El nostre company Fernando Guirado, ens comparteix el seu últim astrobrico, el CFM (Cel-Fosc Meter)
Quan fem sortides al camp per a observar el cel i/o fer astrofotografia solem fer comentaris del tipus: “avui la nit és molt bona”, “sembla que l’altre dia vam tenir una nit millor”, etc.
Establir si una nit és més bona que un altre no és fàcil, i més si tenim present que cada observador té una visió diferent del moment i els records de vegades ens poden “enganyar”, tenint així una estimació molt subjectiva.
N’hi ha molts mètodes per a determinar com de fosc és el cel. Alguns dels més coneguts són:
- L'escala de BORTLE: Va ser creada per John E. Bortle i a l'actualitat és una escala molt acceptada a nivell internacional per mesurar la qualitat. Té 9 nivells, essent el nivell 1 el cas amb els cels més foscos de la Terra i el 9 el cel quee es pot veure des de dins d'una ciutat.
- L'escala MALE: mesura la magnitud de la estrella més feble que es pot observar a ull nu amb unes determinades condicions ambientals.
Però, continuem amb la subjectivitat de la persona que fa la estimació.
Al mercat però, n’hi han dispositius electrònics que permeten fer una estimació de la foscor del cel, com poden ser l'SQM (Sky Quality Meter) de Unihedrom o l’LPM (Light Pollution Meter) d’Astromechanics.
Fig.1 - Dispositius SQM d'Unihedrom
Fig.2 - Dispositiu LPM d'Astromechanics
Ambdós mesuren la foscor del cel en valors de MPSAS (Magnitud de llum per segon d’arc al quadrat), una escala que logarítmica al rang [16,22]. Quant més alt el valor més fosc és el cel. Aquests aparells són objectius ja que fan una mesura fixa, sense estimacions.
Fig.3 - Escala de valors MPSAS
A internet es poden trobar calculadores per passar el valor de MALE a MPSAS i a l'inrevés.
A la comunitat d’astrònoms amateurs es fan servir molt sovint aquests aparells, ja que permeten fer comparatives entre diferents llocs o les variacions al mateix lloc durant la mateixa o diferents nit.
El dispositiu que he fet, al que he anomenat CFM que vol dir "Cel Fosc Meter", fa servir el mateix sensor que l’SQM i el LPM, el TSL237T. Aquest sensor genera una ona quadrada on la seva freqüència és proporcional a la intensitat de la llum que rep. Amb la fòrmula següent es pot convertir el valor de freqüència a un valor MPSAS:
MPSAS = (SQM_LIMIT - (2.5 * log10(freq)))*factor_calibració
on:- SQM_LIMIT és 22
- factor_calibració és el factor de correcció que s’ha d’aplicar calibrant el sensor amb fonts de llum conegudes.
El factor de calibració és necessari ja que no tots els sensors surten 100% iguals de fàbrica, i per aquest motiu cal identificar el possible error que cometen al fer la seva feina. La calibració jo l’he feta comparant els resultats que he obtingut amb un SQM comercial i en situacions de llum controlada. Al meu cas, aquest valor és de 0.995
Un altre factor que s’ha de tenir present i que poca gent comenta, és com la temperatura afecta al sensor. Aquest element és important ja que vaig veure que els valors que em obtenia respecte al SQM comercial divergia en algunes situacions. A la propia fulla d'especificacions del fabricant ja avisen d'aquesta situació tal i com es veu a la següent gràfica.
Fig.4 - Freqüencia respecte a la temperatura
Resumint els coeficients que he fet servir són:
- 1.030 de -25º a -5º
- 1.027 de -5º a +15º
- 1.025 de +15º a +55º
El dispositiu final es basa en un Arduino UNO i incorpora a més un sensor d’humitat i temperatura DHT22, una pantalla LCD per poder visualitzar les dades a qualsevol moment, un rellotge que mostra l’hora i una memòria EEPROM on emmagatzema les lectures que es van realitzant durant la nit. A més he afegit un mòdul Bluetooth per a poder transmetre les dades de forma remota si s'escau.
El consum és d'aproximadament 140mA per lo que amb una power-bank podem tenir per tota la nit sense problemes.
L’esquema final és el que mostro a continuació.
Fig. 5 - Esquema del CFM
Tot ho he col·locat dins d’una caixa per a exterior de connexió elèctriques, ja que és molt més barata que les caixes per a prototipus electrònics i fàcils de trobar a les botigues dels "xinos".
Fig. 6 - CFM final
Faig servir dos LEDs per a fer indicacions a l'usuari, encara que el seu us és bastant marginal. Però vaig pensar que podrien ser útils en un futur per fer indicacions a l'usuari.
El codi font del CFM el podeu descarregar d'aquest vincle:
El codi font del CFM el podeu descarregar d'aquest vincle:
Per a transmetre les dades a l’ordinador es pot fer des del mateix entorn de programació de l’Arduino. El CFM té un selector que determina si volem capturar dades o pel contrari connectar-nos al PC per a transmetre les que s'han catpurat prèviament. Si s'escolleix la transmissió de dades, el dispositiu es queda escoltant pel port d’entrada (que també té associat el mòdul BT) en espera de les comandes del usuari. Aquestes comandes són:
- h
- Definir l’hora actual m - Definir el minut actual d - Definir el dia actual M - Definir el mes actual y - Definir l’any actual i - Informació general del sistema b - Toggle ON/OFF de l’enviament online de dades per BT p - Definir l’intèrval XX en minuts a emmagatzemar les dades l - Llistar les dades emmagatzemades a la memòria EEPROM R - Reset del sistema (interval 10minuts, BT ON, Dades=0)
Opcion:l
#Dato Hora Temp. Hum. CFM RAW Coef.
1 21:12 22.30 38.50 15.51 10978 2
2 21:17 21.70 39.50 16.42 4725 2
3 21:22 21.40 39.80 17.31 2075 2
4 21:27 21.30 40.30 18.19 917 2
5 21:32 21.00 40.80 19.06 411 2
6 21:37 21.20 40.80 19.82 202 2
7 21:42 21.00 40.90 20.41 118 2
8 21:47 20.70 41.20 20.79 83 2
FIN
el valor RAW correspon a la freqüència obtinguda pel TSL237T al fer la mesura i el valor Coef. és el coeficient de correcció per la temperatura que s'ha aplicat.
