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

[Парча]

Вчера Игорь Юрьевич протестировал гидирование в PHD2 через аском драйвер + подключенный Стеллариум движущимся маркером подсвечивал выбранный объект. Всё получилось. Но этого нам мало, добавим ещё свой мини-пульт.

Класс! Вот бы посмотреть (читай скачать) это всё.
А под датчик температуры уже есть пин.

[Iovch]

Класс! Вот бы посмотреть (читай скачать) это всё.
А под датчик температуры уже есть пин.

"Сыровато" пока все, потому не выкладываем. Параллельно еще со скоростями и шумами моторов разбираемся, положительные результаты есть, но в коде не оформлены еще.

[Парча]

Ждём с нетерпением. Вам желаем успехов.

[FlexLM]

Ещё у нас давно сделана синхронизация скорости ВП с РП. Т.е. нажимаем кнопку S+/S- в РП и в ВП бегунок скорости соответственно перемещается. Также и РП "знает" о скорости в ВП. Заодно можно промежуточный результат по аском-драйверу выложить.
Заказал BME280-3.3 - измеряет температуру, давление, влажность. Подойдёт для температурной коррекции фокусера, и в будущем - для учета рефракции. Датчик лучше бы подключить по I2C (пины А4 и А5). Они пока заняты РП. Есть мысли сделать его с экраном на отдельной ардуине тоже по I2C.
Если откажемся от полного шага в пользу микрошага (есть предпосылки) , то на ардуине освободятся 3 цифровых пина. И пайка перемычек на шилде будет не нужна.
Ещё реализация под аском драйвер фокусера вынуждает делать его отдельным устройством (на другой ардуине).
P. S. Наконец-то пришли недостающие запчасти для деротатора. Буду и его параллельно собирать...

[Парча]

Заинтриговали,чёрт возьми 

[xd]

Гляньте вот такую штуковину: https://mysku.ru/blog/discounts/74547.html

[FlexLM]

Сейчас в проекте Игоря Юрьевича используется модульный принцип: взять готовые, простые и дешёвые блоки, и желательно соединить их без пайки (для широкого круга ЛА).  Например, шилд v3+ардуино нано или шилд v4+ардуино уно, и т.д. Поэтому, если глобальная пайка неизбежна, то я бы делал на ESP32. Там 32-bit вместо 8-bit, WiFi, Bluetooth, куча пинов и т.д., скетч Iovch можно залить из Arduino IDE (проверял, получается). Но пока выжимаем все возможности ардуины нано

[BaNaN3a72rus]

Ещё реализация под аском драйвер фокусера вынуждает делать его отдельным устройством (на другой ардуине).

О, а я на оборот хочу вашим сейчас пользоваться. Потому то у меня сейчас на отдельном ардуино ( https://sourceforge.net/projects/arduinoascomfocuserpro2diy/files/Documentation/) , а хочется всё в одном. Ну правда за то фокус макс работает

[FlexLM]

В платформе аском фокусер рассматривается, как отдельное устройство и для него есть свой шаблон драйвера, свой COM-порт... Мне тоже больше нравится, когда всё в одном устройстве. На первый взгляд, можно в разрабатываемый пульт под аском добавить управление фокусером. Но тогда альтернативными программами он вряд ли будет поддерживаться.

[Iovch]

Новая версия прошивки AMOUNT для тестирования, скажем, бета-версия! На яндекс-диск пока не выложена, т.к. не проверено позиционирование по реальному небу, нет его просто, сплошные облака и дождь. Основные новшества следующие. Все управление осями сделано в микрошаге. Соответственно вот эти величины, задаваемые в конфигурационном файле iStepsXPS, iStepsYPS  вплотную приблизились к 1000, а imStepsXPS,  imStepsYPS шагнули далеко за эту отметку (в экспериментах и 16000 устанавливались). Т.е. эти величины надо будет заново подобрать экспериментально. Движки стали работать заметно тише, но при управлении с помощью пульта на разных скоростях возникает периодический стук - его устраним в последующих версиях. В теории, освобождаются 3 цифровых пина и пайка теперь будет не нужна для правильных шилдов (ни один такой не попадался еще). Реализована обратная связь реального пульта и ВП. Новая версия ВП для этой прошивки будет выложена завтра-послезавтра. Еще хочу обратить внимание на вот эту константу, подбираемую для каждой монтировки индивидуально (по точности ведения) const long lDMSS, которая может иметь весьма значительную величину (у меня в CFGMyCG4.h lDMSS= -15585000;)!

[FlexLM]

Вроде получилось через телефон загрузить новый ВП. Запускайте имеющийся ВП и обновляйтесь через меню "?" - > "Проверить обновление".
ВАЖНО: обратная связь по выбранной скорости монтировки между ВП и РП (об этом писали выше) будет работать при совместном обновлении скетча (AMOUNT20190901) и ВП (vcAMount20190620)!

[Grazer]

Спасибо за новую версию прошивки и ВП. Хотелось бы узнать как настраивать новый параметр.

[Grazer]

Вроде получилось через телефон загрузить новый ВП. Запускайте имеющийся ВП и обновляйтесь через меню "?" - > "Проверить обновление".
ВАЖНО: обратная связь по выбранной скорости монтировки между ВП и РП (об этом писали выше) будет работать при совместном обновлении скетча (AMOUNT20190901) и ВП (vcAMount20190620)!

Через телефон? Можно поподробнее?

[Grazer]

Не могу обновить ВП20190424 "Входная строка имела неверный формат".

[FlexLM]

Загружал ВП на свой сайт через телефон из-за проблем с домашним интернетом. Ошибку с "неверным форматом строки" исправим (не согласовали изменения в скетче и ВП). В этом случае надо было обновляться со старым скетчем. Ссылка на новую версию ВП: http://amount.ucoz.net/vcAMount20190620.zip
Настройки параметров лучше прокомментирует Игорь Юрьевич.
P.S. На данный момент тестируются и готовятся улучшенные версии скетча и ВП: будет ускорен обмен данными по COM-порту с 9600 до 115200-250000 и исключён циклический стук ШД. Наверное, тогда и аском-драйвер выложим.

[Iovch]

Хотелось бы узнать как настраивать новый параметр.

Не понял, про какой это новый параметр, но похоже, про константу, подбираемую для каждой монтировки индивидуально (по точности ведения) const long lDMSS. Ее подбираем экспериментально, это корректировка точности ведения по реальной звезде. Если нет возможности подбирать, делаем равной 0. Предварительно все остальные параметры конфига должны быть заданы в окончательном виде. Эта настройка делается, когда все работает уже как надо, но не устраивает точность ведения.
Небольшое теоретическое обоснование, откуда она взялась в "идеальной" схеме трекинга, когда монтировка сама по времени высчитывает, когда шагнуть надо.
Есть обоснованное подозрение, что Ардуине не хватает точности расчета шагов. Величина (микро) шага в пересчете на поворот оси в радианах получается очень малой величиной, например 0,00000757983541, точность расчетов ардуино позволяет оперировать не более, чем 7 знаками, т.е. получаем 0,0000075 неучтенные 0,00000007983541 за каждый (микро) шаг вносят значительную погрешность. Константой lDMSS изменяется длительность виртуальных суток монтировки, таким образом, что компенсируется этот неучтенный "хвост" 0,00000007983541!

[SeriousSam]

Спасибо за развернутое объяснение! То есть если текущая точность устраивает, можно просто эту константу выставить в 0?

[BaNaN3a72rus]

Я так понимаю вы в корне поменяли "математику" шага даже в сравнении с версией что лежит на диске?
К меня предыдущая версия амоунт, да даже gato3_3 мне давала ведения до 30сек. Свыше 30 сек уже шел смаз из за точности выставления полярки. Точнее это уже надо гидировать было. Тоесть если мне хватало ведения как в предыдущих версиях, я ставлю цифру "0" понял. Просто мне кажется что это цыфра коррекции она правиться даже не от монтировки, а то точности выставления полярки? Переставил монтировку, и меняй константу..?
А если используешь гидирование, то думаю можно константу не править?
Сегодня после 4 дня пыток ардуино (спустя 4 переставшие почему то работать платы) смог загрузить скетч. Завтра попробую испытать на небе.

[Iovch]

То есть если текущая точность устраивает, можно просто эту константу выставить в 0?

Да, если точность устраивает, оставляем 0.

[Iovch]

Я так понимаю вы в корне поменяли "математику" шага даже в сравнении с версией что лежит на диске?

Как раз математика шага не изменилась. Просто полностью отказались от полношагового режима.