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

[Iovch]

У меня двухскоростной фокусер Крейфорда. Если упереться в предел и продолжить крутить колесико, то ничего не произойдет.
Есть ли возможность изменить логику работы управления фокусером на такую же как у осей X и Y?

Можешь сам попробовать, но я не вижу в том смысла, т.к. у кого-то и фокусер сломать может

[thor-nsk]

Можешь сам попробовать...

Мои попытки, по изменению скорости работы фокусера в твоей программе (чтобы работало так же тихо и быстро как по осям XY), не увенчались успехом. Отдельное устройство я без проблем сделаю, но хотелось бы "всё в одном".

...я не вижу в том смысла...

Смысл очень прост. Чтобы сделать один оборот большого колеса на двухскоростном фокусёре, на выставленной максимальной скорости на физическом или виртуальном пульте, понадобится больше минуты, а то и двух. Точное значение не засекал ибо оно слишком большое. И  как предлагается проводить перефокусировку? Я же не говорю, что надо модифицировать релизную версию программы. Я только спросил, есть ли возможность изменить логику управления фокусёром несильно перелопачивая всю программу. Если такая возможность есть, то я был бы рад испытать её

[Iovch]

В ближайшее время нет возможности код править: лето, дача, стройка и т.д.

[Laplase]

Мои попытки, по изменению скорости работы фокусера в твоей программе

[OldmAN]

Хорошего времени суток!

Автору - благодарность за подробный мануал и расшаренные файлы программ, прошивок и настроек

Прикинул ценник на комплектующие для самой простейшей схемы (на 2 моторах, без мотора с планетарной насадкой) на сегодняшний день, комплектующие подбирал на озоне - что сказать, и не супердорого, но весьма сумма ощутимая для самоделки - около 7500 рублей. Это еще не найдены шестерни (непонятно где их брать), не учитывался (не искался корпус),  и прочая мелочь - типа проводов, и т.п. Кстати, время сборки, программирования и наладки - тоже

Вопрос ?- а для чего используется третий мотор - с планетарной насадкой ? (он почему-то в разы дороже - от 2500 до 6000 рублей у разных продавцов)

Upgate: Если сравнивать с фабричной системой ведения - напр. привод от Sky-Watcher монтировок EQ (~ 23 т/рублей) - этот конструктор (простейшая схема, без goto) по функционалу его аналог или в чем-то совершеннее?

[FlexLM]

Посмотрите на али.
Для примера, первые попавшийся лоты:
1. Шаговые двигатели 17hs4410 (3шт) = 2065₽
Два двигателя на оси RA, Dec, один для фокусера. У вас на осях наверняка червячная передача, поэтому планетарный редуктор не нужен. Обычно немного увеличивают передаточное число ременной  передачей через шкивы.
2. Ардуино нано = 242₽
3. Shield v4 = 168₽
4. Самые простые драйверы (3шт) а4988 = 189₽
5. Блок питания 12В 3А = 533₽
6. Шкивы для двигателя (3шт) 2GT 20T = 153₽.
Возможно, вам подойдут и на 16 зубов 2GT 16T.
7.  Шкивы на вал червяка и фокусера (3шт.) Не знаю какой размер у вас влезет: 40, 50, 60 зубов. Пусть будет 2GT 60T = 762₽
8. Ремни на оси и фокусер. Какая вам нужна длина надо считать по месту. Допустим, GT2 - 200mm = 450₽
9. Корпус я сделал из электрической распред. коробки 100×100×50 = 156-200₽
10. Крепление шаговых двигателей можно на первое время из усиленных строительных уголков сделать, если не найдёте что-то по-крепче.
Итого: ≈5000₽.

P.S. Сами написали, что заводская система выйдет дороже. Так ещё она и примитивнее.

[OldmAN]

Посмотрите на али

Хорошо, схожу на али, хотя условия и возможность сейчас доставки в Россию через али не знаю абсолютно

[OldmAN]

Софорумчане! тему прочитал, методика ясна, но пытаюсь окончательно понять ньюансы сборки и настройки, нашел (как мне кажется) полный набор комплектующих за 4000 т/рублей (не вижу только перемычек для контактов платы в наборе)

помогите понять нужны уточнения (для человека с  уровнем знаний по электронике = пайка пары транзисторных приемников на мп42 и кт315 в школьные годы и прошивка рута на смартофон в зрелые годы) по версиям плат расширения, ардуино, программатора -

1) в мануале - CNC Shield v4.0 + 1.   Arduino nano 3.0 c чипом ATMEGA328P-AU -
я видел в продаже полный сбор (платы, моторы-17, управляющие драйвера, кабели, крепеж моторов, ардуино )
но злектроника других ревизий/версий
- в наборе шилд более низкой* (??) версии - CH340G CNC Shield 3.0 (совместимость с GRBL 0.9)
- в наборе MCU для ATmega328, интерфейс USB для ATmega16U2 - это ARDUINO UNO, (а в мануале NANO 3.0 c чипом ATMEGA328P-AU)
- моторы nema17, но модели отличаются - в мануале - 17HS4401, а в этом наборе - 17HD48002H-22B

2) в наборе драйвер для мотора DRV8825 с радиатором - был отзыв в интернетах, что он греется ~70 градусов?

3) в мануале используют для прошивки Ардуино драйвер CH340, сейчас на маркетплейсах есть в продаже комплект CH341в + зажим + адаптеры для микросхем (см. фото) - им можно сделать то же самое, без доп/правки кода и тп.?

с таким набором прошивать настройки ардуино можно без модификации, или нужно что-то править вручную, учитывая что в мануале рассматривается ардуино  NANO, а в продаваемом наборе - UNO ?
из-за разных ревизий плат может быть у них разное количество памяти и может нехватить места для перепрошивки проекта?
какой простейший цифровой вольтр-ампер-омм-метр посоветуете для подстройки переменного резистора на управляющих моторами драйверах?

(кликните для показа/скрытия)

Характеристики:

1. Новейшая плата расширения CH340G CNC Shielding Expansion Card версии 3.0 для Arduino.
2. Примите плату для Kuman, MCU для ATmega328, интерфейс USB для ATmega16U2. С кабелем USB 0,3 м.
3. С 4 драйверами шагового двигателя для DRV8825 с радиатором.
4. 3 шаговых двигателя для NEMA‑17, 84 унции (59 воловьей кожи), корпус 47 мм, 1,8 градуса, с комплектом монтажных кронштейнов. Робот с ЧПУ для 3D-принтера с 3 монтажными кронштейнами и 12 винтами M3.
5. 3 механических концевых выключателя Endstop для 3D-принтера для RAMst 1.4 с 3-контактным кабелем 70 см.


Спецификация:

Функции:
1. Новейшая плата расширения CH340G CNC Shielding Expansion Card версии 3.0 для Arduino.
2. Примите плату для Kuman, MCU для ATmega328, интерфейс USB для ATmega16U2. С кабелем USB 0,3 м.
3. С 4 драйверами шагового двигателя для DRV8825 с радиатором.
4. 3 шаговых двигателя для NEMA-17, 84 унции (59 воловьей кожи), корпус 47 мм, 1,8 градуса, с комплектом монтажных кронштейнов. Робот с ЧПУ для 3D-принтера с 3 монтажными кронштейнами и 12 винтами M3.
5. 3 механических концевых выключателя Endstop для 3D-принтера для RAMst 1.4 с 3-контактным кабелем 70 см.
Технические характеристики:
для защитной панели с ЧПУ:
Последняя версия CH340G Shield 3.0 для
Совместимость с: для GRBL 0.9
Для 4 осей (X, Y, Z, A — можно скопировать X, Y, Z или использовать кастомную прошивку с контактами D12 и D13, чтобы сделать полную 4-ю ось)
2 * концевых упора на ось (всего 6)
Выпуск охлаждающей жидкости
Совместимость: для шагового привода A4988 или DRV8825
Мощность: 12-36 В постоянного тока
Совместимость: для Кумана, для
Для драйвера шагового двигателя DRV8825: максимальный ток 2,5 А на фазу, подходит для программного и аппаратного обеспечения
Для шагового двигателя Nema 17:
Модель: 17HD48002H-22B
Угол шага: 1,8°
Удерживающий момент: 59 Нсм (84 унции на дюйм)
Номинальный ток/фаза: 1,7 А
Размер кадра: 41*41 мм/1,61*1,61 дюйма
Длина корпуса: 47 мм/1,85 дюйма
Диаметр вала: 5 мм/0,2 дюйма
Длина вала: 22 мм/0,87 дюйма
Инструкции по подключению механического ограничителя:
Красная линия подключена к VCC (наклон +)
Черная линия подключена к GND (наклон - )
Зеленая линия соединяет СИГНАЛ (наклон в с)
Советы: в нормальных условиях в системе должно быть не менее 3 машин.
Переключитесь на нужную конфигурацию.
Достоинства: простота установки, самый распространенный стиль
Длина кабеля: 70 см/27,56 дюйма
Список пакетов:
1 * защитная доска с ЧПУ
1 * доска для кумана
4 * Драйвер шагового двигателя для DRV8825
4 * алюминиевый кулер с 3-метровой лентой
3 * 1,7 шаговый двигатель для Nema 17
3 * Крепление шагового двигателя для Nema 17
12 * винт М3, кронштейн для шагового двигателя
3 * конец механического переключателя
3 * 3-контактный кабель 70 см
1 * 0,3 м USB-кабель для платы
4 * Муфта


Комплектация
1 * защитная доска с ЧПУ

1 * доска для кумана

4 * Драйвер шагового двигателя для DRV8825

4 * алюминиевый кулер с 3-метровой лентой

3 * 1,7 шаговый двигатель для Nema 17

3 * Крепление шагового двигателя для Nema 17

12 * винт М3, кронштейн для шагового двигателя

3 * конец механического переключателя

3 * 3-контактный кабель 70 см

1 * 0,3 м USB-кабель для платы

4 * Муфта

на фото сам набор

[FlexLM]

В проекте Iovch можно использовать cnc shield v3 + arduino uno. У него будет другая распиновка в файле CFGMyCG4.h. Поэтому в скетче нужно будут исправить номера контактов. Можете посмотреть в моей теме (там и про нано, и про уно есть описание в мануале). Там и про дополнительную подачу питания на шилд с платы уно.
Шаговые двигатели 17HD48002H-22B будут несколько габаритные, тяжелее, мощнее. Для Eq-2, думаю это избыточно.
Мне не нравятся драйверы drv8825. Они "музыкальные", микрошаг неравномерный могут выдавать. Я бы поставил а4988.
В этом наборе у вас будут лишними концевые выключатели.
Например, мультиметр DT-830B.

[OldmAN]

..другая распиновка..нужно будут исправить номера контактов. Можете посмотреть в моей теме....

всё понятно!, продолжу дочитывать теорию

[portal]

и обязательно лаком залейте. перепады температуры влага на контактах

[OldmAN]

обязательно лаком залейте

да, спасибо

вопрос - есть блок питания от ноутбука самсунг на 19 вольт 3 ампера. Он подойдет, если подключить к разъему питания на шилде или спалю микросхемы ?

[FlexLM]

Смотря какой шилд. Указывают: shield v4 - Vin=7.5-12В, shield v3 - 12-36В.

[acmajor]

Очень увлекательная тема! Спасибо автору! Глядя на это- сделал своё. Если автор позволит- опишу здесь. Плата Целестрона сдохла, пришлось городить свое. Комплектующие как у автора. Шаговые двигатели от старого принтера. Вилка-самопал из пластин АМГ, купленных в леруа. Управление через СОМ-порт (USB-COM) и от кнопок. Главная поставленная задача была - умение гидировать. Прошивка простенькая. В цикле читает СОМ и кнопки. Передает один импульс с указанием направления. Немного подправил исходник PHD2. При испытаниях вела +/-0,5 пикселя ВЕБ-камеры D=60мм, F=240мм. Наводить по координатам пока не пробовал, да это мне не очень и нужно. Закончил осенью, поэтому больших тестов провести не успел. ПО и фотки могу выложить.

[Astro_nom_y]

Здравствуйте товарищи!
Кто шарит, можете подсказать пожалуйста, что делать
Как только я подключаю схему к компу (учитывая новые версии, хотя сейчас я пытаюсь разобраться со старым проектом GOTO3), у меня моторчики начинают тупо вращаться со скоростью 5 оборотов в секунду (200 шагов на оборот, 1000 шагов в секунду). Я понимаю, что я сам прописал эти настройки в коде, но разве они не должны вращаться помедленнее там?.. (в коде вроде даже прописано уменьшение скорости до звёздной скорости)
Естественно это всё без подключения к монтировке. В программировании я, к сожелению, чайник. ШД у меня nema 17 HS 4401

[AndyNigmatec]

Всем доброго!

Огромное спасибо автору за проделанную работу! Благодаря вам у меня пару (или уже тройку))) лет назад открылось окошко в небо при отсутствии финансовых возможностей для приобретения чего-либо более серьезного.

В настоящее время сам я перешел на онстеп, но собранный ранее модуль по данному топику продолжает служить у другого человека, и вот хотелось бы у него ее обновить.

Возник вопрос - а какая сейчас актуальная версия прошивки и где лежит?

[FlexLM]

Вижу две версии newmount: 21.05.2024 и 23.04.2024

[AndyNigmatec]

Спасибо!