Привод полярной оси с часовым механизмом!

[Tseh_Valery]

  Есть реализованная конструкция блока привода полярной оси,
состоящая из ШГ, серводвигателя, редукторов, планарного механизма. Кому интересен сабж - можем пообщаться.

[lorka]

Показывай!!!

[Tseh_Valery]

Пробую снова!

[Tseh_Valery]

Нихт арбайтен, Help me!

[Tseh_Valery]

О, заработало!

[lorka]

ГОЛОВА!!!!

Теперь расскажи поподробнее об этом агрегате: как работает, где что (опиши кинематическую схему) ну и так далее... Ну что, из тебя все клещами вытаскивать?
Ты же не в ГЕСТАПО на допросе  .

[Tseh_Valery]

  Блок необходим для привода, в конечном итоге, оси основной червячной пары. У меня это 270 мм шестерня с 345 зубами.
  Вращение от  ШД через редуктор 1/22 передается на венец
планарного механизма (дифференциала - по принципу подобного автомобильному), а с выхода  - на червяк полярной оси. Вторую ось планарки вращает обычный двигатель ДПР. Двигатели могут работать одновременно или по одному, могут вращаться в одну или разные стороны. При этом их скорости складываются или вычитаются. Нужно это всё для того, чтобы иметь большой диапазон скоростей для вращения телескопа - от суточной до быстрого наведения. При установленном ДШИ - 200 , один шаг позволяет повернуть полярную ось на 0,59 секунды. В режиме полушага - соответственно в 2 раза меньше.
  Быстрое наведение осуществляется ДПР. Один оборот - 3-5 мин(зависит от приложенного напряжения). Кроме того оновная червячная пара отключающаяся, поэтому можно повернуть руками.
   Чтобы не потерять положение трубы используются оптические энкодеры. (не работают только при отключении червя).
   Главная штука в этом узле - конечно же планарка. Я её нашёл где-то на свалке, лет 5 назад. Сейчас пригодилась. При желании её можно сделать самому из набора шестерен, причём любых.
  Люфты во всей этой груды шестерен убираются программно. Если все сделано достаточно аккуратно, то они не большие. У меня при смене направления вращения нужно добавить - 5-6 шагов ШД.
  Для оси склонений сделаю нечто подобное- пока не дошёл.

[lorka]

А на планарке есть какие нибудь надписи, маркировка? Ну хот какой нибудь лэйбл?
С какого механизма вы его сняли? Где такие ставятся? Можно найти в Интернете описание чего нибудь подобного?

Штука интересная. И сделано, вроде, аккуратно...

[Александр Милосердов]

Если не ошибаюсь-этот механизм от военного связного оборудования.

[Skyangel]

Не слишком много железа

[Anton]

Не слишком много железа

Да уж как то круто все наворочано. Под такой привод нужно монтировку килограмм на 100.
EQ-5 не поднимет

[Tseh_Valery]

Возможно конструкция довольно сложная для повторения, но это, я думаю, один из вариантов. При желании можно приспособить что-нибудь другое. Я понимаю, что не каждый достанет планарку от военного связного оборудования (кстати, скорее всего эта железяка оттуда), важна сама суть. Готов совместными усилиями обсудить и разработать подобный механизм на другом принципе. Для оси склонений второй этой штуки у меня нет, поэтому буду что-то другое делать.
  К слову, вчера приехал с астрофеста, побывал в КрАО. Там нам демонстрировали работу "настоящих, взрослых" телескопов. Поразила быстрота наводки такой махины. Так, что игра стоит свеч. А монтировка получится по расчетам кг этак под 35-40. Для 200 мм. Ньютона это не много, я думаю. Уж очень хочется иметь "полнонафаршированную" монтировку.

[Anton]

 
  Вращение от  ШД через редуктор 1/22 передается на венец
планарного механизма (дифференциала - по принципу подобного автомобильному), а с выхода  - на червяк полярной оси.

Понятно, это по ходу дела "планетарный редуктор с суммирующей дифференциальной передачей" о как

Идея то в принципе правильная, но такой ценой и таким сложным железом - это врятли оптимальное решение. Если уж без скоростной GO-TO 1-10 градусов в секунду ну совсем никак, то есть более оптимальные и проверенные решения.

1) ШД прямо на валу главной червячной передачи в режиме микрошага.
2) Крутой и сильнофорсированный ШД с обычными редукторами. (Portescap до 10000 об/мин дает не каждый ДПТ сможет)
3) ДПТ с ОС по положению (у MEADE стандарт де факто)

Тут вообщем то изобретать, мне кажется, особо нечего.
Другой вопрос: а GO-TO эта вообще нужна?
Я вот доделал наконец-то первый вариант контроллера, который на сайте своем упоминал, сделал GO-TO относительно опорного объекта. На 25х скорости наведение 6 градусов в минуту. При хорошо выставленной полярке искать М57 относительно Веги одно удовольствие и недолго.

[Денис Никитин]

Я вот доделал наконец-то первый вариант контроллера, который на сайте своем упоминал....

Гигант!!! Я без ложной лести в восторге! Только интересно какова себестоимость этого проекта, на сколько сложно повторить и самое главное когда будут подробности?

[Anton]

какова себестоимость этого проекта, на сколько сложно повторить и самое главное когда будут подробности?

Себестоимость минимальная. Контроллер состоит из трех модулей, кросса, коробки индикатора и клавиатуры. Все компоненты наличествуют в продаже. Я специально не стал заморачиваться на полностью оригинальное устройство, дабы оно было повторяемым. Суммарно - это максимум $200. Для повторения практически даже не нужно паяльник в руки брать. Единственное, что нужно паять - это только разъемы на корпусе и индикатор с клавиатурой. Наличие подробностей ограничивается ленью по оформлению вебсайта Борьба с ленью ппроизводится в рабочем порядке, скоро будут и подробности, тем более что подходит к финалу и другой проект - электрофокусер на ШД.

[Tseh_Valery]

 На самом деле это не такое уж и сложное устройство, я его выпилил за два дня. Идея привода главной червячной пары непосредственно ШД в режиме микрошага требует от последнего неиммоверных усилий (усложнение схемы, большая мощность ШД, отсюда большие токи и т.д.), а если к этому еще добавить засорение червяка, мороз - то о надежности системы говорить не приходится. В моём случае можно использовать практически любой ШД. (ДШИ - 200 избыточен - думаю поставить другой поменьше )
[3) ДПТ с ОС по положению (у MEADE стандарт де факто)

]

 Использование Мидовского варианта - ДПТ с датчиками положения тоже не привлекает - не серьёзно это для солидной самодельной конструкции, о которой мечтает уважающий себя отечественный телескопостроитель.
[2) Крутой и сильнофорсированный ШД с обычными редукторами. (Portescap до 10000 об/мин дает не каждый ДПТ сможет)
]

 Согласен с идеей использования крутых ШД, но возможность их достать большенству из нас маловероятна, а если и да - то за какие деньги.
   В продолжении темы сабжа, возможно использование такого варианта:
   - червяк главной червячной пары сидит в ступицах на подшипниках и с обоих его концов возможно его вращение;
   - с одного его конца через электромагнитную муфту вращаем ШД, с другого через такую же муфту от ДПТ;
   - между движками и муфтами пожно поставить нужный редуктор.

[Anton]

не серьёзно это для солидной самодельной конструкции, о которой мечтает уважающий себя отечественный телескопостроитель.

Ну тут уж каждый о своем мечтает
Кому то нужны шашечки, а кому то нужно просто ехать

GO-TO - это все же больше на шашечки похоже, на крутизну влияет, на качественнные характеристики монтировки нет, если не вредит. 1-10 градусов в секунду - это всегда куча компромиссов, как по механике, так и по электронике, схемотехнические навоторы, большие источники питания, тяжелое и неудобное железо. Как и куда Вы будете эту коробку к червяку полярной оси пристыковывать? Место под это на Вашей монтировке есть?

Далее: Вы думаете, что посадив через ДПТ на вал червяка все проблемы с GO-TO решены? Вопрос: а каково качество червячных пар, используемых в Вашей монтировке? Для скоростных GO-TO эти пары должны быть изготовлены с микронными допусками, полированы как зеркало, ведь КПД у них как у паровоза. Механика должна быть эксклюзивного качества. На западе производители серийных GO-TO монтировок трятят только на разработку десятки тысяч баксов, это должно о чем то говорить. Так что здесь все не так просто. Я честно говоря еще с год назад был заражен идеей гоутизма , но по мере освоения токарно-фрезерных и микроконтроллерных дисциплин пыл поубавился.  Для себя решил, что вполне достаточно  системы относительного GO-TO. Ведь даже на 25-30x скорости, вполне достижимой без форсировки двигателей, скорость наведения составляет 5-7 градусов в минуту. Ярких звезд в таких углах зрения полно.

Теперь вот пример где нужно биться за качество и влияет ли на это GO-TO.
Сейчас все снимают Марс, я не исключение. Размер деталей на диске порядка 1 arcsec. Выяснилось, что привод от ШД просто никуда не годен для таких упражнений! Хоть у меня один степ в полушаге и равняется 0.25 arcsec, а железо весил около 30 кг, но вибрация от работы двигателя портит картинку очень сильно. Вот тут кстати ДПТ с ОС по скорости (тахогенератором) очень пригодился бы для плавного ведения телескопа! Никакая GO-TO система в решении этой проблемы здесь не поможет, а лишнее железо скорее всего повредит. С шаговиком все же удалось найти компромисс, урезав ему питание в режиме слежения до минимума, но все равно победа не полная...

[Денис Никитин]

Я конечно дико извиняюсь, но меня от предыдущего сообщения буквально расплющило.  Куча компромиссов и наворотов как по механике, так и по электронике, это миф – их просто не существует. Тяжелого и неудобного железа, а также больших источников питания тоже нет. Откуда Вы это все взяли? Есть конкретные примеры?

Далее с чего Вы взяли, что механика Goto системы должна быть эксклюзивного качества? Goto работает под управлением компьютера или микроконтроллера, при этом погрешности механической части, как монтировки, так и редукторов исправляются программно. Это означает, что механика телескопа может быть выполнена весьма скверно – алгоритм компенсации ошибок все стерпит. Про десятки тысяч долларов, которые тратят производители серийных Goto монтировок тоже не понятно. Они могут тратить такие суммы на разработку программного обеспечения, только потому, что труд программистов оплачивается очень высоко. А в отношении механики – редукторы тех же Мидов и Селестронов это прессованная пластмасса, красная цена им два доллара за штуку.

Вот уже много лет для любителей (да и профессионалов тоже), существует руководство “Microcomputer control of telescopes”, выпущенное издательством Willmann-Bell www.willbell.com  В этой книге описывается вся эволюция Goto систем, начиная с эры восьмибитных микрокомпьютеров и вплоть до наших дней. Там разжевано все, о чем Вы говорите. Вы самостоятельно спроектировали систему “относительного Goto ”, поздравления и аплодисменты в Ваш адрес, но помилуйте, это же не то, о чем должен мечтать любитель. Если у вас не хватило возможностей создать полноценную систему, зачем говорить так, как будто Ваша идея, тридцатилетней, между прочим, давности это круто, а все остальное туфта.

Теперь о проблеме вибрации. Проблема легко снимается переходом на микрошаговый режим работы шагового двигателя. И не нужен ни какой суперфорсированный шаговик. На своем опыте скажу, что движка от старого 5.25 дисковода вполне достаточно, что бы кое как управлять 400 мм добсоном, при переходе на всего лишь втрое более мощные двигатели, телескоп летает со скоростью 3 градуса в секунду в полушагавом режиме и остается еще существенный запас мощности для выхода на 4 – 5 градусов. С другой стороны слежение идет без малейшей вибрации, когда двигатель делает 40 микрошагов на полный шаг. 1/20 шага при этом составляет 0,25 секунды поворота телескопа. Опять же ни каких проблем и ни какого лишнего железа, о котором Вы говорите. Без обид только…

[Anton]

Тяжелого и неудобного железа, а также больших источников питания тоже нет. Откуда Вы это все взяли?

Скажите пожалуйста, вот Вы, лично, с паяльником и программатором в руках занимались форсировкой шаговых двигателей? Вы полагаете, что схему заставляющую движок шагать 5000 об/мин можно упрятать в спичечный коробок? Ну допустим , а от чего она питаться будет? В поле? От двух квадратных батареек? Вполне возможно, при условии, что это будут батарейки он "Камаза" по 24 вольта. Так ведь еще и вентилятор питать нужно эту схему охлаждающий... Многие производители ШД делают и драйверы для них, так вот при размере двигателя  50х50х50 миллиметров почему-то эти драйверы имеют размеры в полкирпича. С чего бы это?

Вот именно здесь при использовании ШД и приходится искать компромиссы между степенью форсировки двигателя, точностью его хода на малых скоростях и сложностью схемотехники ЦАПов с нелинейным квантованием и амперными выходными токами. Кстати далеко не все ШД в состоянии работать в режиме микрошага - мертвые зоны мешают.

С ДПТ проблемы схожие, только у них все проблемы на малых скоростях. Меньше напряжение - меньше обороты, меньше момент. Нужен редуктор, который опять таки ограничивает диапазон скоростей. Плюс к этому без ОС с ДПТ никак. Пускай ОС по положению. Нужен энкодер на вал двигателя. Допустим 256 отсчетов - 1024 фронта на оборот. При 5000 об/мин это частота отсчетов около 80 кгц. Тоже немало: на 51 однокристаллке их переварить да еще заодно и ПИД отработать боюсь не получится.
А все дополнительные редуктора - это источник периодических и что гораздо хуже случайных ошибок. Опять поиск компромиссов.

Далее с чего Вы взяли, что механика Goto системы должна быть эксклюзивного качества?

В червячных парах есть трение.  И чем выше скорости - тем больше из них получается стружки

Это означает, что механика телескопа может быть выполнена весьма скверно – алгоритм компенсации ошибок все стерпит.

Не согласен - только до определенного предела.

А в отношении механики – редукторы тех же Мидов и Селестронов это прессованная пластмасса, красная цена им два доллара за штуку.

У этих моторизованных игрушек точность их GO-TO - 1 градус. (поле зрения с окуляром из комплекта) больше мид ничего не обещает.

зачем говорить так, как будто Ваша идея, тридцатилетней, между прочим, давности это круто, а все остальное туфта.

А я так и не говорил. Откуда Вы это взяли?

------------------------------------------

Тут собственно я хотел бы сделать лирическое отступление о том, с чего все началось.
Валерий сделал густо увешаный шестеренками привод полярной оси для экваториальной монтировки. Спрашивается для чего? Для того чтобы сохраняя простоту управления ШД получить возможность быстрого перемещения  в GO-TO режиме. Я усомнился в практической пользе такого решения и предложил три варианта, которые по тем или иным причинам его не устроили. Я высказал мысль о том, что лучше всетаки иметь качественную базовую функциональность чем непонятно какого качества, но наворочанную. И все. Качественную базовую функциональность в виде слежения за объектом можно получить от контроллера уровня EQ-5, а в погоне за наворотами можно наворотить стопроцессорный кластер с нулевыми результатами. Вот что я собственно и хотел сказать.

[Anton]

На своем опыте скажу, что движка от старого 5.25 дисковода вполне достаточно, что бы кое как управлять 400 мм добсоном, при переходе на всего лишь втрое более мощные двигатели, телескоп летает со скоростью 3 градуса в секунду в полушагавом режиме и остается еще существенный запас мощности для выхода на 4 – 5 градусов. С другой стороны слежение идет без малейшей вибрации, когда двигатель делает 40 микрошагов на полный шаг. 1/20 шага при этом составляет 0,25 секунды поворота телескопа. Опять же ни каких проблем и ни какого лишнего железа, о котором Вы говорите.

Итак,  насколько я понял,  1 шаг двигателя - 5 arcsec. Значит 200 шаговый движок должен делать 2160 шагов в секунду. Для обыкновенного двигателя (из дисководов, sm-200, итп) это уже многовато. У них частота приемистости по паспортым данным 700-1000 герц. Мои двигатели (SM-200) на частоте 1500 гц (у меня это 25х скорость) уже начинают пропускать шаги. На 2000 гц они при номинальном питании (12v) уже не стартуют даже без нагрузки! И что же это за двигатели такие, которые без форсировки стартуют на двух килогерцах да еще имеют приличный запас по моменту? И какова схема их питания? И какой драйвер используется?

Теперь о плавности и точности. То, что один микрошаг эквивалентен 0.125 arcsec еще не значит, что монтировка ведется с такой же точностью. У всех без исключения шаговых двигателей в режиме микрошага есть мертвые зоны. В зависимости от дизайна полюсных наконечников ротора и статора они могут быть больше или меньше, но они есть. А вне мертвых зон координата (угол поворота) зависит от отношения токов в обмотках совершенно нелинейно. И точность ведения в таком варианте стается под большим вопросом. Не факт, что она уложится в одну - две угловых секунды. Вы измеряли точность ведения монтировки?