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

[Толан]

Замечательно, но из каких лет цитату мою выдернули!

А я что-то и не поглядел на год...    Извиняюсь!

[AndyNigmatec]

Пару месяцев тому назад начал переписывать скетч AMOUNT с целью устранения основного недостатка - характерного стука при позиционировании. Раньше мне казалось это невозможным, т.к. требуется параллельное выполнение нескольких задач. Оказалось возможно, правда радикально переписать пришлось практически все основные функции.

Доброго вам!
Пользуясь случаем хочу поблагодарить за вашу безвозмездную работу!

Кстати, при использовании и модификации вашего скетча у меня например возникло желание прикрутить к нему часы (например DS3231 AT24C32 IIC, на али сущие копейки, типа - али_наше_фсё/item/1005003201736576.html?sku_id=12000030677847774&spm=.search_results.5.102c4180EctsnZ).
Почему про такой модуль задумался - мне кажется это позволило бы просто и без особых затрат повысить точность ведения без поиска и подстройки индивидуальных коэф. Но пока это только мысль, во что-то конкретное не созрел ее воплотить)))

[Ушик]

Доброго дня вам, уважаемые. Вдогонку к

возникло желание прикрутить к нему часы

добавлю, что заодно можно попытаться привертеть и модуль компаса-магнитометра, чтобы определять направление север-юг. Конечно, если точность модуля позволяет и ось север-юг в достаточной степени совпадает с осью небесной сферы (не знаю, как она называется правильно). Если вышеприведенное условие выполнимо, то такой модуль мог бы облегчить более точное наведение трубы на объект, ИМХО.

[ysdanko]

и модуль компаса-магнитометра,

Он не точный. Да и магнитные полюса уже давно не совпадают с астрономическими. Лучше поискать не на основе магнетометра, а инерционный.

[Толан]

Да и магнитные полюса уже давно не совпадают с астрономическими

Точное замечание. У нас, к примеру, (Башкортостан) не совпадение магнитного и географического полюса составляет 13,86*Е (восточное склонение) А это оооочень много!

[Faddey]

Кстати, при использовании и модификации вашего скетча у меня например возникло желание прикрутить к нему часы

А зачем часы? Обычно там кварц на плате и его более чем достаточно.

[Faddey]

Почему про такой модуль задумался - мне кажется это позволило бы просто и без особых затрат повысить точность ведения без поиска и подстройки индивидуальных коэф.

К сожалению не получится. Подобрав поправку для всей системы шестерни-двигатель-люфты и пр. результат будет лучше.

[FlexLM]

AndyNigmatec, для вашей Eq-монтировки отдельный модуль часов будет избыточным. Он актуален для пересчёта координат в AltAz-монтировках.

[AndyNigmatec]

AndyNigmatec, для вашей Eq-монтировки отдельный модуль часов будет избыточным. Он актуален для пересчёта координат в AltAz-монтировках.

Доброго!
Наверное так оно и есть, я высказал лишь возникшее у меня предположение. Основывался на поведении системы - а именно на обнаруженные пропуски а потом "догонялки" шагов при ведении. Сначала предположил что не хватает мощи проца для расчетов - с вашей помощью (спасибо!)  был значительно упрощен и облегчен код - скорость ведения выросла и ее пришлось корректировать, т.е. загруженность камня влияет на скорость ведения - именно поэтому и закралась мысль про часы)))
Правда в моем случае могла быть еще одна причина неравномерности - могло не хватать тока шаговикам и как следствие пропуск ими шагов, у меня драйвера были выведены на минимальный ток (вообще не грелись), выставил теперь побольше, но погоды уже более двух месяцев нет совсем, а без неба проверить что получилось не выйдет.

[Laplase]

Основывался на поведении системы - а именно на обнаруженные пропуски а потом "догонялки" шагов при ведении. Сначала предположил что не хватает мощи проца для расчетов - с вашей помощью (спасибо!)  был значительно упрощен и облегчен код

[Jozef]

Основывался на поведении системы - а именно на обнаруженные пропуски а потом "догонялки" шагов при ведении.

А вот мне любопытно - если вместо обычного шаговика в монтировку поставить  шаговый двигатель с энкодером с соответствующим драйвером - не увеличит ли это точность ведения?

[AndyNigmatec]

А вот мне любопытно - если вместо обычного шаговика в монтировку поставить  шаговый двигатель с энкодером с соответствующим драйвером - не увеличит ли это точность ведения?

- ну это же еще как минимум обрабатывать в коде тогда нужно ...

А вообще, с моей колхозной монти мне в принципе достаточно того что есть - вот только хотелось бы равномерность побороть - и вообще замечательно будет)))

[Jozef]

- ну это же еще как минимум обрабатывать в коде тогда нужно ...

Нет, там специальный драйвер со вшитым PID регулятором, энкодер мотора к драйверу подключается, а не к контроллеру.

вот только хотелось бы равномерность побороть

Неравномерность может быть и из-за механики, наверное, не только из-за пропуска шагов.

[AndyNigmatec]

Ну да, разумеется в первую голову с механикой и боролся, и можно сказать "заборол" ... полгода ушло )))

Механика у меня особой точностью не отличается к сожалению, но - период ее неравномерности достаточно большой и ее успешно купирует гидирование, а вот короткую болтанку гид хотя и пытается компенсировать - но на моем метровом фокусе ему это не совсем удается.
Выражается эта неравномерность так: https://astronomy.ru/forum/index.php?action=media;sa=item;in=18386 - если приглядеться то видно что звезды овальные и именно в направлении ведения по Ra

[Iovch]

Возможно "Короткой болтанки" не будет в этой версии скетча. А она либо из-за малого передаточного числа редуктора или из-за большого времени обработки цикла. В этой версии время цикла очень короткое. Внимательно смотрите конфиг, там небольшие изменения. Из новшеств в конфиге можно указать люфты в микрошагах на все оси раздельно. В реальной обстановке этот вариант еще не обкатан! Работа с ШД в принципе переделана на прерывания вне основного цикла. Обработка команд по порту тоже вне основного цикла. По сути идет параллельная работа четырех потоков. Основной принцип остался - накаких постоянных движений не предусматривается, микрошаги делаются только тогда, когда они необходимы (когда смещение отслеживаемого объекта становится равным величине микрошага в угловых единицах на соответствующей оси).

[AndyNigmatec]

Большое спасибо!

Но проверить судя по погоде смогу очень не скоро. Погоды три месяца не было совсем, на выходных вроде обещают неба, но с -20 ... боюсь обычный комп что у меня там используется такого перфоманса может не пережить, опасаюсь в общем, подожду хотя бы не более 5-7 мороза.

Но скетч забрал, попробую его настроить под себя.

[Iovch]

Есть идея открыть новую (долгоиграющую) тему в разделе астрономия и компьютеры для разработки нового АСКОМ драйвера для самодельных контроллеров монтировок и в частности применительно к этому моему проекту. Штатный АСКОМ драйвер к этому проекту есть, у меня есть и новая разработка этого драйвера, но есть и некоторые вопросы по ней, т.к. я не профессиональный программист. Вместе с темой будет открыт проект (C#) на Gite к которому каждый сможет подключиться и внести свой вклад и таким образом можно будет собрать добротный драйвер, разработанный с пустого каркаса, предлагаемого разработчиками АСКОМа. Вопрос только в том, есть ли желающие подключиться к такой разработке? Пишите в ЛС, чтобы не загромождать тему, по результату будет и решение.

[thor-nsk]

Здравствуйте.
Сделал привод для своей монтировки используя наработки из этой темы. CNC4 шилд + mega328 + физический пульт + Bluetooth + Прошивка aMount + vcAmount. Спасибо автору за труды!
Со стеллариумом работает.
1- есть проблема с движением по оси De вниз по команде с виртуального пульта. В отладке пишет шесть строк 23# и мотор не крутится. При этом с физических кнопок вращение отрабатывает в обе стороны без проблем. Не могу понять в чем причина. Точно проблема не в драйвере шаговика (с кнопок ведь движение отрабатывает).
2 - драйвер Ascom не удается заставить работать в Win10 x64. Пишет что драйвер для x32-систем и отправляет к разработчику. Драйвер из архива AMount_Ascom_20191020, платформа ASCOMPlatform64. Что делать? Для гидирования хотел использовать.

[AndyNigmatec]

Странно, у меня именно на win x64 все это добро и заработало, причем тестил сначала на win7, а затем работало на win10 ...

PHD2 так подключал:

[Iovch]

1- есть проблема с движением по оси De вниз по команде с виртуального пульта.

Попробуйте новую прошивку NewMount. Хотя со старым ВП может тоже не пойти. Вечером посмотрю, есть у меня новые версии и ВП и ASCOM драйвера, которые на WIN-11 делались и работают, в боевых условиях только не проверял.