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

[Sergey70]

Ускорение/замедление перемещений не планируется.

И на том спасибо. А если не заморачиваться с ускорением- замедлением и пробовать как есть, то какие могут быть последствия? Этот вопрос ко всем участникам диалога.

К ним нужны драйверы как для ЧПУ. От Ардуино они работают, проверено лично)

А как реализовать это в данном конкретном случае, извините , но на пальцах я не очень  понимаю,  хотелось бы видеть картинку, как это все соединяется. И  я еще прочитал описание  этого драйвера, там пишут что его отдельно надо программировать ProTuner, так он мол лучше работает. Что скажете.

[Boris Green]

ProTuner

Это для оригинального Leadshine, он весьма дорогой. А клон за тысячу рублей с Али не программируется с ПК. Авто-тюнинга там нет. Там сбоку переключатели, которыми выставляется дробление шага, ток и режим простоя (полный ток удержания или половина). На драйвер надо подать 24В (от 12В они не работают). И 2 сигнала: step (pulse) и dir от контроллера.  Мелкие дрова работают аналогично: step (pulse) и dir от контроллера. Step тикает - мотор шагает. DIR в "1" - мотор крутит в одну сторону, dir "0" - мотор крутит в другую сторону. Внутри транзисторы TO220 и чип ARM.

https://www.vallder-rs.com/images/stories/virtuemart/product/dm542-1.jpg     

[Boris Green]

И на том спасибо. А если не заморачиваться с ускорением- замедлением и пробовать как есть, то какие могут быть последствия? Этот вопрос ко всем участникам диалога.

Если скорость большая, то ШД шаги пропустит и собьется позиционирование. И червяку тяжко. На малой скорости ничего не должно сломаться, просто ждать долго, когда наведется.  Есть альтернатива - OnStep, но там вики на английском и не всегда понятно. 3 ветки: альфа, бета, стаб, а раньше было 2 ветки. Конфигуратор работал только для альфы, сейчас и для беты вроде. Есть коэффициент ускорения, выборка люфта при знакопеременном движении "туда-сюда". В последней версии у меня при нажатии "DEC+" может поехать вверх или вниз, а "DEC-" строго вниз. При запуске надо телескоп поставить в позицию |H|=6 часов, я еле нашел, что это астрономический циферблат, но нулевая точка берется либо от горизонта, либо от вертикали - в разных источниках по-разному. For a German Equatorial Mount (GEM) the counterweight should be down (|HA|=6.)        

[lolovo]

For a German Equatorial Mount (GEM) the counterweight should be down (|HA|=6.) 

Тут речь про противовес, что он должен быть строго на 6ч, сам же телескоп смотреть должен на север (0ч и dec = 90гр), т.е. должна быть корректно выставлена полярка - это его HOME позиция по умолчанию, от которой он пляшет. В любом случае, там можно позиционирование/привязку выставить вручную через ALIGN.

[Boris Green]

Тут речь про противовес, что он должен быть строго на 6ч, сам же телескоп смотреть должен на север (0ч и dec = 90гр), т.е. должна быть корректно выставлена полярка - это его HOME позиция по умолчанию, от которой он пляшет. В любом случае, там можно позиционирование/привязку выставить вручную через ALIGN.

Как на фото? Противовесы вниз. Телескоп смотрит на Полярную.
Противовес на 6 часов, а телескоп точно ли на 0 часов? Груз и телескоп диаметрально противоположны, 6+12 = 18 часов.   

[lolovo]

Противовес на 6 часов, а телескоп точно ли на 0 часов?

как на фото, да.
ну, я утрировал про "смотрит на 0ч", если противовес на 6ч (если представим обычные часы)... т.к. параллель (координатный круг RA) в области полярки мал и относительно него и наблюдателя противовес условно смотрит на 6ч (вниз), а телескоп должен смотреть на северный полюс мира.. условно на полярную (для программы начальная точка отсчета 0, ну а для наблюдателя, считаем противоположно 6ч)

п.с. причем, выставив телескоп таким образом (как на фото), настроив его точно по полярной, то можно без привязки (align) сразу делать goto... но все зависит от точности выставления полярной

[BaNaN3a72rus]

Вчера пытался настроить всё по уму.. Увы и ах.
По какой то неведомой мне причине изменение lDMSS не оказывает никакого влияния.. А смаз есть. (Испытывал на 600мм фокуса и 30сек выдержке кроп где то в 5 раз.) https://drive.google.com/drive/folders/1UDAmXQKfulzisDgiSjHXkOC71NBWBfOE?usp=sharing
                 lDMSS
245_1    :-15650000
246_1    :15650000
247_1    :-156500000
248_1    :-1565000000
249_1    :1565000000

По кадрам изменений нет, от слова вообще. Что я делаю не так?
остальные цифры у меня такие если они нужны для диагностики

Код: [Выделить]

const int iStepsDX   =  200;    //Полных шагов на 1 оборот двигателя X
const int iStepsXPS  = 800;    //Полных шагов в секунду на двигателе X
const int imStepsXPS = 8000;    //Микрошагов в секунду на двигателе X
const int iXStepX    =   16;    //Кратность шага драйвера X
const int iBLX       =    0;    //Люфт редуктора Х в микрошагах
const double dRDX    = 432; //Передаточное число редуктора X: X 144*(60/20)

const int iStepsDY   =  200;    //Полных шагов на 1 оборот двигателя Y
const int iStepsYPS  = 650;    //Полных шагов в секунду на двигателе Y
const int imStepsYPS = 6500;    //Микрошагов шагов в секунду на двигателе Y
const int iYStepX    =   16;    //Кратность шага драйвера Y
const int iBLY       =    0;    //Люфт редуктора Y в микрошагах
const double dRDY    = 324; //Передаточное число редуктора Y : 144*(36/16)
По ГоТу. Пытался кататься от Плеяд до т. Калифорнии и потом до г. Андромеды.
В общем сразу промах причём на много как то. И обратно не вернулась в ту же точку. Но обратно когда возвращалась монтировка в Плеяды , по фотоаппарату видел что Плеяды пролетели. Потом вернувшись назад по Ra градусов на 15 попал в них. То есть Dec попадает куда надо.

Может промах по Ra при ГоТу, потому что последнее значение lDMSS было 1565000000 ?  Хотя почему при ведении тогда эффекта не было..

p/s
Скорости ком порта 9600 и блютуса.
Полярка настраивалась через оптический искатель, так что стоит чётко..
Визуально и на слух пропусков шагов при шагании и при выполнении ГоТу не видно и не слышно..

[Iovch]

А можно скрин строки конфига, где lDMSS инициализируется?

[Iovch]

Новые версии прошивки AMount, виртуального пульта и аском-драйвера на яндекс диске https://yadi.sk/d/f1jTO1AohCtbz Проверялось в рабочем режиме в пригороде Ектатеринбурга. Позиционирование в Cartes du Siel, гидирование PHD2 (естественно после отключения телескопа в Cartes), фокусировка и кадрирование с использованием HC (Hand Control) прошивка + результат съемки по 10х200 сек прилагается.
В конфиге, настроечная констата const long lDMSS заменена на возможно белее понятную double dVMSPSS //Виртуальных милисекунд в солнечных сутках = 86400000+lDMSS с возможностью изменения ее в процессе настройки точности ведения. По умолчанию, должна быть равной 86400000.

[BaNaN3a72rus]

Супер, будем пробовать, небо бы.
Позавчера пробовал подобрать у себя по небу lDMSS. Понял что -2 100 000 000 много, 2 100 000 000 мало) Потом были числа 212 345 678, 21 234 567, 2 123 456, 212 345, 21 234. И что то всё не подходит. Уж подумал что в -5 прихватило смазку, хотя в прошлом году в -20 хорошо всё было.  Сразу что то не додумался с Барлоу подбирать числа, а то по 3 минуты кадра ждать не очень.

Если в предыдущей версии у меня lDMSS был к примеру 200 000, от dVMSPSS я просто ставлю 86 600 000 ? И это будет тоже самое?

[Iovch]

Если в предыдущей версии у меня lDMSS был к примеру 200 000, от dVMSPSS я просто ставлю 86 600 000 ? И это будет тоже самое?

Да, именно так. И еще, для удобства настройки в мониторе порта две новые команды появились для настройки этой величины. 'q' - Запрос количества виртуальных милисекунд в солнечных сутках и 'Q' - Установка количества виртуальных милисекунд в солнечных сутках. Запрашивать и изменять можно прямо на "ходу". Измененное таким образом значение не запоминается в прошивке! Его следует записать в конфиг и перезалить прошивку.

[viktor0154]

Никак не разберусь с Cartes du Ciel, помогите !

[Iovch]

Картес через аском платформу работает. Сперва ее поставить надо, затем аском-драйвер для AMount.

[viktor0154]

Это где-то описано или опишите порядок действий " с нуля " пожалуйста !!!

[Iovch]

Там три шага всего, прямо в теме можно прописать все. Шаг 1: Скачиваем и устанавливаем Ascom Platform 6.4SP1 здесь https://ascom-standards.org/Downloads/Index.htm
Шаг 2: с яндекс-диска https://yadi.sk/d/f1jTO1AohCtbz берем AMount_Ascom_20191020.zip и распаковываем в удобную директорию, читаем походовку из файла помощи, что приложен туда. Инсталлируем.
Шаг 3: запускаем Картез. Там в меню "Телескоп" -> Контрольная панель выбираем ASCOM.AMOUNT.Telescope -> Настроить -> Подключить.
После этого в любом поле звездного неба правым кликом подменю "Телескоп" позволяет уже все что надо сделать: привязка\перепривязка, позиционирование.

[viktor0154]

Спасибо !

[-Dmitry-]

Подскажите, очень часто при наведении CdC выдает следующую ошибку:

(кликните для показа/скрытия)

System.IO.IOException: Операция ввода/вывода была прервана из-за завершения потока команд или по запросу приложения.

   в System.IO.Ports.InternalResources.WinIOError(Int32 errorCode, String str)
   в System.IO.Ports.SerialStream.EndRead(IAsyncResult asyncResult)
   в System.IO.Ports.SerialStream.Read(Byte[] array, Int32 offset, Int32 count, Int32 timeout)
   в System.IO.Ports.SerialStream.Read(Byte[] array, Int32 offset, Int32 count)
   в System.IO.Ports.SerialPort.InternalRead(Char[] buffer, Int32 offset, Int32 count, Int32 timeout, Boolean countMultiByteCharsAsOne)
   в System.IO.Ports.SerialPort.ReadTo(String value)
   в ASCOM.AMOUNT.Telescope.objSerial_DataReceived(Object sender, SerialDataReceivedEventArgs e) в C:\Users\I\source\repos\AMOUNTDRV\AMOUNTDRV\Driver.cs:строка 450

При подключении по блютус на каждый чих, по usb реже, но все равно часто. Как это можно испавить? CdC 32bit под Windows10 64bit.

2 Iovch: У вас такой ошибки не возникает? Можно узнать какая версия CdC и Windows?

[FlexLM]

Есть предположение, что это может быть связано с таймаутом команд, который зашит в код аском-драйвера. Попробуйте в качестве предварительного тестирования в аском-драйвере выбрать опцию подключения к Стеллариуму, без использования CdC. Должно стабильнее работать.

[-Dmitry-]

Есть предположение, что это может быть связано с таймаутом команд, который зашит в код аском-драйвера. Попробуйте в качестве предварительного тестирования в аском-драйвере выбрать опцию подключения к Стеллариуму, без использования CdC. Должно стабильнее работать.

А нет ли инструкции как настроить подключение Стеллариума к контроллеру? Я с ним никогда не работал, сейчас скачал-поставил и растерялся немного

[Iovch]

Яндекс-диск https://yadi.sk/d/f1jTO1AohCtbz -> Manual -> Instruction.pdf стр. 11
Предварительно должен быть установлен Виртуальный пульт (для азимутального режима необходим) сам Стеллариум и плагин "Управление телескопом". В настройках телескопа в Стеллариуме указать "Внешнее ПО".
Но все же советую через аском CdC, StarCalc должен тоже работать. Ошибки приведенные выше по порту в ПНД посмотрю, насколько я понял у Вас азимутальный режим используется, проверю. В экваториальном ошибок практически не наблюдалось.