Skocz do zawartości

Budowa "koziołka" krok po kroku


P@weł

Rekomendowane odpowiedzi

Gość leszekjed

Koziołka ciąg dalszy.

Wygiąłem śrubę i dorobiłem do niej mocowanie. Śruba mocowana jest dwiema nakrętkami we wsporniku a sam wspornik dokręcony jest czterema wkrętami do ruchomej płyty.

Rysunek wspornika pokazałem w pliku koz.7.

Z dwóch kawłków sklejki o grubości 10mm zbudowałem sobie przyrząd do testowania napędu i sprawdzania krzywizny śruby.

Zamocowaną do ruchomej płyty śrubę na wsporniku można zobaczyć na zdjęciu s1. Promień krzywizny śruby to 300mm a pokazana tu na zdjęciu śruba ma około 210mm długości a więc pozwoli na pracę urządzenia w czasie ok. 2.5 godziny. Na zdjęciu s2 pokazałem napęd wkręcony w płytę nieruchomą a na zdjęciu s3 jak to wygląda w całości.

koz7_thumb.jpg

 

s1_thumb.jpg

 

s2_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

Następne zdjęcia z tego etapu prac to s3, s4 i s6. Proszę zwrócić uwagę na zdjęcia s6 i s2 gdzie wyraźnie widać, że zarówno śruba łukowata jak i środek nakrętki napędowej znajdują się na przecięciu prostopadłych linii wyznaczających punkt leżacy na środku płyt w odległości 300mm od osi obrotu obu płyt względem siebie.

s3_thumb.jpg

 

s4_thumb.jpg

 

s6_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

Jeszcze jedno zdjęcie , s5 na którym widać jeszcze jeden szczegół tej części konstrukcji.

Teraz nieco o napędzie w powiązaniu z resztą. Całość była już testowana i mam dwie wiadomości: dobrą i złą.

Zacznę od złej. Niestety silniki jakie kupiłem na giełdzie (ok. 5PLN/szt) nie działają prawidłowo przy napięciu zasilania 12V. Silniki te przy tym napięciu mają zbyt mały moment i aby wszystko jako tako działało trzeba zasilać je z napięcia 18-20V. Wiadomość dobra to taka, że całość działa dość sprawnie przy napięciu 18 V lub z mocniejszym silnikiem przy napięciu 12V. Taki mocniejszy silnik to na przykład 39BYGH402 jaki można zakupić w firmie Wobit za ok. 75 PLN. Aby słabszy silnik działał sprawnie należy zasilać go z wyższgo napięcia lub zastosować większą przekładnię napędzającą śrubę. Prawdopodobnie w przyszłym tygodniu wykonam taki wariant sprzętowy polegający na zastosowaniu zamiast przekładni 1:2, przekładni 1:5. Wzrośnie nieco koszt koła zębatego ale jest to znacznie mniej niż koszt mocniejszego silnika.

Do sterowania silnikiem potrzebny jest jeszcze kawałek elektroniki. Pisałem już, że można taki sterownik kupić jako gotowy kit AVT (ok. 30 PLN) ale nadaje się on wyłącznie dla silników mających 5 lub 6 końcówek. Postanowiłem więc zrobić taki sterownik z pomocą mikrokontrolera AT90S2313 i układu L298. Koszt będzie niewiele większy ale za to będzie możliwość sterowania dwoma silnikami i to w trybie półkrokowym (co pozwala na podwojenie dokładności). Mam już projekt obwodu drukowanego, który zrobię w poniedziałek a na razie piszę program do obsługi silników.

L.J.

s5_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

Poczyniłem kolejny krok w kierunku budowy napędu koziołka. Zbudowałem sterownik dla 2 silników krokowych sterowany mikrokontrolerem z możliwością pracy z pełnym krokiem i z półkrokiem. Sterownik może sterować jednocześnie 2 silniki bipolarne lub unipolarne. Oczywiście dla koziołka wystarczy tylko część tego układu bez drugiego układu scalonego L298 (IC3) oraz dołączonych do niego elementów. Schemat pełnego układu znajduje się w poniższym pliku. Układ ma wyprowadzenia przygotowane wprost do podłączenia AstroPilota ale ma jednocześnie charakter uniwersalny bo pozwala na oddzielne sterowanie każdego z kanałów.

Schemat pokazałem na poniższym rysunku. Nieco później dołączę schemat druku oraz rysunek montażówy.

Koszt wykonania sterownika dla jednego silnika to:

- mikrokontroler - 13 PLN

- L298 - 18 PLN

- inne elementy (stabilizator, oporniki, kondensatory, złącza, gniazda) - 10 PLN

============

razem ok. 41PLN

Koszt sterownika dla 2 silników zamknie się w granicach 60-65 PLN.

L.J.

 

P.s. Dorzuciłem drugi rysunek schematyczny z podziałem na poszczególne części funkcjonalne. Kolorem niebieskim zaznaczyłem wszystkie elementy wchodzące w skład napędu do koziołka.

L.J.

schem1_thumb.jpg

 

schem1a_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

Nadszedł czas na praktyczną realizację sterownika. Na pierwszy zdjęciu widać płytkę zmontowaną w części niezbędnej dla działania koziołka a więc ze sterownikiem dla jednej osi. Stosując ten sterownik w montażu z dwiema osiami napędzanymi silnikami należałoby oczywiście wypełnić płytkę elementami na całej powierzchni. W dolnej części płytki widać też miejsce na tranzystor i rezystory ochrony przeciążeniowej. Ze względu na zastosowanie silników o dużej oporności uzwojeń użycie tego zabezpieczenia staje się zbędne.

Na fotografii drugiej widać także płytkę drukowaną układu przed zmontowaniem a na trzecim rysunku widać też obudowę i gniazda jakie zamontuję w obudowie jutro. Płytki drukowane wykonałem dziś w ciągu ok. 2 godzin stosując metodę termotransferową (w skrócie mówiąc przeniesienie rysunku na miedż odbywa się przez styk wydruku z drukarki laserowej z nagrzanym laminatem - zwykle do tego celu używa się żelazka).

L.J.

ster1_thumb.jpg

 

ster2_thumb.jpg

 

ster3_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

Sterownik jest już w pudełku. Pudełko ma wymiary 55/115/31 mm i jest nieco krótsze od AstroPilota. Na pierwszym zdjęciu widać sterownik z AstroPilotem a w tle jest odcinek śruby na rysunku krzywizny śruby.

Na drugim zdjęciu jest zbliżenie sterowanika w obudowie.

L.J.

ster5_thumb.jpg

 

ster6_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

Dałem na warsztat koło zębata 60 zębów aby wykonać przekładnię dla słabszych silników. Tu zamieszczam rysunki elementów tej przekładni.

Jak dobrze pójdzie to nową przekładnię będę miał jutro lub w czwartek. Wtedy też po sprawdzeniu działania wyślę swoją część do Pawła na końcowy montaż i testy działania.

L.J.

koz8_thumb.jpg

 

koz9_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

Jest piątek a nowej przekładni jeszcze nie mam ale mam kolejne słowo honoru z warsztat, że będzie jutro. Zobaczymy.

W takim razie spróbuję oszacowac koszt wykonania poszczególnych elementów napędu.

 

1. Na początek zajmę się AstroPilotem. Jest to urządzenie konieczne jakkolwiek nie jest niezbędne jeśli ktoś może we własnym zakresie zrobić impulsator o odpowiedniej częstotliwości taktowania silnika krokowego.

Koszt gotowego AstroPilota to 150 PLN. Mogę też przygotować zestaw montażowy zawierający podstawowe niezbędne elementy konstrukcyjne (obudowa, klawisze, układy scalone (w tym zaprogramowany mikrokontroler), wyświetlacz, maskownica) ale bez płytki drukowanej za 50 PLN lub zestaw wszystkich elementów z wykonaną i powierconą płytką drukowaną za 100 PLN. Wszystkim, którzy chcą i mogą wykonać AstroPilota sami na podstawie opublikowanej dokumentacji zapewnię zaprogramowany mikrokontroler w cenie zakupu (13 PLN). Opis AstroPilota i jego funkcji można znaleźć na mojej stronie www.lx-net.prv.pl . Funkcje AstroPilota pozwalają na nieco więcej niż potrzebuje koziołek.

 

2. O sterowniku do silnika krokowego już pisałem wcześniej. Koszt własnoręcznego wykonania sterownika z zestawu jaki mogę przygotować wraz z płytką drukowaną nie powinien przekroczyć 50 PLN. Wszystkim, którzy chcą i mogą wykonać sterownik sami na podstawie opublikowanej dokumentacji zapewnię zaprogramowany mikrokontroler w cenie zakupu (13 PLN). Sterownik jest elementem niezbędnym ale jeśli ktoś ma już sterownik, a może i silnik, to może go oczywiście użyć.

 

3. Napęd do koziołka może być wykonany na dwa sposoby. Jeden z przekładnią 1:2 a drugi z przekładnią 1:5. Każdorazowo w skład napędu wchodzić będą:

- wspornik napędu z nakrętką napędową - 30 PLN (1:2) i 35 PLN (1:5)

- małe koło zębate 12 zębów - 32 PLN

- duże koło zębate 24 zęby - 7.5 PLN , 60 zębów - 21 PLN

- pasek zębaty - 9 PLN

- śruba łukowata ze wspornikiem - 7 PLN

- tulejki dystansowe metalowe i gumowe, wkręty, śruby - 8 PLN

- silnik krokowy - nowy 90 PLN, z rozbiórki 5-10 PLN

- zasilacz 25 PLN

=============================================

razem od 145 PLN dla przekładni 1:5 i silnika z demobilu do 205 PLN dla przekładni 1:2 i nowego silnika krokowego.

 

4. Reszta kosztów to materiał na płyty, zawiasy regulatory położenia

 

Możliwe jest także zastosowanie kombinacji mieszanych np. przekładni 1:2 z silnikiem z rozbiórki ale jak pisałem wcześniej trzeba używać zasilacza o podniesionym napięciu. Jeśli dla kogoś nie jest to przeszkodą to mogę rekomendować takie rozwiązanie z pełnym przekonaniem.

Zamawiam zawsze podwójne komplety elementów na warsztacie a więc będę miał 4 komplety napędów (2 z przekładnią 1:2 i dwa z przekładnią 1:5). Jeden z nich (1:5) wyślę Pawłowi ale zostaną mi 3 komplety, które mogę udostępnić po kosztach zainteresowanym.

 

Główne składniki kosztów w napędzie pochodzą od kół zębatych oraz silnika. Istnieje tu możliwość zmniejszenia kosztów przez zakup gotowych wałków zębatych co pozwoliłoby obniżyć koszty kół co najmiej o połowę ale aby sprawa zakupu wałka się opłacała musiałoby być od 5 do 10 chętnych od razu. Na wałki trzeba czekać ok. 3 tygodni.

 

Reasumując, mogę odstąpić po kosztach posiadane 3 wolne mechanizmy napędowe. Mechanizmy będa kompletne - z wygiętą śrubą napędową włącznie i po przetestowaniu na moim montażu. Mogę też pomóc w zdobyciu silnków krokowych z rozbiórki choć nie mogę obiecać, że będzie to od razu (zależy to od stanu silników na giełdzie).

 

Gdyby chętnych na wykonanienapędu koziołka było więcej (zakładam od 5 do 10 osóB) mogę też zamówić na warsztacie odpowiednią liczbę napędów w podanych wyżej kosztach.

 

Mam nadzieję, że jutro skompletuję wreszcie napęd dla Pawła, który zapewne postara się go wykorzystać z powodzeniem do fotografowania nieba.

W najbliższych dniach opiszę też jak zamontować i wyregulkować napęd w koziołku a także zaproponuję własną wersję montażu koziołka.

L.J.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

Nowy napęd jest już gotowy. W poniedziałek pojedzie do Pawła do końcowego montażu. Na pierwszym zdjęciu widać elementy wchodzące w skład nakrętki napędowqej oraz z lewej strony złożoną nakrętkę z kołem zębatym 60 zębów. Na następnym zdjęciu pokazałem złożony napęd z przekładnią 1:5.

W następnych postach będzie parę słów na temat końcowego montażu i regulacji mechanizmu napędowego na montażu.

L.J.

nap11_thumb.jpg

 

nap12_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

Czas na składanie i uruchomienie montażu. Na początek pokażę w jaki sposób oszacować długość śruby łukowatej w stosunku do wymiarów własnego montażu. Na rys. koz10 pokazałem montaż widziany z boku, linia czerwona to śruba łukowata widziana równolegle do płaszczyzny wygięcia stąd nie widać krzywizny śruby. Założyłem, że śruba zamocowana jest w płycie centralnie (tzn. w połowie szerokości płyty). Długość śruby (a właściwie długość cięciwy, na której rozpięty jest odcinek użytej śruby) można w przybliżeniu określić wzorem:

L < D/2 * tan(49) +2 * G + Z = 0.56 * D + 2 * G + Z

gdzie D to szerokość podstawy nachylonej pod kątem równym szerokości geograficznej, G to grubość płyt podstawy a Z to wysokość zawiasów. Do obliczeń założyłem minimalny kąt 49 stopni pochylenia płyt montażu dla szerokości geograficznych Polski.

Pokazany na rysunku stan montażu odpowiada sytuacji początkowej gdy płyty ruchoma i nieruchoma są do siebie zbliżone maksymalnie a śruba łukowata masymalnie zbliżona do podstawy montażu.

Z boku rysunku pokazałem też proporcję pomiędzy długością L a faktyczną długością śruby. Śruba jest oczywiście nieco dłuższa ale dla uproszczenia można przyjąć, że oba wymiary są jednakowe.

Dla płyty o szerokości 265 mm (D) i grubości 10mm (G) oraz dla zawiasu o wysokości 10mm (Z) śruba powinna być krótsza niż:

L < 0.56 * 265 + 2 * 10 + 10 = 178.4 mm

Do efektywnego wykorzystania będzie w przybliżeniu 178 - 30mm czyli ok. 150mm długości śruby co dla promienia wygięcia 300 mm pozwoli na ciągłe naświetlanie w czasie nie mniejszym niż 150/(2*pi*300) *24*60 = 115 minut.

L.J.

koz10_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

Teraz opiszę kolejność w jakiej należy montować napęd.

Zakładam, że mamy już gotowy montaż koziołka oraz wszystkie potrzebne elementy. Zakładam też, że obie górne płyty związane są zawiasami

 

1. Montaż śruby łukowatej na wsporniku.

Taki wspornik pokazałem na rysunku koz.7 a zdjęcie zamontowanego wspornika ze śrubą na zdjęciu s1. Ważne jest aby środek wspornika wypadał dokładnie w odległośći równej promieniowi gięcia śruby łukowatej. W naszym przypadku jest to 300mm liczone od środka zawiasa. Drugą ważną sprawą jest aby płaszczyzna wyznaczona przez śrubę łukowatą była prostopadła do linii zawiasów. Na zdjęciu s1 widać wyraźniue dwie pomocnicze linie wyznaczające miejsce gdzie przechodzi przez płytę śruba łukowata. Krótsza z linii jest równoległa do osi zawiasów i znajduje się w odległości 300mm od niej. Wydaje się też celowe aby w wyznaczonym punkcie wykonać na wstępie nawiert o średnicy ok. 14mm i głębokości 2mm na kołnierz śruby mocującej śrubę do wspornika. Następnie można wykonać na wylot otwór o średnicy 10mm w którym schowa się jedna z mocujących nakrętek. Przez ten otwór można też zaznaczyć na drugiej płycie punkt odniesienia dla mechanizmu napędowego. Wspornik mocowany jest do płyty ruchomej za pomocą 4 wkrętów.

2. Otwór na mechanizm w dolnej płycie montażu.

Mając punkt odniesienia na dolnej płycie można wytrasować w niej miejsce na mechanizm napędowy. Pomocą może tu być szablon pokazany na rys. 6 jeśli zastosowana będzie przekładnia 1:2 lub też szablon pokazany na rys. koz11 o ile zastosowana będzie przekładnia 1:5.

3. Montaż napędu.

Na rys. koz12 pokazane zostały najważniejsze szczegóły mocowania mechanizmu napędowego. Miejsce mocowania mechanizmu ustala się ostatecznie w pozycji możliwie maksymalnego zbliżenia obu płyt (śruba napędowa jest nakręcona prawie do oporu). Mocowanie mechanizmu odbywa się za pomocą trzech wkrętów poprzez gumowe tulejki dystansowe z pomocą podkładek metalowych. Ponieważ mechanizm musi zachowywać równoległość osi nakręki do stycznej śruby łukowatej w miejscu połączenia śruby z nakrętką należy od strony śruby zastosować dodatkowe metalowe podkładki dystansujące o grubości ok. 1mm według zasady, że na 5mm grubości płyty trzeba użyć jednej podkładki. a zatem dla płyty 10mm trzeba pod obie śruby przednie użyć po dwie nakrętki. Wkręty mocujące należy dokręcić lekko na tyle aby usunąc luzy montażu mechanizmu.

L.J.

koz11_thumb.jpg

 

koz12_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

Dziś parę słów o dokładności działania koziołka i doborze wartości sterujących silnikiem krokowym..

Załóżmy, że koziołek jest prawidłowo wypoziomowany a oś obrotu ruchomej płyty jest równoległa do osi świata co zapewnia pomocnicza lunetka celownicza.

W takich warunkach błąd sterowania pochodzi od dokładności określenia całkowitej przekładni mechaniczno-elektrycznej urządzenia.

Ogólnie biorąc całkowita przekładnia napędzająca koziołka P jest iloczynem przekładni elektrycznej E i przekładni mechanicznej M czyli P = E * M .

Przekładnia elektryczna związana jest z typem i rodzajem sterowania silnika krokowego. Silnik krokowy charakteryzuje w tym zakresie ilość kroków przypadających na jeden obrót osi silnika K. Z regułu wielkość K wynosi od 48 do 200 a stąd wynika krok silnika wyliczany ze wzoru 360/K czyli odpowiednio 7.5 stopnia na 1 krok dla K=48 oraz 1.8 stopnia na 1 krok dla K=200. Dodatkowo, za pomocą sterowników elektronicznych można wymusić na silniku drobniejsze ruchy niż krok podstawowy co nazywane jest pracą mikrokrokową. Najłatwiej jest uzyskać tzw. pracę półkrokową czyli podział kroku podstawowego na połowę co w efekcie podwaja krok silnika K i dla silnika z krokiem podstawowym wynoszącym 1.8 stopnia uzyskujemy wartość K równą 400 (aby silnik obrócił się o 360 stopni musi wykonać 400 kroków czyli otrzymać 400 impulsów sterujących). W przypadku prezentowanego koziołka mamy do wyboru (za pomocą zwory) pracę w trybie pełego kroku lub półkrokową. Z reguły większa liczba K jest bardziej korzystna z punktu widzenia sterowania choć istnieją tu pewne ograniczenia. Reasumując, silnik krokowy ma bardzo dobrze określoną przekładnię E zależną od rodzaju silnika i rodzaju sterowania - w naszym przypadku E wynosi 400.

Przekładnia mechaniczna koziołka wynika z geometrii zastosowanego rozwiązania. Ogólnie biorąc działanie napędu koziołka polega na przesuwaniu się w czasie wzdłuż spiralnej linii gwintu śruby łukowatej. Przez to, że linia spiralna nawinięta jest na metalową śrubę o promieniu R uzyskuje się znaczne wydłużenie drogi poruszania się napędu a zarazem znaczące prezełożenia mechaniczne. Zastosowana śruba napędowa ma gwint oznakowany jako M6 (metryczny o średnicy 6mm) co oznacza, że jeden zwój gwintu oddalony jest na odległość 1mm - wielkość ta zwana jest skokiem śruby S. Mniejsze gwinty mają skok mniejszy a większe gwinty mają oczywiście skok większy. Dla przykładu śruba M8 ma gwint o skoku 1.25mm. Nasza śruba napędowa jest wygięta w łuk na kole o promieniu R co sprawia, że całkowita długość tego koła L równa się L = 2 * Pi * R . Nakrętka napędowa obracając się na śrubie pokonuje drogę 1mm w trakcie jednego obrotu a zatem aby obiec całą drogę na kole o promieniu R musi wykonać M = L/S obrotów. Jest to właśnie przekładnia mechaniczna naszego napędu. Dla śruby M6 o skoku S = 1mm, M = L/1 czyli 2 * Pi * R.

Całkowita przekładnia napędu P wynosi zatem dla koziołka P = E * M = 400 * 2 * Pi * R.

W tym wzorze dwie wielkości nie są dokładnie ustalone: jest to stała Pi (około 3.1416.....) oraz wielkość promienia R. Jakkolwiek zakładaliśmy, że promień gięcia śruby wynosi 300mm to jednak wartość tą można podać z ograniczoną dokładnością.

Założmy, że mamy idealny napęd o dokładnych wartościach Pi i R = 300mm. Całkowite przełożenie wyniesie zatem P = 800 * 3.1416 *300 = 753984. Dla tego przełożenia krok sterowania wyniesie 360*60*60/P czyli 1.7189 sek. łuku na 1 krok sterowania.

Dla porównania załóżmy też, że rzeczywisty napęd ma promień mniejszy o 2mm czyli 298 mm, dla którego przełożenie P wynosi oczywiście P = 800 * 3.1416 *298 = 748957. Dla tego przełożenia krok sterowania wynosi odpowiednio 1.7304 sekundy łuku.

Sfera niebieska obraca się z prędkością ok. 15.4 sek łuku na sek. co oznacza, że impulsowanie silników odbywa się z przybliżoną częstotliwością 15.041/1.7189 czyli ok. 9 razy na sekundę. Błąd bezwzględny wynikający z niedokładnego określenia promienia R wyniesie zatem w ciągu sekundy 9 * |1.7189 - 1.7304| = 9 * 0.0115 = 0.1035 sek łuku. Daje to w ciągu minuty błąd ok. 6 sekund a w ciągu godziny błąd równy 360 sekund czyli 6 minut łuku. Jeśli założymy, że robimy godzinne zdjęcie obiektywem o ogniskowej 300mm (pole zdjęcia w dłuższym boku wyniesie ok. 7 stopni) i wywołamy je w formacie 120/180mm to jedna minuta łuku zajmie na tym zdjęciu 180mm/(7*60)min. = 0.19mm co oznacza, że błąd 6 minut da na tym zdjęciu ślad ok. 1.2mm. Dla krótszych ogniskowych oraz dla krótszych czasów naświetlania błąd oczywiście będzie mniejszy i trudniejszy do zauważenia.

Na szczęście AstroPilot służący do sterowania koziołka ma możliwość programowania częstotliwości pobudzajacej silnik krokowy co pozwoli na niemal idealne jej dobranie. Dodatkowo można regulować 'on line' prędkość pracy AstroPilota zarówno na plus jak i na minus korygująć położenie koziołka.

Procedura doboru częstotliwości (wartości programującej AstroPilota) opisana jest w pliku astrop.xls jaki znajduje się na mojej stronie www.lx-net.prv.pl w dziale Astronomia - > Download.

Dodatkowo proponuję dokładniejszą metodę doboru tej częstotliwości, której opis zawiera rysunek koz13. Metoda ta wymaga użycia żródła światła o dobrym skupieniu (najlepiej lasera breloczkowgo) , które umieścić należy na ruchomej płycie koziołka. Pomiaru dokonywać należy na ekranie (ścianie) w odległości L od osi obrotu płyty ruchomej (liczonej od osi zawiasu) przy założeniu, że oś obrotu płyt i ekran pomiarowy są wzajemnie równoległe a promń światła jest prostopadły do powierzchni ekranu. Dla zachowania dokładności pomiaru należy przyjąć, że wartość H będzie co najmniej 100 krotnie mniejsza niż wartość L a zatem przykładowo jeśli L=10m to H powinno być równe 10 cm. Dla tak przyjętych proporcji wielkość H odpowiada z dużym przybliżeniem długości łuku na kole o promieniu L. W takich warunkach dokładność określenia promienia R śruby łukowatej poprawia się w proporcji L/R czyli np. dla L=10m około 30 razy. Wielkość H stanowi H/(2*Pi*L) część okręgu pomiarowego czyli H/(2*Pi*100H) = 1/(200*Pi) = 0.00159154 część okręgu o promieniu L. Oczywiście okrąg ten jest odpowiednikiem sfery niebieskiej wykonującej w ciągu doby ruch 360 stopni w ciągu 24 godzin a zatem ta droga H powinna być przebyta w ciągu 24*60*60 *0.00159154 = 137 sekund. Tu dochodzimy do sedna metody pomiarowej. Należy z pomocą arkusza kalkulacyjnego określić nastawę A dla AstroPilota zakładając, że przekładnia mechaniczna wynosi 753984 a następnie należy po zaprogramowaniu tą wartością AstroPilota uruchomić montaż mierząc rzeczywistą drogę H1 jaką plamka lasera wykona w ciągu 137 sekund. W idealnych warunkah powinno to wynosić oczywiście H=L/100. Jeśli wartość H1/H jest równe 1 to przekładnia odpowiada założeniom i nie musimy nic korygować w przeciwnym razie należy zmienić nastawą AstroPilota A w proporcji H1/H czyli ustawić w AstroPilocie wartość A*H1/H.

Podana procedura zadowoli najbardziej wymagających ale praktyka pokazuje, że nawet dobór dość przybliżony jest dostatecznie dokładny dla zapewnienia skutecznej pracy montażu.

L.J.

koz13_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

Zbliżając się do końca opisu napędu pokażę teraz w jaki sposób przygotować dane do zaprogramowania AstroPilota. Jakkolwiek posiłkował się będę konkretnymi liczbami to opisana procedura jest uniwersalna i nadaje się do użycia z dowolnym typem napędu z aktywną osią Ra. Ustawienia AstroPilota wspomagane są przygotowanym przeze mnie arkuszem kalkulacyjnym astrop.xls, który można ściągnąć z mojej strony www.lx-net.prv.pl -> astronomia -> download.

 

Na pierwszym rysunku widać jeszcze raz w jaki sposób przygotowane są dane dotyczące przekładni elektrycznej i mechanicznej przy założeniu konkretnych wartości a więc silnika o 200 krokach ze sterowaniem półkrokowym oraz dla przekładni śrubowej o promieniu 300mm z dodatkową przekładnią na pasku zębatym o przełożeniu 1:2. Stąd wynikają wartości M i E , które należy wpisać do arkusza w komórki D4 i D5.

 

W następnym kroku należy ustalić jaką częstotliwość ma użyty w AstroPilocie rezonator kwarcowy i tą wartość trzeba wpisać do komórki D10. W zasadzie można tu zastosować dowolny rezonator o częstotliwości 4000000 - 10000000 Hz (4-8 MHz) ale ja zwykle używam rezonatorów 8 lub 10 MHz. W tym przykładzie użytą wartością jest 8000000 Hz. Na rysunku astrop2 pokazałem miejsce gdzie znajduje się rezonator kwarcowy skąd można odczytać jego częstotliwość.

 

Z zasady działania AstroPilota wynika, że należy wstępnie ustalić wewnętrzny preskaler dzielący sygnał w proporcji 2 , 16 , 128, 512 i 2048. W tej chwili AstroPilot akceptuje dwie wartości: 2 lub 16 i jedną z tych liczb trzeba wpisać do komórki D12. Proponuję zaczynać od liczby 2 a po stwierdzeniu, że nie jest to wartość odpowiednia można zmienić ją na 16.

 

Po dokonaniu powyższych ustawień otrzymujemy w komórkach D16-K16 oraz D18-K18 wynik w postaci pary ustawień , które należy wprowadzić do AstroPilota. Na dole rysunku astrop2 pokazałem wybrane z arkusza linie 14 i 16 w zakresie od kolumn D do K. W pierwszej z tych linii znajduje się wartość podzielnika sprzętowego jaki należy ustawić zworą w AstroPilocie a w drugiej z tych linii znajduje się wartość podzielnika, który należy wprowadzić do AstroPilota w trybie programowania (tryb 9).

 

W jaki sposób dobrać odpowiednią parę wartości do ustawienia i programowania AstroPilota można przeczytać w dokumentacji tego urządzenia również dostępnej w dziale download na mojej stronie. W uproszczeniu można powiedzieć, że liczba z linii 16 nie może być większa niż 2^16 czyli 65535 (w praktyce powinna być o ok. 10% mniejsza). Liczba ta powinna być możliwie duża - najlepiej z zakresu 20000-60000. Jeśli żadna z liczb w tym wierszu nie spełnia tego warunku trzeba w komórce D12 wpisać wartość 16 i ponownie sprawdzić spełnienie tego warunku. W naszym przypadku w zasadzie wszystkie pary leżące w kolumnach od F do K spełniają warunek a więc wybieramy największą z nich czyli parę z komórek F14 = 4 oraz F16=57139.

 

Liczba 4 odpowiada pozycji zwory sprzętowego podzielnika w AstroPilocie - na rysunku pokazałem gdzie szukać go na płytce AstroPilota. Zwora sprzętowa ma opis odpowiadający poszczególnym wartością od 2 do 9 co ułatwia właściwe jej ustawienie.

 

Liczba 57139 stanowi drugi człon jakim trzeba zaprogramować AstroPilota. Pierwszym członem jest wartość związana z przyjętym preskalerem w komórce D12. Ponieważ zabrakło mi miejsca na kod programu w układzie scalonym przyjąłem, że jeśli wybierzemy podział w preskalerze przez 2 to odpowiadać mu będzie symbolicznie liczba 0 a jeśli podział przez 16 to odpowiadać mu będzie liczba 1. Liczba odpowiadająca wybranemu preskalerowi ustawiona jest jako pierwsza w ciągu liczb programujących AstroPilota a wybrany podzielnik zajmuje dalsze pozycje. W tym przypadku należy zaprogramować AstroPilota wartością 057139.

 

AstroPilota programuje się w trybie 9 za pomocą jego własnej klawiatury. Zapewniam, że po 2,3 próbach cała procedura programowania wyda się oczywista i łatwa. Programowanie AstroPilota odbywa się tylko raz w odniesieniu do danego montażu. Urządzenie pamięta ostatnio wprowadzone dane po wyłączeniu zailania.

 

Opisana procedura programowania może posłużyć do dokładnego ustawienia wartości programujących dla konkretnego koziołka po stwierdzeniu na przyklad, że promień śruby ma wartość różną niż 300mm lub też do dowolnego innego montażu z napędem w osi Ra.

 

Sygnały sterujące jakie tworzy na podstawie wprowadzonych ustawień AstroPilot są bardzo dokładne. Można przyjąć, że w rozważaniach na temat błędów prowadzenia, błędy AstroPilota, są na tyle małe, że mogą być w każdym przypadku pomijalne. Przykładowo, wspaniałe zdjęcia jakie ostatnio wykonuje Piotr wykonywane są na montażu Soligora ze sterowaniem za pomocą właśnie AstroPilota. AstroPilot może również generować częstotliwość 50Hz jaka używana jest do napędów zegarowych wielu montaży (w tym U i TAL) dając przy tym także mozliwość korekty częstotliwości sterującej w górę i w dół.

 

L.J.

astrop1_thumb.jpg

 

astrop2_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Otrzymałem napęd wraz z Astropilotem wykonanym przez Leszka, więc teraz opiszę w jaki sposob napęd ten będzie montowany do części mechanicznej koziołka.

Pierwszą rzęczą jaką uczyniłem, to wyznaczenie punktu,który znajduje się w odległości R od lini Zi-Z2 (patrz. rys. koz.6). Następnie obie płyty złożyłem w ten sposób, aby były do siebie równoległe i przewierciłem je w odległości R (3mm wiertłem). W ten sposób otrzymałem "punkt odniesienia" dla daleszych prac. Następnie większym wiertłem należy przewiercić otwór (nie na wylot, tylko do około 2mm), którego środkiem jest wcześniej otrzymany otwór. Jeżeli nie posiada ktoś takiego wiertła, można wydłubać to miejsce, ma się tam bowiem schować kołnież mocujący łukowato wygiętą śrubę. Następnie należy zaznaczyć na tym ramieniu miejsca, w które umieścimy śrubki mocujące wygietą łukowato śrubę.

Następnie przykręcamy ją do ramienia fotograficznego.

Poniżej zamieszkam rysunki napędu wraz z Astropilotem, jak również poszczególne etapy mocowania.

 

[ Add: Sob Mar 27, 2004 21:17 ]

Kolejny etap to zamontowanie silnika krokowego w płycie ustawianej pod kątem szerokości geograficznej. Aby tego dokonać należy przenieść wymiary podane w formie schematu przez Leszka i wyciąć otwór (zalecam ostrożność ponieważ niewłaściwe wycięcie otworu będzie zmuszało do ponownego wykonania odpowiedniej płyty!). Teraz należy umieści w wykonanym otworze silnik i podłączyć całość do prądu, oraz rozpocząć wkręcanie śruby do takiego momentu, aż obie płyty będą względem siebie równoległe. Następnie należy zaznaczyć miejsca pod śruby mocujące silnik oraz po dokładnym zaznaczeniu tych miejsce przymocować silnik do płyty, z tym że musi on działać bez żadnych oporów, a wygięta łukowata śruba musi równomiernie i dokładnie chodzić na całej swojej długości! Teraz wszystkie płyty koziołka można razem skręcić i przetestować. Poniżej zamieszczam rysunki obrazujące moje prace w czasie mocowanie napędu.

got 2.JPG

 

got 1.JPG

 

otwory.JPG

 

&#347;r 1.JPG

 

ast 1.JPG

 

wyciecie 2.JPG

 

gotowe 2.JPG

 

gotowe 1.JPG

 

wyciecie.JPG

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

To co widać w poprzednim poście tego wątku miało miejsce dziś w ciągu kilku godzin gdy sekundowałem Pawłowi w jego pracach końcowych związanych z koziołkiem ( za pomocą gg). Okazało się, że wszystko na razie idzie dobrze. Paweł zmontował całe urządzenie i dokonaliśmy pierwszych, pozytywnych testów napędu koziołka.

Przy okazji, na zdjęciu gotowe2 widać, że dość blisko siebie znajduje się napęd oraz zawias. Trzeba ten fakt uwzględniać we własnej konstrukcji i zastosować np. mniejsze zawiasy lub zamocowac je w innym miejscu aby nie kolidowały z napędem.

O swoich doświadczeniach Paweł napisze zapewne jutro. To co zostało do zrobienia to ostateczne ustawienie parametrów napędu, montaż lunetki celowniczej i głowicy fotograficznej, no i oczywiście próba praktyczna.

L.J.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość Janusz_P.

No nie powiem, po zmontowani ta konstrukcja z wygiętym łukowo prętem i liniowym napędem ze stałą prędkością nawet całkiem całkiem mi się podoba z powodu prostej a zarazem ciekawej konstrukcji, jest prosta i praktyczna, widać warto było zrobić burzę mózgów na Forum aby taki projekt powstał :lol::lol::lol:

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

A teraz obiecana wcześniej moja propozycja na konstrukcje koziołka.

Jako materiał konstrukcyjny proponuję wykorzystać sklejkę wodoodporną. Podstawa koziołka to koło o promieniu 200mm wykonana ze sklejki o grubości 15-20mm a pozostałe dwie płyty mają grubość 10mm i są wykonane również ze sklejki wodoodpornej. Przerywaną linią czerwoną zaznaczyłem miejsce połączenia podstawy z jedną z płyt prostokątnych a linią zieloną połączenie wzajemne obu płyt prostokątnych ze sobą. Oba połączenia są oczywiście zrobine za pomocą zawiasów. Zalecam użycie zawiasów o możliwie małej srednicy osi obrotu ale zarezem dość sztywnych aby po skręceniu płyt nie dało się odczuć luzów podłużnych na zawiasie. Na podstawie zaznaczyłem miejsce zamocowania regulowanych wsporników. Jeśli stopa wspornika będzie miała średnicę większą niż 25mm to być może trzeba będzie miejsce zamocowania wspornika schować nieco w kierunku środka podstawy. Wsporniki są rozmieszczone oczywiście co 120 stopni.

Taką konstrukcję można oczywiiście dodatkowo modyfikować. Ja np. ściąłbym z obu boków podstawę w miejscach zaznaczonych niebieską linią co być może okaże się pomocne w związku z koniecznością zamocowania z jednej ze stron lunetki celowniczej (tą operację można zostawić na konieć prac jak okaże się potrzebna).

L.J.

konstr1_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

Przedstawiam jeszcze na koniec propozycję wykonania systemu regulacji pochylenia płyty nośnej pod kątem równym szerokości geograficznej. Schemat elementów pokazałem na rys32 a ideę regulatora najlepiej widać na rysunku rys33. Regulację wykonuje się przez przemieszczanie względem siebie dwóch wycinków koła o promieniu 200mm przymocowanych do podstawy oraz do płyty pochylonej za pomocą wkrętów do drewna. Oba elementy regulacyjne mają niesymetrycznie umieszczone wycięcia w kształcie koła o średnicy ok. 20mm przez które przechodzi śruba z nakrętką obustronnie wyposażona w podkładki metalowe (np. aluminium o grubości 2-3mm) o średnicy znacznie większej niż 25mm. Ze względu na dysproporcję w rozmiarze otworu i przechodzącej przez niego śruby możliwa jest regulacja położenia płyty w zakresie pokrywającym szerokości geograficzne spotykane w Polsce. Zamias śruby z łbem zastosować można pręt gwintowany i dwie nakrętki motylkowe co ułatwi zwalnianie i dokręcanie docisku podczas regulacji. Elementy regulatora położenia płyty powinny znajdować się mniej więcej w środku konstrukcji lub nieco bliżej strony gdzie znajduje się śruba łukowata . Na tej wysokości bowiem mocowane będą na płycie fotograficznej urządzenia fotograficzne.

Należy pamiętać, że pokazany regulator obliczony został dla płyt o szerokości 200mm. Uzywając płyt szerszych trzeba zamocować go tak, aby szersza krawęź łukowata obu elementów regulatora mocowane były w odległości równej 200mm od osi obrotu.

Dodatkowo na rys34 pokazałem schemat połączeń elektrycznych systemu napędowego koziołka gdzie widać podstawowe jego elementy a więc AstroPilota, sterownik, silnik oraz akumulator lub zasilacz sieciowy.

rys32_thumb.jpg

 

rys33_thumb.jpg

 

rys34_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość leszekjed

Na tym uważam swoją rolę w konstrukcji napędu koziołka za zakończoną.

Dopingujmy więc Pawła aby teraz on możliwie szybko dokończył pozostałe prace oraz przetestował działanie urządzenia w praktyce.

 

Jeśli któryś z elementów konstrukcji wymaga dodatkowych wyjaśnień to chętnie jeszcze zabiorę w tej sprawie głos.

 

Informuję też, że z działaności konstrukcyjnej pozostał mi jeszcze jeden system napędowy z przekładnią 1:2 który mogę chętnemu do budowy koziołka odstapić w cenie kosztów jakie poniosłem na jego wykonanie (o kosztach pisałem już wcześniej więc proszę zainteresowanych o sięgnięcie po informację wcześniej w tym wątku). Stawiam jednak warunek, że osoba, która skorzysta z mojej pomocy opisze swoje działania i prace związane z koziołkiem na naszym forum by poszerzyć bazę doświadczeń praktycznych z tego tematu.

 

L.J.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Dołącz do dyskusji

Możesz dodać zawartość już teraz a zarejestrować się później. Jeśli posiadasz już konto, zaloguj się aby dodać zawartość za jego pomocą.

Gość
Dodaj odpowiedź do tematu...

×   Wklejono zawartość z formatowaniem.   Usuń formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Odnośnik został automatycznie osadzony.   Przywróć wyświetlanie jako odnośnik

×   Przywrócono poprzednią zawartość.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz bezpośrednio wkleić grafiki. Dodaj lub załącz grafiki z adresu URL.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...

Powiadomienie o plikach cookie

Umieściliśmy na Twoim urządzeniu pliki cookie, aby pomóc Ci usprawnić przeglądanie strony. Możesz dostosować ustawienia plików cookie, w przeciwnym wypadku zakładamy, że wyrażasz na to zgodę.