Монтировка на гармонических редукторах из пластика

[ysdanko]

Почитайте про них.

Зы!
«Еще один фактор, ограничивающий применение
волновых передач в технике, — отсутствие эффекта самоторможения, т. е. если приложить
момент на выходном валу при отсутствии момента на входном, последний начинает вращаться.» (С)

[Serj]

если приложить
момент на выходном валу при отсутствии момента на входном

Всё если да если. А detent torque умноженный на 27? Если честно, я не понимаю зачем автору такая редукция (2700). У той же AM5 сначала была редукция 300, теперь вообще 200.

[ysdanko]

А detent torque умноженный на 27?

Да это понятно. Что со стороны выхода надо приложить момент, что бы передалось на вход. Но ведь ТС в принципе не прав говоря от том что

Груз удерживает гармонический редуктор.

Если все сделано идеально и трение сведено к минимуму, то этот редуктор крутится в обратном направлении точно так же как любой цилиндрический с прямозубными шестеренками.

[Laplase]

этот редуктор крутится в обратном направлении точно так же как любой цилиндрический с прямозубными шестеренками

Действительно, тут я ошибся. Но что-то у меня не получилось его прокрутить от слова совсем, просто так на воздухе. Он даже со стороны внутренней оси крутится с усилием, хоть и мягко.

Если честно, я не понимаю зачем автору такая редукция (2700).

Да у меня просто физически под рукой есть эти шаговики с редукторами. Так то да, это избыточно.

[ysdanko]

Но что-то у меня не получилось его прокрутить от слова совсем,

Усилие недостаточное. К примеру у меня имеется 4х ступенчатый планетарник с редукцией порядка 1200, так он тоже стоит колом его можно прокрутить только через рычаг. При этом выход начинает крутится со свистом.

[I.A.R.]

Но что-то у меня не получилось его прокрутить от слова совсем,

Усилие недостаточное. К примеру у меня имеется 4х ступенчатый планетарник с редукцией порядка 1200, так он тоже стоит колом его можно прокрутить только через рычаг. При этом выход начинает крутится со свистом.

А что тут удивительного? В обратную сторону планетарник работает как повышающая передача (мультипликатор). В этом случае имеет место выигрыш в оборотах на выходе — получаются высокие, но выходит проигрыш в силе на входе — нужна большая. И наоборот...

[Laplase]

Усилие недостаточное

Считать не буду. Для простоты будем считать что конкретно в данной схеме это усилие превышает предел саморазрушения редуктора
Кстати попробовал поставить в OnStep вместо драйвера A4988 драйвер LV8729, при одном и том же токе двигатель крутится гораздо мягче, вибрации практически нет и страгивается очень плавно, прям конфетка.
А вообще гугл выдает это:
"Backdrivability of a harmonic drive, when used as torque increaser, means that the output shaft can be rotated via finite amount of torque. A high ratio harmonic drive is non-backdrivable because its output shaft cannot be turned by applying a torque on it"

[ysdanko]

конкретно в данной схеме это усилие превышает предел саморазрушения редуктора

Да. Лучше не пробовать 

[user340]

Кстати попробовал поставить в OnStep вместо драйвера A4988 драйвер LV8729

Порекомендую переходить сразу на ещё более продвинутые дрова.
Посмотрите в сторону tmc2209, а ещё лучше tmc2226 (тот-же tmc2209 но в более удобном корпусе, легче тепло отводить, легче паять-ремонтировать).

С помощью этих дров можно будет всякие интересные штуки делать.
Например, в реальном времени видеть нагрузку на двигатель (обратная ЭДС).

Вот, например, экспериментировал с выводом обратной ЭДС на круговой график.
В какой-то момент видны периодические косяки механики моей монтировки т.к. возрастает нагрузка на двигатель.
Соответственно, можно будет не только диагностировать механику, но и избавиться от концевиков.

https://www.youtube.com/watch?v=Ljnlnm34zKQ

[Олег Чекалин]

Появился очень правильный аматерский проект монтировки на волновых редукторах:
https://designbydave.net/telescope-mount/

[Laplase]

Появился очень правильный аматерский проект монтировки на волновых редукторах:
https://designbydave.net/telescope-mount/

Да, интересный вариант, когда он круглую вставку под редуктор печатал я очень засомневался как она будет держать, ведь он ее вертикально печатал. И очень весело было наблюдать как это кольцо лопнуло. Вообще у АБС не очень хорошая межслойная адгейзия, а он еще судя по фактуре использовал стеклонаполненный абс. И честно вариант с клеем выглядит тоже не очень 

Соответственно, можно будет не только диагностировать механику, но и избавиться от концевиков.

Классная идея, попробую это использовать, это актуально, потому что обратной связи никакой у меня нет.
Вообще почти все детальки пришли я и потихоньку собираю и допечатываю что осталось.

[user340]

попробую это использовать, это актуально, потому что обратной связи никакой у меня нет.

Раз совет "в кассу" пришёлся, позволю себе ещё поделиться опытом работы с ШД. Возможно, что-то из этого сэкономит ваше время.

1. Не знаю, какую вы систему управления будете использовать для работы с ШД (похоже, OnStep?), но далеко не факт, что там будет поддержка работы с тринамиковской технологией StallGuard (это как раз про измерение противоЭДС в драйверах TMC).
Поэтому, возможно, придётся колхозить свой велосипед, чтоб графики нагрузки выводить и концевые положения отрабатывать.
Если разговариваете на питоне, то рекомендую  вот эту библиотеку. Она для TMC2209 но прекрасно работает и с TMC2226, т.к. адреса регистров и команды у драйверов одинаковые:
https://github.com/Chr157i4n/TMC2209_Raspberry_Pi
Однако, работу со значениями обратной ЭДС и вывод на всякие графики придётся всё равно самостоятельно дописывать.

2. Разрешение АЦП, который оцифровывает результаты нагрузки на двигатель - не очень высокое. Что-то типа 8 бит. Поэтому, на высокую точность определения нагрузки не рассчитывайте. В лучшем случае, цифры будут от 0 до 255.

3. Разные двигатели сильно по-разному генерять обратную ЭДС. На каких-то шаговых двигателях это всё может оказаться вобще не юзабельно.
Например, в спокойном состоянии возвращаемое значение обратной ЭДС будет 240 единиц, а при максимальной нагрузке - 255 единиц. Т.е. "динамический диапазон" значений может быть вобще паршивый.
Я не могу точно ручаться, но это тесно связано с электрическими параметрами двигателя, индукцией, сопротивелением обмоток и т.п. Также, на это влияет режим микрошага.
Если память не изменяет, то чем меньше микрошаг, тем хреновее генерится обратная ЭДС.

4. Дрова TMC2209 и TMC2226 можно переключить в режим управления полностью_по_UART. Причём, до четырёх драйверов могут висеть на 1 шине и ими можно полностью управлять по одному сигнальному проводу. Можно делать всё. Регулировать ток подаваемый на ШД, шагать, менять направление шага, менять микрошаг... короче - вобще всё.
Соответственно, вместо четырёх проводов STEP1/DIR1 STEP2/DIR2 монтировкой телескопа можно будет управлять всего по одному проводу.
Т.к. этот провод "протокольный" (UART) его можно прокинуть достаточно далеко без помех. Соответственно, мозги можно вынести в удобное место, а дрова поставить поближе к двигателям. Не уверен, что там прям уж какая-то проверка целостности пакетов есть, но в любом случае, на один провод шанс поймать наводку меньше, чем на четыре.

5. Нужно быть аккуратным при ковырянии в дровах TMC. У них есть OTP-биты (однократно программируемые). При бездумном дергании регистров дров их можно окирпичить.

6. Микрошаг меньше чем 1/64 можно установить только через регистры, через UART. Перемычками не получится.

7. Не стесняйтесь подавать напряжение повыше для питания дров и шаговых двигателей. Если движки рассчитаны на 12 вольт - они вполне переварят 24.
Сами дрова TMC2209 и TMC2226 рассчитаны на 29 вольт максимум вроде. Я работал на 24. Нафига спрашивается? А просто для той-же мощности ток меньше.
Сейчас могу фигню сморозить, но дровам легче напряжение коммутировать чем ток. У TMC даже есть серия высоковольтных высокоскоростных дров TMC5160, но они редкие и дорогие.

8. Если не нужна вся эта фигня и нужно только сымитировать работу концевика, то выход DIAG в дровах можно настроить так, чтоб на нём флаг поднимался, типа "я упёрся в препятствие - ааатключай!"
 

Пока как-то так. Опять же, может это всё и нафиг не нужно, т.к. цель-то всё-таки прототип монтировки на гармонических редукторах, а не ковыряние в дровах. А там можно, блин, долго ковыряться..

Ну и прошу учесть - я любитель-самоучка и просто делюсь личным опытом, могу во многом, или во всём ошибаться, поэтому, всё что делаете - на свой страх и риск.

И желаю успехов в деле. Ваш опыт с этими редукторами будет в любом случае весьма интересен.

[Laplase]

Ну буквально еще пару болтов не хватает чтобы полностью все собрать. Кое-какие изменения вносил уже на лету. Контроллер тоже уже готов, в этот раз решил платы OnStep заказать в Китае, осталось только коробочку напечатать и подобрать разъемы для шаговиков на заднюю панель.

[Laplase]

Короче апохромат потянет, легко
Ньютон тоже встал без проблем, ничего не погнулось, я еще своим весом присел, тренога немного прогибается, посторонних тресков не обнаружено. Но на всякий случай поставлю на балкон и навешаю вместо трубы 10-литровку. Ну и надо как-то рычаг создать.

[Redek]

Тут, разницу надо смотреть по графику гидежа. На глаз бесполезно что-то анализировать. А так же хорошим маркером будут фотки на больших выдержках. Меня в свое время отговаривали от астрофото на EQ3-2, но в итоге после небольших переделок монтировки удалось начать съемку на ней, чем я и занимаюсь до сих пор, хотя есть EQ6. Своя монтировка это своя, у нее есть "душа".

А можно для интереса глянуть на результаты с "душевной" EQ3-2?
И с пластиковой тоже очень интересно будет посмотреть когда будут.

[Laplase]

А можно для интереса глянуть на результаты с "душевной" EQ3-2?
И с пластиковой тоже очень интересно будет посмотреть когда будут.

Да можно, в галерее у меня валяются фотки с EQ3-2.
вот одна из них:

Душа

А так графики с EQ3-2 были по моему в этой теме:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,115703.0.html
Вообще хочу получить результат как минимум на уровне, нужно RMS не хуже 1,5" и большую устойчивость к ветру, все таки ньютон буду вешать.

[Laplase]

Итак, дали немного неба. Поскольку выезд не планировался, а сетап уже собран, было решено его испытать. Повесил 80 мм апо с гидом 60/240
Условия конечно я выбрал не самые подходящие - это 11 этаж 26 этажного дома. Телескоп поставил по ближе к окну, там батарея, но ничего не поделаешь. Область неба над соседской многоэтажкой, под острым углом через стеклопакет. Ориентация - восток, полярку ставил по компасу и немного дрейфом, очень грубо. Местами гидирование шло стабильным, иногда сосед выходил покурить и график немного ухудшался. Прям жести какой-то не увидел, основная ошибка по ощущениям - турбулеж, уверен что в полевых условиях будет лучше. Вообще немного просматривается пила с периодом примерно 4 минуты, что походит на кинематическую ошибку, но зашумление очень большое. С таким большим периодом гистерезисный алгоритм в отсутствии сильного турбулежа должен справляться отлично.
Что понравилось: Мгновенная реакция на ошибку, нет косой пилы как на пережатом червяке, ошибки перерегулирования тоже не заметил, причем я менял агрессивность в больших пределах; мелкие отклонения так же хорошо регулируются, ну и скорость регулирования даже на скорости 0.5 звездной весьма быстрая.
Что не понравилось: Тут в основном косяки сетапа - каким-то образом раскрутились стопоры у внутренней муфты соединяющий внутренний вал редуктора и двигателя. Пришлось разбирать одну из осей и подтягивать винты. Тут наверное был мой косяк, но это не точно. Надо подумать над правильной конструкцией этой самой муфты.
Далее не нашел в OnStep как с компьютера менять скорость монтировки, одно понял точно что изменив ее один раз через ASCOM device hub допустим на x16, то тогда она и в PHD станет такой-же  А установить скорость на 0,5x там нельзя есть только x16, x64 и 2 град/сек. Жесть короче. Пришлось коннектиться телефоном через блютус и менять там.
P.S. чтобы оценить примерную кинематическую ошибку редуктора было принято решение отрубить вообще все гидирование и посмотреть на график. Конечно чтобы точно понять надо хотя бы пол оборота гармошки прогнать, может мне повезло с положением, но все же. График тоже прилагаю. Сначала я отключил по Ra ведение, потом и по Dec там видно.
Вообще остается проверить сетап в поле, там уже будет что-то более понятное, но я думаю это будет не скоро, потому что по закону подлости сейчас неба месяц не будет.

[Laplase]

Потихоньку готовлюсь к полевым испытаниям.
Решил напечатать вот такую штуку, чтобы можно было искатель полюса цеплять. Съемную пластину с искателем, можно будет отстыковывать и таким же образом прицеплять блок управления

[Laplase]

Создал папку на гитхабе. Потихоньку начал выкладывать исходники. В понедельник закину прошивку для OnStep, и проект платы в altuim
https://github.com/Laplase555/Kenobi-S1---DIY-harmonic-Drive-.git

[Laplase]

Надоело ждать идеальной погоды. Так получается, что все ясные дни зимой на Урале получаются весьма морозными. Решил не откладывать в долгий ящик и провести полевые тесты монтировки в составе 80-мм апохромата.
Условия: штатная стальная тренога от CG-4, установленная на очищенную от снега площадку, температура за бортом -30°, 60 км от города. Сетап был выгружен из машин и начал сразу тестироваться.
Снимал плеяды, так как они отлично на мой взгляд подходят для тестов, там есть и яркие и много тусклых звезд. PHD все время работал в режиме мультизвездного гидирования, выдержку гида ставил 0,3сек. По прикидкам RMS составил около 1". Иногда доходил до 0.7", иногда бывало и хуже 1". Каких-то периодических подергиваний не заметил. По ощущениям колбасил турбулеж. В такой холод обычно так и бывает, это повезло что еще был практически полный штиль. OnStep наводился весьма неплохо, но в конце сессии телескоп запарковать так и не получилось, мотор на оси DEC замерз и на скорости в 2 град/сек эту ось заклинило, поэтому надо будет драйверу надо будет еще току подкрутить. На меньшей скорости в 1 град сек он нормально тронулся. Это без всяких подогревов.
Надеюсь в следующую сессию повезет и условия будут более благоприятные, чтобы все таки более точно оценить предел этой монтировки. Пока могу сказать что монтировка работала более стабильно, чем EQ3-2, а главное удобство пользования в разы выше. Ошибку ортогональности PHD показал 0!, так что вариант со съемной пластиной искателя полюса вполне рабочий!
А еще замерз мой фокусер, видимо и в нем придется добавить тока.