Абсолютные энкодеры - самодельные и точные!

[Germ]

     Допустим, имеется неперпендикулярность осей с некоторым углом ошибки Phi, который мы пока не знаем. Выставляем оптическую ось трубы телескопа параллельно полярной оси: для этого добиваемся, чтобы при вращении вокруг полярной оси звезды в окуляре вращались вокруг центра поля зрения (сначала корректируем по склонению, а потом подкладываем тонкую металлическую полоску под крепление трубы, чтобы поменять наклон и сместить центр вращения в центр окуляра).
     Если теперь повернуть трубу на +-90 градусов, то она "уйдет" по часовому углу как раз на угол +-Phi. Если обозначить угол отклонения трубы от полярной оси Alp (это 90 минус склонение), то "уход" по часовому углу при малом Phi (до нескольких градусов) хорошо приближается формулой +-Phi*(1 - Cos(Alp)) (знак плюс/минус зависит от того, в какую сторону повернута труба - склонение здесь не поможет - надо использовать данные энкодера по оси склонений).
     Указанная формула должна быть "внедрена" в функцию, которая выдает часовой угол с энкодера. Сначала задаем Phi = 0 и производим привязку по звездам. Затем переворачиваем трубу (через "верхнее" положение) и смотрим, на сколько ошибается система в этой части неба. Подбираем такой Phi, чтобы ликвидировать ошибку.
     Если я плохо объяснил - спрашивайте. Что касается прогибов конструкции: под конкретный телескоп можно подобрать некоторый корректирующий функционал к показаниям энкодеров. Для этого необходимо поставить много измерительных экспериментов на реальном небе.

Материал частично переварил, спасибо. Но хотелось бы оптимизировать поведение наблюдателя.
Скажем, он:

A) не имеет ни желания ни возможности:
 - ни наводиться на полярную (грубо - можно);
 - ни добиваться параллельности полярной оси и оптической оси трубы.

B) пусть в его телескопе-монтировке гнутия нет, все идеально. Но плоха геометрия:
   - неточно установлена полярная ось ( 2 переменных: угол отклонения и "долгота" отклонения);
   - полярная ось неперпендикулярна оси склонений (1 переменная).

-- итого три плохих переменных
   
Мне кажется, что наблюдателю (в начальном диалоге с программой-навигатором) достаточно посетить три известных ему звезды. Затем программа-навигатор, зная координаты этих звезд (и показания энкодеров на них), и решив некую систему уравнений, найдет три плохие переменные и в дальнейшем их сможет учесть.

Вопрос: как выглядит эта система уравнений?

[Денис Никитин]

Вопрос: как выглядит эта система уравнений?

Вот так   http://www.asahi-net.or.jp/~zs3t-tk/matrix/matrix_method_rev_e.pdf

[Germ]

Вопрос: как выглядит эта система уравнений?

Вот так   http://www.asahi-net.or.jp/~zs3t-tk/matrix/matrix_method_rev_e.pdf

Спасибо, Денис Переварю и этот материал А почему и бы не переварить, если не далее как сегодня с помощью китайского форума научился наконец две вебкамеры вместе читать в DSPAck. Красота! Но, честно сказать, я ждал и жду уже кем-нибудь адаптированные к моему случаю формулы.

А еще вспомнил вот что. Я линейную алгебру и люблю и жутко ненавижу одновременно - "мир теней" это. Когда тебе было 4 года, Денис, я, будучи на первом курсе института, вывел компактную формулы для вычисления определителя четвертого порядка. Типа "Так-так на так-так  плюс так так на так минус так так на так так. ..." Мне до сих пор нравится. А когда тебе было 5 лет, я едва сдал экзамен по ТОЭ. Потому что указал преподу, что надо матрицу на вектор умножать, а не наоборот Сорри за офтопик

[Денис Никитин]

Аркадий, я боюсь предположить, что же ты натворил когда мне было 6 лет.

А ничего, что я на ты?

[Денис Никитин]

Аркадий, разберись и юзай то, что в той доке находится. Круто! Оно зашито буквально во все ныне существующие энкодерные/гоутушные дела.

[Germ]

Аркадий, я боюсь предположить, что же ты натворил когда мне было 6 лет.

Щас вспомню ... вспомнил ... я тогда делал компилятор Паскаля для D3-28... начинал правда еще для Наири Но ничего - для БК0010 (плюс RT11) в 1986-м уже сделал в практическом виде

А ничего, что я на ты?

Очень даже хорошо, Денис.

Аркадий, разберись и юзай то, что в той доке находится. Круто! Оно зашито буквально во все ныне существующие энкодерные/гоутушные дела.

Еще раз спасибо. Я об исходной статье Таки в S&T видел упоминания, но так и не посмотрел.

[Дядя Вова]

... начинал правда еще для Наири

Ой, а мы с этой дамой как-то не сошлись в 1978/79 г характерами. На экзамене по программированию я открытым текстом заявил об этом и на один вопрос в билете не отвечал вообще(!). Преп: "Извините, но поставить 5 я Вам никак не могу"
Сори за офтоп, но координатный круг я еще не распечатал.

[Germ]

... начинал правда еще для Наири

Ой, а мы с этой дамой как-то не сошлись в 1978/79 г характерами. На экзамене по программированию я открытым текстом заявил об этом и на один вопрос в билете не отвечал вообще(!). Преп: "Извините, но поставить 5 я Вам никак не могу"
Сори за офтоп, но координатный круг я еще не распечатал.

О... тут у нас вечерок воспоминаний "Тем кому за 40" 

А ты, Дядя Вова, часом не на наирьском "консуле" тот круг печатал? 

[Хартиков Сергей]

    В указанном документе, действительно, все достаточно подробно разобрано. Однако в случае рассматриваемых самодельных энкодеров есть такая проблема: исходная нелинейность шкалы. Это не позволяет в полной мере воспользоваться процедурами компенсации неперпендикулярности осей.
     Поэтому лично я шел следующим путем:

     1) Несложный модуль преобразования координат из системы телескопа (энкодеры) в звездные координаты (и обратно).

     2) Как можно более точная ориентация телескопа на полюс мира.

     3) Проведение серии измерений часового угла для звезд вблизи экватора и составление функции нелинейности по Ra.

     4) Проведение серии измерений склонения для звезд вблизи какого-нибудь меридиана и составление функции нелинейности по Dec.

     5) Описанная ранее процедура компенсации неперпендикулярности осей.

После этого достаточно использовать только модуль преобразования (1) вместе с коррекцией неперпендикулярности. Уважаемый Аркадий, прилагаю текст на Паскале модуля (1) - комментарии написаны в кодировке DOS. Если будут вопросы - спрашивайте.

[bibliograf]

 Нельзя ли для увеличения разрешающей способности энкодера применить в нем обычный
микрометрический часовой индикатор? Идея несложна - на оси насажен эксцентрично выточенный диск.
По его кромке скользит щуп индикатора. Обычный часовой индикатор при перемещени щупа на 10мм
делает 10 оборотов стрелки. Насадив вместо стрелки диск энкодера - увеличим разрешение при том же
диаметре диска в 10 раз. а если этим приемом воспользоваться для оси склонений (или высот) - где
максимальный угол поворота лишь 90, а не 360 градусов - разрешение возрастет в 40 раз!
Недостатки вполне очевидны - погрешности индикатора, люфты - зато весь узел получается очень
компактным, а если нужен просто точный координатный круг - можно просто прокалибровать индикатор
в градусной мере и отсчитывать координаты визуально, не прибегая к электронным устройствам.

[Дядя Вова]

и отсчитывать координаты визуально, не прибегая к электронным устройствам.

А дальше что делать с этой "ценной" информацией?

[bibliograf]

 Дальше можно поступить так:
Убедившись в работоспособности макета устройства, пойти к продающим и приобрести себе цифровой
штангенциркуль типа:
http://www.promcontrol.ru/pc/catalog/1144130604/1153993069/p-1152157286
Дороговато? Тогда можно купить аналогичный китайский за 3000руб - он тоже неплохого качества.
Приспособив его к эксцентричному диску, насаженному на ось, получим абсолютный преобразователь
угол/код - и с приличной точностью. Только надо предусмотреть програмную компенсацию изменения
размеров эксцентрика при перепадах температуры - или делать его из матерьяла с малым КТР.
Я думаю, что аналогичное устройство можно с успехом применить и с механизмом Гамона - там
штангенциркуль просто измеряет перемещение ходовой гайки, эксцентрик в этом случае не нужен..

[ra9mky]

Есть только в этом один неприятный момент - износ материала и изменение показаний индикатора.
Я на эти грабли наступил при использовании сферометра. СтОит сферометром двинуть по плоской пластине пару раз в стороны при установке индикатора на ноль, как показания сразу увеличиваются на пару сотых за счет стачивания стекла и металла.
Пара металл-металл, возможно, будет изнашиваться медленнее, но и общее количество перемещений будет большое. Пара оборотов оборотов эксцентрика - и что покажет индикатор?

[bibliograf]

 Показания индикатора меняются не из-за износа, а оттого, что выбираются люфты индикатора!
Судите сами - чувствительность часового индикатора 10 мкм - а это уже глубокая царапина!
Теперь посмотрите как работает швейная машинка - лучше старинная, там видны все трущиеся
детали - и ничего не изнашивается, механизм выдерживает милионы стежков!

[Germ]

Дальше можно поступить так:
Убедившись в работоспособности макета устройства, пойти к продающим и приобрести себе цифровой
штангенциркуль типа:
http://www.promcontrol.ru/pc/catalog/1144130604/1153993069/p-1152157286
Дороговато? Тогда можно купить аналогичный китайский за 3000руб - он тоже неплохого качества.
...

А еще есть цифровые угломеры. Так те сразу угол дают, и якобы +/- 0.1 град  И я против увеличения резрешающей способности за счет часового индикатора. Диск энкодера должен быть прямо на валу. Не вижу проблемы в печатании диска бОльшего размера, скажем, 14-разрядного.

[flanker]

Для информации: абсолютные энкодеры делает ООО "СКБ ИС Центр" (мы на днях купили). 12-разрядный ЛИР-ДА158А-3-T-12-05-RS-3-2-1.0-(DB-9M) обошелся в 9,5 тыс. р. Делают они и 14-ти, и 16-ти разрядные, что несколько дороже. Могу ТУ сбросить (300 кб).

[Germ]

Для информации: абсолютные энкодеры делает ООО "СКБ ИС Центр" (мы на днях купили). 12-разрядный ЛИР-ДА158А-3-T-12-05-RS-3-2-1.0-(DB-9M) обошелся в 9,5 тыс. р. Делают они и 14-ти, и 16-ти разрядные, что несколько дороже. Могу ТУ сбросить (300 кб).

Очень интересно! Это оно: http://skbis-lir.ru/index.php/?a=Catalog&c=6&d=41 ?

Прошу Вас поделиться впечатлениями по его использованию.  Заметное ли влияние вносят упругости в креплении?

[anovikov]

А как могла быть RT-11 на БК, он же имел всего 32 кб памяти?

[Germ]

А как могла быть RT-11 на БК, он же имел всего 32 кб памяти?

В том варианте БК, что был у меня - всего 16Кб ОЗУ и еще 16Кб - видеопамять. Разработанный мной Паскаль-компилятор был в двух вариантах:  1) непосредственно для БК - под ее ПЗУ-шной ОС; 2) для RT-11 - это работало на Электронике-60, ДВК-... и пр. Для работы RT-11 (она же ФОДОС) достаточно всего 16Кб (!)  и на БК она тоже работать могла (требовалась небольшая адаптация ядра). Я в свое время писал об этом в журнале "Микропроцессорные средства и системы".

[flanker]

Очень интересно! Это оно: http://skbis-lir.ru/index.php/?a=Catalog&c=6&d=41 ?
Прошу Вас поделиться впечатлениями по его использованию.  Заметное ли влияние вносят упругости в креплении?

Оно, только плотно работать будем с девайсом уже в след. году.