Elektronischer Sextant aus Scannerteilen

Projekte 12.10.2011 17:48 Uhr CurdW

Aus der CCD-Sensoreinheit eines alten Flachbettscanners und einigen Druckerteilen entstand ein elektronischer Sextant. Aus zwei Messungen zu zwei verschiedenen bekannten Uhrzeiten am selben Ort kann man damit die geographische Länge und Breite des Standortes bestimmen – ganz ohne GPS.

Zutaten

Objektiv, CCD-Sensor (TCD103), Treiber- und AD-Wandler-Elektronik aus Scanner
Achse mit Zahnrad und Lager vom Papiertransport eines Druckers
Schrittmotor aus Drucker
Achse (Führungsstange aus einem Diskettenlaufwerk)
Sperrholzreste vom Baumarkt
Atmel AVR ATtiny2313 und ATmega8

Beschreibung

Der optische Sensor des Scanners darf in seiner neuen Verwendung anstatt Druckerschwärze auf Papier die Sonnenhöhe über dem Horizont erfassen. Aus zwei solchen Messungen zu zwei verschiedenen Uhrzeiten am selben Ort kann dann man die geographische Länge und Breite des Standortes bestimmen.

Die CCD-Sensoreinheit ist kardanisch aufgehängt und kann vom Schrittmotor um die Azimutachse gedreht werden. Ein ATtiny2313-Mikrocontroller erzeugt die CCD-Timing-Signale und erfasst die Pixelwerte. Ein ATmega8 steuert den Schrittmotor, puffert die Pixelwerte und übernimmt die Kommunikation mit einem PC.

Das Herzstück bildet die Optik mit dem hochauflösenden CCD-Zeilensensor. Diese Einheit stammt samt Treiber- und AD-Wandler-Platine aus dem Scanner. Schrittmotor, Zahnrad und Achse, um die Vorrichtung um die Azimut-Achse zu rotieren, kommen aus einem Drucker. Die verchromte Achse für die Aufhängung war früher vermutlich Bestandteil eines Diskettenlaufwerks. Die Optik mit Sensor ist auf einer 2mm-Stahlplatte montiert. Die gesamte Sensorplatte wiegt etwa 400g.

Der Sextant verwendet einen sogenannten künstlichen Horizont, was bedeutet, dass er als Bezugsrichtung zur Messung der Sonnenhöhe die Richtung der Schwerkraft verwendet. Damit ist er zwar wegen seiner Empfindlichkeit gegenüber Beschleunigungen nur in Ruhe (an Land) anwendbar, benötigt aber keine freie Sicht zum echten Horizont.

Zu dem Projekt betreibt der Autor eine eigene Webseite [1] mit weiteren Informationen. Wer Lust aufs Basteln bekommen hat, kann sich die komplette Bauanleitung mit Schaltplänen, AVR-Firmwares, zusätzlichen Bildern und Videos (130 MByte). (cm [2])

Video

URL dieses Artikels:
https://www.heise.de/-1745504

Links in diesem Artikel:
[1] http://www.wallhaeusser.de/projects/esextant
[2] mailto:cm@ct.de