Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Абсолютные энкодеры - самодельные и точные!  (Прочитано 48141 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Хартиков Сергей

  • *****
  • Сообщений: 7 395
  • Благодарностей: 33
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Хартиков Сергей
     Я очень рад! Наконец-то нашелся человек, который воплотил аналогичную идею!

     1.Про ограничение разрешения. Очевидно, разрешение определяется соотношением размера пиксела вэб-камеры и физического размера ее поля обзора. Действительно, большинство вэб-камер позволяют выкручивать объектив так, что в ее поле зрения попадает примерно 1 см. Отсюда можно вычислить количество точек на оборот (360 градусов), если знать диаметр диска и разрешение камеры.
     Но здесь есть ограничение сверху, связанное с тем, что камеры дают 10-30 кадров в секунду. Если изображение слишком быстро движется, то оно смазывается. Поэтому увеличение разрешения в какой-то момент ограничивает возможную скорость вращения осей телескопа. Конечно, энкодер абсолютный, поэтому после остановки оси показания будут восстановлены. Но при дальнейшем увеличении разрешения даже при малых колебаниях трубы возникнут сбойные показания.
     У меня разрешение составляет 6 тысяч точек на полный оборот (примерно три с половиной угловой минуты на отсчет).

     2.Про ограничение точности. Точность сразу хуже разрешения на 2-3 отсчета. Дальнейшее ухудшение связано с нежесткостью как всего телескопа в целом, так и болтанием осей в подшипниках. Все это непредсказуемо. Однако есть еще параметры, влияющие на точность, которые можно улучшить. Например, моя последняя конструкция установлена на ТАЛ-250К. Там оказалась неперпендикулярность осей около половины градуса. Это легко устраняется математической коррекцией. Другой параметр - неравномерность нанесения рисок на диск. Это тоже устраняется, хотя и не так просто: необходимо провести много измерений на реальных звездах, чтобы подготовить корректирующий функционал, восстанавливающий линейность шкалы.
     Итоговая точность на моем телескопе - 10-15 угловых минут по всему небу.

     3.Основное отличие моей конструкции. Вначале я тоже хотел использовать код Грея, но передумал и сделал следующее. С равными промежутками (например, через 1 см) идут жирные полоски условной толщины 3. Получается набор "кадров". В каждом кадре в строго одинаковых местах (1/7 ширины кадра) могут располагаться от 1 до 6 тонких полосок условной ширины 1. Как легко догадаться, это обычный двоичный код, который определяет номер кадра (от 1 до 64). В поле зрения камеры должно попадать 2,5 кадра. Мы выделяем один из кадров, определяем его номер и его смещение относительно края поля зрения - осталось вычислить итоговое смещение от "нуля" оси.
     Сложность состоит в определении этих тонких и жирных полосок. Дело в том, что яркость изображения постоянно меняется - пришлось придумать математический фильтр. От кода Грея я отказался потому, что теперь мне необходима лишь одна строка изображения: это резко ускоряет декодирование изображения. В итоге, программа распознавания работает на старом Pentium-150 и успевает декодировать 15 кадров в секунду (при двух камерах - по 7,5 кадров в секунду на камеру).

Оффлайн Денис Никитин

  • *****
  • Сообщений: 3 762
  • Благодарностей: 74
  • Keep your eyes open!
    • Skype - n.dennis
    • Сообщения от Денис Никитин
Прекрасно...но очень уж громоздко. ::)

И потом:
Цитата
К инкрементальным энкодерам душа не лежала сразу - не люблю вещи, все время теряющие основу отсчета.
Не вижу проблемы. Или это религия такая? ;)

Оффлайн Дядя Вова

  • *****
  • Сообщений: 8 083
  • Благодарностей: 95
    • Сообщения от Дядя Вова
И потом:
Цитата
К инкрементальным энкодерам душа не лежала сразу - не люблю вещи, все время теряющие основу отсчета.
Не вижу проблемы. Или это религия такая? ;)
Образ жизни - открываешь утром глаза и сразу вопрос: "Где это я?" С абсолютным энкодером - то же самое, только ночью :)
Денис, а по-ходу раскажи свое видение применения инкр. энкодеров. А то может мы действительно зря на "сало" подсели.  ;)
(Vixen ED80+Canon300Da, 9x50+QHY5)+EQ6upg
Meade ETX-90PE

Оффлайн CombaSoft

  • *****
  • Сообщений: 1 872
  • Благодарностей: 57
    • Сообщения от CombaSoft
Глупый вопрос :) А на сельсинах кто пробовал энкодеры делать? Вроде б готовое решение...
« Последнее редактирование: 10 Ноя 2006 [11:03:27] от CombaSoft »
Мирного чистого неба!

Germ

  • Гость
...
          2.Про ограничение точности. Точность сразу хуже разрешения на 2-3 отсчета.
...

Сергей, спасибо за ответ!
А почему с точностью так обстоит дело? Как надо понимать "на 2-3 отсчета"?
Хотелось бы посмотреть на фотографии Вашей конструкции.

Образ жизни - открываешь утром глаза и сразу вопрос: "Где это я?" С абсолютным энкодером - то же самое, только ночью :)

Хорошо сказано :)

Germ

  • Гость
Глупый вопрос :) А на селсинах кто пробовал энкодеры делать? Вроде б готовое решение...

Так а как здесь оцифровывать угол?

Оффлайн CombaSoft

  • *****
  • Сообщений: 1 872
  • Благодарностей: 57
    • Сообщения от CombaSoft
АЦП...я других способов не знаю.
Мирного чистого неба!

Оффлайн Денис Никитин

  • *****
  • Сообщений: 3 762
  • Благодарностей: 74
  • Keep your eyes open!
    • Skype - n.dennis
    • Сообщения от Денис Никитин
Цитата
Денис, а по-ходу раскажи свое видение применения инкр. энкодеров. А то может мы действительно зря на "сало" подсели.
Я не понимаю что значит инкрементный энкодер постоянно теряющий основу отсчета. Перед выключением последнее положение всегда сохраняется. Если телескоп не сдвигается с места или не разбрается между наблюдениями, то проблемы нет. Даже если телескоп перемещается или разбирается, привязаться заново не сложно. Зато с инкрементными энкодерами всё железо гораздо проще.

Оффлайн Дядя Вова

  • *****
  • Сообщений: 8 083
  • Благодарностей: 95
    • Сообщения от Дядя Вова
Цитата
Денис, а по-ходу раскажи свое видение применения инкр. энкодеров. А то может мы действительно зря на "сало" подсели.
Я не понимаю что значит инкрементный энкодер постоянно теряющий основу отсчета. Перед выключением последнее положение всегда сохраняется. Если телескоп не сдвигается с места или не разбрается между наблюдениями, то проблемы нет. Даже если телескоп перемещается или разбирается, привязаться заново не сложно. Зато с инкрементными энкодерами всё железо гораздо проще.
*Ну, если потерял, то и туже восстановил, а если инкрементный пропустит отсчет, то это навсегда
*"Если телескоп не сдвигается с места" - мечта лубого ЛА
* "Привязаться заново не сложно", может быть. Но зачем тогда энкодеры если все и так просто?

Кстати, про привязку. А какова методика привязки энкодеров? Там наклоны всякие. Ошибки установки.
(Vixen ED80+Canon300Da, 9x50+QHY5)+EQ6upg
Meade ETX-90PE

Оффлайн Денис Никитин

  • *****
  • Сообщений: 3 762
  • Благодарностей: 74
  • Keep your eyes open!
    • Skype - n.dennis
    • Сообщения от Денис Никитин
Цитата
*Ну, если потерял, то и туже восстановил, а если инкрементный пропустит отсчет, то это навсегда
С чего вдруг ему пропускать отсчеты. Я крутил квадратурный энкодер 500 отсчетов на оборот на серводвигателе  со скоростью до 7000 об/мин без пропусков отсчетов. При этом прошивка микроконтроллера позволяла теоретически крутить сос коростью 15000 об/мин. Не было двигателя такого, что бы убедиться. А если энкодер стоит на оси телесокпа...да там все так медленно происходит, можно за пивом успеть сбегать между отсчетами.
Цитата
* "Привязаться заново не сложно", может быть. Но зачем тогда энкодеры если все и так просто? Кстати, про привязку. А какова методика привязки энкодеров? Там наклоны всякие. Ошибки установки.
Дядя Вова, ты на Бартелсе например энкодерами не пользовался что ли никогда? Когда привязываешься к нескольким опорным звездам с заранее известными координатами, объявляешь их нулем, то-есть началом отсчета энкодера.

 

Оффлайн Дядя Вова

  • *****
  • Сообщений: 8 083
  • Благодарностей: 95
    • Сообщения от Дядя Вова
Цитата
*Ну, если потерял, то и туже восстановил, а если инкрементный пропустит отсчет, то это навсегда
С чего вдруг ему пропускать отсчеты. Я крутил квадратурный энкодер 500 отсчетов на оборот на серводвигателе  со скоростью до 7000 об/мин без пропусков отсчетов. При этом прошивка микроконтроллера позволяла теоретически крутить сос коростью 15000 об/мин. Не было двигателя такого, что бы убедиться. А если энкодер стоит на оси телесокпа...да там все так медленно происходит, можно за пивом успеть сбегать между отсчетами.
Цитата
* "Привязаться заново не сложно", может быть. Но зачем тогда энкодеры если все и так просто? Кстати, про привязку. А какова методика привязки энкодеров? Там наклоны всякие. Ошибки установки.
Дядя Вова, ты на Бартелсе например энкодерами не пользовался что ли никогда? Когда привязываешься к нескольким опорным звездам с заранее известными координатами, объявляешь их нулем, то-есть началом отсчета энкодера.
Ну, тогда к пропускам абсолютного тоже придираться пока не будем. Может экономия на эти пропуски как-то и повлияет, но не думаю, что на функционировании это отразиться.

Для меня всегда было загадкой - зачем Бартелсу энкодеры вместе с шаговиками. Когда проскальзывают приводы в добсоне - это да. Но это уже получается "запорожец" на гусенечном ходу".

А по часовому углу привязку ведь так и так делать. Независимо, двигал ты скоп или нет. Или это можно программно скоректировать?
(Vixen ED80+Canon300Da, 9x50+QHY5)+EQ6upg
Meade ETX-90PE

Germ

  • Гость
Я не понимаю что значит инкрементный энкодер постоянно теряющий основу отсчета. Перед выключением последнее положение всегда сохраняется. Если телескоп не сдвигается с места или не разбрается между наблюдениями, то проблемы нет. Даже если телескоп перемещается или разбирается, привязаться заново не сложно. Зато с инкрементными энкодерами всё железо гораздо проще.

Допустим, что вал инкрементного энкодера совершает поворот в одну сторону, затем в другую; и так много раз. Разве при этом не накапливается ошибка? Примерно около половины отсчета при каждой смене направления вращения?

Оффлайн Александр Недилько

  • *****
  • Сообщений: 533
  • Благодарностей: 7
    • Сообщения от Александр Недилько
Мне тоже больше по душе абсолютный вариант, но думаю, что в вышеописанном случае ошибки будут гасить друг друга.
Ростов-на-Дону, SW1149EQ2, доб 255мм

Germ

  • Гость
АЦП...я других способов не знаю.

Ну если АЦП, тогда еще можно обсудить как вариант прецизионные потенциометры :) Но это я не всерьез, конечно.

А вот предложения по относительно дешевым абсолютным энкодерам  (~ $40) мне все же попадались; 10 разрядов, магниторезистивные, например, модель MAB25: http://www.micropribor.com.ua/ru/sensor_meg_impuls.htm  Но как всегда, "в наличии нет", да и 10 разрядов - это маловато.

Оффлайн CombaSoft

  • *****
  • Сообщений: 1 872
  • Благодарностей: 57
    • Сообщения от CombaSoft
Я вот интересу ради поискал в Сети сельсины и АЦП. Самый дешевый сельсин - 1800р, 12 бит АЦП(35мс время преобразования) - ~300р.
 А на какую точность вы рассчитываете ? 20', 10' или еще точнее ?
Мирного чистого неба!

Germ

  • Гость
Я вот интересу ради поискал в Сети сельсины и АЦП. Самый дешевый сельсин - 1800р, 12 бит АЦП(35мс время преобразования) - ~300р.
 А на какую точность вы рассчитываете ? 20', 10' или еще точнее ?

Как я уже говорил - рассчитываю на 11 значащих двоичных цифр. Т.e. 360 град /2048 = 11'. Это что касается энкодера самого по-себе, а не всей системы.

Насчет сельсина плюс АЦП пока имею такие сомнения: хоть разрядов в АЦП и много, но под вопросом линейность преобразования угол-напряжение, плюс наводки и т.д. Где-то видел упоминание, что точность цифровой индикации от сельсина всего 1% (3 градуса !)


Оффлайн Денис Никитин

  • *****
  • Сообщений: 3 762
  • Благодарностей: 74
  • Keep your eyes open!
    • Skype - n.dennis
    • Сообщения от Денис Никитин
Цитата
Разве при этом не накапливается ошибка? Примерно около половины отсчета при каждой смене направления вращения?
Нет. Аркадий, ты это где-то прочитал или так кажется?

Оффлайн Александр Л.

  • *****
  • Сообщений: 3 681
  • Благодарностей: 48
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Александр Л.
    Рассчет погрешностей  - http://www.students.chemport.ru/materials/deviations.htm . Первый курс технического вуза.

Оффлайн Serj

  • *****
  • Сообщений: 4 532
  • Благодарностей: 94
    • Сообщения от Serj
    • Тверской астроклуб
Допустим, что вал инкрементного энкодера совершает поворот в одну сторону, затем в другую; и так много раз. Разве при этом не накапливается ошибка?
У этих энкодеров обычно три канала со сдвигом на 1/3 отсчета, поэтому при смене направления ничего теряться не должно. Только вопрос - 10 бит это на канал?
We have met the enemy and he is us.

Оффлайн Денис Никитин

  • *****
  • Сообщений: 3 762
  • Благодарностей: 74
  • Keep your eyes open!
    • Skype - n.dennis
    • Сообщения от Денис Никитин
При смене направления или остановке существует другая проблема - это дребезг выходного сигнала. Эта проблема решаема.