Универсальная система управления телескопом на Arduino

[Iovch]

На форуме уже имеется несколько тем, посвященных системам управления монтировками, собранных на базе компонентов ардуино, в частности:

Простая система управления монтировкой на Arduino
Управление монтировкой на ШД Arduino + grbl
GOTO на Arduino практическая реализация "Импортозамещение"

   В результате изучения этих, и многих других источников, у меня сложилось четкое представление, как простейшим образом, на базе компонентов Ардуино можно решить некоторые вопросы, связанные с управлением телескопом.
   В настоящий момент собран действующий образец управляющего блока на базе Ардуино нано и драйверов А4988 для монтировки на шаговых двигателях с выходом для подключения электрофокусера, с индикацией координат наведения и прочей информации на двухстрочном LCD, с возможностью выполнения команд GOTO задаваемых с ПК, с возможностью подключения проводного устройства управления. Реализовано прямое подключение к плагину «управление телескопом» программы Stellarium. Разработано программное обеспечение для управления экваториальной и альт-азимутальной монтировками, масса тестовых программ. Собранная система управляет монтировкой из комплекта Деагостини «Собери свой телескоп» (аналог Astro-3, на фото), но система подойдет для управления любой монтировкой на шаговых двигателях. Пришло время собрать окончательный вариант изделия уже с беспроводным управлением. В процессе переборки системы, попытаюсь систематизировать и показать в этой теме, от простого к сложному, как простейшим образом, на Ардуино можно реализовать тот или иной функционал. Думаю, материал будет полезным.

Для удобства ориентирования в теме привожу здесь ссылки на основные моменты и программы:

Астротрекер или привод оси прямого восхождения, описание электронной части:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Астротрекер или привод оси прямого восхождения, скетч GOTO1 + драйвер ch341ser.zip:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Привод оси склонений и элемент управления (джойстик), ускорение перемещений, описание:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Привод оси склонений и элемент управления (джойстик), ускорение перемещений, скетч GOTO2:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Система управления экваториальной монтировкой с функциями GOTO, описание и скетч GOTO3:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Прикручиваем управление фокусером к джойстику
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Подключаем LCD, описание электронной части:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Подключаем LCD, скетч GOTO4 + драйвер LCD 1602:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Скетч GOTO4 с автоопределением и автоюстировкой джойстика:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Пульт ИК часть 1 (Slave), описание электронной части:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Пульт ИК часть 1 (Slave), скетч GOTO5SLAVE, программа настройки и драйвер пульта ИК:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Пульт ИК часть 2 (Master), описание электронной части и скетч GOTO5MASTER:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Шаговый электрофокусер, описание электронной части:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Шаговый электрофокусер, скетч GOTO6MASTER.zip:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Версии GOTO6MASTER и GOTO6SLAVE для штатного ИК пульта ардуино:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Энергонезависимые часы реального времени:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Скетч для управления альт-азимутальной монтировкой GOTO7MASTER:
Универсальная система управления телескопом на Arduino

Ссылка на яндекс-диск со всеми материалами и стабильными версиями: https://yadi.sk/d/f1jTO1AohCtbz

[viktor0154]

Согласен.
Последняя версия AMount плюс последняя версия ВП работают замечательно, возможно что-то "вылезет" потом на небе, а пока "на столе" и мелкими урывками на мутном небе все ОК !

[Grazer]

Здравствуйте. Спасибо за ваш труд!

Только что протестировал ваш софт и схему. Все работает. Один вопрос, который наверное всплывал ранее в этой теме - можно ли как-то отключить режим удержания шага?

[Iovch]

можно ли как-то отключить режим удержания шага?

1. Мотор On/Off (вкл/выкл) можно в любых режимах использовать, отключение происходит безопасно для моторов и драйверов даже при работе ШД. Только все моторы сразу отключаются и привязка [по прямому восхождению] будет "слетать".
2. При использовании виртуального пульта можно моторы отключать программно (тоже все одновременно, иначе шилд не позволяет). Координаты наведения при этом будут соответственно пересчитываться, т.е. привязка не сбивается в этом случае.
3 При отключенных моторах в обоих вышеуказанных случаях допускается выдернуть провод неиспользуемого в дальнейшем ШД (например фокусера).

[alexann]

можно ли как-то отключить режим удержания шага?

1. Мотор On/Off (вкл/выкл) можно в любых режимах использовать, отключение происходит безопасно для моторов и драйверов даже при работе ШД. Только все моторы сразу отключаются и привязка [по прямому восхождению] будет "слетать".
2. При использовании виртуального пульта можно моторы отключать программно (тоже все одновременно, иначе шилд не позволяет). Координаты наведения при этом будут соответственно пересчитываться, т.е. привязка не сбивается в этом случае.
3 При отключенных моторах в обоих вышеуказанных случаях допускается выдернуть провод неиспользуемого в дальнейшем ШД (например фокусера).

Джойстик подключается к RJ45? Насколько длинные провода у вас от джойстика до коробочки?

[Iovch]

Джойстик подключается к RJ45? Насколько длинные провода у вас от джойстика до коробочки?

Ровно 120 см провода МГТФ, сплетенного в косичку. Итоговая длинна около 100 см. Не думаю, что это существенные параметры, за исключением того, что этот провод не боится высоких и низких температур. Но в последннее время пульт использую, т.к. фокусером управлять приходится.

[alexann]

Джойстик подключается к RJ45? Насколько длинные провода у вас от джойстика до коробочки?

Ровно 120 см провода МГТФ, сплетенного в косичку. Итоговая длинна около 100 см. Не думаю, что это существенные параметры, за исключением того, что этот провод не боится высоких и низких температур. Но в последннее время пульт использую, т.к. фокусером управлять приходится.

Джойстика не вижу на пульте. Интересно, как повлияет длинный провод именно на показания джойстика.

[Iovch]

Тут либо джойстик, либо пульт подключаются. Кажется понял в чем вопрос. Длина проводов не должна влиять, но при условии, что с сенсоров X и Y на массу в джойстике подпаяны конденсаторы 0, 05 Мкф. Где-то в теме было это, но не найти сейчас. Схемку не могу нарисовать, но если надо, нарисую завтра.

[viktor0154]

Витвя пара- и все ОК !

[Grazer]

можно ли как-то отключить режим удержания шага?

1. Мотор On/Off (вкл/выкл) можно в любых режимах использовать, отключение происходит безопасно для моторов и драйверов даже при работе ШД. Только все моторы сразу отключаются и привязка [по прямому восхождению] будет "слетать".
2. При использовании виртуального пульта можно моторы отключать программно (тоже все одновременно, иначе шилд не позволяет). Координаты наведения при этом будут соответственно пересчитываться, т.е. привязка не сбивается в этом случае.
3 При отключенных моторах в обоих вышеуказанных случаях допускается выдернуть провод неиспользуемого в дальнейшем ШД (например фокусера).

А программно отключить удержание по оси склонения и фокусер никак нельзя?

[Iovch]

А программно отключить удержание по оси склонения и фокусер никак нельзя?

Программно - нет. Только все три ШД одновременно.

[viktor0154]

Программно- нет.
Но есть два(?) пути.
Перепаять шилд, чтобы управлял только Иксом или Игреком+фокусер. И физический доп. выключатель на неуправляемые оси.
И второй вариант.
Перепаять шилд, и на каждую ось поставить свой физический выключатель.
Есть третий выход- пожертвовать некоторыми функциями проги (скетча), и вместо некоторых из них организовать отключения моторов по отдельности- но надо существенно переработать скетч. И опять же перепаять шилд.
Если я не прав- пусть меня поправят.

[Grazer]

Здравствуйте. есть еще один вопрос: в цепи опторазвязки для затвора фотоаппарата в цепи фототранзистора оптопары не нужно добавочное сопротивление?

[Iovch]

в цепи опторазвязки для затвора фотоаппарата в цепи фототранзистора оптопары не нужно добавочное сопротивление?

Ничего, кроме указанного резистора 270 Ом не требуется. Проверено на Canon-450Da.

[viktor0154]

Сегодня погонял AMount, ВП и связку Гелиос-44 плюс Logitech c 270.
Вопросов по программам нет- все работает очень четко.
Связка вебки и Гелиоса дала -8m проницания через стеклопакет при засветке из комнаты телевизором и бешенной засветке с улицы фонарями- фонари выше окна на 5-7 градусов в 30-50 метрах.
На экране четко было видно Гомейса с соседними звездами- 3 ярких и 4 потускнее.
На чистом небе и без засветки думаю будет много лучше.

[lolovo]

Начал собирать по образу и подобию, но только на самодельном "шилде". Подключил один мотор на ось Х, чтобы протестировать работу мотора и драйвера.... что заметил (использовал, правда, прошивку 20190112). При ручной подачи скорости вращения (команды ">0..9" , "<0..9") рост скорости не коррелирует с цифрами... 1..2..3..4 - все идет ок...как только переход на 5, сразу скорость резко падает...6..7.. уже непонятно от чего пляшут....9 быстрая... еще заметил, что при полном шаге (iXStepX=1) наблюдаются резкие остановки... если 9 включить ))

я у себя будут реализовывать возможность управлять ms1-3, без перемычек, командами....

Если коротко описать модификацию, а точнее отличия от текущей:
- наличие gps модуля для автоматического определения текущих координат, и выключение модуля после их определения, чтобы экономить питание
- управление шагом (ms1-3)
- наличие microsd модуля, чтобы база объектов была под рукой, а так же возможный лог информации (темп, влажность, ошибки и тп). Пока будет лишь база. Кстати, сразу вопрос, есть ли где-нибудь к текстовом виде база объектов?
- наличие экрана, с кнопочным управлением (выбор объектов, и прочие настройки по меню)
- часы реального времени с батарейкой
- ручное управление движением от кнопочного пульта
- горячее подключение моторов, а так же защита от ручного кручения, когда мотор становится генератором (это можете реализовать прямо сейчас - поставив двунаправленные TVS диоды на А и на Б обмотки, я использую smaj12ca-xe для 12в питания моторов - проверено , пока ничего не сгорело при вкл/выкл кабеля мотора и самого питания)
- датчик температуры и влажности (будет выводиться наружу)
- авто управление нагревом грелок для объектива и окуляра (планируется 2выхода). На грелкам будет тоже датчик влаж/темп.

как-то так... сначала реализую на ардуино (возможно сразу с оптимизацией digitalWrite/Read, analodWrite/Read функций для увеличения производительности), потом перейду на stm32, который лучше.

Если кому будет интересно/необходимо, то могу скинуть по окончанию схему (только вот не знаю, сюда ли, с разрешения автора или в отдельную тему, т.к. код будет переделан и схема сама по себе не на CNC шилде и предусматривает много пайки, используя как модули, так и отдельные компоненты).

[Iovch]

Для столь радикального развития разработки советую открыть новую тему, т.к. иначе теряется первоначальный смысл моей темы - моторизация монтировок минимально возможными средствами. У Вас наверняка будет очень много материала, вопросов и ответов. Достаточно будет перекрестных ссылок между темами. Я же в свою очередь, здесь буду еще публиковать новые прошивки под стандартный CNC v4 шилд и конечно новые версии виртуального пульта.

[Grazer]

Здравствуйте.

Хочу задать очередной глупый вопрос - как на виртуальном пульте задать минимально возможную выдержку? Это нужно для съемки биасов.

При тестах собранного блока управления выявил некоторые особенности работы:

- На 5-й скорости наблюдаются рывки на моторе по оси DEC (склонение). У меня одного такое? Аппаратных проблем не выявил.
- Начиная с 8-й ступени скорости электрофокусера, останавливается ведение. После окончания работы двигателя фокусера мотор оси прямого восхождения резко перескакивает "вперед".
- При включении блока управления с активным режимом трекинга (у меня это нажатая кнопка на лицевой панели) ведение начинается только после перезагрузки блока управления кнопкой reset.
- При смене скоростей использовать только виртуальный пульт или аппаратный - что-то одно... Если подстраивать обоими пультами непонятно какая скорость выставлена -к примеру, на ПК показывает "1", по факту движение на 6-й ступени.

[FlexLM]

1. Минимальная выдержка для фото задаётся в главном окне vcAMount виртуального пульта (ВП) через меню "Настройки->По умолчанию". Вводите в соответствующее поле целочисленное значение от 0 и до разумных пределов, затем нажимаете кнопку "Сохранить". Важно, чтобы минимальная выдержка в ВП была такой же, как в скетче AMount! Это относится и к межкадровому интервалу. Данное условие нужно для того, чтобы корректно считать оставшееся количество кадров. Съёмка производится через меню "Опции->Фото". Но эту опцию я не тестировал.
2. На данный момент скорость осей нужно настраивать индивидуально, чтобы не было пропуска шагов двигателей.
3. Пока ВП и реальный пульт не синхронизированы, а значит не знают о "чужих" скоростях.

[Iovch]

Отвечу за то, что знаю, параллельно с Олегом получилось  :
- рывки на 5-й скорости по оси склонений - это что-то индивидуальное.
- Начиная с 8-й скорости фокусера останавливается ведение: оно и на других скоростях фокусера останавливается, только это незаметно, т.к. быстро отрабатываются шаги фокусера до восьмой скорости. Можно подправить индивидуально программно, но лучше просто в Вашем случае не использовать скорости от восьмой.
- При включении блока управления с активным режимом трекинга (у меня это нажатая кнопка на лицевой панели) ведение начинается только после перезагрузки блока управления кнопкой reset - так и запрограммировано.
- При смене скоростей использовать только виртуальный пульт или аппаратный - что-то одно... Если подстраивать обоими пультами непонятно какая скорость выставлена -к примеру, на ПК показывает "1", по факту движение на 6-й ступени. Виртуальный пульт неведает даже, что может существовать реальный физический, потому, может показывать единицу при других скоростях физического, но при перемещениях посредством ВП будет именно на первой скорости двигать.

[Iovch]

Минимальная выдержка для фото задаётся в главном окне vcAMount виртуального пульта (ВП) через меню "Настройки->По умолчанию". Вводите в соответствующее поле целочисленное значение от 0 и до разумных пределов, затем нажимаете кнопку "Сохранить". Важно, чтобы минимальная выдержка в ВП была такой же, как в скетче AMount!

Выдержка 0 в виртуальном пульте заставляет контроллер отрабытывать его минимальную выдержку, задаваемую в конфиг файле. А там она рассчитана только лишь на четкое срабатывание затвора. Непосредственно выдержку в таком случае устанавливать надо на фотоаппарате в полном его диапазоне.