Очередная система цифровых координатных кругов (DSC) на Ардуино

[Папа и Сын]

Коллеги, после долгих мыслей после Мезмая , таки захотелось сделать ведение. Но хочется оставить спортивность и умение работать с картами перед наблюдениями.

Поэтому в общих чертах видится это все следующим образом: предварительно составляется списочОк желаемых к просмотру объектов, который прописывается в некий управляющий блок/на карту, также составляется актуальный список объектов привязки/яркие звезды. На месте, по GPS-модулю определяется дата/время/координаты места наблюдения, вычисляется LST, делается привязка по звездам. Далее, по выбранному объекту блок пересчитывает координаты из экваториальных в азимутальные, руками доводим до нужных координат, блок нежным женским голосом сообщает, что уже можно смотреть и .... полное эльдорадо

Первый удар нанес али: посмотрев цены на электронные муфты я понял, что про идею о толкании руками до объекта придется забыть как страшный сон , шаговые моторы - наше все. Раз так, а еще и поскольку на табуретке (в отличие от экваториала) нет необходимости при переводе с одного объекта на другой продолжать ведение, то появилась идея вообще отвязать функцию определения углов от моторов и добавить энкодеры. По прикидкам освобождается некоторая часть ресурсов Ардуины (хоть меня и сооблазняют на АРМы с голосовым управлением, но цена суммарно не вкусная), а само управление становится несколько проще. Однако тут возникли следующие вопросы математически-прикладного характера:

1. Как лучше считать LST - через GPS или, учитывая, что угловые меры я могу напрямую снять с энкодеров, через привязку к звездам? Или GPS-модуль может выдавать LST (не нашел такой фичи в спецификациях у-блоха, хотя может плохо смотрел)
2. Формально, сравнивая LST по обоим каналам, я могу оценить кривость установки монтировки, получив эллипс ошибки по осям. Имеет ли смысл написать некую процедуру, которая бы помогала выравнивать табуретку используя эти данные? Сразу скажу, что процедура получается муторная и небыстрая
3. Если не возится с допвыравниванием, то возможны два пути: либо решать каждый раз систему для пересчета от кривой азимутальной системы координат табуретки к истинной локальной, либо хранить вектор (точнее матрицу) ошибок и просто давать поправки при ведении. Первая жрет меньше памяти, но медленнее (если табуретка плохо стоит), вторая быстрее, но память тратит хорошо

Или плюнуть на все и потратится на АРМ?

По ходу мыслей перепридумал процедуру выравнивания табуретки (точность не повысит, зато если вдруг не попадет на объект, то понятно куда в первую очередь надо трубу двигать). Распогодится как, надо будет испытать   

[Папа и Сын]

Это все пока в теории. но, примерно так.
Включили устройство
Поворачиваем трубу на север (работает компас - высвечивается диод нужного направления. Север- высвечивается средний диод. звучит сигнал. Запоминается переменная точки севера. (к примеру - нажимается кнопка ) -
Включается датчик положения монтировки - измерение углов наклона- запоминаются переменные - звучит сигнал ( нажимается кнопка еще раз)
 и дальше работает тот цикл, что уже прописан и отлажен, только с поправками переменных положения монтировки.
Как-то так.
Повторяю- это в теории, и я не уверен - нужно это или нет, но, думаю, лишним не будет.

Мне кажется, что лучше/эффективнее выставить зенит и горизонт

[Eugem]

Можно и так) главное- точки отсчета.

[Хрущев]

Коллеги, после долгих мыслей после Мезмая , таки захотелось сделать ведение. Но хочется оставить спортивность и умение работать с картами перед наблюдениями

Моя система на Ардуино с энкодерами и блютус алаптером обошлась мне в 2000-2500р. Суть такая: жпс не нужен- лучше внести координаты в программу приема данных с энкодеров - Скай сафари, она же считает все математику пересчёта координат, в ней же создаются списки объектов. Заморачиваться с прецизионным выравниванием Монти нет смысла, гораздо быстрее и проще и надёжней корректировать привязку по соседней к объекту звезде, имхо.

[nvasunin]

модуль гироскопа

У меня была в свое время использовать вместо энкодера по вертикали - акселерометр + гироскоп. Поизучал, как с ними работать. Именно в такой связке их используют для определения перемещения
Даже купил себе модуль, поиграться.
Достоинство у такого варианта есть - это то, что не нужно цепляться к оси трубы, а можно просто датчик разместить на трубе. Это существенно упрощает механику.
Но к сожалению есть два недостатка:
- нет нормальной математики, а математика там нужна серьезная для того, чтобы качественно интерпретировать показания датчиков
- есть проблема дрейфа показаний
В итоге я от идеи отказался, когда понял, что могу потратить не понятно сколько времени без уверенности в достижении результата.
Но в принципе, идея хорошая, если ее можно было бы довести до конца.

Для компаса

Компас не особо поможет, нужна будет еще база данных с магнитным склонением местности, чтобы по координатам и показаниям компаса определять географический север. При этом компас сам по себе тоже не работает, он очень чувствителен к правилному положению, и вместе с ним нужно опять же использовать гироскоп с акселерометром. В итоге получится что нужно будет два акселерометра + компас. И все это сажать на одну шину I2C - не знаю, потянет ли она столько датчиков.

UPD. Да, забыл еще - для того чтобы нормально работал акселерометр с гироскопом - их надо хорошо калибровать, причем для каждого модуля свои коэффициенты рассчитывать. Т.е. решение будет не совсем универсальное....

[nvasunin]

GPS-модуль может выдавать LST

GPS выдает только время по UTC и координаты, по ним можно пересчитать LST, если память не изменяет. Вот не помню, надо ли для расчета LST еще знать часовой пояс и поправку на летнее время, или не надо....По-моему не надо, но надо бы проверить.

[nvasunin]

внести координаты в программу приема данных с энкодеров - Скай сафари, она же считает все математику пересчёта координат

Если память не изменяет - Скай Сафари выдает координаты только при подключении по протоколу типа Mead/Celestron. Но тогда надо на Ардуине делать всю математику по расчету координат. А если работать по протоколу энкодеров - то Скай Сафари не выдает координаты, там в протоколе нет такой команды. Но да, тогда Скай Сафари всю математику сама считает.
 

[Папа и Сын]

GPS-модуль может выдавать LST

GPS выдает только время по UTC и координаты, по ним можно пересчитать LST, если память не изменяет. Вот не помню, надо ли для расчета LST еще знать часовой пояс и поправку на летнее время, или не надо....По-моему не надо, но надо бы проверить.

Жалка. Все данные на модуле есть, могли бы математику простейшую впихнуть...

[Папа и Сын]

Вопрос возник по энкодерам, возможно странный. Есть же 4 типа по выходному сигналу. А какой из них технологичнее, в смысле проще по подключению (меньше деталей, меньше возможности ошибиться) к той же ардуине? Или так ставить вопросы нельзя, а каждый тип выхода предназначен для своей, специфической работы?

[nvasunin]

4 типа

Честно говоря, не понял, о каких 4-х типах сигнала речь....
Можете ссылкой кинуть?

[Папа и Сын]

Честно говоря, не понял, о каких 4-х типах сигнала речь....
Можете ссылкой кинуть?

Вот тут например http://www.electon.ru/tipy-vyxodnyx-signalov-enkoderov. Китайцы предлагают сделать любой на выбор. Единственное, что я понял, что для пуш-пулла и дифференциального выходов практически устранен дребезг на аппаратном уровне, но может есть еще какие-либо тонкости

[rctr]

Наиболее универсален открый коллектор, дребезг энкодера не зависит от типа выхода- это свойство самого энкодера, вернее схемы обработки сигнала с первичного датчика

[Папа и Сын]

Мне бы не универсальность, мне бы простоту/технологичность - минимум деталей, максимум юзабилити

дребезг энкодера не зависит от типа выхода- это свойство самого энкодера, вернее схемы обработки сигнала с первичного датчика

Понял, спасибо. Значит разучился понимать написанное

[nvasunin]

любой на выбор

Ну, я так глубоко не копал )))

У меня, судя по описанию, 3-й вариант, NPN:
Encoder 600 Incremental Rotary
600 p/r (Single-phase 600 pulses /R,Two phase 4 frequency doubling to 2400 pulses)
Power source: DC5-24V
Shaft: 6*13mm/0.23*0.51"
Size: 38*35.5mm/1.49*1.39"
Output :AB 2phase output rectangular orthogonal pulse circuit, the output for the NPN open collector output type
Maximum mechanical speed: 5000 R / min
Response frequency: 0-20KHz
Cable length: 1.5 meter
Notice:AB 2phase output must not be directly connected with VCC, otherwise, will burn the output triode, because different batches, and may not have the terminal
    　
connection:
Green = A phase, white = B phase, red = Vcc power +, black = V0
Application:
Is used to measure the rotational speed, Angle and acceleration of the object and the length measurement
Suitable for intelligent control of various displacement measurement, automatic fixed-length leather automatic guillotine machines, steel cut length control, civil measured height human scale, Students racing robots

Я на свои не жалуюсь.

[Папа и Сын]

Output :AB 2phase output rectangular orthogonal pulse circuit, the output for the NPN open collector output type

вроде 2й, хотя я теперь зарекаюсь что-либо определенное изрекать . 3й вроде как пуш-пуллом напрямую обзывают

[nvasunin]

вроде 2й,

Да, точно,   вы правы. Меня NPN с толку сбил  но резисторы я никакие но подключал

[nvasunin]

Забыл написать, исправляюсь.

В ходе зимнего выезда обнаружил одну неприятную особенность. Изолента на подшипниках дубеет и начинает проскальзывать по "уху", в результате возникают ошибки по вертикальной оси.
Для борьбы с этим - наклеил на "уши" противоскользящую ленту, вот типа такой:
https://leroymerlin.ru/product/protivoskolzyashchaya-lenta-25h1500-mm-cvet-chernyy-13413007/
Теперь все отлично, никаких проскальзываний.

[Eugem]

Решил поднять тему...
Собрал свою "волшебную коробочку", описанную в этой теме...
Достаточно долгим был путь к финальному созданию и запуску. Опущу рассказ о работе над созданием электронной части. Сначала ждал с Али всю электронику... Пришел неисправный GPS- модуль, из-за чего сборка была отложена еще почти на год... И вот, наконец, вся электроника заработала. Встал вопрос стыковки энкодеров с монтировкой. С самого начала думал про шестереночное соединение. Разработал 3D модели, отдал в печать . Получил готовые изделия, и понял, что систему поворота по высоте нужно пересматривать кардинально... Пообщался с автором темы и разработки, и не без его подсказки, было решено изготовить специальное "ухо" с шестеренкой.
Результат очень понравился.
В итоге получилось:
Система передаточных шестеренок с минимальным вмешательстом в целостность монтировки ( пришлось просверлить 2 отверстия.)
Энкодеры, спрятанные в коробки из пластика,
Труба телескопа, которая так же спокойно . как и раньше просто устанавливается в монтировку, и вообще, может использоваться на любой другой табуретке.

Передаточное число по азимуту - 1 к 10 , то есть 24000 тиков на оборот, по высоте пришлось уменьшить до 1 к 6 , то есть 14400 тиков на оборот, но, в любом случае больше , чем у автора темы...

Теперь осталось дело за малым - Испытания под небом и проверка точности наводки...
Ниже приложу фото..

Большая шестеренка , укрепленная на нижнем "блине".. и маленькая, укрепленная на верхнем "блине"

[Eugem]

Далее - отверстие в боковой стенке, и укрепленный в нем энкодер с шестеренкой на валу.

[Eugem]

То самое "эксклюзивное ухо"  с ответной шестеренкой