Skocz do zawartości
lkosz

Sterowanie do montażu paralaktycznego w osi RA

Rekomendowane odpowiedzi

Napędy które można kupić w sklepach pozostawiają sporo do życzenia, a i wybór niewielki. Aaale od czego jest DIY :) Poniżej garść wyliczeń i schematów dotyczących tego jak, gdzie, czym, którędy, do czego, i za ile. Jest to pierwsza wersja napędu, drugą opublikuję niebawem. Zapraszam do lektury.

 

Mniej technicznie:

 

Zestaw tańszy (eq3-2 bez problemu uciągnie, ale z większymi prędkościami może być problem):

 

Suma: 85zł

 

Zestaw bardziejszy - mój (również do montaży którym trochę ciężej chodzi ślimacznica mikroruchów)

Suma: 165zł

 

Wyposażenie dodatkowe:

 

Zestaw najtańszy:

tańszy silnik i sterownik; radiatory samoprzylepne, bez przetwornicy, tact switch, zamiast przełącznika obrotowego - przełącznik dźwigniowy bistabilny, bez wyświetlacza - 190zł (jak się postarać to można zbić cenę o ~30zł, wytaniając na silniku nawet więcej)

 

Zestaw tańszy:

tańszy silnik i sterownik; radiatory samoprzylepne, przetwornica do zasilania z 12V, reszta według zestawu - 290zł (można zbić o 40-50zł)

 

Zestaw deluxe:

droższy silnik i sterownik; radiatory samoprzylepne, przetwornica do zasilania z 6V, reszta według zestawu - 400zł (można zbić o 50-60zł)

 

Celowo podałem ceny z jednego sklepu, który nie jest najtańszy. Niewiele szukając, stosując zamienniki można zejść z cenami sporo niżej. Na swoje potrzeby mam zestaw deluxe, bo sporo części do niego już miałem w domu, a i chciałem mieć solidne urządzenie. Dlatego nie żałowałem na przełączniki :) Można też sobie złożyć własny zestaw czytając opis poniżej.

 

Schemat i kod programu: https://github.com/lkosz/eq3-2_drive

 

Bardziej technicznie:

 

Zanim zabierzemy się za budowę należy ustalić sobie budżet i potrzeby. Dla mnie ważne było, żeby napęd był solidny, wytrzymały i dokładny, uniwersalny jeśli chodzi o źródło zasilania, prosty w naprawie oraz łatwy do zmodyfikowania. Musi też pozwalać na szybkie przestawianie teleskopu oraz ręczne użycie pokrętła mikroruchów. Samo źródło zasilania niewielkie, mrozoodporne, i nie za ciężkie.

 

Żeby zbudować taki napęd potrzebujemy:

  • ustalić sobie napięcie zasilania - ja zbudowałem sobie proste zasilanie z akumulatorów AGM 6V
  • silnik krokowy - polecam 400-krokowy z momentem ok. 3Nm i większym. Generalna zasada: im wyższa prędkość obrotowa, tym wyższe napięcie trzeba stosować, bo tym bardziej dokucza indukcyjność. Należy wybrać taki z możliwie najniższą rezystancją uzwojeń oraz najniższym napięciem znamionowym, patrząc czy nie przekraczamy budżetu.
  • sterownik - ma cztery ważne parametry:
    • prąd - musi wytrzymać co najmniej prąd znamionowy silnika, choć należy wybrać taki, który wytrzyma przynajmniej 120% tego prądu
    • rozdzielczość kroków - nie polecam schodzić poniżej 1/16; jeśli montaż ma niewielkie przełożenie ślimacznicy, to należy się zaopatrzyć w sterownik z rozdz. 1/32, 1/64 lub wręcz 1/128. Jeśli ktoś potrzebuje tylko sterownika który będzie jedynie "nadążał" za obiektami przy obserwacji wizualnej - spokojnie wystarczy 1/8 kroku przy 200-krokowym silniku - wszystko to kwestia potrzeb
    • ogranicznik prądu - tzw. chopper, koniecznie musi być - silnik będziemy zasilać wyższym napięciem niż znamionowe (o tym poniżej), przez co przy braku ograniczenia popłynie przez niego prąd wyższy niż znamionowy, i po odpowiednim czasie przepali uzwojenia silnika
    • dopuszczalne napięcie zasilania silnika - im wyższe tym lepiej (ale i drożej); generalnie do uzyskania wyższych prędkości obrotowych potrzeba skrócić czas narastania prądu w uzwojeniu silnika. Dlatego należy użyć kilkukrotnie wyższego napięcia oraz silnika o odpowiednim momencie obrotowym - wraz ze wzrostem obrotów, spada moment. Zbyt słabe silniki mogą na wyższych prędkościach po prostu gubić kroki. Dobrze przyjąć kilkukrotnie wyższe napięcie zasilania silnika niż jego napięcie znamionowe. Ja swój 2,8V zasilam 18V.
  • mikrokontroler - dowolne arduino, choć polecam wersje "micro" ze względu na rozmiary, i raczej 16MHz, nie robimy zegarka, nie trzeba oszczędzać prądu
  • przełączniki - muszą być w miarę solidne i wyczuwalne przez rękawice
  • wyświetlacz - użyłem 4-cyfrowego, więcej mi nie było potrzebne
  • kilka elementów półprzewodnikowych opisanych wcześniej i na githubie


 

Kilka słów wyjaśnienia - czemu to jest tak dziwnie podłączone z użyciem zenerki i zwykłych diod krzemowych - chcąc mieć 7 przełączników potrzebowałbym 14 wyjść cyfrowych, do tego 2 na wyświetlacz i 3 do sterownika. Moduł Arduino, który miałem akurat pod ręką nie ma tylu, nie miałem już miejsca na ekspander, dlatego trzeba było użyć wejść analogowych jako trójstanowe - normalnym napięciem na wejściach analogowych jest 2,5V, pozostałe dwa stany to masa lub 5V, w zależności jak się przyciśnie. Wejścia arduino zachowują się jak kondensatory - nie płynie przez nie prąd. Diody są potrzebne do tego, aby zwarcie jednym przyciskiem do masy nie powodowało "wysysania" prądu z pozostałych wejść (to i tak się dzieje ze względu na pojemności pasożytnicze, ale w niewielkim stopniu - nie mamy 0V na wszystkich wejściach dzięki temu że są diody). Z drugiej strony zwarcie do 5V nie powinno powodować pojawienia się 5V na pozostałych wejściach (napięcie się nieznacznie podnosi, ale tylko nieznacznie). Diody chronią w obu przypadkach przed "cofaniem" się ładunków. Dlatego to muszą być zwykłe diody krzemowe, diody Schottky'ego mają już za duże prądy wsteczne, i są zbędnym kosztem w tym przypadku. Dla poprawienia stabilności całości można dodać niewielkie kondensatory przy wejściach celem zmagazynowania większej ilości ładunku (są uwzględnione na schemacie), ale nie zawsze trzeba. Ja nie dawałem.

Jeśli ktoś nie jest przekonany do tej konstrukcji z diodami, lub ma miejsce można użyć po prostu ekspandera wyprowadzeń: MCP23017 lub MCP23018. Obsługiwane po I2C, układy mają rezystory podciągające w środku o wartości 100k. Odczyty stanów z MCP najlepiej robić paczką z wszystkich wyprowadzeń naraz, bo robione jedno po drugim trwa bardzo długo.

 

Teraz oprogramowanie:

  • priorytetem jest zapewnienie płynności i dokładności obrotów, dlatego nie ma przerwań w programie; przyciski i wyświetlacz są obsługiwane wtedy, gdy jest na to czas
  • obliczenia wysokiej dokładności należy przeprowadzić ręcznie w godnym zaufania programie do obliczeń matematycznych i wpisać w kod - robienie tego w C w naiwny sposób prowadzi do bardzo niedokładnych wyników - komputery operują na liczbach wymiernych, stosują zaokrąglenia, w związku z tym proste dodawanie i mnożenie na liczbach zmiennoprzecinkowych nie jest łączne, tj. (A+B)+C to nie zawsze to samo co A+(B+C) (można powiedzieć, że zazwyczaj to nie to samo, nawet jeśli wynik się mieści w zakresie zmiennej). Dlatego należy policzyć w wolframie, octave czy matlabie co trzeba, i wpisać gotowe zgodnie ze wzorami na samej górze programu
  • kroki są wykonywane co ileś mikrosekund, z czasem statystycznie dążącym do sumy microseconds_between_steps i picoseconds_rest przez to, że następny krok odbywa się w zaplanowanym czasie (lub nieznacznie po nim) w sposób elastyczny. Obsługa ekranu i przycisków trwa, co przy sztywnym czasie uśpienia wprowadzałoby gigantyczne sumujące się błędy. Dodatkowo ze względu na nieskończone rozwinięcia dziesiętne liczb (w moim przypadku) kumuluje się kolejny błąd i w efekcie obiekt stopniowo przesuwałby się w bardzo dużych powiększeniach. Aby to zminimalizować należy brać pod uwagę czas obsługi ekranu i przycisków, oraz co jakiś czas doliczyć brakującą mikrosekundę - w tym celu sumowane są pikosekundy. W efekcie kumuluje się błąd wynikający wyłącznie z zaokrągleń sumowania pikosekund, który powinien być już niezauważalny w amatorskim zastosowaniu

 

Zasilanie:

  • w celu podwyższenia napięcia należy zastosować przetwornicę DC-DC podnoszącą napięcie (nazywane: step-up lub boost converter) lub źródło zasilania z odpowiednio wysokim napięciem
  • do przetwornicy dobrze jest dolutować sporej pojemności kondensatory (ja użyłem 2x10000uF) żeby zminimalizować szarpania napięcia ze źródła prądu
  • akumulator (akumulatory) musi dostarczyć wymagany prąd (w moim przypadku jest to średnio 1200mA na 6V) zawsze. Trzeba się upewnić, że i zimą, i po drobnym rozładowaniu będzie działać stabilnie.

 

Dzięki zamontowaniu ślimacznicy bezpośrednio na wale silnika jest możliwość dodatkowego manualnego obracania pokrętłem mikroruchów. Dla pewności dobrze zamontować przekaźnik na obydwu uzwojeniach i kręcić ręcznie gdy silnik jest galwanicznie odłączony od sterownika.

DSCF3393.JPG

DSCF3398.JPG

DSCF3401.JPG

  • Lubię 6
  • Dziękuję 1
  • Kocham 1

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Super! Ale dla mnie aż prosi się, żeby zrobić wersję z przekładnią paskową na dwóch zębatkach celem zwiększenia płynności i dokładności prowadzenia :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Poczekaj na v.2 :D Przekładnia paskowa ma tę wadę, że można ją łatwo uszkodzić kręcąc ręcznie pokrętłem. A założenie miałem takie, że go będę potrzebować. Przy sterowniku z rozdzielczością 1/128 i 400-krokowym silnikiem, przy moim eq3-2 obraz był bardzo płynny (to jest 77-78 kroków/s)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
2 godziny temu, lkosz napisał:

Poniżej garść wyliczeń i schematów dotyczących tego jak, gdzie, czym, którędy, do czego, i za ile.

Hej, a możesz napisać łopatologicznie, do czego konkretnie służą te przełączniki, pokrętło na obudowie i co się wyświetla na wyświetlaczu? :)

Edytowane przez Piotr K.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Wyświetlacz pokazuje z prawej strony % baterii (przy sterowaniu chwilowym nie ma), z lewej prędkość. Pokrętło to jest kierunek ruchu automatycznego N-0-S. Przełączniki służą do sterowania chwilowego na wyższych prędkościach kolejno: 2, 8, 32, 96, 512, 2048

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
5 godzin temu, lkosz napisał:

mikrokontroler - dowolne arduino, choć polecam wersje "micro" ze względu na rozmiary, i raczej 16MHz, nie robimy zegarka, nie trzeba oszczędzać prądu

Po ostatnich (wieloletnich) doświadczeniach kupiłbym ESP8266 ładnie opakowane zamiast Arduino. Od razu masz wifi i więcej mocy ;)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

ESP8266 ma za mało wyjść niestety do tego zastosowania

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Interesująca lektura, brawa dla autora za szczegółowy opis.

Dziwiło mnie zawsze, że nikt nie odważył się nigdy na podjęcie tego jako projektu komercyjnego w konkurencji do absurdalnie drogich i porażająco tandetnych (wiem co mówię) napędów do małych montaży brandowanych przez SW (i pokrewnych) jakie są w sklepach od lat, w niezmienionej postaci z całym dobrodziejstwem swojej przestarzałej technologii.

 

A wydaje mi się, że rynek jest bardzo duży - to wszyscy posiadacze EQ3-2 itp, którzy chcieliby zrobić następny krok (ku wygodzie oraz/lub astrofotografii)

Większość z nich takie zaawansowane dosyć projekty nie pociągają lub/oraz przerastają ich umiejętności ale pewnie chętnie kupiliby końcowy, nowoczesny produkt za ludzką cenę.

 

No to do roboty, chłopaki! :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Moze warto dodac obsluge ST-4? Albo nawet konwerter USB-UART i obsluge autoguidingu bezposrednio z USB.

Najlepiej podszyc sie pod protokol komunikacyjny jakiegos istniejacego autoguidera w INDI/ASCOM.

Przykladowy protokol juz zaimplementowany w ASCOM:

https://github.com/kevinferrare/arduino-st4/blob/master/ArduinoCode/ArduinoCode.ino

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Noo jak ktoś ma ochotę to proszę bardzo... :) Zainteresowanych, co siedzi w napędzie komercyjnym odsyłam tutaj: https://astropolis.pl/topic/63632-opis-nap%C4%99du-jednoosiowego-do-monta%C5%BCy-eq3-2-sterowanego-pilotem

W kwestii dodatkowych funkcji to trzeba by tu użyć ekspandera, żeby piny portu szeregowego w Arduino były wolne. Powyższy napęd jest spoko dla początkującego, tylko dałem za krótki kabel do silnika i obraz drżał od huśtania. Zaczęło mi też brakować obsługi różnych prędkości, swój ustawiłem na gwiazdową. Do tego przydałoby się sterowanie osią deklinacji i ostrością, bo też mocno drży od dotyku... Postanowiłem go tak przerobić, że nic z tego nie zostało poza silnikami :D ale to nie uprzedzajmy faktów, muszę najpierw rozgonić chmury, przetestować, opis napisać, opublikować kod i modele 3D. Zrobię to szybciej niż z tym, bo czekał 4 miesiące na dorysowanie rezystora. Aż zaktualizowałem KiCADa, który mi powiedział że nie otwiera już projektów z poprzednich wersji i szybciej było zabawić się w Picasso :D

 

 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
16 godzin temu, lkosz napisał:

ESP8266 ma za mało wyjść niestety do tego zastosowania

ESP32 ma dużo wejść. Poza tym według mnie lepiej użyć jakiegoś potencjometru i 2 guzików.

Co w sytuacji, gdy nacisnę kilka przełączników jednocześnie?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Mowa była o ESP8266, nie o ESP32

Co do przycisków - jeśli zrobisz to idealnie jednocześnie, wygra ten, który jest sprawdzany, lub pierwszy według kodu jeśli kontroler akurat zajmuje się czymś innym.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

  • Polecana zawartość

    • Odszedł od nas Janusz Płeszka
      Wydaje się nierealne, ale z kilku źródeł informacja ta zdaje się być potwierdzona. Odszedł od nas człowiek, któremu polskiej astronomii amatorskiej możemy zawdzięczyć tak wiele... W naszym hobby każdy przynajmniej raz miał z nim styczność. Janusz Płeszka zmarł w wieku 52 lat.
        • Smutny
      • 156 odpowiedzi
    • Małe porównanie mgławic planetarnych
      Postanowiłem zrobić taki kolaż będący podsumowaniem moich tegorocznych zmagań z mgławicami planetarnymi a jednocześnie pokazujący różnice w wielkości kątowe tych obiektów.
      Wszystkie mgławice na tej składance prezentowałem i opisywałem w formie odrębnych tematów na forum więc nie będę się rozpisywał o każdym obiekcie z osobna - jak ktoś jest zainteresowany szczegółami bez problemu znajdzie fotkę danej mgławicy na forum.
        • Kocham
        • Dziękuję
        • Lubię
      • 20 odpowiedzi
    • SN 2018hhn - "polska" supernowa w UGC 12222
      Dziś mam przyjemność poinformować, że jest już potwierdzenie - obserwacja spektroskopowa wykonana na 2-metrowym Liverpool Telescope (La Palma, Wyspy Kanaryjskie). Okazuje się, że mamy do czynienia z supernową typu Ia. Poniżej widmo SN 2018hhn z charakterystyczną, silną linią absorpcyjną SiII.
        • Dziękuję
        • Lubię
      • 11 odpowiedzi
    • Zbiórka: Obserwatorium do poszukiwania nowych planet pozasłonecznych
      W związku z sąsiednim wątkiem o zasadach przyjmowania stypendiów, po Waszej radzie zdecydowałem się założyć zbiórkę crowdfundingową na portalu zrzutka.pl. W tym wątku będę informował o wszelkich aktualizacjach, przychodzących także po zakończeniu.
        • Kocham
        • Dziękuję
        • Lubię
      • 85 odpowiedzi
    • Mamy polską zmienną z zaćmieniowym dyskiem protoplanetarnym
      W ten weekend, korzystając z danych ASAS-SN (All Sky Automated Survey for Supernovae), wykryłem nieznaną do tej pory zmienną typu R Coronae Borealis. To jedna z najrzadszych typów gwiazd zmiennych - do tej pory odnaleziono zaledwie ~150. Ich poszukiwanie nie należy do najprostszych, gdyż swoimi wskaźnikami barwy (B-V, J-K etc.) nie wyróżniają się zbytnio, dlatego szybciej jest przeszukać krzywe blasku.
        • Lubię
      • 20 odpowiedzi
×

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.