Телевизионный автогид

[Павел Бахтинов]

Какой примерно получился коэффициент усиления в пропорциональном канале?

Ой  С ходу на этот вопрос не отвечу. Надо посмотреть свои материалы (писал весной, уже подзабыл).

Посмотрел.
Микроконтроллер вычисляет коэффициент усиления, исходя из введенных с клавиатуры параметров:

K = Rs/(4*F*V*cos(dec)),
где Rs - радиус звездного изображения в пикселях, F - фокус в метрах, V - скорость коррекции монтировки в долях от скорости часового ведения, dec - склонение. Размер пикселя матрицы неявно принят за 6мкм.
Перемножив на этот коэффициент нормированную величину рассогласования звездного датчика (меняется от -1 до +1), получим коэффициент заполнения импульсов ШИМ, поступающих на монтировку (также единица максимум). Период повторения импульсов - 0,32 сек.

[Evgeniy Zhukov]

Павел, уже терпения не хватает!!! Где же твои фотографии?

[Павел Бахтинов]

Извиняюсь за задержку, положил пока первые два снимка в "...водородные туманности".

[Zakoruchkin]

В техническом описание этого чуда, я к моему сожалению моло что понял  Но судя по фотографиям в " Водородных туманностях"  работает отлично. Поздравляю!
И сразу вопросик - я пробовал к своему гиду( ТАЛ-120 f- 805мм) пристроить фото-телеконвертор ТК-2, она ведь тоже как ЛБ. Но на экране монитора звезда превратилась в жирную и лохматую блямбу. Но это мало помагло, и ни какие настройки в Прогайдере не дали улучшения гидирования, хотя фокус увеличился в двое. Может качество оптики в ТК-2 сильно ниже чем в астро-ЛБ, о чём я часто читал на форуме. Есть ли смысл увеличивать фокус в гиде - Ньютоне за счёт установки приличной, "особо" астрономической ЛБ. 
Юрий Закорючкин.
 

[Anton]

И сразу вопросик - я пробовал к своему гиду( ТАЛ-120 f- 805мм) пристроить фото-телеконвертор ТК-2, она ведь тоже как ЛБ. Но на экране монитора звезда превратилась в жирную и лохматую блямбу.

Юра, провокационный вопрос: а фокусироваться пробовал? 
Если серьезно, то нужно искать компромисс исходя из двух требований: желательно максимально увеличивать фокус гида, но до тех пор, пока не страдает качество картинки.
В твоем случае с телеконвертором дифракционное пятно порядка 16 мкм, те около трех пикселов, блямба явно больше была, значит конвертер такого качества, что испоганил картинку. Имеет смысл попробовать проверенную временем барлоу НПЗ 2х, она вполне адекватного качества.

[Zakoruchkin]

значит конвертер такого качества, что испоганил картинку. Имеет смысл попробовать проверенную временем барлоу НПЗ 2х, она вполне адекватного качества.
 
 
 

 
Да Антон, и я склоняюсь к тому же.  А фокусироваться я пробовал калёсики на фокусёре крутил, на монитор смотрел - не, не помогло И атмосфера была нормальной. Значит будем искать золотую середину.
Юрий Закорючкин.

[Александр Л.]

      По всей видимости ТКЛ2 бывают разные, в зависимости от экземпляра. В конечном счете я заменил свой ТКЛ2 на линзу барлоу НПЗ 2Х, но до конца не уверен, что качество стало много лучше.  Применял для планетных съемок. У ТКЛ2 заметно меньше хроматизм, а по поводу вообще качества изображения вопрос остался открытым, сравнений подробных не проводил. В конечном счете пользуюсь барлоу, поскольку удобней, можно легко заменить WEB камеру на окуляр, можно просто вынуть а не откручивать и т.д. Качество же ТКЛ для гида более чем достаточное. Попробуйте разобрать. Внутри оправы там 4-е линзы каждая запрессованная в своей оправке, зазор маленький, может перекосили при сборке. Ниже снимок рубинаром 10/1000 и ТКЛ2. Снимок плохой, но все же видно, что для гида качество более чем. На НПЗ барлоу качество выше, но съемки через барлоу проводились многократно, а через ТКЛ2, только 2-а или 3-и вечера. 

      Павел, а схема будет?

[Павел Бахтинов]

И сразу вопросик - я пробовал к своему гиду( ТАЛ-120 f- 805мм) пристроить фото-телеконвертор ТК-2, она ведь тоже как ЛБ. Но на экране монитора звезда превратилась в жирную и лохматую блямбу. Но это мало помагло, и ни какие настройки в Прогайдере не дали улучшения гидирования, хотя фокус увеличился в двое. Может качество оптики в ТК-2 сильно ниже чем в астро-ЛБ, о чём я часто читал на форуме. Есть ли смысл увеличивать фокус в гиде - Ньютоне за счёт установки приличной, "особо" астрономической ЛБ.

Увеличивать фокус ценой столь явного снижения качества изображения - явно не стоит. Более тонкий вопрос, надо ли вообще его увеличивать  . Погрешность работы подобных гидов (как моего, так и Антона) может быть не только меньше размера изображения звезды, но и меньше пикселя гидирующей матрицы (если позволяет атмосфера, периодика монтировки и т.п.). У меня была мысль провести сравнение гидирования с Барлоу и без, но пока не смог этого сделать из-за ручного гидирования по склонению (без ЛБ экран телевизора пришлось бы разглядывать в лупу).

Кстати, на разные результаты сравнения ТКЛ2 с ЛБ НПЗ могла повлиять также различная чувствительность используемых камер в ИК диапазоне.

Павел, а схема будет?

Обязательно. Хочу только ее нормально перерисовать, а то сейчас она в сильно "рабочем" варианте - "здесь играть, здесь не играть, а здесь рыбу заворачивали"  (с)

[Zakoruchkin]

Погрешность работы подобных гидов (как моего, так и Антона) может быть не только меньше размера изображения звезды, но и меньше пикселя гидирующей матрицы (если позволяет атмосфера, периодика монтировки и т.п.). У меня была мысль провести сравнение гидирования с Барлоу и без, но пока не смог этого сделать из-за ручного гидирования по склонению (без ЛБ экран телевизора пришлось бы разглядывать в лупу).

 
 Кстати заметил одну особенность, качество гидирования ухудшается как при очень слабой звезде так и при очень яркой. К примеру по Веге гидровать не получается, на экране огромная, лохматая плюха с лучами от растяжек. Только когда звезда принемает вид ровной  и не очень яркой точки, качество гидирования стабильное. Для себя определил : ярче  m 2-3 не катит, до m 6-7 работает стабильно.
Я если по честному, полноценных тестов по сравнению гидирования с ЛБ и без ЛБ не успел провести. Очень уж руки чесались поснимать, когда наконец то под осень справился с автогидом .
Юрий Закорючкин.

[Anton]

Кстати заметил одну особенность, качество гидирования ухудшается как при очень слабой звезде так и при очень яркой. К примеру по Веге гидровать не получается, на экране огромная, лохматая плюха с лучами от растяжек. Только когда звезда принемает вид ровной  и не очень яркой точки, качество гидирования стабильное. Для себя определил : ярче  m 2-3 не катит, до m 6-7 работает стабильно.

Юр, нужно вебкамере gain прибрать и выдержку покороче сделать, тогда плюха превратится в нормальную звезду. Но если ты про видеокамеру говоришь, тогда ой. Там ничего не регулируется, ну кроме яркости итп во фреймграббере, но это немножко не то.

[Zakoruchkin]

Юр, нужно вебкамере gain прибрать и выдержку покороче сделать, тогда плюха превратится в нормальную звезду. Но если ты про видеокамеру говоришь, тогда ой. Там ничего не регулируется, ну кроме яркости итп во фреймграббере, но это немножко не то.

Я сейчас уже не вспомню, но что то пробовал крутить в настройках, навроде контраста и т.п. Ни чего не менялось, похоже всё таки это был чисто оптический эфект. В следующем сезоне попробую 2х ЛБ , а самая главная кстати задача будет поженить теле-фомат охранки с твоим Прогайдером. У охранки как раз и частота кадров большая, можно гидировать с большой частотой. А светосилы для поиска гидирующей звезды я думаю хватит, найдем - небо ведь большое 
Юрий Закорючкин.

[Павел Бахтинов]

Выкладываю обещанную принципиальную схему автогида.

Схема представлена в несколько упрощенном варианте: исключены некоторые "лишние" детали, не влияющие на понимание принципа действия (внутренние разъемы межплатных соединений и т.п.). Кроме того, хотелось бы сразу оговориться - это все же схема экспериментального, а не серийного устройства, поэтому в ней местами заметны "следы творчества" , и не все решения могут быть оптимальны, как по элементной базе, так и по схемотехнике (к примеру, имело смысл использовать логику серии 74HC вместо 74AC, но - собрал из того, что было в тот момент под рукой).

Внимание! В показанный здесь первоначальный вариант схемы в дальнейшем вносились изменения (1, 2). Принципиальная схема со всеми внесенными изменениями представлена здесь.

[Павел Бахтинов]

Краткое описание принципа действия.

Видеосигнал камеры с разъема X2 поступает на цепь фиксации постоянной составляющей по вершинам синхроимпульсов (C4, VD1, R6), а затем, через повторитель VT1 - на усилитель на транзисторах VT6, VT7 (с коэффициентом усиления около 3) и селектор синхроимпульсов на VT3-VT5. Селектор представляет собой компаратор, порог которого (установленный подстроечником R13) "режет" синхроимпульсы примерно посередине. Также видеосигнал поступает на выходной повторитель VT2, работающий на видеоконтрольное устройство (ВКУ). Здесь к сигналу подмешиваются импульсы, формирующие изображение маркера на экране ВКУ (цепь MRK - R14).

Выделенные селектором синхроимпульсы, сформированные инверторами DD2.2-DD2.3, поступают на вход встроенного в микроконтроллер DD1 аппаратного счетчика (цепь SSI), содержимое которого, таким образом, соответствует текущему номеру строки в полукадре. Выделение кадрового синхроимпульса (по началу которого и сбрасывается счетчик), также как и различение четного и нечетного полей кадра, реализовано программным путем. Когда значение счетчика строк оказывается в диапазоне, соответствующем заданному местоположению маркера по вертикали, микроконтроллер запускает формирование маркера.

Задача отработки временных интервалов, определяющих размеры и положение маркера внутри строки, возложена на счетчик на микросхемах DD3-DD5, работающий на тактовой частоте 16МГц и управляемый автоматом на триггерах DD10 и лог. элементах DD2, DD9. Длительность интервала выставляется микроконтроллером на выходах T0-T10 и загружается в счетчик в первый раз строчным синхроимпульсом, а затем (после отработки интервала) - сигналом переполнения самого счетчика (выв.15 DD5). Управляющий автомат обеспечивает формирование трех интервалов подряд, после чего останавливает счетчик сигналом EOS. Микроконтроллер первоначально выставляет значение T0-T10, задающее горизонтальную координату маркера, затем, "увидев" импульс SSI, меняет его на полуширину маркера, а с появлением EOS - обратно на координату (теперь уже для следующей строки). Таким образом, в течение строки формируются три коротких импульса в цепи MRK, рисующие вертикальные линии в изображении маркера, а горизонтальные линии в соответствующих строках добавляются микроконтроллером по цепи HMRK.

Наряду с изображением маркера схема вырабатывает (на выходах DD10) сигналы управления аналоговым мультиплексором DD6, ключи которого коммутируют участки видеосигнала, соответствующие четырем квадрантам маркера и прилегающей к ним фоновой площадке, на интегрирующие цепочки R21C10...R25C14 соответственно. На мультиплексор поступают: общий сигнал разрешения EMX, активный в пределах всей площади маркера, сигналы L/R и H/L, позволяющие различить его левую/правую и верхнюю/нижнюю половины, и сигнал BKG, действующий в пределах фоновой площадки на периферии маркера.

Разности между накапливаемыми на емкостях C10-C13 средними уровнями по квадрантам и фоновым уровнем (на C14) усиливаются каскадами на ОУ DA3.1-DA3.4 и поступают на входы АЦП микроконтроллера по цепям V0-V3, наряду с самим фоновым уровнем (через повторитель DA4.1, цепь VB). После оцифровки, дальнейшая обработка сигналов производится программой микроконтроллера (что там происходит, я, в общих чертах, уже описывал ранее). Полученные в результате обработки импульсы коррекции монтировки выдаются микроконтроллером на оптроны U1, U2 (а также на включенные параллельно с ними треугольные светодиоды HL1-HL4 индикатора коррекций). На выходной разъем X3 выведены отдельно открытые коллекторы и эмиттеры транзисторов оптронов, что дает необходимую гибкость для подключения к монтировкам различных типов.

На работе схемы цифровой индикации (DD7, DD8, HG1-HG4) и клавиатуры (S1-S6) останавливаться не буду - там и так все достаточно очевидно.

[Денис Никитин]

Оффтопик. Подробно пока не вникал, только схему начал просматривать. Интересный момент, когда я пробовал снимать тактовые импульсы с ноги кварца (как у тебя через DD2.1), у меня кварц никогда в жизни не запускался. Паша - шаман!

[Anton]

Оффтопик. Подробно пока не вникал, только схему начал просматривать.

Аналогично. Распечатал, положил под клавиатуру на работе. Проникаюсь.

Интересный момент, когда я пробовал снимать тактовые импульсы с ноги кварца (как у тебя через DD2.1), у меня кварц никогда в жизни не запускался. Паша - шаман!

Элементарно, Ватсон! OSC2 это выход инвертора. С него можно брать тактуху. Я 10 мгц на альтеру с 18f452 точно так же, но без доп интвертора, а через резюк в 300 ом брал. Все работает, как из ружья. А вот с OSC1 нельзя. Вход однако.

[Александр Л.]

   Павел, спасибо за схему. Для полноты картины хотелось бы знать номиналы резисторов и конденсаторов. Вопрос пока возник только один – зачем читать процессором сигнал VB, если он и так вычитается из сигналов суммарной яркости площадок V0-V3, при помощи сумматоров на ОУ D3.

[Павел Бахтинов]

Элементарно, Ватсон! OSC2 это выход инвертора. С него можно брать тактуху....
А вот с OSC1 нельзя. Вход однако.

Ну да, именно так. Проблем и не должно быть, ведь выход все равно зашунтирован емкостью пик в двадцать, а входная емкость КМОП-инвертора куда меньше...

Вопрос пока возник только один – зачем читать процессором сигнал VB, если он и так вычитается из сигналов суммарной яркости площадок V0-V3, при помощи сумматоров на ОУ D3.

Во-первых, там не совсем сумматоры (для чисто аналогового вычитания пришлось бы ставить еще по два резистора на канал).
Во-вторых, вся эта конфигурация - результат неких итераций при отладке (один из "следов творчества", о которых я упоминал). В первоначальном варианте усилителей вообще не было (и, возможно, не будет в окончательном - после замены PICа на модификацию с 10-разрядным АЦП). Был еще промежуточный вариант с усилением DA3 в несколько десятков (а не несколько единиц, как сейчас), от него я отказался с целью расширить рабочий диапазон в сторону ярких звезд.

Номиналы напишу позже.

[UL8GBX]

Собираетесь ли вы опубликовать исходный код ? и на каком языке написанна программа? Мне очень понравилась идея и я планирую
сделать подобное устройство, только у нас камеры NTSC кадровая 60 Hz, строчьная 15.734 Hz и 525 строк, однозначьно нужны
изменения в программу.

[Anton]

А я уже и печаточку проработал

Рано, нужно всю логику в CPLD убрать, пикуху взять в PQFP корпусе, вот тогда будет продукт!

[Павел Бахтинов]

Собираетесь ли вы опубликовать исходный код ? и на каком языке написанна программа?

Раз появился такой интерес  - будут исходники, куда же без них...

Написано на ассемблере.

А я уже и печаточку проработал

С "земляной" шиной (и питанием) надо бы посерьезнее - логика слабой земли не любит...

...нужно всю логику в CPLD убрать, пикуху взять в PQFP корпусе, вот тогда будет продукт!

Ну, PLD, на мой взгляд, - дело вкуса, в современных корпусах и так получится довольно компактно, особенно если схему индикации выполнить более цивилизованно