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

[AndyNigmatec]

Из непонятного осталось: позиционирование рывками в стеллариуме на целевой объект, не нашел пока как это победить .

С этим тоже прояснилось - непрерывность достигается уменьшением параметров imStepsXPS и imStepsYPS ... правда при этом соответственно уменьшается макс.скорость перемещения с пульта, что для меня в силу особенностей конструкции нехорошо.

Понять бы где в скетче поменять/дописать пару функций чтобы позиционирование по внешним координатам шло с другой макс скоростью, отличной от imStepsPS/imStepsYPS.

Если кто знает - ткните носом плиз, сам я на сях ничего не писал никогда и с указателями и прочими его заморочками (для меня) дела не имел ((

[FlexLM]

В более ранних версиях скетча Iovch использовались функции перехода с полного шага на микрошаг Force_X() , и Force_Y(), поэтому перемычки на шилде припаяны к пина ардуино, а не к '+'. Этим достигалась возможность программного переключения размера шага.
В конфиге даже остались настройки iStepsXPS и iStepsYPS.

[AndyNigmatec]

Судя по тому как распаяны перемычки на шилде - там получается возможность переключения только двух состояний - либо полный шаг, либо макс микрошаг.

Но направление уловил - покопаюсь ))

[AndyNigmatec]

Понять бы где в скетче поменять/дописать пару функций чтобы позиционирование по внешним координатам шло с другой макс скоростью, отличной от imStepsPS/imStepsYPS.

Вроде получилось реализовать сей функционал небольшими поправками (скорее заплатками) в скетче.

Сделал топорно (расковырять чего там как в функциях мне пока не под силу):
вместо констант imStepsXPS/imStepsYPS ввел переменные imyStepsXPS/imyStepsYPS - поменял соотв. на них везде в коде AMOUNT.h,
и при обычном ведении они у меня приравниваются к imStepsXPS/imStepsYPS, а как только поступает на вход - rXYCOORD - подменяются на уменьшенные значения, восстанавливаются либо по достижению указанных координат, либо по превышению таймера.
По крайней мере на столе получил то что хотел, на практике под небом - это уже когда все придет оставшееся и все соберу в кучу.

Спасибо всем неравнодушным, не дали пропасть)))
Отдельное огромное спасибо FlexLM - без его помощи я бы вряд ли вообще хоть что-то смог сделать!

[AndyNigmatec]

Всем доброго!

Кратко о том что получилось:
1. Система в целом запустилась и работает )))
2. Есть недоделки по механике - это в процессе устранения
3. Ну и главное - сабж (т.е. система на ардуино от авторов) с небольшими корректировками работает, гидирование тоже испытано и фунциклирует!

Итого, несмотря на всю колхозность моей конструкции удалось добиться главного - теперь доступны длинные выдержки, чего раньше у меня никак не получалось.

Для иллюстрации чего пока удалось получить вчерашний короткий тест (небо не позволяло поплотнее, налетела облачность а затем и вообще закапало), одиночник 3 мин (SW 150/1000, Nikon d5100, iso 320) без обработки, только сконвертил-подрезал для форума :

Авторам и всем кто оказывал поддержку огромное спасибо!

[portal]

галактику снимал? видны рукава

[AndyNigmatec]

галактику снимал? видны рукава

Есть некоторый результат ))) https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,51569.msg5847174.html#msg5847174

[AndyNigmatec]

Напишу здесь, может кому пригодится...

В дополнение к выложенным авторами схемам данной системы, у себя добавил переходную схему (питание шилда с ардуинкой и обвязка контактов проводного пульта для подавления помех). 
В части питания добавлена защита от неправильного подключения "+" и "-" от внешнего БП/аккамулятора, а также аварийное отключение питания (мне это было необходимо в силу конструкции моей монти).
Проверена на практике - работает)))

[portal]

Ребята разработчики обьясните что не так , собрал на uno вашу схему для экваториальной но по оси dec  не тянула ждал 3 месяца новый шаговик с планетарным редуктором. вот позавчера собрал с виртуального пульта во всех осях отлично крутит а с phd2 по оси dec тишина , даже во вкладке ручного гидирования "запад-восток" по 250 млсек монти дергается а по "север-юг" молчит вообще. а виртуальный пульт запускающийся при старте программы норм во всех осях крутит

[AndyNigmatec]

По логике если вирт.пульт крутит - то и phd2 должен, может в нем отключены импульсы по dec?

[FlexLM]

А если с подключенным в phd2 контроллером попробовать открыть монитор порта в Arduino IDE и посмотреть приходит ли ответ P#  при нажатии кнопок север - юг в phd2?

[Iovch]

Ребята разработчики обьясните что не так , собрал на uno вашу схему для экваториальной но по оси dec  не тянула ждал 3 месяца новый шаговик с планетарным редуктором. вот позавчера собрал с виртуального пульта во всех осях отлично крутит а с phd2 по оси dec тишина , даже во вкладке ручного гидирования "запад-восток" по 250 млсек монти дергается а по "север-юг" молчит вообще. а виртуальный пульт запускающийся при старте программы норм во всех осях крутит

Попробуйте задать максимальную длительность импульса гидирования и макс. агрессивность, макс скорость гидирования, надо добиться чтобы заработало ручное гидирование в PHD2, потом уменьшите все величины до приемлемого уровня. Подозреваю, что при пересчете всех этих величин, в импульсе получается меньше 1 шага. Это в свою очередь с передаточным числом по оси Dec связано: видимо оно значительно увеличилось с новым редуктором.

[Mihas83]

Была подобная проблема с ПХД2, попробуйте скачать последнюю версию. У меня пхд ни при ручном управлении не откликался ни гидирующую звезду не выбирал, после обновки на последнюю версию монти просто поёт))  Вот пример снимка Х Н Персея на 150/750 почти в центре города (засветка жуть), сложена из 32 кадров по 30сек. Погода тоже не фонтан была ветер в порывах до 10-11м/с

[portal]

спасибо попробую, а вот количество шагов при переходе на планетарный редуктор мне надо изменять ?
const int iStepsDX   =     200; //Полных шагов на 1 оборот двигателя X
раньше на шаговике по даташиту было 200 , а сейчас у меня 1:139 соотношение передачи

[FlexLM]

Сам ШД скорее всего делает 200 шагов на оборот, т.е. шаг=1.8°.
А вам надо исправлять эту константу для оси Y:
const double dRDY = 1131.7647; //Передаточное число редуктора Y
Возможно, в этом и была проблема в phd2, когда ось Dec не двигалась (выше Iovch об этом подсказал).

[portal]

ну что , почти получилось) правда ветер сегодня но почти 5 минут гидировал. я уменьшил смену кадров гида до 0.2 сек -стало меньше ошибок коррекции. но надо еще скорость ведения откорректировать . и видимо сигнал\шум гидирующей камеры надо поднять
а как заставить перемещаться визир телескопа в стеллариуме? или это гото, из виртуального пульта надо перемещать?

[FlexLM]

В скетче Iovch сделал так, что при поступлении команды гидирования 'P' устанавливается bStellarium=false. А это значит, что из скетча (цикл loop) перестают  формироваться запросы 'е' (по умолчанию bStellarium=true)  и в Стеллариуме положение маркера обновляться не будет. Возможно, в аском-драйвере это как-то решается, но без его исходного кода я не могу это прокомментировать. В ВП подключение к Стеллариуму происходило по TCP IP. Насколько помню, вряд-ли возможна одновременная работа ВП и phd2 (они же будут  пытаться использовать один вирт. com-порт). Поэтому (давно было, точно не помню) в аском-драйвер и был добавлен вирт. мини-пульт с урезанным функционалом.

[AndyNigmatec]

GoTo из стеллариума у меня работает со включенным phd2, но разумеется без активного гидирования в этот момент ... ну как бы оно то и не нужно пока не наведусь куда надо )))
Вирт.панель, да, при этом не работает,  что и указал выше FlexLM, но мне не сильно актуально - кнопочным подрулить могу по необходимости

примерно так выглядит

[portal]

вчера еще раз пробовал со стелариумом , в каталоге выбрал альтаир орла - навелся вручную , сделал привязку . в стелариуме выбрал сатурн нажал контрл+1 , по оси ra монти пошла правильно на юг а по оси dec  она вместо того чтобы пойти вниз пошла вверх и перевернувшись направилась  на север гдето 30 гр над горизонтом? возможно надо перекинуть провода на шаговике и пересчитать передаточное по оси dec.
есть еще проблема я даже незнаю с чем связано , или накопление ошибки или еще что. на прошлой неделе выставил по полярной решил вставить скорость ведения по vdmss , как и предлагал уважаемый FlexLM начать с первой цифры и уменьшать - добился минутного ведения и уже был счастлив , но при записи следущего корректирующего значения возникла ошибка записи и монти сама поехала. я тормознул галочкой , перезагрузился но на этом значении снова треки... вчера тоже самое начал с горизонта , добился скорости ведения поднялся в зенит - все четко через 5 минут ведения вдруг треки - опустился до гризонта , снова треки ... то что vdmss работает я слышу по частоте импульсов шаговика... что за ерунда непонятно

[AndyNigmatec]

В силу колхозности и топорности моей конструкции, точной скорости ведения на всем рабочем отрезке я и не стал добиваться - с коррекцией успешно справляется гидирование.

Меня больше раздражают два момента:

1). При изменении "скорости" кнопками с ручного пульта - вылетает phd2 ... непонятно почему.

2). Как я понял, подключая в phd2 нашу монти далее все команды на нее по usb идут уже через phd2, и вот тут возник еще момент - а как передать в скетч без вирт.пульта текущие координаты?

Ну т.е. я навелся в произвольную часть неба, отресолвил в нине координаты куда смотрю - вот как скетчу их указать чтоб от них "танец" начинался.

Может сумбурно описал ... ну как смог )))