Моторизация фокусёра с пультом управления на энкодере

[Semen Miroshnichenko]

Всем привет!
Сегодня решил что пришло время дать немного больше огласки моему open source проекту моторизации фокусёра с оригинальным пультом управления.

Итак, постановка проблемы: монтировка слабая, при касании трубы телескопа вибрации бешеные, фокусироваться отвратительно.

Варианты решения: купить бОльшую монтировку, поставить электрофокус.

Остановлся на втором решении, потому что "сам могу сделать", ну и плюс пара знакомых из местного астроклуба тоже интересовались, сделал и для них.

Электрофокус, варианты и проблемы:
1. На двигателях постоянного тока, с редуктором. Проблемы: прошлый век, сложен контроль с компа, редуктор не позволяет прокручивать фокусёр в ручном режиме при подключенном электрофокусёре.
2. Шаговые двигатели, прямой привод. Проблемы: нет, клёво, будем делать. Мотор можно оставить подключенным к оси фокусёра, выключенный мотор практически не создаёт сопротивления вращению. Минус коммерческих решений: дороговато, пульт управления с кнопками + и - не очень удобен.

Решение: делать самому, для пульта использовать оптический энкодер.

Собственно, основная проблема была электроника и прошивка микроконтроллера. Но "в это я могу", в итоге получилась вот такая конструкция:





Видео, как оно работает: https://youtu.be/sX3FMhUV314

Проект прошивки: https://github.com/semenmiroshnichenko/ESP32Focuser

Проект с электронной схемой, описанием и ссылками на детали на Алиэкспрессе: https://github.com/semenmiroshnichenko/ESP32Focuser-hardware

На данный момент прибор работает у меня и ещё у трёх друзей-астрономов, на разных фокусёрах и телескопах (C14, 8" ньютон, самодельный рефрактор, самодельный четырёхзеркальный рефлектор Tetra-Schiefspiegler), полёт отличный, все очень довольны идеей управления мотором с помощью энкодера, говорят, что похоже на то как будто пересел с машины без гидроусилителя руля на гидроусилитель. Просто берёшь пульт в руки и крутишь ручку энкодера на нём, мотор вращается синхронно, создаётся эффект прямого управления фокусёром с пульта, как будто тросик натянут.

Собственно говоря, проект отлажен и готов к повторению. Возможно управления как с пульта, так и по USB (протокол moonlight, есть поддержка в ASCOM под windows и INDI для linux), питание от 12 вольт (максимум 1.2 ампера при вращении, около 50 мА при простое). Буду рад конструктивной критике, новым идеям и конечно сообщениям о собранных изделиях!

[Oleg1601]

В чём преимущество пульта с вращающейся ручкой перед "не очень удобным" пультом с кнопками + и - ?

[Дмитрий Маколкин]

В чём преимущество пульта с вращающейся ручкой перед "не очень удобным" пультом с кнопками + и - ?

В удобстве дозированных перемещений. На сколько повернул - настолько сместилось. Время нажатия на кнопку дозировать труднее, чем угол поворота ручки.

[Oleg1601]

В удобстве дозированных перемещений. На сколько повернул - настолько сместилось. Время нажатия на кнопку дозировать труднее, чем угол поворота ручки.

Ну не знаю... тут в любом случае ориентируешься визуально. У меня вообще джойстик.

[mo]

В чём преимущество пульта с вращающейся ручкой перед "не очень удобным" пультом с кнопками + и - ?

Однозначно энкодер (ручка) удобней. Оценил недавно сам. Крутишь быстро - мотор быстро. Крутишь медленно, мотор еле-еле.
Впрочем, у меня всё с компа... Но если кому визуал, то выносная ручка, чтобы не болтало - само то.

[Dmitry777]

Спасибо за проделанную работу. А сколько в сумме на комплектующие вышло?

[ROVIAN]

Буду рад конструктивной критике, новым идеям и конечно сообщениям о собранных изделиях!

Таблица соединений есть, а простой схемки нет, рисованной ?

[Semen Miroshnichenko]

Спасибо за проделанную работу. А сколько в сумме на комплектующие вышло?

Спасибо! Комплектующие, за всё про всё 50 Евро (4500 рублей по нынешнему курсу будет).

[Semen Miroshnichenko]

Буду рад конструктивной критике, новым идеям и конечно сообщениям о собранных изделиях!

Таблица соединений есть, а простой схемки нет, рисованной ?

Точно, закачал сегодня экспорт схемы, тут https://github.com/semenmiroshnichenko/ESP32Focuser-hardware/blob/main/schematics/ESP32Focuser.sch.pdf

[Semen Miroshnichenko]

Однозначно энкодер (ручка) удобней. Оценил недавно сам. Крутишь быстро - мотор быстро. Крутишь медленно, мотор еле-еле.
Впрочем, у меня всё с компа... Но если кому визуал, то выносная ручка, чтобы не болтало - само то.

Олег, а что используете в качестве энкодера? Что-то самодельное, или есть готовые решения?

[Dmitry777]

Что-то самодельное, или есть готовые решения?

там вроде в списке есть ссылка на Энкодер. Сам не смотрел пока.

[Dmitry777]

Комплектующие, за всё про всё 50 Евро (4500 рублей

Отлично! Есть повод снова для себя что то полезное сделать. Давно не мастерил. Всё по работе да по работе лужу паяю...)))

А почему Энкодер в отдельный корпус вынесли?
Для лёгкости органа управления?

[Semen Miroshnichenko]

А почему Энкодер в отдельный корпус вынесли?
Для лёгкости органа управления?

Ну на самом деле так исторически сложилось, энкодер был добавлен позже. Да и сам корпус контроллера великоват для руки в моём исполнении платы, если использовать более мелкую электронику, наверно влезет.

[ROVIAN]

Буду рад конструктивной критике, новым идеям и конечно сообщениям о собранных изделиях!

Таблица соединений есть, а простой схемки нет, рисованной ?

Точно, закачал сегодня экспорт схемы, тут https://github.com/semenmiroshnichenko/ESP32Focuser-hardware/blob/main/schematics/ESP32Focuser.sch.pdf

Спасибо. 

[mo]

Олег, а что используете в качестве энкодера? Что-то самодельное, или есть готовые решения?

Крутилка за 100 рублей с али. Типа такой:

[ysdanko]

Однозначно энкодер (ручка) удобней.

И привычней. Крутить лучше, чем давить на кнопку или на рычаг джойстика. 

[Semen Miroshnichenko]

Именно! А ещё оптический энкодер вещь, никаких "клик-клик" при прокручивании, очень точный (мой даёт 600 импульсов на оборот).

[Semen Miroshnichenko]

И ещё работаю сейчас над версией прошивки, где перемещение мотора будет не линейно зависеть от перемещения энкодера, а будет зависеть ещё от скорости вращения.
Поясню. Подобный принцип есть в компьютерной мыши: если ею водить медленно, то при движении мыши на 1 см курсор двигается (например) на 100 пикселей. Таким образом можно точно наводить мышь на кнопки. Если быстро передвинуть мышь на 1 сантиметр, то курсор "прыгнет" сразу на много пикселей (так мы делаем, когда нужно перевести курсор в другую область экрана).
У меня уже есть тестовая прошивка (пока нет поддержки USB, только энкодер), в которой работает также: при медленном вращении добиваемся точного фокуса, быстрым вращением передвигаем окуляр/камеру в фокус (например, при смене окуляра на камеру и наоборот).

[GraY25]

Буду рад конструктивной критике, новым идеям и конечно сообщениям о собранных изделиях!

Я думаю для астрофотографов, очень USEFUL был бы такой вариант: коробка фокусера подключается в общий USB-Hub (пусть будет USB3, чтобы можно было использовать бОльший ток без отдельного БП)
А на ПК запускается мини окошко "поверх всех", на котором отображается текущее положение фокусировки. С кнопкой сброса на 0 например.

Сама же фокусировка осуществляется при клике на это окно, колесом мыши! А CTRL-Scroll например для "второй скорости".
Или регулировать по принципу перемотки документа - нажал среднюю кнопку и двинул вверх или вниз, от смещения зависит скорость.
Всё равно астрофотограф сидит за ноутом и всё происходит там.
Можно наверное интегрировать всё это в функционал стандартного аском-фокусера.

А для визуала вот идея: в коробку фокусера просто втыкается USB-адаптер от небольшой беспроводной мышки.
Её можно крутить прямо в руке, а пока не нужна просто в карман выложить...

[Semen Miroshnichenko]

Добавил описание проекта на русском языке https://github.com/semenmiroshnichenko/ESP32Focuser-hardware/blob/main/README.RU.md