АО. Вопросы...

[LifeIsGood]

А хроматизма не будет?

[stepan]

нет. если углы на обоих пластинах одинаковые.

Земах так говорит

[LifeIsGood]

А толщина разная?

[stepan]

без разницы в принципе. главное чтобы все стороны одной стекляхи были параллельны сторонам другой

[blackhaz]

Ну нифигасебе, мужики. Вы AO собрали! 

[stepan]

ну и где подробное описание прибора? как-то само в себе все.  А ведь интересно!

[Дмитрий Иванов]

ну и где подробное описание прибора? как-то само в себе все.  А ведь интересно!

Потерпи
Серёг, а для чего эта подфокусировка предполагается? как часто, в каких пределах итд?  Я в земахе нарисовал пластину перед последней линзой корректора Винне (как у Максима Кругова, из К8 с далеко-разнесёнными компонентами),там сходимость меньше всего. Последней линзой можно подфокусироваться в районе около 0,5мм без особых аберраций. Нужно ещё переотражения учесть, кмк.

[stepan]

ну и где подробное описание прибора? как-то само в себе все.  А ведь интересно!

Потерпи
Серёг, а для чего эта подфокусировка предполагается? как часто, в каких пределах итд?  Я в земахе нарисовал пластину перед последней линзой корректора Винне (как у Максима Кругова, из К8 с далеко-разнесёнными компонентами),там сходимость меньше всего. Последней линзой можно подфокусироваться в районе около 0,5мм без особых аберраций. Нужно ещё переотражения учесть, кмк.

ну типа электромикрофокусировка для фокусеров типа такахашевских резьбовых(хочу крейфорд свой на такой сменить), не знаю  - есть ли надобность на светосилах в течении ночи.
Блики походу такие же как от простой пластины, остальное вбок улетает.

[Дмитрий Иванов]

Ясно. Я думал для подавления динамического дефокуса.

[stepan]

а почему бы и не для этого тоже? я просто не в курсе насколько оно актуально(дин. дефокус давить)
Актуально? можно елозить стекляху мотором подвижки головки CD привода

[Дмитрий Иванов]

Актуально? можно елозить стекляху мотором подвижки головки CD привода

Он явно присутствует, когда фокусируешься маской Бахтинова очень явно видно при малых выдержках. Насколько поможет; - нужно как-то промоделировать. Бум подумать.

[stepan]

а еще вращением вокруг опт оси можно давить рефракцию

[LifeIsGood]

ПРоблема в том, что ты не знаешь куда уходит фокус и надо городить еще и датчики фокуса

[Павел Бахтинов]

Некоторое время назад Дима Иванов предложил мне поучаствовать в проекте быстрогида в качестве разработчика схемы управления для него. Выкладываю краткий отчет о проделанной работе .

Схема управления быстрогида показана на рисунке.
Основные элементы схемы - микроконтроллер PIC16F877A-I/PT (DD1), контроллер USB FT232RL (DD2), драйверы шаговых двигателей L6219DSA (аналогично известной схеме https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,23674.0.html ).
Хотя в данном случае использование режима 1/4 шага не является необходимым, все же были применены не простейшие ключи, а недорогие драйверы с импульсной стабилизацией тока L6219, поскольку это дает больше свободы в выборе типа ШД (сопротивление обмоток не "завязано" на напряжение питания), а также позволяет работать с двигателями на более высоких скоростях.

Были выбраны двигатели 25BYZ-B03 (http://www.stepmotor.ru/production/detail.php?ID=938). У такого ШД ротор с центральным отверстием содержит ходовую гайку, в которую втягивается невращающийся резьбовой шток (в нашем случае закрепленный в упругой вставке на оправе качающейся оптической пластины). Величина полного шага этого ШД - около 40мкм, что при толщине пластины 10мм и радиусе окружности расположения двигателей 50мм дает смещение изображения на 2.8мкм (и соответствует 0.44" на шаг при F=1.3м). Поскольку драйверы L6219 обеспечивают четвертьшаговый режим, подразумевалось, что дискретность движения 0.11" будет совсем незаметной.

Однако, когда схема была собрана и двигатели закуплены, при первых пробах выяснилось, что они не могут нормально работать не только в 1/4 шага, но даже в полушаге! Их ротор занимает определенное положение только в режиме полного шага - при двух одновременно включенных обмотках; если же запитана только одна обмотка, ротор не стремится к определенному положению, а практически свободно проворачивается почти в пределах угла шага. На практике это приводит к неравномерности движения в микро- и полушаговых режимах, а также к "гистерезису" при прохождении одних и тех же позиций в прямом и обратном направлениях.
Сам я раньше работал только с гибридными ШД, и, хотя и слышал, что не более простые ШД с постоянными магнитами работают в микрошаге плохо, не ожидал, что настолько .

Несколько улучшить равномерность движения хотя бы для полушага удалось, применив модифицированную схему распределения токов обмоток (1, 1/3; 1/3, 1; -1/3, 1;... и т.д. вместо обычной 1, 0; 2/3, 2/3; 0, 1;...), однако эффект не исчез полностью; четные и нечетные полушаги все равно различаются раза в полтора, что не очень хорошо с точки зрения динамики системы авторегулирования, зато в этом режиме меньше создаваемая движками вибрация.
Кстати, повышенная вибрация (по сравнению с гибридными ШД) является еще одним недостатком этого типа двигателей, поэтому масса корпуса, где установлены ШД, не должна быть слишком малой.

Ток питания двигателей выбран равным 0.25А, что вдвое меньше номинального (указанного в справочных данных на них), поскольку проведенные опыты показали, что увеличение тока до 0.5А не приводит к улучшению равномерности полушагов, а нагрев двигателей при питании номинальным током так велик, что на них можно жарить яичницу!

[Павел Бахтинов]

Остановился столь подробно на двигателях, поскольку эта информация может оказаться полезной многим "самодельщикам" (а не только строителям быстрогидов ). Однако вернемся к схеме.

По замыслу, предполагалось несколько вариантов использования быстрогида:
1) Полностью автономный, без подключения к компьютеру по USB;
2) С эпизодическим подключением к компьютеру для настройки параметров, запоминаемых в энергонезависимой памяти микроконтроллера;
3) С постоянным подключением к компьютеру и передачей по USB как параметров, так и команд гидирования.

Реализация этих возможностей планируется поэтапно, в настоящее время реализован только первый вариант.

В первом и втором вариантах прием команд гидирования осуществляется через порт XS2 (с разъемом типа RJ11), соединенный, например, с портом на камере, коробочке Ивана Ионова, и т.п. В перспективе возможно использование специально разработанного скоростного автогида (функционально подобного, например, этому: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,11139.0.html , но обеспечивающему частоту коррекций до 25-50Гц при приемлемом отношении сигнал/шум), либо специальной программы автогидирования со сходными характеристиками. Для обеспечения возможности работы с подобными устройствами частота опроса микроконтроллером порта XS2 выбрана равной 1000Гц.

Для "разгрузки" качающейся пластины, если она наклонилась на слишком большой угол, что угрожает выходу аберраций за допустимые пределы, предусмотрено управление монтировкой через порт XS3 (для определенности будем называть это "вторичным гидированием").
Пока реализован лишь тестовый вариант вторичного гидирования, предназначенный в основном для выяснения, насколько коррекции моторами монтировки будут создавать  помехи для основного гидирования пластиной. Рабочая реализация вторичного гидирования потребует разработки довольно нетривиального алгоритма калибровки вторичного порта (программа автогидирования может штатно выполнить калибровку гидирования пластиной, но не имеет доступа к порту монтировки, а микроконтроллер быстрогида не имеет непосредственной информации о перемещениях ведущей звезды). Сейчас есть понимание принципов построения калибровочного алгоритма, однако детали его требуют дополнительной проработки.

Порт вторичного гидирования снабжен гальванической развязкой на оптопарах U1, U2. Для входного порта автогида (XS2) подразумевается развязка на передающей стороне (как это сделано в портах известных камер и в коробочке Ивана); интерфейс USB выполнен без развязки (поскольку при постоянном подключении к компьютеру корпус быстрогида все равно соединен с ним через корпус гидирующей камеры).

Порт USB используется также для обновления прошивки микроконтроллера с помощью специальной утилиты. Программатор (подключаемый через контакты X1-X5) может понадобиться лишь в "аварийных" случаях, а также для первоначальной прошивки в микроконтроллер загрузчика по USB.

Для установки качающейся оптической пластины в исходное положение (перпендикулярно оптической оси) служат концевые выключатели SB2-SB4, размещенные вблизи штоков двигателей. При включении питания двигатели начинают вращаться в одном направлении, каждый до замыкания "своего" концевика. После того, как все три концевика замкнутся, пластина отводится на 4 мм в обратном направлении и останавливаются, занимая исходное положение. Дальнейшая работа двигателей A и B (размещенных диаметрально противоположно) осуществляется в противофазе, поэтому происходят только наклоны, а центр пластины остается на месте.

Светодиоды HL1-HL3 в начальный момент позволяют визуально контролировать замыкание концевиков, а затем в процессе работы используются для индикации различных режимов и состояний. В частности, в имеющейся версии прошивки индицируется отклонение пластины на угол, превышающий 1 и 2 градуса (при накоплении 3.5 градусов отклонения дальнейшее движение блокируется).

Переключатели SA1-SA3 служат для оперативного переключения отдельных параметров (или групп параметров - "профилей"), числовые значения которых в варианте 2 должны задаваться с компьютера при настройке. В реализованном на данный момент варианте 1 значения параметров жестко заданы и могут меняться только при смене прошивки. Так, переключатель SA1 задает скорость гидирования 1мм/с или 2мм/с (что соответствует примерно 10 и 20"/с для F=1.3м); переключатель SA2 инвертирует направление вторичного гидирования по RA, переключатель SA3 меняет режим ШД - полушаг или полный шаг.

Кнопка SB1 служит пока для принудительного возврата пластины в перпендикулярное оптической оси положение, в дальнейшем она будет использоваться также для запуска калибровки порта вторичного гидирования, когда соответствующий алгоритм будет реализован.

Питание быстрогида осуществляется от источника постоянного тока напряжением 12-15В.

[LifeIsGood]

FYI:
При гидировании АО, которое делает МаксимДЛ идет отдельная калибрация пластинки АО и отдельная - монтировки.

[Сергей Ч.]

А вы не думали сделать отклонение на электромагнитах по типу Voice Coil, как в накопителе на жестких дисках, с электромагнитной обратной связью. Так же подобное применяют в лазерных проекторах, есть самоделки. Там у них привод называется гальванометр. Так же в сканере штрихкода, зеркало колеблется при помощи voice coil. Почему шаговые моторы? Какую частоту отклонения они могут обеспечить?

[Павел Бахтинов]

FYI:
При гидировании АО, которое делает МаксимДЛ идет отдельная калибрация пластинки АО и отдельная - монтировки.

Не совсем понял - Максим может работать на два разных выхода (АО и монтировки)? При установке дополнительного софта?

А вы не думали сделать отклонение на электромагнитах по типу Voice Coil, как в накопителе на жестких дисках, с электромагнитной обратной связью. Так же подобное применяют в лазерных проекторах, есть самоделки. Там у них привод называется гальванометр. Так же в сканере штрихкода, зеркало колеблется при помощи voice coil. Почему шаговые моторы? Какую частоту отклонения они могут обеспечить?

Привод на электромагнитах использовался у пионеров любительского быстрого гидирования - АО-7  -  это широко известно Однако целесообразность его применения в данном случае сомнительна.
Привод на ШД с винтовыми парами хорош тем, что обеспечивает необходимые характеристики, не вызывая проблем с устойчивостью, демпфированием колебаний, и т.п. Скорости ШД более чем достаточны для данной задачи. Типичная максимальная скорость подобных двигателей - несколько сотен шагов в секунду. Уже 100ш/с соответствует (для рассматриваемой конфигурации) примерно 40"/с, что позволяло бы корректировать 2" ошибки с частотой 20Гц. Однако главный сдерживающий фактор здесь - не скорость ШД, а частота поступления (и обработки) сигнала от камеры. Дмитрию не удалось получить от QHY-6 более 3 кадров/сек, у меня в лабораторных условиях Максим не обрабатывал более 6 кадров в сек от охранной камеры, подключенной через ТВ-тюнер (PCI), хотя эта же конфигурация способна записывать 25к/с на диск...

[Дмитрий Иванов]

А вы не думали сделать отклонение на электромагнитах по типу Voice Coil, как в накопителе на жестких дисках, с электромагнитной обратной связью. Так же подобное применяют в лазерных проекторах, есть самоделки. Там у них привод называется гальванометр. Так же в сканере штрихкода, зеркало колеблется при помощи voice coil. Почему шаговые моторы? Какую частоту отклонения они могут обеспечить?

Тут уже некоторые предлагали такой метод... Дальше вопросов к ним ( предлагавшим), дело не пошло!
Если есть конкретные предложения, - вэллкам! Можно совместно что-то замутить. Но нужны доводы "ЗА" и "ПРОТИВ".
Как правильно заметил Паша Бахтинов, в любительских условиях - главным сдерживающим фактором максимума частоты гидирования, является частота камеры, либо яркость опорной звезды.

[Serj]

Попала ко мне в руки камера Basler, и во время одного из испытаний я заснял колыхания атмосферы, точнее Процион, с частотой 425 к/с. Можно было и быстрее, но нетбук не потянул. По правде сказать атмосфера была ужасная, купол обсерватории примыкает к зданию, из которого зимой идут восходящие потоки.
И пришла мне в голову мысль, оценить частоту колебаний атмосферы, тем самым оценить необходимую и достаточную частоту быстрогидирования. Для этого запись была пропущена через Proguider-I и получено отклонение центроида по обеим осям. Затем он был обработан в Excel для пересчёта пикселей в секунды, и приведения к определённой форме. Затем эти данные были обработаны в Matlab по следующему алгоритму:


clear all% Очистка памяти

% Параметры:
FftL=1024;% Количество линий Фурье спектра
Fd=425;% Частота дискретизации

% Создание массивов:
load turbulence.txt% Загрузка файла с данными
Driftx=turbulence(:,1); %Загрузка массива сигнала по X из файла
Drifty=turbulence(:,2); %Загрузка массива сигнала по X из файла
Time=0:1/Fd:(length(Driftx)-1)/Fd; %Создание массива отсчётов времени

% Расчёты:
Freq=0:Fd/FftL:Fd/2-Fd/FftL;% Массив частот вычисляемого спектра Фурье

Ampx=abs(fft(Driftx,FftL));% Амплитуды преобразования Фурье сигнала X
Ampx=2*Ampx./FftL;% Нормировка спектра X по амплитуде
Ampx(1)=Ampx(1)/2;% Нормировка постоянной составляющей в спектре X;

Ampy=abs(fft(Drifty,FftL));% Амплитуды преобразования Фурье сигнала X
Ampy=2*Ampy./FftL;% Нормировка спектра X по амплитуде
Ampy(1)=Ampy(1)/2;% Нормировка постоянной составляющей в спектре X;

% Построение графиков:
subplot(2,1,1);% Выбор области окна для построения
plot(Time,Driftx,'b'); %Построение графика сигнала X
title('Turbulence data');
hold on
plot(Time,Drifty,'r'); %Построение графика сигнала Y
title('Turbulence data');
ylabel('Drift, arcsec');
xlabel('Time, s');
legend('X', 'Y')
subplot(2,1,2);% Выбор области окна для построения
plot(Time,Driftx,'b'), axis([0 0.5 -1 14]); %Построение фрагмента графика сигнала X
title('Turbulence data (fragment)');
hold on;
plot(Time,Drifty,'r'); %Построение фрагмента графика сигнала Y
title('Turbulence data');
ylabel('Drift, arcsec');
xlabel('Time, s');
legend('X', 'Y')

figure% Создаем новое окно
subplot(2,1,1);% Выбор области окна для построения
plot(Freq,Ampx(1:length(Freq)),'b');% Построение спектра Фурье сигнала X
xlabel('frequency, Hz');
ylabel('Drift, arcsec');
title('Atmospheric turbulence spectrum');
hold on;
plot(Freq,Ampy(1:length(Freq)),'r');% Построение спектра Фурье сигнала Y
legend('X', 'Y')
subplot(2,1,2);% Выбор области окна для построения
plot(Freq,Ampx(1:length(Freq)),'b');% Построение фрагмента спектра Фурье сигнала X
xlabel('frequency, Hz');
ylabel('Drift, arcsec');
title('Atmospheric turbulence spectrum (fragment)');
hold on;
plot(Freq,Ampy(1:length(Freq)),'r'), axis([-1 30 0 8]);% Построение фрагмента спектра Фурье сигнала Y
legend('X', 'Y')


Теперь у меня вопрос, прежде всего к Павлу. Следует ли понимать спектр следующим образом: если отбросить левую часть до частоты 20 Гц, то максимальный пик покажет FWHM при использовании 20-герцового быстрогида, без учёта искажения волнового фронта?

PS: исходное видео можно скачать по ссылке http://www.astrotver.ru/downloads/procion.zip
Параметры телескопа:
рефрактор АВР-3
D=130мм
F_экв=4570мм