alvinillo
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Re: Revision de errores de guiado en PHD2

Mensaje por Alvinillo »

Buena información, es útil revisar con detalle eas gráficas porque ayudan a detectar problemas.
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climent
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Re: Revision de errores de guiado en PHD2

Mensaje por climent »

Gran trabajo Enrique,un informe imprescindible a tener en cuenta.
Gracias.
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