Схема управления для монтировок с шаговыми двигателями

[lipaal]

Павел, здравствуйте!
Я, видимо, кое-в чем телепат, прочитал ваши мысли еще в самом конце лета
Как раз и "залил" полностью всю землю, и поставил конденсаторы о,1мкФ у КРЕН-ки

Это не телепатия, а включение КРЕНки по даташиту.
И элементарные знания...

А вообще - забыл народ как на каждую микруху сверху напаивался кондер 10 нФ... "даташитное" требование в простом исполнении...

Ну...Первое, честно говоря, да, не телепатия-а второе-я и не знаю

А вот Павел - пририсовал - на каждую микросхему по блокирующему конденсатору - сразу видно старую школу
А сверху паяли - что бы минимальные концы были. В серийных образцах - прямо рядом с микросхемой паяли.

И кстати - я когда собирал схему Павла по примерно такой же плате - посмотрел на толщину дорожек по земле от 6219, подумал... и продублировал МГТФ 0,5  до "широкой" земли
Типа кашу маслом не испортишь, большим токам - хорошую землю.....

[Павел Бахтинов]

В последнее время здесь было описано уже два случая (1, 2) неустойчивой работы схемы в результате воздействия помех со стороны кабеля пульта на порты RB6, RB7 микроконтроллера (в принципе, о недостаточной помехозащищенности этих портов у модификаций PIC16F873A (876A) известно давно, но применительно к данной конкретной схеме таких свидетельств до последнего времени не было). С целью устранения данного недостатка предлагаю вариант схемы, где для подключения пульта вместо портов RB6, RB7 используются другие выводы микроконтроллера.

На рисунках представлены варианты схем на базе биполярного (L6219) и униполярного (SLA7024) драйверов ШД с минимально необходимыми изменениями (выделены красным). Нетрудно видеть, что при использовании уже готовой платы для внесения изменений не придется даже перерезать печатные проводники, можно обойтись заменой перемычками некоторых резисторов и выпаиванием других. Номиналы резисторов в биполярном варианте можно оставить прежними, а в униполярном - следует уменьшить до 510 Ом сопротивления R33, R34.

Измененная схема отличается тем, что в ней отсутствует вход аналогового автогида (давно уже не используемый на практике), а также исключен "экономичный режим" (отсутствует цепь VR). Хотя использование в первоначальном варианте схемы экономичного режима и позволяло несколько уменьшить потребляемую устройством мощность, реально он мог пригодиться лишь любителям, питающим свои монтировки от аккумуляторов малой емкости, но при этом снижение тока обмоток ШД в режиме часового ведения отрицательно сказывалось на равномерности чевертьшага, а в некоторых случаях уменьшенного крутящего момента ШД не хватало для преодоления трения в редукторах (на что ранее уже были нарекания).

[Павел Бахтинов]

Прошивка для измененного варианта сделана на основе прототипа, изначально предназначавшегося для других целей (отработки быстрого гидирования), поэтому она сильно отличается от предыдущей опубликованной версии по внутренней структуре. Соответственно, структура генератора констант тоже несколько изменилась (см. вложение), при подстановке своих данных будьте внимательны.

Особенностью новой прошивки (связанной с ее генетическим происхождением ) является повышенная до 200Гц частота опроса порта автогида и более корректная реакция на короткие гидирующие импульсы.

При выключенном часовом ведении (SA2 - разомкнут) появилась возможность использовать кнопки гидирования для наведения телескопа на неподвижные земные объекты, что может понадобиться, например, для юстировки по искусственной звезде.

При прошивке микроконтроллера программатором теперь сразу зашиваются и значения настроек "по умолчанию", поэтому рекомендованная ранее процедура "первого запуска" (см. здесь - предпоследний абзац) больше не требуется.

Также появилась возможность использования в схеме новых типов микроконтроллеров PIC16F883 или PIC16F886 - для этого необходимо в файле s2d.asm раскомментировать строку 19 "#define proc_16F88x".

Новую прошивку можно использовать не только с новыми, но также и с ранее опубликованными вариантами схемы (биполярным или униполярным), для чего следует закомментировать строку 21 "#define CircuitS2D2". В последнем случае вход аналогового автогида и экономичный режим все равно будут выключены, несмотря на то, что соответствующие им электрические цепи остаются на месте.

[Павел Бахтинов]

В данной версии прошивки появилась поддержка варианта пульта, собранного не на трехпозиционных (чувствительных к силе нажатия) кнопках, изготовление которых вызывает затруднения у части любителей, а на обыкновенных кнопках, имеющихся в широкой продаже. Схема и общий вид такого пульта показаны на рисунке. Для использования этого варианта необходимо в файле s2d.asm раскомментировать строку 22 "#define SplitButton". При этом кнопки SB1.1, SB2.1, SB3.1, SB4.1 по-прежнему служат для гидирования, однако логика работы в режиме наведения меняется следующим образом: при нажатии, допустим, кнопки SB1.2 двигатель полярной оси начинает плавно разгоняться с ускорением, при отпускании кнопки набранная скорость остается постоянной, а плавное торможение включается нажатием кнопки SB1.1. Кратковременное нажатие кнопки противоположного направления (SB2.1 или SB2.2) по-прежнему приводит к быстрому сбросу скорости и возврату в режим часового ведения. Для других направлений RA и Dec логика работы аналогичная.
На мой взгляд, такой вариант пульта "с раздельными кнопками" менее удобен в работе, чем пульт на кнопках с "полунажатием", однако в некоторых случаях он может оказаться предпочтительным благодаря простоте изготовления (в частности, аналогичный пульт много лет использует Юрий Закорючкин).

Кроме вышеперечисленного, в новой прошивке заложен ряд новых возможностей по управлению устройством, реализация которых требует дополнительных изменений в схеме и будет рассмотрена ниже.

[Павел Бахтинов]

Представленные ниже изменения в схеме не являются обязательными, они могут быть введены по необходимости как каждое в отдельности, так и в любых сочетаниях друг с другом. На рисунке показаны изменения на примере биполярного варианта схемы (на L6219), применение их к униполярному варианту (на SLA7024) полностью аналогично. Перечни элементов для обоих вариантов (включающие компоненты, которые могут быть введены дополнительно) также приведены во вложении.

1) Улучшенная защита входов автогида и пульта.
Изменения в схеме выделены красным. Исключены диоды VD1-VD4, добавлены резисторы R40-R49 и стабилитроны VD13-VD18 (на номинальное напряжение 5.6-6.8В). В первоначальном варианте защита от возможных перенапряжений при подключении входа автогида к источнику сигнала, не имеющего гальванической развязки, а также от разрядов статического электричества со стороны пользователя обеспечивалась лишь встроенными защитными цепями входов микроконтроллера, чего в ряде случаев может оказаться недостаточно.
Следует отметить, что многие из используемых сейчас устройств автогидирования имеют выходные порты с гальванической развязкой на оптронах (напр., адаптер от Ивана Ионова, порты камер QHY5, 6, и т.п.), что исключает возникновение перенапряжений при их подключении, а типовые условия эксплуатации монтировок не способствуют накоплению больших статических зарядов из-за обычно высокой влажности ночью (наибольшую опасность в этом смысле представляет "тестовая" сборка сетапа в домашних условиях, особенно в отапливаемом помещении зимой). Таким образом, на практике вероятность повреждения микроконтроллера в первоначальной схеме может быть не очень велика, однако доработанный вариант предпочтителен, т.к. обеспечивает надежную защиту в большинстве мыслимых случаев.

2) Местное GOTO через порт автогида.
При установке переключателя SA3 (выделен синим) добавляется режим наведения, идея которого обсуждалась ранее (см. здесь и здесь). Если контакты SA3 замкнуты, разгон двигателя до максимальной скорости начинается уже при "полунажатии" на кнопки пульта (что позволяет также выполнять его дистанционно через порт автогида), причем нарастание скорости происходит по линейному закону. Благодаря этому можно легко вычислить длительность импульса, который необходимо подать на порт автогида для прохождения заданного расстояния, и организовать, таким образом, автоматизированное наведение на объект от близлежащей опорной звезды. Соответствующая программная поддержка имеется в драйвере порта автогида Ивана Ионова.
Максимальные скорости двигателей в режиме наведения одинаковы, вне зависимости от того, включен SA3, или выключен (несмотря на разные законы их нарастания), и могут быть настроены при эксплуатации из ряда, заданного при прошивке. Их числовые значения приведены на вкладке "Скорости наведения" генератора констант. Время набора максимальной скорости в режиме местного GOTO (SA3 - замкнут) всегда одинаково и равно 2.56 сек.

Использование режима местного GOTO возможно также и со старыми вариантами схемы (строка 21 исходника "#define CircuitS2D2" - закомментирована). Подключение переключателя SA3 - аналогичное.

3) Солнечная и лунная скорости.
Установка компонентов, выделенных зеленым, позволяет оперативно выбирать одну из трех скоростей часового ведения - звездную, солнечную или лунную. Если контакты SA4 и SA5 разомкнуты, устанавливается звездная скорость; замыкание SA5 включает солнечную скорость; если же замкнуты контакты SA4 (а SA5 - разомкнуты), то скорость ведения будет лунной.
В случае, если лунная и/или солнечная скорости не нужны, соответствующие переключатели и связанные с ними элементы можно не устанавливать (входы микроконтроллера RB6 и/или RB7 просто оставить неподключенными).
Если переключатели SA4, SA5 расположены непосредственно на плате контроллера или вблизи нее (соединены с ней короткими отрезками провода), то конденсаторы C23, C24 устанавливать не требуется (резисторы R50, R51 лучше все же установить на всякий случай, поскольку входы RB6, RB7, как мы выяснили, обладают пониженной помехозащищенностью).

[Павел Бахтинов]

В любительских монтировках (особенно старых конструкций) довольно часто встречается привод склонений, выполненный не на червячной паре, а на ходовом винте с гайкой и рычагом. Такой привод имеет ограниченный угол поворота, и при работе двигателя элементы конструкции могут упереться друг в друга. Обычно эта ситуация не приводит к каким-либо фатальным поломкам, но все равно она довольно неприятна и желательно ее избегать. Чтобы не следить постоянно за положением рычага визуально, можно использовать концевые выключатели, нажатие на которые будет останавливать двигатель при приближении к концу резьбы винта. Вариант установки таких выключателей схематично показан на коллаже внизу.
В данной версии прошивки добавлена поддержка использования концевиков, подключенных параллельно кнопкам пульта противоположного направления (на фрагменте схемы выключатели привода склонений выделены синим). Так, контакты SB5 должны замыкаться при движении привода в направлении увеличения склонения, а SB6 - в направлении его уменьшения.

При необходимости аналогичные выключатели можно установить и в приводе полярной оси (SB7, SB8 - на схеме выделены зеленым). Однако, чтобы иметь возможность остановить не только наведение, но и часовое ведение, один из концевиков (SB7) в этом случае должен быть с переключающим контактом.

[m-22]

Павел, Вы лучший!!!
Прям новую версию выдали:)
Хотя я думал что это окончательная конструкция, не требующая доработок.
Единственное, что хотелось добавить так это лунную и солнечную скорости, но это на любителя конечно.... И таки сделали!
Спасибо!!!

Вариант использования с гото тоже временами приходит в голову, но както так и оставался идеей.
Теперь таки придется пробовать:)

Вариант с концевиками..... блин, так все просто! я себя идиотом чувствую, потому что мне это в голову не приходило. Хотя конечно особо не задумывался. Хотя в моем случае с немного доработанной EQ2 это очень кстати. А то в редукторе дури хватит или винт м4 погнуть или мелкую шестерню на выходе покрошить. Правда в моем первом исполнении вся электроника была в пульте, а к монти ток провода движков шли, и мелькала только идея повесить рубильник на провода шаговика, на всякий аварийный случай. А таки надо парочку проводов на пульт кинуть. Так однозначно правильнее.

По кнопкам трехпозиционным..... конечно от них избавиться проще, чем их найти.
Во втором варианте своего пульта я использовал пары почти таких микриков, как sb5, sb6 на картинке, только с металлическим язычком над кнопкой. В них язычки немного выступают за пределы корпуса микрика, а если их поставить друг напротив друга язычками, язычки окажутся внахлест. Один из них (верхний) я немного изгибаю книзу. нажимать нужно в месте изгиба. сначала срабатывает нижний, потом верхний подогнутый. промахнуться с усилием пока не удавалось:))))
Правда в такой конструкции есть два минуса: первый это то, что микрики хоть в макетку, но таки придется запаять, а второй - придется в корпус хоть какуюто кнопку вставить, чтоб она нажимала на этот язычек.
А плюс - это то, что плата с микриками получается менее сантиметра высотой.
Но изврат на любителя конечно.

[lipaal]

По кнопкам трехпозиционным..... конечно от них избавиться проще, чем их найти.

Они просто делаются. Рядом ставится две кнопки (самые простые, с напайкой на плату)
Наклеивается на эти кнопки "коромысло".
А потом делается так, что бы сверху давит на коромысло с расстояниями 1/3 и 2/3 от кнопок. Тогда получается стабильно, что срабатывает сначала одна (до которой 1/3), а потом другая (до которой 2/3).

[Марченко Дмитрий (mda)]

а каковы номиналы R40-R51

[Павел Бахтинов]

а каковы номиналы R40-R51

1 кОм.
Там написано - см. s2d2-bi.txt, s2d2-uni.txt

[Марченко Дмитрий (mda)]

Павел можно вопрос:у меня редутор 1:2000 на планетарках-хотелось бы его поставить на ось табуретки,подскажи пожалуйста целесообразно ли это (с клином превратить табуретку в вилку) и какой коэффициент ставить?

[Павел Бахтинов]

Павел можно вопрос:у меня редутор 1:2000 на планетарках-хотелось бы его поставить на ось табуретки,подскажи пожалуйста целесообразно ли это (с клином превратить табуретку в вилку) и какой коэффициент ставить?

Если имеется в виду что-то вроде этого, то сразу можно сказать только, что подобное решение принципиально возможно для достаточно высоких широт .
Целесообразность именно такой схемы будет зависеть от того, для чего собираетесь ее использовать (визуал, астрофото?), и какие конструктивные решения отдельных узлов планируете. В общем, подробности нужны (может быть, в отдельную тему?).

[эльдар163]

Объясните пожалуйста! почему на схеме печатной платы 3 резистора, а на самой схеме 2!?

[эльдар163]

схема печатной платы!

[lipaal]

Объясните пожалуйста! почему на схеме печатной платы 3 резистора, а на самой схеме 2!?

Посмотрите внимательнее - там по печатке - просто два резистора параллельно.
Это что бы токоизмерительный резистор из двух изобразить. Или что бы номинал побольше использовать или менее мощные поставить.

[ks]

схема печатной платы!

Ребята, а печатку в Sprint-Layout можно чтоб не изобретать велосипед? Или ткните где, может пропустил. Заранее спасибо.

[Павел Бахтинов]

Ребята, а печатку в Sprint-Layout можно чтоб не изобретать велосипед? Или ткните где, может пропустил. Заранее спасибо.

Вот тут был вариант: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,23674.msg2029602.html#msg2029602
Но будьте внимательны - в нем позже нашли некоторые неточности (см. это и несколько следующих сообщений).

[GPasha]

Здраствуйте!
Возможно задам глупый вопрос, но какой двигатель к какому разъему подключаеться? Двигатель оси RA к XS4, оси DEC к XS5 или наоборот?

[Павел Бахтинов]

Двигатель оси RA к XS4, оси DEC к XS5 ?

Да.

[evgen-83ua]

Неплохо . Я уже думал что про тему забыли, а она продолжается да еще и с полезными дополнениями. Дополнение лунной и солнечной скорости как раз кстати, я люблю иногда смотреть на солнечные пятна и показывать луну друзьям. Спасибо Павел за обновления.