TCF-S Temperature Compensating Focuser

說明

在 1999 年，Optec 的 Gerald Persha 設計並推出了首款全數位電動望遠鏡對焦器。採用閉迴路設計，配備外部手動控制盒和內建溫度補償，這款首創的TCF 溫度補償對焦器至今仍在 Optec 天文台每個晴朗的夜晚運作。利用最佳擬合線性模型來校正溫度引起的焦點偏移，TCF 表現出色，無需在數週內重新對望遠鏡進行對焦。

當第一批調焦器交付給客戶時，我們很快就看到了電腦控制的需求。透過在控制電路中加入序列UART晶片和ASCII指令集，TCF-S應運而生。現在，調焦控制以及序列「Go-To」望遠鏡底座和成像相機，都可以透過多種軟體套件來控制。

遠端控制天文台對於許多使用現成產品的業餘愛好者和小型大學來說已成為現實。革命性的TCF-S獲得了Sky & Telescope在 2000 中獲得熱門產品獎，因其對天文研究與影像擷取方式的重大變革做出了貢獻。

自那時起，TCF 調焦座系列已擴展至包含更大的調焦座、整合電子元件的調焦座，以及更耐用的新型控制器，例如FocusLynx，它將序列協定擴展到 USB、乙太網路和無線 WiFi 功能。Optec 工程師持續創新，推出線性編碼器版本以實現次微米級的位置精度。在整個成長過程中，Optec 始終實現了遠端天文台操作的穩健機械設計與智慧電子產品的總體目標。

#17670 - Original TCF-S Focuser with USB/Serial control

在機械結構上，TCF-S 是一款堅固的 Crayford 式電動調焦器，具有高重複性、無間隙，且回差極低，僅 0.0013 英寸。Optec 的設計非常適合需要精確對焦的應用，例如 CCD 成像或底片天文攝影。一個帶減速齒輪的步進電機驅動傳動軸，電機每轉一步，調焦筒移動 0.000086 英寸。該裝置從前端到調焦筒末端（在中間對焦位置時）為望遠鏡增加 3.5 英寸的後焦距。調焦筒的總行程為 0.6 英寸或 7000 步。一對按鈕控制對焦方向，數位讀數顯示器 (DRO) 顯示當前位置。TCF-S 調焦器可以輕鬆承載重達 10 磅的相機和儀器套件。TCF-S 可單獨使用，也可搭配電腦，透過一些流行的相機控制軟體實現自動對焦。

TCF-S 對焦器獨有的電子控制系統會監測望遠鏡鏡筒溫度，並據此補償對焦。一個小型溫度探針安裝在望遠鏡鏡筒側面，以 0.1 °C 的解析度監測溫度。對於典型的施密特-卡塞格林望遠鏡，口徑為 8 至 11 英吋，焦比為 f/10，後焦距會隨溫度每變化 1 °C 而移動約 0.010 英吋。在觀測期間，環境溫度在數小時內變化多達 10 °C 並不罕見。這種因溫度引起的對焦變化對大多數望遠鏡設計而言都是嚴重問題，在長時間曝光期間需要頻繁重新對焦。典型的 RGB 曝光序列可能持續一小時或更久，因此每次更換濾鏡後都必須檢查並修正對焦。

使用簡單的設定程序來找出使用者望遠鏡系統特有的溫度係數。TCF-S 系統允許計算兩個不同的係數（對應於兩種不同的焦比配置）並儲存在 EEPROM 記憶體中。一旦學習完成，即可使用簡單的滑動開關選擇任一係數。手動模式讓使用者隨時手動設定對焦。

TCF-S 的數位特性提供了真正智慧對焦的機會。使用 TCF-S 對焦器，程式設計師可以透過任何序列埠直接與對焦器的控制器（位於手控器中）進行通訊。簡單的 ASCII 協定易於編程，並已在許多受歡迎的影像和相機控制軟體套件中實現。例如，CCDSoft 版本 5 提供 @Focus 常式，透過序列埠與 TCF-S 通訊，以提供真正的自動對焦控制。MaxIm DL/CCD 版本 3 及以上版本提供使用 TCF-S 對焦器的遠端和自動對焦控制。

觀測結束時，TCF-S 對焦器會記住最後的溫度和位置。當裝置為新一次觀測重新開啟時，TCF-S 會使用目前鏡筒溫度計算新位置並移動至該位置。假設光學配置沒有變更，天體將迅速精確對焦。可以連續觀測許多天而無需再次對焦。

TCF-S 附帶其專用的 Windows PC 控制程式。安裝程式執行後，可在 TCF-S 資料夾中找到該程式的原始碼。我們鼓勵使用者參考 TCF-S.bas 常式作為範例，編寫自己的操作程式。您可以前往我們的軟體下載頁面下載 TCF-S_Control 的安裝程式。導覽按鈕位於左側。

 TCF-S/S3 控制盒

此控制盒為步進馬達供電、讀取溫度感測器、提供與 PC 的雙向序列通訊，並允許使用者遠端控制和讀取 TCF-S 及 TCF-S3 對焦器的狀態。為達成正確連接，還需要取得三條纜線：電源線、對焦器控制線和 PC 序列連接線。

正常操作時，MODE 和 LEARN 滑動開關應置於 RUN 和 MANUAL 位置，如圖所示。若要教導對焦器新的溫度係數，請將 LEARN 開關置於 LEARN 位置，並將 MODE 開關置於 AUTO A 或 AUTO B。

對焦器以「步數」為單位的位置顯示在 DRO 顯示器上。對於 TCF-S，位置範圍從 0 到 7000 步，對應最大行程 0.60 英吋。對於 TCF-S3，位置範圍從 0 到 9999 步，對應最大行程 1.00 英吋。

重要注意事項！ 此控制盒旨在用於透過電腦或桌面控制對焦器，而非作為手持控制器！如需手持操作對焦器，建議購買遠端鍵盤。

規格參數

• 重型 Crayford 樣式 2 吋調焦器
  補償因溫度變化造成的焦點偏移
• 支援重量達 10 磅的儀器
• 易於使用的控制盒
• 可搭配或不搭配 PC 使用
• 4 位數位置顯示
• 測定TC的簡易程序
• 關閉程序會記住最後位置
• 相容於主要相機控制軟體，支援自動對焦
• 免費控制/介面程式
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• 承重能力：    10 磅（4.5 公斤）最低
• 總高度：  3.3"（83.8公釐）完全收合至 3.9"（99公釐）完全展開
• 調焦行程：  0.6"（15.2公釐）
• 步數：  7,000
• 步進解析度：  2.2 微米
• 重量：2 磅 8 盎司（1.1 公斤）
• 有效孔徑：2 英吋（52.8 公釐）
• 後焦距使用：3.3 英吋（83.8 公釐）至 3.9 英吋（99 公釐）