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

[Oleg1601]

Спасибо! Значит все должно быть норм. Скажите можно ли использовать дробное значение числа шагов в секунду? Или надо через переменную типа float делать?
 stepper.setMaxSpeed(36.68);

Можно. У меня в скетче звездная скорость #define MODE2_MAX_SPEED 14.35 //  Скорость в режиме 2

[Хрущев]

Ок. Спасибо еще раз!

[Iovch]

Пробовал JOY_001.zip запускать? Копируй сюда какая строка в мониторе порта при нетроганном джойстике получается. Покажу на конкретном примере как надо сделать. И еще, надо уже сразу скетч GOTO3_1 настраивать.

Вот, пожалуйста - VRX(A6)= 521 VRY(A7)= 524 SW(A3)= 1003 iRetValue= 0

Стало быть, для твоего джойстика оптимальным образом функция AskJOY() будет выглядеть так:

(кликните для показа/скрытия)

int AskJOY()
{
  int iA1=0, iA2=0, iA3=0;
  int iRetValue=0;

  iA1 = analogRead(A6);
  iA2 = analogRead(A7);
  iA3 = analogRead(A3);
   
  if(iA1<25)                            { iRetValue=iRetValue | 16; } // Полный шаг X+
  if(iA1>=25 && iA1 < 511)    { iRetValue=iRetValue |  1; } // Микрошаг X+
  if(iA1>531 && iA1<=1000)  { iRetValue=iRetValue |  4; } // Микрошаг X-
  if(iA1>1000)                        { iRetValue=iRetValue | 64; } // Полный шаг X-
 
  if(iA2<25)                            { iRetValue=iRetValue | 32; } // Полный шаг Y+
  if(iA2>=25  && iA2 < 514)   { iRetValue=iRetValue |  2; } // Микрошаг Y+
  if(iA2>534  && iA2<=1000) { iRetValue=iRetValue |  8; } // Микрошаг Y-
  if(iA2>1000)                        { iRetValue=iRetValue | 128;} // Полный шаг Y-
 
  if(iA3<500) if (iJoyControl<=0) {iRetValue= 5; iJoyControl= 5; delay(250);} else {iRetValue=-5; iJoyControl=-5; delay(250);};
 
  return iRetValue;
}

[Хрущев]

Странно, почему то в микрошаге 1/16 мой NEMA 17HS2408 двигается рывками. В полном шаге движение плавное. Скетч использовал проверенный с сайта библиотеки аксесстеппер. Подстроечным резистором установил напряжение 0.6А/2,5= 0.24В. В чем проблема не пойму...

[Iovch]

Странно, почему то в микрошаге 1/16 мой NEMA 17HS2408 двигается рывками. В полном шаге движение плавное. Скетч использовал проверенный с сайта библиотеки аксесстеппер. Подстроечным резистором установил напряжение 0.6А/2,5= 0.24В. В чем проблема не пойму...

Да ни в чем тут проблемы нет. Если почитать этот форум внимательно, можно увидеть, что многие обращали на это внимание, в микрошаге, движение происходит неравномерное. Дело в том, что все ШД рассчитаны на работу в полном шаге, и дробление его на 16 или 32 микрошага ни к чему хорошему не приводит, лишь сглаживает движение на холостом ходу и вызывает некоторые неравномерности перемещания под нагрузкой.

[Хрущев]

Так это перечеркивают саму идею использования шаговиков в микрошаге для управления монтировкой!

[Iovch]

Так это перечеркивают саму идею использования шаговиков в микрошаге для управления монтировкой!

Нет, не перечеркивает. 1/4, 1/8 достаточно стабильно работают, но на большее рассчитывать не стоит.

[nolv]

В чем проблема не пойму...

Питание двигателя какое?

[Alpha Sco]

Шаговые двигатели любят повышенное напряжение питания в режиме ШИМ - это хорошо знают, кто конструировал станки с ЧПУ. Возможно у вас проблема это низкое напряжение питания и ШИМ не успевает полноценно отрабатывать. У шаговых двигателей есть небольшой недостаток - S образная характеристика в микрошаге, но это уже отдельный разговор......

[Oleg1601]

Шаговые двигатели любят повышенное напряжение питания в режиме ШИМ

Это точно, потому для уверенной работы перевел свои моторы на питание с 12 на 27 вольт.

[Alpha Sco]

А ещё, если в схеме предусмотрен многооборотный резистор для плавной регулировки тока ШИМ - можно отрегулировать , как скрипку - плавность и почти бесшумность обеспечена.

[Хрущев]

Питание двигателя какое?

Питание 12В от аккумулятора. Пробовал подстроечным резистором на драйвере а4988 повышать напряжение идущее на обмотки до 0.9В (т.е. в 3 раза выше номинала) - рывки проподают, но мотор нагреся до 40грд за 5мин, да и драйвер тоже немного, при этом появился циклический звук, пиликанье. Не знаю можно в таком режиме работать или нет.

Про 27В не совсем понял, там ведь драйвер будет срезать лишнее своим резистором?

[Alpha Sco]

Про 27В не совсем понял, там ведь драйвер будет срезать лишнее своим резистором?

Каким резистором и как?
Посмотрел даташит - 35 в максимум у микрухи аллегровской, 27 вольт смело можно подавать.

[Alpha Sco]

звук, пиликанье

Так ШИМ работает.... это нормально

[Alpha Sco]

Пробовал подстроечным резистором на драйвере а4988 повышать напряжение

Этим резистором вы регулируете ток ШИМ (широтно-импульсная модуляция) с ним нужно аккуратно, что бы не превысить максимальный ток движка - 0,6 А для вашего двигателя. Ток и напряжение связаны по закону Ома, но в данном случае регулируется ток  , так как опорное напряжение сравнивается с напряжением, снимаемым  с резистора, который является датчиком тока. Для предварительной настройки понадобится осциллограф с входным делителем на щупе. Либо можно на слух и свой страх и риск, т.к. драйвер до 2-х ампер выдаёт.

[Хрущев]

Этим резистором вы регулируете ток ШИМ (широтно-импульсная модуляция) с ним нужно аккуратно, что бы не превысить максимальный ток движка - 0,6 А для вашего двигателя. Ток и напряжение связаны по закону Ома, но в данном случае регулируется ток  , так как опорное напряжение сравнивается с напряжением, снимаемым  с резистора, который является датчиком тока. Для предварительной настройки понадобится осциллограф с входным делителем на щупе. Либо можно на слух и свой страх и риск, т.к. драйвер до 2-х ампер выдаёт.

Да, конечно я имел в виду регулировку тока. Собственно опорное напряжение 0,9В соответствует 2,2А, что более чем в 3 раза превышает номинал моего двигателя (формула для драйвера а4988: Vref=I/2.5). Думаю мотор так быстро сгорит...

Каким резистором и как?
Посмотрел даташит - 35 в максимум у микрухи аллегровской, 27 вольт смело можно подавать.

Переход на 27В конечно кардинальное решение, но оно добавит проблем- ардуину и мотор так просто уже не запитать от одного источника, ей 12В нужно максимум.

[Oleg1601]

А в чем проблема подать на ардуину 5В (можно от USB), и 27 В на драйверы моторов?
У меня именно такое, раздельное, питание.

[nolv]

Переход на 27В конечно кардинальное решение, но оно добавит проблем- ардуину и мотор так просто уже не запитать от одного источника, ей 12В нужно максимум.

Решение за 50 рублей: https://www.drive2.ru/c/2188303/

[Хрущев]

Цитата: Хрущев от Сегодня в 10:49:38
Переход на 27В конечно кардинальное решение, но оно добавит проблем- ардуину и мотор так просто уже не запитать от одного источника, ей 12В нужно максимум.

Решение за 50 рублей: https://www.drive2.ru/c/2188303/

Т.е. вы предлагаете питать ардуину от 12В аккумулятора, а 27В для драйвера с мотором получать из тех же 12В через DC-DC LM2596?

[Iovch]

К стати, CNC Shield v 4 (Keyes_CNC) позволяет на ШД завести отдельное питание, имеются контакты для подключения. Перемычку на шилде Mot_VOT_Set в таком случае следует убрать.