Kolejne zmotoryzowane manualne koło filtrowe

Piotr4d · 22 Maja 2015

Ostatnio na forach astronomicznych mieliśmy (co najmniej ) dwie propozycje zmotoryzowania manualnego koła filtrowego. Pilnie śledziłem wszystkie posty w tych tematach i miedzy czasie szukałem w sieci podobnych rozwiązań. Znalazłem kilka, ale jedno szczególnie mi się spodobało, ze względu na prostotę, cenę i sterowniki ASCOMa. Opis projektu autorstwa EorEquis zajduje się na stronie: http://www.reddit.com/r/astrophotography/comments/1y32sh/motorizing_the_orion_5position_manual_filterwheel/ , a sketch do Arduino i sterownik ASCOMa tutaj: https://github.com/EorEquis (jest też tam projekt focusera)

i jeszcze filmik: https://youtu.be/Gh3CCjwVo78

Niestety nie znalazłem schematu połączeń i użytych elementów. Po małych konsultacjach z jolo (Dzięki jesteś wielki) który, zaproponował zastosowanie/wypróbowanie sterownika A4988, postanowiłem spróbować się z tematem samodzielnego zrobotyzowania manualnego koła filtrowego.

Po skompletowaniu elementów elektronicznych przystąpiłem do ich podłącznia. Jako że byłem laikiem w kwestii arduino itd. działałem trochę metodą prób i błędów. Nie będę was tym zanudzał moimi perypetiami, bo nie jeden z was bardziej obeznanych w temacie uśmiał by się setnie, suma sumarum udało mi się wgrać sketch do arduino i chyba poprawnie wszystko podłączyć.

Wygląda że, wszystko działa poprawnie. Maxim widzi urządzenie ASCOM jako TriStar-FilterWheel i po wybraniu wybranego filtra w zakładce Expose silnik obraca się w o zdefiniowaną ( zapisaną w sketchu) liczbę kroków odpowiednią dla każdego z pięciu filtrów.

Musze przeprowadzić więcej testów. Na razie wszystko wygląda obiecująco.

To tyle tak na gorąco. Poniżej schemat podłączenia mojego autorstwa (wszelkie uwagi mile widziane)

Jutro zamieszczę jakieś fotki a w następnych dniach postaram się sukcesywnie pokazywać postęp prac.

Elementy: Arduino Nano, sterownik A4988, silnik 28BYJ 48 12V(docelowo będzie inny).

Edytowane 24 Maja 2015 przez Piotr4d

Piotr4d · 23 Maja 2015

Prace trwają :icon_cool:

Dziś zamontowałem silnik do koła.

Spiłowałem z karuzeli oryginalne ząbki i na taśmie dwustronnej przykleiłem przycięty pasek zębaty GT2. Ze starej drukarki miałem zębatkę pasującą do paska. Z aluminiowego kątownika zrobiłem mocowanie silnika.

Kilka fotek z przebiegu prac.

MateuszW · 23 Maja 2015

Super, cieszę się, że kolejne koło powstaje w naszej społeczności Mógłbyś podrzucić linka do tego drugiego koła? To chyba nie na tym forum było, bo bym wiedział

A mam taką wątpliwość. Jak widzę, tutaj nie ma żadnego czujnika położenia. Czyli jak rozumiem pozycję początkową trzeba ustawić ręcznie? To trochę niepewna metoda, bo w wypadku jakiś problemów z np połączeniem, albo gubieniem kroków jak silnik zatrzyma się w złej pozycji, to nie będziesz o tym wiedział, a ponowne ustawienie go poprawnie będzie wymagało rozkręcenie setupu. To może sprawa wyjątkowa, wiec nie wystąpi często, ale zastanawiam się, czy po iluś obrotach silnik nie rozjedzie się z filtrami. Bo ilość kroków na cały obrót jesteś w stanie podać z jakąś dokładnością i w końcu błędy się za bardzo zsumują.

Piotr4d · 23 Maja 2015

Gubienie kroków może być problemem. Koło w momencie włączania w Maximie "Connect" domyślnie startuje od pierwszego filtra, a gdy rozłączmy "Disconnect" wraca w pozycję wyjściową. Myślę zrobić rodzaj znacznika na obudowie aby przed każdą sesją sprawdzić poprawność ustawia koła. Wszystko wyjdzie w praniu.

Mocowanie silnika jest tak skonstruowane, że umożliwia ręczną korektę bez konieczności rozbierania.

MateuszW · 23 Maja 2015

Czyli po prostu koło cały czas ma nadzieję, że wszystko działa poprawnie. Zobaczysz w testach, czy to wystarczy, bo w sumie trudno powiedzieć. A jakby co, to możesz zastosować proste rozwiązanie, jak u mnie, czyli zrobić otwory przy każdym filtrze i dać czujnik oparty na diodzie i fototranzystorze.

Piotr4d · 24 Maja 2015

Link do drugiego projektu http://www.forumastronomiczne.pl/index.php?/topic/7231-pmfw-5-czyli-poor-mans-filter-wheel/

W podlinkowanym projekcie ma być też zastosowany czujnik optyczny, ale nie mogąc doczekać się jego zakończenia postanowiłem sam coś sklecić. Przyświecała mi idea prostoty i łatwości wykonania.

Dodanie optycznego czujnika szczelinowego (mam takowy wymontowany z drukarki) nie byłoby problemem i na pewno bym sobie z tym poradził. Gorzej z kodem do arduino, na razie kompletnie nie wiem jak się za to zabrać.

I jeszcze pytanie. Czy silnik unipolarny podłączony jak bipolarny zachowuje wielkość kroku ?

Edytowane 24 Maja 2015 przez Piotr4d

ZbyT · 24 Maja 2015

A4988 to driver do silników bipolarnych, a 28BYJ-48 to silnik unipolarny więc nie mają prawa dobrze współpracować

nie wiem skąd taki pomysł bo w sieci jest sporo o tym silniku i zawsze jest sterowany przez ULN2003 ( lub 2803)

w dodatku to jak strzelanie do wróbli z armaty bo A4988 służy do sterowania silników o dużych prądach (do 2A), a ten silnik pobiera tylko 100mA

silnik ma dużą przekładnię więc nie potrzebuje sterowania mikrokrokowego, a zwłaszacza w takim zastosowaniu jak koło filtrowe

być może silnik będzie się kręcił ale nie uzyska pełnego momentu obrotowego i może mieć tendencję do gubienia kroków

pozdrawiam

Piotr4d · 24 Maja 2015

Tak jak pisałem wyżej, jestem laikiem i może wybrałem się z motyką na księżyc, jednak jak mówi mądrość ludowa - święci garnków nie lepią.

Silnik unipolarny może współpracować ze sterownikiem do silników bipolarnych. Ten i tak jest tymczasowy do testów, ale i tak nie zauważyłem aby w tej konfiguracji gubił kroki, koło zawsze trafia w to samo miejsce.

Czy zastosowanie sterownik A4988 to problem ?

ZbyT · 24 Maja 2015

Tak jak pisałem wyżej, jestem laikiem

(...)

Silnik unipolarny może współpracować ze sterownikiem do silników bipolarnych

laicy tak kategorycznie raczej nie powinni się wypowiadać

Czy zastosowanie sterownik A4988 to problem ?

czy zastosowanie ULN2003 to problem?

oczywiście możesz stosować takie części jakie ci pasują. Możesz użyć nawet i7 chłodzonego cieczą jeśli ci to odpowiada

mógłbym zrozumieć gdybyś użył L297D bo sprawdziłby się z tym silnikiem ale A4988 mierzy prąd płynący przez uzwojenia i na tej podstawie reguluje go dobierając PWM. Silniki unipolarne mają zwarte ze sobą środki uzwojeń więc prąd nie musi płynąć przez pojedyncze uzwojenie ale może popłynąć częściowo przez drugie, a tym samym pomiar będzie błędny. Mało tego, może powodować czasem obrót silnika w przeciwną stronę. Na pewno wpłynie to na moment obrotowy, a tym samym na skłonność do gubienia kroków. W temperaturze pokojowej może to działać ale czy zadziała na mrozie?

możesz zrobić to dobrze albo byle jak. Wybór należy do ciebie

pozdrawiam

Piotr4d · 24 Maja 2015

ZbyT dzięki za sugestie.

Nie mogę zastosować sterownika ULN2003 do projektu TriStar-FilterWheel w jego oryginalnej wersji. A prościej dla mnie jest dokupić pasujące elementy niż przerabiać sketch do arduino. Sterownik A4988 (w sklepie mieli tylko taki) użyłem w zastępstwie EasyDriver A3967.

Co do silnika, to zapewne masz rację, wszak to ja jestem laikiem.

MateuszW · 24 Maja 2015

ZbyT dobrze prawi. W moim kole jest silnik unipolarny 48 kroków/obrót sterowany półkrokowo i to w zupełności wystarcza. Co prawda mam tak na oko 3x większą "przekładnię", niż tu, bo mam większą tarczę i mniejszą zębatkę na silniku. Ale na pewno stosowanie mikrokroków, czy silnika z wbudowaną przekładnią jest zbędne. Jeśli nie chcesz modyfikować kodu, to najprościej kup silnik bipolarny (bez przekładni, lub z niewielką) i zostaw już ten sterownik, bo nie zaszkodzi

Widzę, że jesteś świeży w programowaniu i się trochę tego boisz Nie bój się, arduino programuje się względnie prosto, wiele rzeczy jest gotowych. Zmiana sterowania silnika z tego sterownika na ULN polegałaby na zmianie jakiś max 5-10 linii kodu.

Piotr4d · 24 Maja 2015

Próbowałem coś tam kombinować za sketchem, ale nie wiele z tego wychodziło. Nie upieram się przy żadnej z opcji. Gdyby znalazła się jakaś dobra dusza i przerobiła kod tak aby współpracował z ULN2003 było by super.

szuu · 24 Maja 2015

Silnik unipolarny może współpracować ze sterownikiem do silników bipolarnych.

laicy tak kategorycznie raczej nie powinni się wypowiadać

ale o co chodzi? bo przecież to prawda i tylko jest kwestia odpowiedniego połączenia wyprowadzeń?

Piotr4d · 25 Maja 2015

Myślę, że opisany przez ZbyTa problem dotyczy silników unipolarnych z pięcioma przewodami, których uzwojenia mają wspólną linię, 28BYJ-48 to silnik unipolarny z pięcioma przewodami, więc problem może występować. W silnikach 6 i 8 przewodowych było by OK http://botland.com.pl/content/50-podlaczenie-silnikow-krokowych-bipolarnych-oraz-unipolarnych

MateuszW · 25 Maja 2015

Jest jeszcze taka drobna sprawa, że jak niczego nie mieszam, to podłączając silnik unipolarny bipolarnie tracisz 2x moment obrotowy (przy zachowaniu nominalnego napięcia zasilania). Bo po prostu masz szeregowo dwie połówki uzwojeń, których rezystancja się sumuje i płynący prąd będzie 2x mniejszy, niż nominalny. Żeby zapewnić zakładany moment, to trzeba dać 2x wyższe napięcie zasilania.

ZbyT · 25 Maja 2015

silnik unipolarny to nie jest silnik bipolarny z odczepem. To całkowicie różne konstrukcje mimo że podobnie wyglądają na schemacie. W silniku bipolarnym mamy 2 uzwojenia obrócone względem siebie, a w silniku unipolarnym są 4 uzwojenia (też obrócone). Jeśli połączymy uzwojenia silnika unipolarnego parami (jeśli środki uzwojeń nie są zwarte) i przepuścimy przez nie prąd to z 4 różnych stanów pośrednich otrzymamy 2, a tym samym zmienimy parametry silnika. Dwukrotnie zmniejszymy ilość kroków na obrót oraz zmniejszymy moment obrotowy (zmienimy też inne parametry, które są mniej istotne). Zwiększenie zasilania niewiele pomoże bo silnik zacznie się mocniej grzać co może doprowadzić do jego uszkodzenia

jeśli środki uzwojeń są zwarte sytuacja jest jeszcze gorsza o czym już pisałem

producenci sterowników krokowców nie bez powodu robią odmienne układy dla silników bipolarnych i unipolarnych

poniżej nota aplikacyjna A4988, w której jest wyraźnie napisane, że służy do sterowania silników bipolarnych. Jest schemat podłączenia takiego silnika natomiast dla silnika unipolarnego schematu brak. Może to oznaczać, że w Allegro pracują idioci, którzy nie znają się na tym co robią lub ... wręcz przeciwnie

A4988-Datasheet.pdf

pozdrawiam

Piotr4d · 25 Maja 2015

Czyli zamienił stryjek siekierkę na kijek.

Zrobiłem mały eksperyment, tak dla sportu, rozebrałem ten mój nieszczęsny silnik i przeciąłem ścieżkę miedzy wspólnymi liniami. Z silnika 5 przewodowego zrobiłem teoretycznie silnik 6 przewodowy. Podłączyłem do sterownika i silnik działa, ponadto mam wrażenie, jakby wolniej się nagrzewał.

Nowy silnik bipolarny zakupiony :icon_smile:

Edit. Zamieściłem post nie zapoznawszy się z powyższym postem. Reasumując, konstrukcji silnika nie przeskoczysz.

Edytowane 25 Maja 2015 przez Piotr4d

szuu · 25 Maja 2015

Reasumując, konstrukcji silnika nie przeskoczysz.

aczkolwiek próbować można :flirt:

Piotr4d · 2 Czerwca 2015

Projekt zakończony.

Całkowity koszt "robopudełka" to 60 zł ( Arduino nano, silnik bipolarny, sterownik i pudełko)

Dziesiątki razy zmieniałem filtry i koło za każdym razem idealnie trafia z filtrem. Robopudełko domyślnie startuje od pierwszego filtra i po zakończeniu sesji wraca do pierwotnego położenia. Bez kabelków kołem można sterować manualnie.

Zmieniłem schemat, dodałem sterowanie półkrokowe w celu zwiększenia precyzji.

Czekam na warunki pogodowe, aby sprawdzić jak działa w boju.

Link do filmiku i kilka fotek.

Edytowane 8 Czerwca 2015 przez Piotr4d

Adam Tomaszewski · 2 Czerwca 2015

Bardzo fajnie to wygląda . Ja również stałem się posiadaczem ATMowego zmotoryzowanego koła filtrowego z tego wątku: http://www.forumastronomiczne.pl/index.php?/topic/7231-pmfw-5-czyli-poor-mans-filter-wheel/page-2

Niedługo opiszę pierwsze wrażenia. Nie wygląda tak fantastycznie jak te wykonane przez MateuszW ale koszty również zupełnie inne . Myślę, że do astrofoto planetarnego powinno być ok. Niedługo mini-recenzja z dokumentacją fotograficzną

Piotr4d · 3 Czerwca 2015

Bardzo fajnie to wygląda . Ja również stałem się posiadaczem ATMowego zmotoryzowanego koła filtrowego z tego wątku: http://www.forumastronomiczne.pl/index.php?/topic/7231-pmfw-5-czyli-poor-mans-filter-wheel/page-2

Niedługo opiszę pierwsze wrażenia. Nie wygląda tak fantastycznie jak te wykonane przez MateuszW ale koszty również zupełnie inne . Myślę, że do astrofoto planetarnego powinno być ok. Niedługo mini-recenzja z dokumentacją fotograficzną

Wiele ostatnio dzieje się w tym temacie. Projekt Mateusza to pełna profeska. Moje pudełko to taka wersja minimalistyczna. Zrobiłem je z myślą o współpracy z Jolofokuserem i pełnej automatyzacji sesji. Teraz rozglądam się za jakimś skryptem monitorującym do Maxima z funkcja powiadamiana na email/komórkę.

To drugie koło też wygląda niczego sobie. Chętnie zobaczę je w twoim wykonaniu.

Piotr4d · 4 Czerwca 2015

Znalazłem skrypty do Maxima, które wydaje się powinny spełnić moje oczekiwania odnośnie automatyzacji akwizycji.

Pierwszy skrypt Refocusing-Script-V1.0.vbs umieszczony w Maxim DL >> Autosave setup wywołuje focusing i ustawia ostrość po zmianie filtra http://www.zytratech.com/equipment/moravian-g3-11000/refocusing-script-for-maximdl/.

Drugi skrypt Skrypt Skype.vbs wywołuje Skypa i w razie problemów z guidingiem dzwoni pod wybrany numer http://deepspaceplace.com/maximdlalarm.php

Spotkał się może ktoś z podobnym skryptem dla PHD2 ?

Piotr4d · 16 Września 2015

Jako, że dopadły mnie pewne perturbacje związane z użytkowaniem koła http://astropolis.pl/topic/50740-zaklocenia-czyli-widze-zygzaki/

Kontynuując wątek zamieszczam dokonane zmiany, eliminujące możliwość wystąpienia potencjalnych problemów.

Nowy schemat połączeń i zmodyfikowany sketch do arduino.

Kondensator 100uF, rezystor 100K omów, reszta elementów bez zmian.

Jeszcze raz wielkie podziękowania dla kuba_527.

Załączam plik ze sterownikami ASCOM

tristar.zip

TriStar FilterWheel Setup.rar

Edytowane 19 Października 2015 przez Piotr4d

Piotr4d · 13 Czerwca 2016

Po 9 miesiącach użytkowania i małym usprawnieniu, mogę uznać projekt za kompletny i zakończony. Koło przez cały ten czas uczestniczyło w każdej sesji foto i ani raz mnie nie zawiodło. Filtry za każdym razem trafiają szybko i bezbłędnie na miejsce w torze optycznym bez względu na mróz, słońce i dużą wilgoci. Na początku po zmianie filtra i przed zapuszczeniem dłuższego naświetlania kontrolowałem położenie filtra w kole, ale z czasem przestałem zaglądać tam zupełnie. Jedynie po skręceniu kamery, koła i flatenera upewniam się czy pierwszy filtr, w moim przypadku L, jest na swoim miejscu. Jednakowoż jeśli sam gdzieś przypadkiem zmienię pozycję karuzeli i muszę ją skorygować, to karuzela samoczynnie tego nie robi. Koło po uruchomieniu np. Maximie domyślnie startuje z poz. 1 i po jego wyłączeniu zawsze samoczynnie wraca do pozycji startowej.

Żeby zminimalizować ryzyko przypadkowego "potrącenia" karuzeli i możliwość dostania się do środka "lewego" światła, do koła dokleiłem rodzaj zatyczki. Pozostawiłem tylko otwór do kontroli położenia karuzeli i na wszelki wypadek odsłoniłem część zębatki silnika, dzięki czemu palcem mogą dokonać manualnej korekty.

PS. Radiator na silniku jest zbędny, bo silnik się nie grzeje.

Może koło nie jest wyrafinowane technicznie, ale najważniejsze, że działa doskonale.

Piotr.