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

[FlexLM]

Ставите плагин в Стеллариуме, перезапускаете планетарий. Настройки, как на скриншоте1. После перезапуска, как на скриншоте 2. В папке с виртуальным пультом Readme.pdf, страница 11.

[-Dmitry-]

Ставите плагин в Стеллариуме, перезапускаете планетарий. Настройки, как на скриншоте1. После перезапуска, как на скриншоте 2. В папке с виртуальным пультом Readme.pdf, страница 11.

Настроил. Стеллариум по проводу работает абсолютно стабильно, спасибо!

[viktor0154]

У нас все по классику русской поэзии- "Тучи небо кроют...". С начала мая ни одной ночи небыло. Не зря усадьба в Нижегородской области у него была...

[Grazer]

Здравствуйте. Испытываю версию прошивки от 20 октября. Несколько мелких недочетов:
Светодиод на корпусе не мигает при подаче команд на оси DEC и R.A. только при работе с фокусером. На самом фокусере возникает эффект залипания при скоростях, начиная от 7-й и выше. В первоначальном варианте прошивки в конфиге были перепутаны цифровые порты для кнопок пульта, но это так, для справки. Пока что все. Заранее спасибо.

[Han]

Приветствую, уважаемые.
Вот наткнулся на данный проект и уж больно он мне запал в душу. Явно буду повторять, однако есть один вопрос: насколько высок риск, что на морозе с электроникой случится роса/иней? Давеча был на выезде в -8, так там инеем покрывалось все что можно и нельзя. Надо ли принимать какие-то меры при упаковке всего этого добра в корпус, монтировании внешних разъёмов (чтоб внутри не заинели) и всё в этом духе? Или можно спокойно загнать в пластиковую коробочку-корпус и всё будет нормально?

[Iovch]

В климатической камере эту разработку никто не тестировал. Да и единообразного корпуса не предусмотрено. Поэтому, собирать следует в соответствии со своими представлениями о влагозащите. Один совет только, тему читать с конца и собирать сразу под прошивку AMount, даже если просто трекер нужен.

[Han]

В климатической камере эту разработку никто не тестировал. Да и единообразного корпуса не предусмотрено. Поэтому, собирать следует в соответствии со своими представлениями о влагозащите. Один совет только, тему читать с конца и собирать сразу под прошивку AMount, даже если просто трекер нужен.

Ну, я пока изучаю мануал (надеюсь там самые свежие данные). Корпус и механику буду на 3D принтере печатать, так что есть где размахнуться. Этот вопрос, скорее, адресован тем, кто проект уже повторил и успел погонять его в подобных условиях. Ибо есть подозрения, что заинеть всё может прямо внутри корпуса, а заливать всё смолой или даже термоклеем не очень-то хочется.

Ещё, помимо прочего, хотел узнать, не ведутся ли работы по написанию виртуального пульта под андроид? Думаю в комбинации с блютузом это было бы чертовски удобно.

[FlexLM]

Виртуальный пульт под андроид пока не получается. Планировал писать в Visualstudio 2017. Но не могу поставить эмулятор для андроид, т.к. нужен процессор Intel. А на AMD с включенным в биосе hyper-v стоит в настройках Windows 8.1 включить hyper-v и операционная система перестаёт загружаться...

[Han]

Жаль Надеюсь эти проблемы решатся, так как на смартфоне прям идельно было бы. Кстати, ещё такой нехитрый вопрос появился: как именно вы передаёте сигналы с 8 кнопок пульта через RJ45? Там же всего 8 жил.... По фоткам в мануале разобраться не вышло.

Кстати, было бы неплохо добавить функцию автоматической перекладки, чтобы монтировка сама её производила, если при наводке на новый объект труба оказывается слишком низко. А при следовании оставить только принудительную перекладку по кнопке пульта. Или я всё проглядел, и эта фича уже есть?

[FlexLM]

На 2 кнопки приходится 1 провод (на схеме обозначен, как sense), ещё 2 провода - это '+' и '-'. Т.е. для 8-ми кнопочного пульта достаточно 6 проводов. Из витой пары лучше не делать, т.к. слишком жесткие жилы для пульта.
Автоматической перекладки в проекте Iovch нет.

[FlexLM]

В инструкции по созданию системы управления, с. 37 я приводил схему подключения HC-06 к shield v4. С другим модулем HC-06, подключенным аналогично, не получалось загружать прошивку в ардуино (+5В, конечно же перед этим выключалось переключателем SA). Было два варианта решения проблемы: переключателем отключать Rx, исключив SA из цепи питания +5В. Но мне больше нравится второй вариант. Добавить диод в линию GND, как на рис. ниже. Тогда, для прошивки ардуины, по-прежнему достаточно выключить SA.

[Han]

Доброго предновогоднего вечера, товарищи. На днях собрал сей чудесный механизм, и появилась пара вопросов. 

При вращении мотора оси восхождений в его работе явно различимы периодические удары, словно он каждый раз резко останавливается на долю секунды, а потом резко стартует. Удары примерно раз в пол секунды. Это баг или особенность алгоритма?

И ещё, я не понял, как переложить телескоп на другую сторону относительно севера? То есть навёл я его на объект левее севера, привязал, и теперь, если я выбираю какой-то объект правее севера, то монтировка делает полукруг по оси восхождений (иногда через низ, где бъётся о монтировку), хотя, по логике, надо просто по оси склонений перекинуть телескоп через север... Единственный способ, как это победить, который я нашёл, это вручную перекидывать и перепривязывать к другому объекту.

[FlexLM]

1. "... периодические удары" двигателей - это особенность алгоритма.
2. "перекладка телескопа": попробуйте в виртуальном пульте (ВП) выбрать пункт меню "Настройки -> Режим -> Eq South" или сделать реверс необходимой оси (внизу установить/снять галочку для соответствующего checkBox'а).

P.S. Постом выше я упоминал блютуз-модуль HC-06. Он будет актуален для управления в ОС андроид. Начал осваивать java. В настоящее время удалось реализовать вращение ШД через кнопки осей, как в ВП! Кому интересно это направление - заказывайте на али данный модуль. К сожалению, на своём ПК мне не удаётся запустить эмулятор, поэтому тестирую все на своём телефоне. Как будет выглядеть приложение на др. экранах - вопрос. Надеюсь, через месяц смогу порадовать первой версией apk-файла.
Примерный интерфейс:

[Han]

Про стук понял. Посмотрю алгоритм, вникну, может смогу это дело убрать. А по поводу перекладки: ни режим eq south, ни реверс не поможет. Тут, насколько я вижу, проблема тоже в алгоритме: он патологически не хочет пересекать осью склонений север и из-за этого неоптимально просчитывает маршрут движения телескопа к точке назначения. Опять же, покопаюсь в алгоритме, может смогу починить.

Блютуз и кнопочный пульт уже едут, так что их буду ставить позже. Приложуху на андроид очень жду. Если она будет работать с каталогами, будет вообще шикарно.

[Han]

Я же правильно понимаю, что при нажатии кнопки "синхронизировать" в планетарии, тот должен запрашивать текущие координаты монтировки и синхронизироваться с ними? Просто штука это реально полезная, если бы не одно "но": при перемещении осей стрелками координаты в приложении не обновляются и никакой синхронизации не происходит. Это возможно как-то пофиксить? Ибо без этого перекладка возможна только с перепривязкой к другому объекту, что крайне муторно.

Также, думаю, была бы не лишней функция отправки команд на монтировку вручную из окна проги. Иногда это может очень даже пригодиться.

[Iovch]

Я же правильно понимаю, что при нажатии кнопки "синхронизировать" в планетарии, тот должен запрашивать текущие координаты монтировки и синхронизироваться с ними? Просто штука это реально полезная, если бы не одно "но": при перемещении осей стрелками координаты в приложении не обновляются и никакой синхронизации не происходит. Это возможно как-то пофиксить? Ибо без этого перекладка возможна только с перепривязкой к другому объекту, что крайне муторно.

Не совсем правильно. "Синхронизировать" в планетарии означает записать координаты выбранного объекта как текущие в контроллер монтировки (Картес). От Стеллариума первая команда позиционирования воспринимается как команда синхронизации (без перемещения телескопа). Перемещение осей стрелками рассчитано только на корректировку наведения телескопа и выбор исходного объекта для привязки (синхронизации), обратная связь не предусматривается. Перепривязка несколько "замороченная" только в Стеллариуме. На этот счет анонсирована новая версия Стеллариума с поддержкой ASCOM - это должно серьезно упростит эту процедуру и сам аском драйвер. Но пока не пробовал как там все это реализовано. Существующий драйвер должен подойти, причем с отключенной опцией "поддержка стеллариума".

[Denis Volodin]

При вращении мотора оси восхождений в его работе явно различимы периодические удары, словно он каждый раз резко останавливается на долю секунды, а потом резко стартует. Удары примерно раз в пол секунды. Это баг или особенность алгоритма?

Чисто из опыта. Одни и те же драйверы из кучи могут заметно по разному моторчик крутить. Еще даже по цвету они разные и по разному крутят.

[Han]

Чисто из опыта. Одни и те же драйверы из кучи могут заметно по разному моторчик крутить. Еще даже по цвету они разные и по разному крутят.

Да, сам с таким сталкивался. Как раз думаю на монтировку поставить TMC2208, всё равно без дела лежат... Но тут удары точно не от дров. Это явно от алгоритма. Они не критичны, ибо появляются только при наведении на объект, при ведении же их нет. Но TMC2208 всё равно сильно плавне будут, так что и при ведении вибраций сильно меньше станет.

[Iovch]

Стук при наведении в Стеллариуме вот отсюда:

Код: [Выделить]

if(bStellarium) if((millis()-ulPortTimer)>=1000) {action(action_e); ulPortTimer=millis();}  // Прямое подключение к стеллариуму
Через каждые 1000 мс отправляются координаты монтировки (курсора) в Стеллариум. Отключить эту строку не представляется возможным, т.к. потеряется курсор. Интервал можно сделать больше или меньше, подобрать интервал, который будет менее заметен, но принципиально это проблему не решит.

[Han]

Стук при наведении в Стеллариуме вот отсюда:
Код: [Выделить]
if(bStellarium) if((millis()-ulPortTimer)>=1000) {action(action_e); ulPortTimer=millis();}  // Прямое подключение к стеллариуму
Через каждые 1000 мс отправляются координаты монтировки (курсора) в Стеллариум. Отключить эту строку не представляется возможным, т.к. потеряется курсор. Интервал можно сделать больше или меньше, подобрать интервал, который будет менее заметен, но принципиально это проблему не решит.

Эхх... Вот было бы всё это дело на ESP32, был бы и встроенный блютуз, и 32-ух битная логика, и 2 ядра. Тут и стук ушёл бы, и ускорения всякие реализовать получилось... Но это да, уже уровень сильно выше.