Вилочная экваториальная монтировка для 200 мм Ньютона, или как НЕ НАДО делать!)

[Jozef]

Дело было вечером, делать было нечего...Началось все с покупки телескопа Levenhuk 200 RA на монтировке Добсона. Всё было замечательно, но удручало одно - при больших увеличениях тот же Марс или Юпитер очень быстро  уматывал с поля зрения (Земля же все таки вертится!). Прошерстив интернет, обнаружил, что существуют так называемые экваториальные монтировки, или стойки, другими словами, которые при наличии мотора могут вести телеском за объектом наблюдения! Однако цены на них космические, мягко говоря, особенно для таких крупных труб, как у меня...закралась крамольная мысль сделать подобное самому...
 Сделал данную конструевину примерно за 2 недели. Использовал: профили 40×40 и 15×15, заднюю ступицу с осью от "Приоры", венец маховика и шестерню бендикса стартера с нее же, червячный редуктор 1×50, шаговый мотор Nema 23, плату Arduino, драйвер шагового двигателя и еще несколько электронных прибамбасов. В процессе пришлось лихорадочно вспоминать всё, что я знал об электронике, в сжатые сроки освоить азы программирования С++, синусы с тангенсами, чтобы выставить угол, соответствующий географической широте и конечно же, много материться! Но всё получилось, управляется вся эта хрень пультиком, который я сделал из раздербаненого джойстика от VR-BOXа! Токарных работ, как и пайки в этом проекте было использовано ноль целых, ноль десятых. Сразу же испытал, и хотя на север направил весьма приблизительно (+-20 градусов) - Венера и Луна уже никуда не убегают, смотреть одно удовольствие! Удалось даже сделать несколько фотографий Луны, планет и туманность Ориона.
 Почему именно такой формфактор? Во-первых, мне не очень нравятся стандартные 2 кубика и крепление телескопа в одной точке, плюс мертвые зоны, а во-вторых - на телескопе уже присутствовали "уши" с хорошими подшипниками и фрикционами, это готовая ось, грех не воспользоваться.

[Jozef]

Так вот, мои шаловливые ручки на этом не успокоились, и монтировка была усовершенствована. Изначально мотором она вращалась только по одной оси, вверх-вниз надо было поворачивать рукой, для чего к трубе была приделана ручка от кастрюли. Это было не очень удобно, да и при касании рукой изображение дрожало...последней каплей стало то, что провод пульта попал между шестернями и его перекусило.
 Поставил второй мотор на одно из перьев вилки, к трубе приделал опять таки венец маховика ВАЗ. Для установки на полярную звезду на второе перо установил юстируемый лазерный прицел от винтовки. На щиток добавил три кнопки разных режимов ведения: для звезд, Луны и МКС и врезал разъем для гидирования, вывел двойную розетку 220 в для питания ноутбука и обогрева вторички. И самое главное, управляется все это страшилище теперь промышленным радиопультом для подъемников, покрутил его в руках на заводе, очень понравился, заказал себе такой из Китая.
 На пульте 9 кнопок. Зеленая включает само приемное устройство и потом следующими нажатиями вкл-выкл ведение. Вверх-вниз-вправо-влево это понятно, еще 4 кнопки служат для особых действий: "S", "W" и стрелки вверх и вниз в треугольниках. Кнопка "S" - как шифт на компе, при зажатой меняются скорости точного наведения, производится корректировка скорости ведения стрелками в треугольниках и осуществляется запись новых значений в EEPROM кнопкой "W". Ну и конечно, пришлось уже в который раз переписать программу для контроллера, чтобы все новые фишки заработали.

[Jozef]

Следующая переделка была не очень большая, просто заменил на оси ra обычный шаговый двигатель на сервошаговый с энкодером.

[Jozef]

Когда вплотную занялся астрофотографией глубокого космоса - вот тут и вылезли особенности и недостатки собранной на коленке из чего под руку попалось конструкции. Неточность червячного редуктора + пара бендикс-венец вносили свою лепту, скорость гуляла туда-сюда в небольших пределах, а иногда бывал и большой скачок, когда зуб шестерни бендикса в каком-то определенном положении, так что выдержки фото делал только 10 сек.
 Решил в очередной раз допилить многострадальную монтировку и внедрил энкодер 3600 импульсов на оборот. Крутится он через ремень, передаточное число 10/1, соответственно выходит, что за полный оборот вилки энкодер выдает 36000 импульсов. Для обработки энкодера поставил еще одну ардуину нано, теперь две платы общаются между собой по UART.
 Когда включаю кнопку ведения, плата 1 отправляет на плату 2 сигнал букву S, плата 2 начинает считать время импульса высокого фронта энкодера, потом сравнивает эго с эталонным (1220 мс, можно точно корректировать с пульта), и если припустим получилось 1020 мс, т.е. монтировка спешит, то эту разницу (200 мс) записывает в переменную и отправляет на плату 1 сигнал остановить мотор на те же 200 мс, чтобы звезда вернулась на место, как автогид, но в отличие от него, после даётся команда крутиться мотору помедленнее на величину, которую тоже можно настраивать прямо с пульта. Так же, когда монтировка отстаёт, только тогда отправляется сигнал на включение скорости 2х на интервал разницы. Если скорость не много отличается от эталонной, то происходят только корректировки положения, скорость мотора не меняется.
 Алгоритм не совершенный, но пока попробую так, от плавных изменений скорости он спасает замечательно, а вот когда резкие - будут смазы, но звезда по крайней мере будет возвращаться на место. Сейчас скорость мотора меняется на определенную постоянную величину, в идеале надо бы менять пропорционально, т.е. чем больше разница, тем больше меняется скорость, со временем и так сделаю, если того что есть окажется недостаточно. По идее, если плюс и гидирование включить, то должно вообще прекрасно работать...Вчера ночью проверял - работает, единственное - на основной плате забыл вписать условие для принятия сигнала, когда монтировка спешит, так что когда отставала - поправляла положение великолепно, а как начала спешить - ничего не происходило))) Свой косяк нашёл и уже исправил, жду ясной ночи для финальной настройки!

[Балу]

На штатную табуретку легко ставится любые моторчики изтогочто под рукой.Колхоз,но меньших масштабов))))

[Jozef]

На штатную табуретку легко ставится любые моторчики изтогочто под рукой.

Да, но оно так и останется Добсоном, хоть и моторизованным, а тут полноценный экваториал!

[Балу]

На штатную табуретку легко ставится любые моторчики изтогочто под рукой.

Да, но оно так и останется Добсоном, хоть и моторизованным, а тут полноценный экваториал!

Сомнительно.Визуал в ньютон на экваториале-это крайне неудобно. Астрофото в таком варианте исполнения - лотерея .

[Jozef]

Астрофото в таком варианте- лотерея .

По астрофото вот что у меня получалось снимать на планетную камеру:

[Jozef]

Хорошо демонстрирует работу системы монитор порта. Плата с энкодером отправляет на основную команды:
B - остановить мотор.
O - продолжить ведение с текущей скоростью (если по показаниям энкодера она несильно отличается от нужной).
F - включить скорость 2Х от звездной.
R -  увеличить скорость, записать ее текущей и запустить мотор с этой скоростью.
T - уменьшить скорость, записать ее текущей и запустить мотор с этой скоростью.
Команды отправляются попарно, т.е. BT, FR, FO и BO, если показания энкодера совпадут с эталонным значением - отправляется только О.

Как видно, сперва происходят пару корректировок скорости, потом только подвижки (команды заканчиваются на О).

[Юрий из Сочи]

Дело было вечером, делать было нечего...Началось все с покупки телескопа Levenhuk 200 RA на монтировке Добсона. Всё было замечательно, но удручало одно - при больших увеличениях тот же Марс или Юпитер очень быстро  уматывал с поля зрения (Земля же все таки вертится!). Прошерстив интернет, обнаружил, что существуют так называемые экваториальные монтировки, или стойки, другими словами, которые при наличии мотора могут вести телеском за объектом наблюдения! Однако цены на них космические, мягко говоря, особенно для таких крупных труб, как у меня...закралась крамольная мысль сделать подобное самому...

Как владелец Levenhuk Ra 200 впечатлён!
Это и дико, и восхитительно одновременно!
Респект и уважение! 

[Толан]

Респект! Наконец-то полное описание конструкции... А где брал большой зубчатый шкив под ремень энкодера? Ардуинки какие использовал?

[Jozef]

А где брал большой зубчатый шкив под ремень энкодера?

А его нет, ремень натянут на ступицу в самой широкой ее части, она глакая, но кронштейн с энкодером подпружинен, плюс стоит еще один обводной ролик, из-за которого ремень прилегает к ступице по большей длине окружности, ничего не проскальзывает!

[Толан]

А его нет, ремень натянут на ступицу в самой широкой ее части, она глакая, но кронштейн с энкодером подпружинен, плюс стоит еще один обводной ролик, из-за которого ремень прилегает к ступице по большей длине окружности, ничего не проскальзывает!

Понятно! Ардуинки какие использовал, все Нано? Переменные в вычислениях какой тип (float 32, double 32, double 64)?

[Jozef]

Переменные в вычислениях какой тип

Для скорости ШД float32, а для энкодера int, там целые числа.

[Eddy_Em]

управляется все это страшилище теперь промышленным радиопультом для подъемников, покрутил его в руках на заводе, очень понравился, заказал себе такой из Китая.

Ссылочкой не поделитесь?

[DIMM_v.2]

Jozef, а как у вас реализована привязка к небу и дальнейшее ведение? Через камеру-гид? Для этого сами программу для контроллеров писали?

[Jozef]

как у вас реализована привязка к небу и дальнейшее ведение?

Для такого у меня пока знаний не хватает, навожусь по искателю, потом нажимаю кнопку ведения, и всё, мотор крутится с нужной скоростью

[ysdanko]

ничего не проскальзывает!

Точнее ничего не пробуксовывает. Однако у таких передач всегда присутствует так называемое геометрическое проскальзывание, которое зависит от нагрузки и натяжения ремня., и редукцию надо считать не просто как D/d а с учетом именно этого, как D/d(1- α)).  При постоянной нагрузке и натяжении ремня коэффициент можно и не учитывать , а просто подогнать в проге, но как только все это вынести на улицу из за плавающей температуры все измениться особенно натяжение ремня. Поэтому для того что бы энкодер показывал точно, необходимо иметь переменную, связанную с характером изменения коэффициентом геометрического проскальзывания.

[Толан]

Астрофото в таком варианте исполнения - лотерея .

Ну почему же лотерея? Если всё довести до ума (программы, плавность ведения без гида), должно всё получиться. Монтировка довольно крепкая на вид, прогибов не должно быть. Гид в помощь и вперёд!

[Толан]

которое зависит от нагрузки и натяжения ремня

Как я понял, нагрузки там никакой практически нет, вращение передаётся на свободно вращающийся вал энкодера. Натяжка ремня подпружиненная, меняться будет мизерно.

редукцию надо считать не просто как D/d а с учетом именно этого, как D/d(1- α

Я бы не так считал при одном гладком шкиве. Просто подключить к энкодеру внешний счетчик импульсов, ну или в программе сделать временную функцию. Навести телескоп на какой либо земной ориентир, обнулить счетчик, провернуть трубу по оси восхождения на 360 гр (строго на тот же ориентир) и считать показания счетчика. Это будет точнее.