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

[vladimir-sto]

Добрый день.
Собрал схему на движках nema 17sh8401.  Все препятствия обошёл, осталось ток на движки подобрать.
Значение полных шагов на оборот - понятно 360/на угол поворота получается 200. А вот как найти кол-во полных шагов в секунду на используемом ШД, не могу понять. Подскажите пожалуйста.
И ещё вопрос, как на драйвера клеить идущий в комплекте радиатор? Очень похоже, что закоротит он детальки на плате.
P.S. Долго хотел прикупить хотя бы часовой привод на свою eq3, но возможности не позволяли, а тут такой подарок. Спасибо.

[Iovch]

Добрый вечер теперь уже! На этих движках 1000 шагов/сек характерная скорость и кстати, практически максимальная, которую может обработать ардуино. Потому в функциях Force_X/Force_Y

(кликните для показа/скрытия)

int Force_X(boolean bForce)
{
 int iXSX=0;
 if(!bForceX && bForce) //Включаем полношаговый режим
  {
   digitalWrite(DX_FORCE_PIN, LOW);
   iXSX = 1;                       //Кратность шага драйвера X
   imStepsXPS = iStepsXPS*iXSX;    //Микрошагов в секунду на двигателе X
   bForceX=true;
  }
 if(bForceX && !bForce) //Включаем микрошаговый режим
  {
   digitalWrite(DX_FORCE_PIN, HIGH);
   iXSX = iXStepX;                  //Кратность шага драйвера X
   imStepsXPS = 500;                //Микрошагов в секунду на двигателе X
   bForceX=false;
  }
 if(iXSX!=0)
  { 
   ulSPX = dRDX*iStepsDX*iXSX;     //Шагов двигателя X на полный оборот оси прямого восхождения
   ulDXperSTEP=ulMaxValue/iXSX/iStepsDX/dRDX;     //Единиц прямого восхождения на 1 шаг двигателя
   dVRAperSTEP=ulMaxValue/imStepsXPS/ulMSPS*1000; //Поправка вращения Земли на 1 шаг ДПВ
   udRAStepsPMS=double(ulSPX)/double(ulMSPS);     //Микрошагов двигателя X на 1 мс
  }
}

Скорость выполнения   imStepsXPS = 500;  //Микрошагов в секунду на двигателях задается в явном виде, а не пересчетом, иначе 1000*16=16000 !!! Мало того, что мотор крутиться не будет, но и расчетная угловая скорость при этом не будет зависеть от режима.

[Iovch]

И ещё вопрос, как на драйвера клеить идущий в комплекте радиатор? Очень похоже, что закоротит он детальки на плате.

Ни в коем случае на скотч, который иногда прилагается. Наклеил один раз так и очень пожалел. Желательно купить в радиомагазине специальный теплопроводный клей. Перед наклейкой внимательно просмотреть, не коротит ли радиатор соседние детали. При необходимости аккуратно надфилем сточить лишний припой, сдуть образовавшиеся металлические опилки.

[aspok]

Странно... Там элементы на драйвере рядом ниже находятся, не должно цеплять.

[Iovch]

Оригинальные драйверы скорее всего хорошо сделаны в этом плане, а если "голимый китай" как у меня, то всякого насмотришься, иногда и непропай и лишний припой 

[aspok]

У меня тоже наиголимейший 100% Китай. Клею на такой клей -

Пользуюсь случаем хочу сказать огромное спасибо за подробное описание системы и за скетчи. Нахожусь в стадии собирания монтировки Добсона с этой системой.

[vladimir-sto]

Спасибо за ответы, в последнее время редкое явление. Обычно посылают в google или курить.
Остался от монтировки родной привод

Внутри шаговый движок с редуктором.
Никто не подскажет параметры двигателя и редуктора?

[Дядя Вова]

Спасибо за ответы, в последнее время редкое явление. Обычно посылают в google или курить.
Остался от монтировки родной привод

Внутри шаговый движок с редуктором.
Никто не подскажет параметры двигателя и редуктора?

такой же как здесь: http://scope.narod.ru/QHY/qhy.html

[aspok]

Меня тоже мучает один вопрос. На фото устройства в коробке два переключателя. Один я так понимаю отключение питания на движки. А второй что отключает? Питание Ардуины?

[Iovch]

Меня тоже мучает один вопрос. На фото устройства в коробке два переключателя. Один я так понимаю отключение питания на движки. А второй что отключает? Питание Ардуины?

Если вы про фото вначале темы. То желтый отключал 12В с драйверов, красный отключал встроенный преобразователь 12В -> +5В (ардуины запитывались от него). Красный светодиод слева внизу отображал подано ли +5В на логику коробки. Пишу в прошедшем времени, т.к. коробка разобрана, для новой все есть, но не сделано т.к. доделываю новую версию программы, аналог проекта OneStep и хочется предусмотреть там все ...

[vladimir-sto]

такой же как здесь: http://scope.narod.ru/QHY/qhy.html

Да, похоже. Если правильно понял, количество шагов на один оборот двигателя 48 (7,5 градуса шаг). Передаточное число 120 (Moderating Ratio:120)
Спасибо. Попробую поставить мотор. У него уже крепеж готовый.

[Iovch]

Подниму тему, т.к. знаю, что несколько ЛА делают приводы на основе вышеизложенных наработок. Там не все задумки мне удалось реализовать по причине ограниченности возможностей ардуино нано. При дальнейшем развитии проекта пришлось максимально разгрузить модуль управления моторами, а вспомогательные функции переложить на модуль управления. В результате получилось довольно любопытное универсальное программируемое устройство, имеющее USB порт связи с ПК и UART порт для связи с монтировкой. Я бы даже сказал, микрокомпьютер на Ардуино Мега. Объем программирования безумный, т.к по-сути приходится программировать 2 устройства, 3 интерфейса + мини-операционную систему, потому, приемлемый для общего использования код выложу не скоро еще. Собственно, каждый может попробовать написать свой  , суть устройства от этого не меняется: Ардуино Mега связывает в единый блок индикатор LCD1602, накладной блок мембранной клавиатуры, джойстик, часы реального времени,  порт USB (сом1 ардуино мега), порт UART (сом2) для управления контроллером монтировки, сюда BT уже просится, SD-reader (для хранения каталогов и возможно в дальнейшем программы автономной работы). Подключение ПК к этому устройству в общем-то и не требуется. Звучит фантастично, схемотехника и себестоимость смехотворные.

[Iovch]

Упрощенная схема устройства.

[Fatalik]

  Я вот жду когда будет готово 

(До лета может какая демо тест версия для опытов уже будет ?)

[Iovch]

(До лета может какая демо тест версия для опытов уже будет ?)

До лета думаю нормальная версия будет, а для опытов есть уже, проверяю, явные ошибки вычищаю. Сейчас экваториальное ведение/наведение работу с каталогами по реальным объектам тестирую. Азимутальное ведение/наведение тоже работает, но еще перепроверять.

[Fatalik]

Я надеюсь весной сделаю механику ))
И буду готов приступить к электронной части
 (мои предыдущие опыты показали что нужно делать редукцию и вообще лучше продумать крепление моторов ремней и т.д.

[Oleg1601]

Ну, очень круто 

[Oleg1601]

сюда BT уже просится

Ну если он просится, то тогда, наверное, сюда бы неплохо подошёл вот такой пульт с ВТ https:///ссылка запрещена правилами форума//item/Universal-VR-PARK-2-0-Bluetooth-Remote-Controller-Wireless-Gamepad-Mouse-Joystick-for-VR-BOX-3D/32762844992.html?spm=2114.03010208.3.146.xc9vQV&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_3_10065_10068_10000074_10000032_119_10000025_10000029_10000028_10060_10000067_10062_10056_10055_10000062_10054_301_10059_10099_10000022_10000013_10103_10102_10000016_10096_10000019_10000056_10000059_10052_10053_10107_10050_10106_10051_10000053_10000007_10000050_10117_10084_10083_10000047_10080_10082_10081_10110_10111_10112_10113_10114_10115_10037_10000041_10000044_10078_10079_10077_10000038_10073_10000035_10122_10121-10050_10112,searchweb201603_10,afswitch_2,ppcSwitch_5,single_sort_3_default&btsid=b76eb82e-9296-4660-b390-b56d80385e41, или https:///ссылка запрещена правилами форума//item/Wireless-Bluetooth-Remote-Control-Selfie-Shutter-For-iPhone-For-Android-smartphone/32599615523.html?spm=2114.03010208.3.47.xc9vQV&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_3_10065_10068_10000074_10000032_119_10000025_10000029_10000028_10060_10000067_10062_10056_10055_10000062_10054_301_10059_10099_10000022_10000013_10103_10102_10000016_10096_10000019_10000056_10000059_10052_10053_10107_10050_10106_10051_10000053_10000007_10000050_10117_10084_10083_10000047_10080_10082_10081_10110_10111_10112_10113_10114_10115_10037_10000041_10000044_10078_10079_10077_10000038_10073_10000035_10122_10121,searchweb201603_10,afswitch_2,ppcSwitch_5,single_sort_3_default&btsid=b76eb82e-9296-4660-b390-b56d80385e41.
Да, хотел спросить, клавиатура какую роль выполняет, вернее, что с неё вводится?

[Iovch]

Никакого отдельного пульта не предусматривается, к этой коробке и к контроллеру двигателей будут подключены стандартные модули ВТ ардуино НС-05 и НС-06, но только после полной отладки всего хозяйства этого. Клавиатура много чего делает здесь: в исходном состоянии цифровые клавиши скорость задают перемещения джойстика (1-9), F1 - главное меню, F2 - системное меню, # - установка часов, * - автоюстировка джойстика, потом выбор каталога и выбор номера каталожного объекта. Пользовательский, BSC и Meссье каталоги пока подключены, думаю, в каком объеме NGC подключать  в принципе, можно весь запихать с IC даже.

[аспирант]

Извините за вопрос, но как задаётся лунная и солнечная скорость ведения в данном проекте?