A A A A Автор Тема: Можно ли обойтись без буржуйских наворотов?  (Прочитано 26223 раз)

0 Пользователей и 2 Гостей просматривают эту тему.

SOLA

Господа, возник очень острый вопрос: можно ли управлять достаточно точно (в пределах 0,5-1 градуса) грубым наведением телескопа с помощью компьютера, то есть, допустим, что имеются идеальные условия: два мотора грубого наведения, нет прогибов трубы, часовой механизм ведет достаточно точно, напряжение стабилизировано. Если мы возьмем и запомним в компьютере за какое время совершается один оборот телескопа вокруг каждой из осей, а потом  загоняем координаты объекта, он повернется на нужные углы по обеим осям, запомнит их, а потом при наведении на новый объект учтет это. Вопрос спецам: в принципе реально ли такое извращение? И если да, то каким образом можно учесть инерцию двигателей? (Спрашиваю потому, что пока по разным причинам буржуйские штучки недоступны)

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 015
  • Благодарностей: 72
    • Сообщения от Анатолий Волчков
    • Система моделирования поля зрения
Инерцию моторов вряд ли удастся точно учесть, уж очень сильно трение зависит от температуры.

Есть способ обойти трудности: поставить на одну из шестерен редуктора, совершающую десятки оборотов в секунду, кулачек с контактной парой, например от электромагнитного реле. Считать число оборотов и тогда можно будет учесть и меняющуюся с температурой инерционность механики: определить количество оборотов до набора постоянной скорости, количество инерционных оборотов после отключения питания. Ну и управлять не по времени, а по числу оборотов.

Тоже возня, но вполне доступная при небольших навыках "рукоделия".

SOLA

Классно! То есть, я так понял, все это вполне реально? Вопрос неспеца: а если поставить геркон? И каким образом в конце концов это все можно воткнуть в компьютер (то бишь алгоритм программы, поскольку программист из меня неважный).

Naumov

Советую использовать возможности протокола LX200, используемого во многих буржуйских телескопах, да и программах тоже.
Как программист, скажу: очень важно, как именно соединить "железяку" и компьютер - иными словами, определиться с протоколом. Чтобы не пришлось выдумывать велосипед (ой, простите, велескоп).
Ну а для того, чтобы заставить "железяки" работать через протокол, лучше всего использовать микропроцессоры. Но будь готов к тому, что придется и потратиться, и попотеть!
Так, может, лучше все-таки достать бржуйское?

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 015
  • Благодарностей: 72
    • Сообщения от Анатолий Волчков
    • Система моделирования поля зрения
"... а если поставить геркон?"

Геркон надежнее простого контакта. А вообще датчик оборотов может быть тот, какой удастся соорудить.

Да и с электроникой и с программированием, как сказал Naumov, "придется попотеть". Но без этого не обойтись.

Оффлайн Павел Бахтинов

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 111
    • Сообщения от Павел Бахтинов
    • Искусство астрофотографии

Советую использовать возможности протокола LX200 ... Ну а для того, чтобы заставить "железяки" работать через протокол, лучше всего использовать микропроцессоры. Но будь готов к тому, что придется и потратиться, и попотеть!

Совет, безусловно, правильный, но мне кажется, немного не по адресу. Конечно, так должны поступать разработчики серийных монтировок или хотя бы любители, претендующие на опубликование своих разработок и повторение их другими. Но если, не имея никакого опыта, начать с вопросов совместимости с LX200, конструкция, скорее всего, не будет закончена никогда.

SOLA, попробуйте действовать маленькими шагами, но такими, чтобы на каждом этапе получалось что-то работающее (пусть вначале и примитивное). Для начала подключите геркон хотя бы к LPT-порту и программно считайте обороты, пересчитайте их в экваториальные координаты и выведите крупным шрифтом на экран. Попробуйте понаводиться вручную, увидите, устроит ли Вас точность или нужны какие-то поправки, а потом уже будете думать об управлении моторами и т.п.

Naumov

Я не согласен с позицией П. Бахтинова.
Да, можно пытаться "соединить" телескоп с компьютером поэтапно, шаг за шагом. Мне это напоминает действия путника с завязанными глазами в лабиринте - по-русски "метод научного тыка". Вот SOLA возьмется изучать LPT-порт, затем способ программирования порта, затем Win32 API и подходящий компилятор, затем у него загудит голова, и на этом все закончится. От геркона до информации в компьютере - длинная дистанция, а разных траекторий так много...
Не лучше ли попытаться охватить проблему широко, чтобы сразу определить вопросы, требующие детальной проработки? Документация по интерфейсу LX-200 даст представление о том, ЧТО необходимо реализовать, и даст примерное представление о том, КАК это сделать. В частности, лучше изучить COM-порт, чем LPT.

Вопрос уважаемому SOLA: это Ваше имя или аббревиатура? Просто я знаком с одним сокращением (Симферопольское Общество Любителей Астрономии), и мне интересно, как Вы связаны с ним. Если связаны - напишите, пожалуйста, на Naumov@luck.kiev.ua. Возможно, я знаком с Вами лично, или хотя бы наглядно.

Оффлайн Павел Бахтинов

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 111
    • Сообщения от Павел Бахтинов
    • Искусство астрофотографии
Уважаемый Naumov, я то как раз с Вами согласен, именно так и нужно действовать. Но для этого у человека должна быть достаточная квалификация, а по вопросам SOLA у меня такого впечатления не сложилось, да он и сам об этом писал. И что же делать человеку, если "охватить проблему широко" он пока не в состоянии? Несколько лет учиться? Или подождать, когда проблему решат другие? Я просто обратил внимание на более простой путь, хотя и дающий не столь всеобъемлющий результат, но, возможно, единственно приемлемый в данном случае. Решать же, что выбрать, безусловно, самому SOLA.

Кстати, я имел в виду простейшую программку под ДОС. Никаких Win32API на первом этапе! Тогда и LPT особо изучать не надо, проверяй соответствующий бит прямо в регистре порта, и все.

anovikov

1. Точность 0.5-1 градуса достигается с помощью обыкновенных градуированных кругов, без всяких буржуйских наворотов.
2. Она все равно бесполезна для наведения, поскольку в большинстве случаев поперечник поля зрения меньше и в окуляр ты ничего не увидишь.
3. Стоит подумать о том, чтобы сделать конфигурацию на основе следующего:
- Энкодеры из мышки (хотя меня этого просто плющит)
- Движки от флопа (которые головку двигают) или гораздо лучше (хотя скорее всего это сложно будет сделать) те движки, которые двигают головки в винтах, желательо взять какой-нибудь очень новый и дорогой винт. Ты легко сможешь купить сдохший винт в сервис-центре за $10-20, они все равно их выкидывают. Во всяком случае, раньше слышал что преподы покупали винты для поюза в качестве наглядных пособий буквально за бутылку водки. Дело в том, что с этими движками, если их удастся прикрутить, можно легко достигнуть характеристих LX200 и лучше по скорости и в то же время точности наведения, потому что они очень точные и безынерционные.
- Ну и конечно, большая бронзовая червячная пара, потому что если я начну утверждать, что можно обойтись без этой священной коровы, меня здесь разорвут :-)

Думаю, если есть желание экспериментировать, лучше попробовать вот так.

Кстати, энкодеры в таком варианте в общем не нужны, т.к. движки от винтов способны точно сместиться на заданное количество шагов. Единственное, для чего они нужны - для контроля люфтов и определения точности наведения.

Naumov

Лучше всего поискать старый (сломанный) 5-дюймовый дисковод. Оттуда используется шаговик 39мм, 200 или 400 шагов на оборот. Отдельно такой шаговик стоит 1-2 у.е., и это не есть редкость или дефицит. Можно даже использовать контроллер дисковода для управления шаговиком (меня лично коробит от такой идеи, но я видел сайты, посвященные этой теме, у людей все работает).

И, действительно, на первых порах можно обойтись без енкодера. Просто считаются количества шагов и оборотов, затем делятся на передаточное число черв. пары, и т.д... Собственно, поэтому и выгодно использовать именно шаговик (точное позиционирующее уст-во), а не любой другой движок.

anovikov

Можно, но в таком случае наведение будет очень тормозным (или неточным).

Оставим в покое вопрос о крутящем моменте на валу, а он у таких движков очень мал и это может стать проблемой. Рассмотрим только скорость.

seek у флопа - где-то 20мс, число дорожек - 80. Стало быть движок может делать 80x50 = 4000 шагов в секунду. Для шага в 1'' это будет 1.1° в секунду - не маловато ли?

Или ты имеешь в виду движок не от голов, а от собственно флопа (который дискету крутит)? Тогда ХЗ, а расскажи плиз о его характеристиках.

Оффлайн Павел Бахтинов

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 111
    • Сообщения от Павел Бахтинов
    • Искусство астрофотографии
Обсуждение незаметно съехало на "вечную" тему применения шаговых двигателей. Между тем, в первоначальном вопросе явно звучало, что двигатели и вообще вся механика уже имеется (может быть, речь вообще идет о профессиональной монтировке весом в пару тонн?). Мне кажется, прежде чем давать советы по шаговым двигателям (тем более взятым из "очень нового винта", где их вообще нет), надо бы дождаться реакции автора темы и выяснить, что же ему на самом деле нужно.

SOLA

Большое спасибо всем, кто откликнулся, правда немного сложновато разобраться в терминологии. Объясняю ситуацию: действительно, как заметил уважаемый Павел, монтировка профессиональная - АПШ-40, на ней стоит 540-мм кассегрен, есть ПЗС-ка, которая валялась у нас пять лет без дела (и валялась бы еще столько же, если не больше). Сия суть вещей очень меня возмутила, и, я собственно загорел всех (читайте, несколько человек из СОЛА) идеей автоматизации телескопа, причем так, чтобы как можно меньше вокруг него скакать. Для этого я весь сыр-бор и начал: что-то наваять в программном отношении мы сможем (просто как-то не приходилось никогда работать с портами), сделать руками - это вообще без проблем, так что все упирается в основном только в глубокое незнание этой священной  темы "автоматизация телескопа". Так, что если будут какие-нибудь ссылки, популярные доходчивые объяснения  и что-нибудь в этом же духе, то благодарность наша будут безмерна (во всяком случаек всегда будем рады видеть в гостях).
  И насчет энкодеров: это что за зверь такой?

Оффлайн Павел Бахтинов

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 111
    • Сообщения от Павел Бахтинов
    • Искусство астрофотографии
Энкодер - это датчик угла, преобразующий угол поворота своего входного вала в цифровой код (чаще - просто в количество импульсов, но с возможностью определения направления вращения). Энкодеры, выдающие несколько тысяч импульсов на оборот, можно ставить прямо на оси монтировки и наводиться по их показаниям, но они довольно дорогие. Энкодеры от мышки дают меньше сотни шагов на оборот, однако любители их часто используют в не слишком точных конструкциях (см., например http://lozko.h1.ru/astronomy/en_tal/en_tal.html ).

FBS

Блин, до сих пор не пойму, как вся эта мышиная система определяет направление вращения? Как это вообще возможно, в наличии ведь только колесико + 1 оптопара?  ???

Naumov

Ответ для FBS напрашивается сам собой. В мышке на каждом колесе ДВЕ оптопары! Просто они вмонтированы в один корпус.
Если не верите - посмотрите внимательно на участок платы, где вмонтирована эта "пара" - от нее идут две сигнальные линии.
А вообще-то вопрос не в тему. Мы тут пытаемся обсудить, насколько все эти енкодеры и прочие устройства нужны нашему любителю астрономии. Если окажется, что нужны - вот тогда и будем думать, что приспосабливать к телескопу - датчик угла или колесико от мышки.

FBS

2 Naumov: оффтопик, ясно дело. Но я так не могу.  ;)
Даже если две оптопары (точнее не "даже", а точно - не подумал я) - ничего это не решает. Все будет определяться первоначальным движением мыши - могу двинуть влево, а могу и вправо. Вот и получится - можем определять только факт изменения направления вращения, а само направление (влево-вправо) - нет.
Чую, пахнет сдвигом фаз...

Оффлайн Павел Бахтинов

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 111
    • Сообщения от Павел Бахтинов
    • Искусство астрофотографии
Точно, сдвиг фаз на 90 градусов. А иначе, зачем бы вообще могли понадобиться две оптопары?

FBS

Не все так просто. Сейчас открыл пару мышей.

Первая - китайская микрософт-мышь. Один светодиод (два вывода всего) и один приемник, но с тремя выводами, черный такой весь (скорее всего два приемника в одном корпусе).
Вторая - какая-то древняя крыса no name. Две оптопары по разные стороны колеса.

Так что сигнал может быть и один...

Оффлайн Павел Бахтинов

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 111
    • Сообщения от Павел Бахтинов
    • Искусство астрофотографии
А что не просто-то?
И в первом и во втором случае - два оптических канала, принцип действия этих двух конструкций совершенно одинаков.

Alexey_Smirn

Хочу и я поучаствовать в флейме.
1)Насчет поля зрения и точности позиционироания. Ну, я думаю, у такого инструмента обязательно есть еще одна а то и две трубки (искатели всякие там :D), у которых поле зрения приличное. Поставить на них относительно дешовую ПЗС (~1МПикселя) для задачь позиционирования не составит труда.
2)Что касается датчиков положеня/угла вращения/направления вращения. Были в свое время такие ламповые приемники, и у них был такой нехилый воздушный конденсатор в узле настройки. К нему прицепить цыфровой генератор и считывать частоту импульсов. По предидущему значению определять направление вращения. Тоже самое можно реализовать за чет индуктивностей.
И не нужно курочить мышей. У них еще колесико может проскальзывать...

;D

С уважением, Алексей.

Alexey_Smirn

В догонку!
А еще в природе бывают СЕЛЬСИНы - очень точные, обращаемые датчики позиционирования, которые часто применялись в радиолюбительской практике. Схема целиком аналоговая, однако, вполне может быть применена, как для задачь контроля позиционирования, так и для самого позиционирования вместо "двигателей от 5 дюймовых флопов".
Схемы конкретные могу нарыть в архиве журнала "Радио" (80е -90е годы).

 :P

Naumov

чесна гаваря, на такии рэплики даже атвичать не хочица.

Но все же отвечу.
1. "Всякие там искатели" никак не могут сообщить управляющей системе, куда именно направлен телескоп (выдать позицию в неких абсолютных координатах). Пусть там даже стоит ПЗС - ну и что?

2. Для визуального инструмента необходимо соблюдать абсолютную точность наведения не хуже 5 мин. дуги (это характерная величина для массовых американских GoTo-телескопов).
5 мин. дуги = 1 / 4320 окружности = 0,0002 от 360°.
Вопрос: обеспечит ли сцепка "нехилый воздушный конденсатор + цыфровой генератор" подобную точность, естественно, в широком диапазоне температур и влажностей?

3. Сельсин-датчики в природе действительно существуют, вот только заменяют ли они двигатель? Иными словами, способны ли они завращать червяк?

Alexey_Smirn


чесна гаваря, на такии рэплики даже атвичать не хочица.

;)


Но все же отвечу.
1. "Всякие там искатели" никак не могут сообщить управляющей системе, куда именно направлен телескоп (выдать позицию в неких абсолютных координатах). Пусть там даже стоит ПЗС - ну и что?

Имеется в виду соосный с основным телескопом искатель, часто, а во многих случаях и зачастую установленный на трубе основного телескопа. Соответственно, то место куда он смотрит и есть искомое место наведения основного телескопа. Поле зрения искателя на порядок больше чем у основного иструмента.


2. Для визуального инструмента необходимо соблюдать абсолютную точность наведения не хуже 5 мин. дуги (это характерная величина для массовых американских GoTo-телескопов).
5 мин. дуги = 1 / 4320 окружности = 0,0002 от 360°.
Вопрос: обеспечит ли сцепка "нехилый воздушный конденсатор + цыфровой генератор" подобную точность, естественно, в широком диапазоне температур и влажностей?

Этот вопрос решается достаточно просто. Термостабилизация - цепляется на конденсатор термистор, или иной другой аналоговый датчик температуры. Собственно координаты меряются методом сравнения двух соседних отчетов. При средней емкости такого конденсатора в десятки пикофарад можно создать схему, которая будет работать на частотах порядка 10МГц, что даст вполне приемлемую точность мгновенных отсчетов.
А по влажности. У Вас что, влажность меняется непосредственно в процессе позиционирования?

Дело в том, что такая схема взята не от балды. Она была реализована и успешно работала для позиционирования радиоантенны в радиолюбительской практике. Схему, опять же могу нарыть, если очень напрягусь.


3. Сельсин-датчики в природе действительно существуют, вот только заменяют ли они двигатель? Иными словами, способны ли они завращать червяк?

Сельсины - обращаемые датчики. Т.е. могут служить как источником информации о повороте, так и самим позиционирующим устройством. Обычно, в радиолюбительской практике применяется пара сельсинов - один дома, другой на антенне. Дома ты его покрутишь - антенна на крыше повернется на тот же угол. Естественно, необходим аналоговый усилитель сигнала (усилитель мощности) для того, чтобы такая схема работала.

Алексей.

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 015
  • Благодарностей: 72
    • Сообщения от Анатолий Волчков
    • Система моделирования поля зрения
Naumov: "..."Всякие там искатели" никак не могут сообщить управляющей системе, куда именно направлен телескоп (выдать позицию в неких абсолютных координатах). Пусть там даже стоит ПЗС - ну и что?"

Это утверждение неверно. В поле зрения ПЗС попадают звезды и прочие светила. Если обработать сигнал ПЗС программой, автоматически отождествляющей объекты, можно получить экваториальные координаты оптической оси. Так что принципиально это возможно.

Alexey_Smirn

Вот навскидку - ссылка по сельсинам и их использованию для позиционироания антенны.
Есть схемы. Я у себя еще пороюсь - может, найду еще чего-нибудь из старых (радиолюбительских) схем.

http://www.krasnodar.online.ru/hamradio/ss.htm

Вот еще достаточно полезная информация уже по конкретным отечественным деталям и специфкациям.

http://www.rk3awl.ru/techpart.php

Алексей.
« Последнее редактирование: 05 Мар 2002 [12:38:18] от Alexey_Smirn »

Оффлайн Павел Бахтинов

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 111
    • Сообщения от Павел Бахтинов
    • Искусство астрофотографии
1. Об искателе с ПЗС. Наверное, такое может, как заметил Анатолий, при наличии программы отождествления, работать в качестве системы наведения, заменяющей "обычные" угломерные датчики, но только здесь мы вместо "буржуйского наворота", от которого хотели уйти, получаем другой наворот, гораздо более навороченный :) . Другое дело, если бы нам не хватало точности "угломерного" наведения (гнутия, рефракция и т.п.), отождествление через ПЗС могло бы понадобиться в качестве дополнительной меры, а при средних точностях это просто нецелесообразно.

2. О конденсаторе в качестве датчика. Алексей, что Вы все-таки скажете по поводу оценки необходимой точности, данной Naumov'ым (1/4000 оборота)? Что-то я сомневаюсь, что любительские радиоантенны наводятся с такой точностью - все-таки диаграмма направленности у них пошире, чем у телескопа :) . Может, при очень значительных ухищрениях, с аналоговым датчиком и можно приблизиться к таким точностям, вот только, зачем? Цифровое (дискретное) решение (т.е. - энкодер) здесь будет проще и дешевле.

3. Сельсины тоже вряд ли нам помогут. В типовом включении они работают в паре и преобразуют угол поворота в угол же (только в другом месте), а не, к примеру, в цифровой код, как бы нам хотелось. Извлечь информацию об угле из передаваемых между сельсинами пары трехфазных напряжений теоретически возможно, но при требуемых точностях, совсем не просто.

Кстати, всякие угловые датчики некоторое время назад обсуждали здесь :
http://www.starlab.ru/cgi-bin/ubb/ultimatebb.cgi?ubb=get_topic&f=3&t=000116 (ближе к концу многостраничной темы).

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 015
  • Благодарностей: 72
    • Сообщения от Анатолий Волчков
    • Система моделирования поля зрения
Павел, речь о применении ПЗС в качестве датчика ориентации шла в принципиальном смысле: возможно или нет? Кстати, технически (программирование) это не так уж и сложно, если ПЗС уже стоит на телескопе и используется как фотоприемник. Объединение телескоп+ПЗС с "неквантованными" двигателями может дать интересный результат. Дело в том, что тут логика наведений переносится с электроники в программирование, что многим реализовать гораздо проще. Естественно, и тут много сложных проблем, но решаются они, в основном, средствами программирования.

Alexey_Smirn


1. Об искателе с ПЗС. Наверное, такое может, как заметил Анатолий, при наличии программы отождествления, работать в качестве системы наведения, заменяющей "обычные" угломерные датчики, но только здесь мы вместо "буржуйского наворота", от которого хотели уйти, получаем другой наворот, гораздо более навороченный :) . Другое дело, если бы нам не хватало точности "угломерного" наведения (гнутия, рефракция и т.п.), отождествление через ПЗС могло бы понадобиться в качестве дополнительной меры, а при средних точностях это просто нецелесообразно.

Искатель с ПЗС предназначен исключительно для уточнения положения телескопа. И, мне кажется, это единственный способ именно получить точные значения положения в абсолютных координатах. Т.к. иначе прийдется ставить датчики направления на север, угла наклона монтировки и пр.и пр. У Вас есть такие датчики (особенно те, что касаются направления на магнитный полюс)? Или Вы считаете, что соеринтировав монтировку вручную будете потом точно отсчитывать углы безо всякой обратной связи? ;D


2. О конденсаторе в качестве датчика. Алексей, что Вы все-таки скажете по поводу оценки необходимой точности, данной Naumov'ым (1/4000 оборота)? Что-то я сомневаюсь, что любительские радиоантенны наводятся с такой точностью - все-таки диаграмма направленности у них пошире, чем у телескопа :) . Может, при очень значительных ухищрениях, с аналоговым датчиком и можно приблизиться к таким точностям, вот только, зачем? Цифровое (дискретное) решение (т.е. - энкодер) здесь будет проще и дешевле.

А как на счет радиосеансов посредством отражения сигнала от поверхности Луны или того хуже - от метеорных следов? Можно прикинуть, какая нужна точность ведения, чтобы держать сеанс хотя бы десятки секунд.
Опять же, речь идет о системе с обратной связью. В радиолюбительской практике позиционирование уточнялось по максимуму сигнала. В астрономии - с помошью злополучного искателя с ПЗС.
;)

Пусть конденсатор имеет возможность поворачиваться на 180 градусов. При этом контур настроен так, что частота меняется в пределах от 10 до 15МГц.  Таким образом, для достижения точности 1/4000 оборота необходимо отслеживать изменения в частоте генерации в 2.5 КГц. Это достаточно большая величина. Слепая оценка говорит о том, что при достаточной термостабилизации биения частоты, наведенные внешними условиями не привысят в этом случае сотен Герц, что позволит имерять разницу в 2КГц весьма уверенно.
;)


3. Сельсины тоже вряд ли нам помогут. В типовом включении они работают в паре и преобразуют угол поворота в угол же (только в другом месте), а не, к примеру, в цифровой код, как бы нам хотелось. Извлечь информацию об угле из передаваемых между сельсинами пары трехфазных напряжений теоретически возможно, но при требуемых точностях, совсем не просто.

Кстати, всякие угловые датчики некоторое время назад обсуждали здесь :
http://www.starlab.ru/cgi-bin/ubb/ultimatebb.cgi?ubb=get_topic&f=3&t=000116 (ближе к концу многостраничной темы).
 
Что касается сельсинов, то они - продукты аналогового века. А мы с Вами живем в веке цифровом. Необходимо произвести расчеты и создать цифровую схему управления сельсином. В простейшем случае - это будут схемы, работающие по принципу биения частоты. Сельсин в таком случае может быть использован как высокоточный датчик угла поворота при любом двигателе, не обязательно шаговом.


С уважением, Алексей.

Оффлайн Павел Бахтинов

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 111
    • Сообщения от Павел Бахтинов
    • Искусство астрофотографии
Анатолию:

> Объединение телескоп+ПЗС с "неквантованными"
> двигателями может дать интересный результат. Дело
> в том, что тут логика наведений переносится с
> электроники в программирование...

В принципе, такой перенос акцента на программу можно только приветствовать, однако тут будут определенные трудности. Например, первое, что мне пришло в голову, это ограничения по скорости наведения. Здесь ведь нужно, чтобы в каждом кадре ПЗС присутствовало несколько звезд, для получения изображения которых экспозиция матрицы не может быть слишком короткой, а при длительной экспозиции и значительной скорости наведения звезды будут размазываться, и мы опять-таки не получим нужного проницания. Тут надо бы количественно посчитать, но есть большие сомнения, что удастся наводиться за приемлемое время, используя ПЗС в фокусе телескопа. Возможно, придется использовать другую, короткофокусную и светосильную оптику (и отдельную ПЗС) для наведения, а это снимает преимущество минимума аппаратуры. Хотя сама идея интересна, может, и найдется ниша, где ее применение будет эффективным.

Алексею:

> Искатель с ПЗС ... мне кажется, это
> единственный способ именно получить точные
> значения положения в абсолютных координатах. Т.к.
> иначе прийдется ставить датчики направления на
> север, угла наклона монтировки и пр.и пр... Или Вы считаете,
> что соеринтировав монтировку вручную будете потом
> точно отсчитывать углы безо всякой обратной связи?

Ориентировать приходится конечно вручную, чем же еще? :) Я, например, каждый раз перед фотосъемкой выставляю полярную ось с точностью порядка 1 угл.минуты, и никаких датчиков тут не надо, главное, чтобы звезды было видно (методики эти широко известны). Но это так, лирическое отступление...
На самом деле зарубежные ширпотребовские системы наведения, названные здесь "буржуйскими наворотами", для наведения с точностью порядка нескольких угл.минут, не требуют не только обратной связи, но и какой-либо особой ориентации осей монтировки. При любом положении монтировки, достаточно навестись на две (или три) известные звезды, "бортовой" микрокомпьютер просто запомнит их положение, после чего сможет наводиться на любые объекты с указанной точностью. Обратная связь через искатель потребуется, только если точность нужно еще повысить.

> Слепая оценка говорит о том, что при
> достаточной термостабилизации биения частоты,
> наведенные внешними условиями не привысят...

Возможно, Ваша оценка основана на опыте работы с приемником, стоящим на столе в комнате, а условия ночных наблюдений гораздо более жесткие. Про температуру и влажность здесь уже писали, можно добавить еще всякие механические воздействия. Возможных мешающих факторов - масса, наверняка будет еще и нелинейность характеристики (значит - нужна индивидуальная калибровка), поэтому непонятно, чем это лучше энкодера, пусть даже и самодельного.

> Что касается сельсинов, то они - продукты
> аналогового века. А мы с Вами живем в веке
> цифровом. Необходимо произвести расчеты и создать
> цифровую схему управления сельсином.

Ну так сделайте расчеты и предложите схему, или хотя бы принцип действия, тогда и обсудим.

Хочу разъяснить (никому не навязывая) свой подход к подобным вещам - он чисто инженерный. У каждой задачи есть некоторый набор типовых решений, которые стали типовыми не просто так, а в результате накопления разработчиками определенного опыта. Если предлагается что-то оригинальное, неплохо бы объяснить, чем новое решение лучше типового (хотя бы в принципе). Поэтому в данном случае я - за "буржуйские навороты", которые, по сравнению с тем, что здесь в последнее время предлагается, и не навороты вовсе, а наиболее простой и естественный подход.

Naumov

/ Ух, горячая дискуссия пошла! /

Давайте посмотрим на проблему "буржуйских наворотов" с другой, технологической, стороны.
Кто согласится ставить воздушный конденсатор, термистор, генератор 10 МГц и прочее в серийную монтировку?
Или же кто согласится комплектовать автоматическую монтировку ПЗС-камерой, искателем  и небольшим компьютером (с каталогом Tycho, естественно) для наведения?
Мне кажется, если эти решения и осуществимы принципиально, то они во всяком случае не-технологичны. То-есть возможно создать один образец, но нереально запустить это в серию.

Допустим, америкосы - умные инженеры. Неужели они не додумались бы поставить на свои телескопы воздушные конденсаторы? Уверен, додумались бы и поставили, если бы это было выгодно и удобно. А выгодно оказалось поставить простые моторы и датчики, подцепив их на сильный микропроцессор и взвалив всю вычислительную работу на него.
Программировать микропроцессор быстрее, проще и выгоднее, чем делать то же самое из дискретных элементов. В конце концов, он на порядки более функционален. Но при одном условии: микропроцессор работает с "цифрой". Цифра, в отличие от аналогового сигнала, не боится ни температуры, ни влажности, ни всяких других бед. (возможно, последнее утверждение спорно, но НЕ БУДЕМ ВЫХОДИТЬ ЗА РАМКИ ТЕМЫ)

И последнее. У нас есть задача: сделать автоматическую монтировку, которая будет наводиться на объект и держать его в поле зрения. Желательно - чтобы эта штука была не слишком дорогой, но надежной.
То, что она нужна, я лично уже понял. Никак не уйти от буржуйских наворотов...

Alexey_Smirn

Господа! Мы, кажется, отклонились от первоначальной темы. Я позволю себе процитировать, чего хотел автор этого флейма:


Господа, возник очень острый вопрос: можно ли управлять достаточно точно (в пределах 0,5-1 градуса) грубым наведением телескопа с помощью компьютера, то есть, допустим, что имеются идеальные условия: два мотора грубого наведения, нет прогибов трубы, часовой механизм ведет достаточно точно, напряжение стабилизировано. Если мы возьмем и запомним в компьютере за какое время совершается один оборот телескопа вокруг каждой из осей, а потом  загоняем координаты объекта, он повернется на нужные углы по обеим осям, запомнит их, а потом при наведении на новый объект учтет это. Вопрос спецам: в принципе реально ли такое извращение? И если да, то каким образом можно учесть инерцию двигателей? (Спрашиваю потому, что пока по разным причинам буржуйские штучки недоступны)


С точки зрения запросов автора ему одинаково подходят обе схемы, предложенные мной.

Для "грубого наведения с точностью 0.5 - 1 градуса" не потребуется ПЗС на искатель и доп. программы.

Схема с конденсатором, кстати, в реализованной схеме помещенным в закрытый корпус для борьбы с перепадами влажности и внешними наводками в этом случае потребует точности измерений в пределах 20КГц, что гораздо выше (на порядки) возможных флуктуаций частоты.

Схема с сельсинами (а вариант с цифровы управлением оными я обязательно найду и выложу куда-нибудь) может дать гораздо большую точность грубой наводки.

С уважением, и прошу прощения за инициализацию флейма.

Алексей.

Alexey_Smirn

;)

Давайте посмотрим на проблему "буржуйских наворотов" с другой, технологической, стороны.
Кто согласится ставить воздушный конденсатор, термистор, генератор 10 МГц и прочее в серийную монтировку?
Или же кто согласится комплектовать автоматическую монтировку ПЗС-камерой, искателем  и небольшим компьютером (с каталогом Tycho, естественно) для наведения?
Мне кажется, если эти решения и осуществимы принципиально, то они во всяком случае не-технологичны. То-есть возможно создать один образец, но нереально запустить это в серию.

Схема с конденсатором(кстати, работающая), как и с другим датчиком, преобразующим поворот в некие сигналы как раз и является цифровой схемой. И реализована была как цифровая (управлялась она небольшим "компьютером" на базе К580ИК80). Господи, знал бы я в 89, что мне потребуется сохранить все исх. данные до 2002 года! Тогда бы я был во всеоружии... Но это - сослагательное наколнение. :)



Допустим, америкосы - умные инженеры. Неужели они не додумались бы поставить на свои телескопы воздушные конденсаторы? Уверен, додумались бы и поставили, если бы это было выгодно и удобно. А выгодно оказалось поставить простые моторы и датчики, подцепив их на сильный микропроцессор и взвалив всю вычислительную работу на него.
Программировать микропроцессор быстрее, проще и выгоднее, чем делать то же самое из дискретных элементов. В конце концов, он на порядки более функционален. Но при одном условии: микропроцессор работает с "цифрой". Цифра, в отличие от аналогового сигнала, не боится ни температуры, ни влажности, ни всяких других бед. (возможно, последнее утверждение спорно, но НЕ БУДЕМ ВЫХОДИТЬ ЗА РАМКИ ТЕМЫ)

И последнее. У нас есть задача: сделать автоматическую монтировку, которая будет наводиться на объект и держать его в поле зрения. Желательно - чтобы эта штука была не слишком дорогой, но надежной.
То, что она нужна, я лично уже понял. Никак не уйти от буржуйских наворотов...

Вопрос ставится (с моей точки зрения) так:
Как малыми деньгами и небольшими усилиями сделать автоматический телескоп, который самостоятельно выполнял бы задачи ориентации и ведения.

Чисто для себя я решил воплощать эту проблему таким образом:
1)На телескоп ставиться светоситьный искатель с ПЗС матрицей, выдранной из WEB-камеры. Он выполняет задачи распознавания звезд, которые видит и отвечает за ведение.
2)Сам телескоп оснащается или шаговыми двигателями (в этом случае обратная связь не так нужна) или комплектом простых двигателей с элементами контроля за углом поворота. Датчики угла поворота могут быть любые, но, мне кажется, лучше подойдут аналоговые датчики с преобразованием их сигнала в цифру.

По своей работе и по диплому, который я защищал в Универе (Харьковском) задачи распознавания звезд, привязки их к каталогам и последующее ведение реализовать я смогу.
По второй задаче есть опыт радиолюбительства + некие навыки работы с цифровой техникой.

И американские инженеры тут не причем. Они, эти инженеры, сплошь и рядом гонят лажу, для которой мы потом выдумывает некие успокаивающие нас коэфициенты типа соотношение цена/производительность, цена/качество и т.д.

Такие дела.

Алексей.

;D

Naumov

Прошу прощения, но мне показалось, что мы загрузили бедного SOLA. Он даже на связь не выходит, не пишет ни сюда, ни на почту.

Было бы неплохо услышать его мнение о всем вышесказанном.

Оффлайн Павел Бахтинов

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 111
    • Сообщения от Павел Бахтинов
    • Искусство астрофотографии
"Бедный SOLA", наверное, уже сделал самый первый вариант с герконом и спокойно наблюдает. Если бы у меня в Крыму стоял полуметровый аппарат, я бы тоже на связь не выходил :)

Naumov

для Alexey_Smirn:
Давайте обсудим искатель с ПЗС. Куда включать камеру? Я вижу одно решение - в компьютер, имеющий параллельный (последовательный) порт для связи с камерой. Тогда на жестком диске хранятся звезды, а управляющая программа принимает изображения от камеры и выдает команды двигателям на второй порт.
Вопрос: с какой частотой поступают кадры от камеры? Ответ: в зависимости от типа, размера матрицы и "битности" кадра; думаю, в пределах 0,1 .. 10 сек/кадр.
Вопрос: хватит ли этой кадровой частоты, чтобы система наведения/гидирования успевала гидировать? Я уж не говорю о том, что в это время программа задумается при виде артефакта (спутник пролетел в поле зрения), а жесткий диск компьютера будет трещать по каталогу звезд в поисках нужной окрестности... (ладно, загрузим весь каталог в память, если ее хватит; артефакты исключим из рассмотрения)
Кстати, на всем небе около 250000 звезд до 8 зв.величины, и около 1000000 до 11 зв.величины. Хотя, для данной местности не все из них будут использованы. Думаю, около 70%.

Не вспоминая про свое негативное отношение к параметру "цена-качество" скажите: сколько будет стоить такой искатель? В полном комплекте (искатель, ПЗС, компьютер, может быть монитор)?

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 015
  • Благодарностей: 72
    • Сообщения от Анатолий Волчков
    • Система моделирования поля зрения
"Я уж не говорю о том, что в это время программа задумается при виде артефакта (спутник пролетел в поле зрения), а жесткий диск компьютера будет трещать по каталогу звезд в поисках нужной окрестности... (ладно, загрузим весь каталог в память, если ее хватит; артефакты исключим из рассмотрения)"

Диск будет "трещать", если программа составлена безграмотно. При нормальном программировании никаких тресков не будет и память загружать всем каталогом не требуется. Все это решается довольно просто.

Артефакты можно частично отсеивать на стадии обработки сигнала ПЗС. Кстати, алгоритм можно построить так, что обработка первого кадра займет заметное время (например, 1 сек), а последующие кадры будут обрабатываться гораздо быстрее. Все это решаемо методами надлежащей организации данных и алгоритма обработки.

Кроме того, никто не запрещает нам накапливать данные о предыдущих сеансах работы и использовать динамические характеристики системы для организации гидирования.

В общем было бы желание, а программу можно сделать очень "умной" и не задумчивой.

О затратах на компьютер. А как иначе можно использовать ПЗС? Компьютер при ПЗС итак необходим.

Naumov

Анатолий гл. модератор, пожалуйста, ознакомьтесь с содержанием дискуссии! Речь идет не о получении картинок с ПЗС, а об использовании ПЗС для наведения на объект и гидирования. О том, что ПЗС без компьютера не работает, можно (и нужно) поговорить в другом топике. А программа, составленная безграмотно, вообще работать не будет - заявляю как проф. программист. Уже делавший подобные вещи.

Alexey_Smirn


для Alexey_Smirn:
Давайте обсудим искатель с ПЗС. Куда включать камеру? Я вижу одно решение - в компьютер, имеющий параллельный (последовательный) порт для связи с камерой. Тогда на жестком диске хранятся звезды, а управляющая программа принимает изображения от камеры и выдает команды двигателям на второй порт.

Если речь вести о WEB-камере, то включать ее следует в USB. Это правильнее, так как поток от камеры идет очень приличный - в режиме 320х200х2байта на точку получаем на один кадр 125КБайт(1000КБит). Скорее всего последовательный и параллельный  порты загнутся.


Вопрос: с какой частотой поступают кадры от камеры? Ответ: в зависимости от типа, размера матрицы и "битности" кадра; думаю, в пределах 0,1 .. 10 сек/кадр.

От WEB-камеры сигнал поступает с чатотой порядка 10-15 кадров в секунду при разрешении 320х200 и порядка 2-3 кадров в секунду при режиме 640х400. Разрешение 640х400 - более приемлемое.


Вопрос: хватит ли этой кадровой частоты, чтобы система наведения/гидирования успевала гидировать? Я уж не говорю о том, что в это время программа задумается при виде артефакта (спутник пролетел в поле зрения), а жесткий диск компьютера будет трещать по каталогу звезд в поисках нужной окрестности... (ладно, загрузим весь каталог в память, если ее хватит; артефакты исключим из рассмотрения)

Нагрузка на систему наведения, связанная с распознаванием и отождествелнием звезд максимальна в первый момент наведения. Т.е. система приняла первый кадр, нашла на нем звезды -  и тут начинается работа алгоритма поиска подходящих звезд в базе данных. Эту работу можно существенно сократить, если с клавиатуры грубо указать область, куда смотрит искатель (с точностью ~10градусов).
Дальше, когда система знает свои координаты - работа с базой данных - каталогом звезд небольшая. Т.е., работают только алгоритмы уточнения положения телескопа, а предварительное отождествление звезд выполняется за счет известных заранее углов поворота системы по обоим координатам. Т.е., система заранее занет, что она видит, просто исправляет ошибку. то же само касается процесса гидирования. Для того, чтобы держать нужный объект "на перекрестье" вообще не надо обращаться к звездному каталогу, согласитесь.
Что касается пролетевших в поле зрения артефактов, то для процесса гидирования и вторичного позиционирования, таким образом, это никак не вредит. А что до первичного позиционирования, то можно предусмотреть случай, когда если система на смогла отождествить звезды, выполняется еще один снимок, и процесс отождествления повторяется. После пяти раз ;) система запрашивает оператора "в своем ли он уме?" Оператор указывает системе ее истинное место (т.е., еще более уточняет координаты)


Кстати, на всем небе около 250000 звезд до 8 зв.величины, и около 1000000 до 11 зв.величины. Хотя, для данной местности не все из них будут использованы. Думаю, около 70%.

Поле зрения гида(искателя) - величина в районе 3-5 градусов. Сколько звезд до 8 зв. величины увидит такой искатель в своем поле зрения?


Не вспоминая про свое негативное отношение к параметру "цена-качество" скажите: сколько будет стоить такой искатель? В полном комплекте (искатель, ПЗС, компьютер, может быть монитор)?

Про компьютер и монитор - у меня пока что нет телескопа, но компьютер и монитор уже есть, так что в стоимость конечного изделия они не войдут ;D
Другое дело - полевые наблюдения. Тут не обойтись без лаптопа, а еще стоит прихватить нахилый источник питания (не только для компьютера, нужно ведь чем-то моторы крутить)
Про искатель - он, мне кажется, нужен и в случае, если ПЗС не ставить. Или наводиться с помощью прицела? ;) Опять же про искатель. На Лыткаринском заводе делают кучу объективов. Можно купить объектив класса МТО-1000 (ЗМ-5СА - http://www.lzos.ru/tovnp/lences/zm5sa/zm5rus.htm - порядка 50 долларов), а можно порытся на барахолках. А вот там есть еще объектив (для фотоувиличителя) - Индустар 100У - фокусное расстояние 110мм, цена порядка 500 рублей ( http://www.lzos.ru/tovnp/lences/in100u/i100urus.htm ). Я думаю, его можно использовать в качестве искателя (осветителя ПЗС ;) )
Про ПЗС - ну тут сильно сказано. Это в общем-то не ПЗС. Если повезет, можно достать (лучше, конечно, безплатно) какую-нибудь WEB-камеру. Коли не повезет - на рынке (в смысле, на базаре) полным полно т.н. телеглазков, т.е. дверных глазков и небольшой ПЗСкой. У нее выход - видеосигнал. Вот его нужно будет заводить на видеовход (есть во многих современных видеокартах и почти во всех лаптопах). У меня видеовход дома на компьютере есть.

Такие дела,

Алексей.

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 015
  • Благодарностей: 72
    • Сообщения от Анатолий Волчков
    • Система моделирования поля зрения
"Речь идет не о получении картинок с ПЗС, а об использовании ПЗС для наведения на объект и гидирования."

Это как? Гидировать с помощью ПЗС не получая картинок? Что Вы имеете в виду под словом "картинка"? Изображение звезды является "картинкой"?

Отождествить объекты в поле зрения невозможно без получения картинки распределения изображений.

О грамотности программы я написал потому, что Вы упомянули про "треск" винчестера. Трещать может лишь безграмотно составленная программа, даже если она и будет выполнять поставленную задачу. Безграмотность может быть не только в реализации формул, но и в организации данных. И загружать каталог из десятков тысяч звезд в память при хорошем программировании не требуется.


Alexey_Smirn

Похоже, господин Модератор,  :D радикально отвадил господина Naumov'а и указанный пользователь потерял всяческий интерес к теме.

А жаль. Правда, было интересно.

Может быть, только мне?
:P

Naumov

Да нет, это вряд ли входит в задачи уважаемого модератора - отваживать людей от собственного форума! Интерес я не потерял, просто временно отвлекся.

Так вот, про ПЗС. Я, когда говорил о картинках, имел в виду получение полноразмерных изображений объектов неба для ИЗУЧЕНИЯ, не для гидирования. Иными словами, я предпочитаю использовать ПЗС именно для получения изображений.
Дело в том, что у меня есть доступ к камере SBIG ST-7 на 70-см телескопе (1:4, в прямом фокусе). Вот это - ПЗС! А устройства типа WEB-камер или оптических мышей, а также всяческих глазков я называю ПЗС (хотя все это, конечно, подпадает под определение "прибора с зарядовой связью").
Надеюсь, неточность с термином устранена.

На нашем 70-см телескопе есть проблема с наведением. Там установлены неплохие отсчетные круги; есть двигатели наведения и коррекции. Так вот, приходится смотреть на круги и наводиться по ним. Если бы не было кругов, пришлось бы наводиться в искатель/гид, хотя это менее удобно.
В вопросе автоматизации наведения мы выработали решение - подвесить две телекамеры (типа видеоглазка, чувствительность не ниже 0.2 лк) на круги и направить изображение в компьютер. До мысли поставить телекамеру в фокус искателя мы тоже доползали, но после экспериментов отвергли ее напрочь. Почему? Потому что при отверстии объектива искателя 1:8 едва удавалось засечь звезду 4 величины, да и то при минимальном контрасте...
Вы скажете, что можно найти объектив 1:2 и/или более чувствительную матрицу, но я считаю, что это - не принципиально. Ведь приходится фотографировать галактики 13-15 величины, или кометы аналогичного блеска, и никакая телекамера не справится с этой задачей. (снова-таки, никто не согласится вешать ее в прямой фокус телескопа - там и так много чего висит.)

Отсюда выводы. Задача наведения и задача гидирования - принципиально разные задачи. Их надо разделять и на программном, и на "железном" уровне.
В наведении можно достичь точности 2-3’ и успокоиться, в гидировании нужна точность выше 1”.
В качестве реперов для наведения телескопа хватит 2-3 ярких звезд для одной калибровки (а если монтировка стационарная и прочная, то эта процедура делается раз и надолго), выбрать эти звезды можно из каталога ярчайших звезд (а их менее 100).

Alexey_Smirn

Господин Naumov!
 Посмотрите, пожалуйста, сюда:
http://www.astrosurf.com/audine/English/index0.htm

Этот парень на свои деньги сделал неплохой инструмент с ПЗС, характеристики которого весьма впечатляют.
Причем саму ПЗС (как отдельную микросхему) он купил и все остальное собрал сам. И привел все схемы, ну просто абсолютно все, чтобы любой мог повторить проделанное им.

У него ПЗС что-то типа 700х600 точек, но интерполяция удваивает разрешение по каждой из координат.

В общем, если Вы еще не посещали эту страницу, мне кажется, это будет Вам интересно, это интересно.

Мы с Вами, возможно, говорили о разных вещах. Одно дело - готовый телескоп, тем более, такой солидный инструмент, как 70см. Тут многое не переделаешь. Другое дело - домашний инструмент, особенно еще находящийся на этапе конструирования и сборки ("нулевой цикл") ;D
Что касается гида-искателя с ПЗС - я (для себя лично) предпочел бы видеть в роли этого гида объектив класса МТО (я писал в предидущих постингах). Вот пошарился по фотографическим магазинам. Нашел подходящий объектив по цене ~1200 рублей. Мне кажется, возвращаясь к вопросу стоимости устройства наведения, это не большая цена.
Да и, согласитесь, 4я зв. величина - совсем не плохо, если поле зрения составляет порядка 5 градусов. Мне кажется, что с вероятностью 80-90% такая звезда в таком поле зрения найдется. А при использовании компьютерного ведения вовсе не обязательно (при учете всех искажений, вносимых атмосферой и объективом) искать звезду для ведения в непосредственной близости от наблюдаемого объекта 13зв. величины. Опорная звезда пусть будет хоть в центре поля зрения искателя, хоть на краю - разница небольшая.

С уважением, Алексей.
« Последнее редактирование: 14 Мар 2002 [19:15:32] от Alexey_Smirn »

Alexey_Smirn

Вот еще - как раз информацио об использовании именно WEb-камеры в паре с телескопом:

http://hea.iki.rssi.ru/~yas/qcvc.htm

Там приведены фотографии, полученные с ее помощью. Конечно, не фонтан, но не чуть не хуже, чем "фотографирование объектов неподвижным телескопом через форточку", что живо обсуждалось на нашем форуме.
У автора проекта можно поинтересоваться, какую минимальную зв. величину удавалось наблюдать.

С уважением, Алексей.

Оффлайн Павел Бахтинов

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 111
    • Сообщения от Павел Бахтинов
    • Искусство астрофотографии
>До мысли поставить телекамеру в фокус искателя мы
>тоже доползали, но ... при отверстии
>объектива искателя 1:8 едва удавалось засечь
>звезду 4 величины...

Ну, не знаю... Я тоже пробовал такое с камерой от видеоглазка (писал об этом недавно в соседнем форуме), у меня получилось 7-8m с объективом D=70мм (ЗРТ-457). Кстати, предельная зв.величина в данном случае зависит (в первом приближении) именно от диаметра объектива, а не от относительного отверстия.

>Посмотрите, пожалуйста, сюда:
>http://www.astrosurf.com/audine/English/index0.htm
>Этот парень на свои деньги сделал неплохой
>инструмент с ПЗС...

Не понял логики. Проект Audine - известная разработка, но это именно "съемочная" камера, никакого отношения к наведению-гидированию не имеет. К переделыванию веб-камер для астрофото, кстати, тоже (там и матрица "научного" типа, ни в какой бытовой технике не применяемая).

>Что касается гида-искателя с ПЗС - я (для себя
>лично) предпочел бы видеть в роли этого гида
>объектив класса МТО...

Алексей, Вы что, в самом деле собираетесь использовать одну и ту же оптику и для гидирования и для наведения? Если так, то это неверно, полностью согласен в этом с Naumov'ым, требования к гиду и искателю принципиально различные. Наоборот, часто используют для гидирования оптику основного телескопа (так называемый внеосевой гид), но никогда не совмещают гид и искатель.

Вообще, автогиды на ПЗС давно известны (в том числе производятся за рубежом для любителей), особых принципиальных проблем тут нет. Быстродействия и чувствительности хватает, никакого отождествления с каталогом, разумеется, не нужно, и вообще, обычно используется не компьютер, а встроенный микропроцессор. Более того, задача гидирования с ПЗС может быть решена вообще без процессора (соответственно, без оцифровки и анализа "картинки"), путем прямого стробирования и аналоговой обработки телевизионного видеосигнала (другой вопрос, оправдано ли такое решение при современном развитии микропроцессоров).

С наведением сложнее. Любительских (или ориентированных на любителей) проектов такого рода (именно с автоотождествлением) лично я не встречал. В отличие от гидирования, где звезда перемещается медленно, при наведении возникает проблема недостаточной эффективной экспозиции пикселей матрицы, по которым изображение звезды "пробегает" довольно быстро. Мои прикидки показали, что даже если использовать короткофокусную оптику (скажем F=100мм, F/D=2), скорость наведения вряд ли превысит 1гр./с, что мало для GOTO. Придется либо каждый раз останавливать наведение, чтобы получить очередной снимок для отождествления, либо наводиться с применением обычных энкодеров, а искатель использовать лишь на завершающем этапе, для уточнения положения. Все это, а также необходимость наличия компьютера с большим каталогом, делает систему весьма громоздкой, а область ее применения - довольно узкой (по крайней мере, для любителей).


Alexey_Smirn

Цитата
Ну, не знаю... Я тоже пробовал такое с камерой от видеоглазка (писал об этом недавно в соседнем форуме), у меня получилось 7-8m с объективом D=70мм (ЗРТ-457). Кстати, предельная зв.величина в данном случае зависит (в первом приближении) именно от диаметра объектива, а не от относительного отверстия.
А скажите, какое у Вас получилось при этом поле зрения? Т.е., как Вы согласовывали глазок и объектив? Снимали ли оптику с глазка?

Цитата
Не понял логики. Проект Audine - известная разработка, но это именно "съемочная" камера, никакого отношения к наведению-гидированию не имеет.
Данный пример был приведен как вариант использования более низкоуровневых комплектующих, что-ли. Т.е., если "глазки" в каком-то смысле вызвают идиосинкразию, то никто не мешает по готовым схемам сделать более высокочувствительный и более качественный приемник.

Цитата
К переделыванию веб-камер для астрофото, кстати, тоже (там и матрица "научного" типа, ни в какой бытовой технике не применяемая).
Простите, не понял Вас. В приведенной второй ссылке была использована простая WEB-камера с интерфейсом на USB, кажется. По крайней мере, на фотографии она смотриться как совершенно обычная, что-то типа Genius или Logitech.
 
Цитата
Алексей, Вы что, в самом деле собираетесь использовать одну и ту же оптику и для гидирования и для наведения? Если так, то это неверно, полностью согласен в этом с Naumov'ым, требования к гиду и искателю принципиально различные. Наоборот, часто используют для гидирования оптику основного телескопа (так называемый внеосевой гид), но никогда не совмещают гид и искатель.
Дело в том, что я хотел бы построить для себя инструмент с хорошей аппертурой, но не обязательно широкоугольный. Т.е., меня интересуют в первую очередь планеты, астероиды, спутники и т.д.

Таким образом, более широкоугольный гид (если хотите, можно называть его доп. телескопом) по моей задумке, может выполнять 2 цели - создавать изображения гораздо больших, чем основной телескоп, участков неба и с помощью этих картинок участков неба будет выполняться задачи позиционирования и ведения.

Согласитесь, позиционированием, отождествлением и ведением занимается компьютер. И ему все равно, откуда получено изображение ;)

Цитата
Вообще, автогиды на ПЗС давно известны (в том числе производятся за рубежом для любителей), особых принципиальных проблем тут нет. Быстродействия и чувствительности хватает, никакого отождествления с каталогом, разумеется, не нужно, и вообще, обычно используется не компьютер, а встроенный микропроцессор. Более того, задача гидирования с ПЗС может быть решена вообще без процессора (соответственно, без оцифровки и анализа "картинки"), путем прямого стробирования и аналоговой обработки телевизионного видеосигнала (другой вопрос, оправдано ли такое решение при современном развитии микропроцессоров).
Я совершенно не оспариваю такую позицию. Другое дело,мне, как программисту, легче все задачи переложить на программный уровень, чем строить ускоспециализированный микропроцессорный контроллер.

Цитата
С наведением сложнее. Любительских (или ориентированных на любителей) проектов такого рода (именно с автоотождествлением) лично я не встречал. В отличие от гидирования, где звезда перемещается медленно, при наведении возникает проблема недостаточной эффективной экспозиции пикселей матрицы, по которым изображение звезды "пробегает" довольно быстро. Мои прикидки показали, что даже если использовать короткофокусную оптику (скажем F=100мм, F/D=2), скорость наведения вряд ли превысит 1гр./с, что мало для GOTO. Придется либо каждый раз останавливать наведение, чтобы получить очередной снимок для отождествления, либо наводиться с применением обычных энкодеров, а искатель использовать лишь на завершающем этапе, для уточнения положения. Все это, а также необходимость наличия компьютера с большим каталогом, делает систему весьма громоздкой, а область ее применения - довольно узкой (по крайней мере, для любителей).

Если Вы посмотрите предидущие постинги, то я там писал о том, что основная вычислительная нагрузка на програмы наведения и позиционирования ложиться на самом первом этапе, когда нужно выполнять отождествление звезд. На последующих этапах, будь то этап ведения или перепозиционирования, никакого отождествления выполнять не надо. Все объекты в кадре уже отождествлены, их положения расчитаны наперед, известны их взаимные скорости, если хотите. И положения перекрестья определяется автоматически. Гид с ПЗС служит только элементом обратной связи.

Таким образом, после однократного (или кратного) этапа отождествления своего положения копьютер выполняет заданный поворот при перепозиционировании без обработки информации с ПЗС. Т.е., с максимальной скоростью, которую ему позоляют его моторы. ПЗС включается после запершения перепозиционирования, для того, чтобы выснить ошибку позиционирования и уточнить положение. Так что будет это работать гораздо быстрее, чем получается по Вашим прикидкам.


Вы пишите про компьютер с огромными базами данных как о чем-то тяжелом и неподъемном. На самом деле всех баз данных то надо немного. Современные ноутбуки имеют диски  >>1.5ГБайт и  этот объем более чем достаточен и для самих програм и для баз данных и на результаты оцифровки изображения места хватит. :D

Дело все в том, что в случае выполнения всех процедур (позиционирования, ориентации и ведения) на пограммном уровне как раз существенно должна упроститься именно конструкция монтировки. Т.е., там остануться только шаговые двигатели и элементы их управления (преобразователи интерфейса в USB, например). И никаких микроконтроллеров! Сама монтровка, таким образом, станет проще, дешевле и доступней любителю, если не для сборки, то для покупки.

Другое дело, что ПЗС нынче дорог....

С уважением, Алексей.
« Последнее редактирование: 15 Мар 2002 [17:57:19] от Alexey_Smirn »

anovikov

Я когда-то пробовал написать подобную вещь, кстати, отождествления объектов "на лету" не нужно.

Если у кого есть мысли по поводу реализации этой мути, напишите на мыло anovikov@belti.ru.

anovikov

Понимаете, сделать автогид/систему позиционирования из дешевой монтировки все равно вряд ли получится, потому что:

- Она и коррекции выдает с люфтами и довольно грубо, так что гид скорее всего будет работать хреново, хотя для позиционирования все будет OK.
- ПЗС-камера, которая будет там использоваться, будет несколько дороговата и по крайней мере сравнима со стоимостью монтировки.
- Стоимость этой проги, учитывая узость рынка (думаю рассчитывать примерно более 1000 копий даже на всем мировом рынке врял ли придется), будет высока. Она будет уж точно сравнима со стоимостью монтировки, и потребует винта со здоровым каталогом (правда компакты с USNO можно заказать в Штатах за $100) или толстого интернета для доступа к нему в онлайне. Думаю, меньше чем за $300 за копию для конечного покупателя и смысла нет.

Так что реальное применение этой системы - для достаточно качественных монтировок, но
- очень ленивых юзеров, которым лень выставлять монтировку по двум звездам
- извращенцев, которые не умеют нормально сбалансировать монтировку
- монтировок без PEC/PPEC, или когда лень его "учить"

Ну и конечно, точность наведения тут будет очень большой, куда лучше чем даже заявленные 2'' у LX200 и LXD650/750.

Оффлайн Анатолий Волчков

  • Почетный участник Астрофорума
  • *****
  • Сообщений: 2 015
  • Благодарностей: 72
    • Сообщения от Анатолий Волчков
    • Система моделирования поля зрения
anovikov:

"Она и коррекции выдает с люфтами и довольно грубо, так что гид скорее всего будет работать хреново, хотя для позиционирования все будет OK."

С люфтами бороться научились в незапамятные времена: винт всегда должен работать "на ввинчивание". В данном примере можно установить скорость движения вокруг полярной оси несколько меньше требуемой и корректировать всегда "на ввинчивание", вот и не будет проблемы люфтов.

" ...(правда компакты с USNO можно заказать в Штатах за $100) или толстого интернета для доступа к нему в онлайне."

Для гидирования нельзя использовать звезды 20-22 величины, скорее всего в большинстве случаев нужны звезды не слабее 12-14 величины, иначе света не хватит. Урезанный вариант USNO-A2 (все звезды до 16.3) доступен бесплатно на нашем сайте http://www.simfov.ru/catalogs/ Там же есть и более точные данные, правда с меньшим количеством звезд: Каталог ASC (Amateur Star Catalog - Звездный Каталог Любителя) - сводный каталог звезд, имеющих определения собственных движений. Содержит 4.4 млн. звезд в среднем до 12 величины. Так что тратить средства на приобретение каталогов не нужно.

Есть и преимущество такой системы - оперативность определения положений объекта на небе. При обычной работе необходима последующая обработка изображений с целью отождествления звезд и вычисления координат объекта. В данном же случае в процессе наблюдения можно "мгновенно" получать координаты, причем можно заканчивать наблюдение объекта, когда достигнута достаточная точность координат. Так что в некоторых случаях, например при отыскании новых (не каталожных) объектов, такая система не имеет конкурентов. Кстати, получив координаты объекта, можно сразу же, пока телескоп еще ведет объект, проверить по базе данных, известен ли уже такой астероид или комета и следует ли продолжать слежение за объектом, или можно искать новый.

Так что такая система может быть не так уж и бесполезна.

Оффлайн Павел Бахтинов

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 111
    • Сообщения от Павел Бахтинов
    • Искусство астрофотографии
>Так что такая система может быть не так уж и бесполезна.

Анатолий, полностью с Вами согласен, небесполезна. Написав, что ее "область применения - довольна узкая", я имел в виду, что такая система не может быть альтернативой компактным системам наведения (вроде "Магеллана" или "Автостара") для небольших переносных любительских монтировок. Что касается серьезных стационарных инструментов - вполне возможно, такой "компьютеризованный искатель" окажется достаточно эффективным.

Теперь отвечаю по пунктам Алексею.

>А скажите, какое у Вас получилось при этом поле зрения? Т.е., как Вы
>согласовывали глазок и объектив? Снимали ли оптику с глазка?

Снимал, разумеется. Матрица - в прямом фокусе объектива ЗРТ-457 (F около 0,5 м). Поскольку размер чувствительной части матрицы - примерно 5х4мм, поле было 0,6х0,45градуса.

>Простите, не понял Вас. В приведенной второй ссылке была использована
>простая WEB-камера...

Нет, это я все про первую ссылку. Это в камере Audine - "научная" матрица (Kodak KAF).

>...инструмент с хорошей аппертурой, но не
>обязательно широкоугольный.Т.е., меня интересуют в
>первую очередь планеты, астероиды, спутники и т.д.

Интересуют в каком плане (визуал, астрометрия, фотометрия)? Объекты очень уж разные (спутники - планет или ИСЗ?). А, например, для поиска астероидов поле, наоборот, нужно большое...

>Таким образом, более широкоугольный гид ... может ... создавать
>изображения гораздо больших, чем основной телескоп, участков неба (...)
>Согласитесь, позиционированием, отождествлением и ведением занимается
>компьютер. И ему все равно, откуда получено изображение

Не все равно. Изображение должно содержать необходимую для выполнения задачи информацию. Задача гида - с высокой точностью компенсировать небольшие по величине погрешности движения телескопа, возникающие, в основном, в его механике. Точность эта, даже для небольших телескопов, должна быть не хуже нескольких угл.секунд, а масштаб изображения на ПЗС гида - достаточно крупным, что достигается за счет довольно большого фокусного расстояния питающей оптики. Примем для ровного счета, что на 1 пиксель матрицы приходится 1", тогда при размере матрицы 600 пикселей получим поле зрения гида 10'. Сможете ли Вы назвать такое устройство "широкоугольным"? Мне почему-то кажется, что нет...

>...основная вычислительная нагрузка на програмы наведения и
>позиционирования ложиться на самом первом этапе, когда нужно
>выполнять отождествление звезд.

Обратите внимание, я специально не касался вопросов вычислительной мощности, ведь, чтобы что-либо обрабатывать, нужно сначала эту информацию получить. Если экспозиция ПЗС окажется недостаточной, не будет никаких звезд на изображении и нечего будет отождествлять. Речь шла лишь о том, в случае отождествления "на лету" (во время быстрого наведения), возникает именно такая ситуация.

>...после однократного этапа отождествления
>своего положения компьютер выполняет заданный поворот...
>с максимальной скоростью, которую ему позволяют его моторы.
>ПЗС включается после ... чтобы ... уточнить положение.

Да, так, конечно, можно. Но, чтобы выполнить "заданный поворот", оси монтировки, либо сами моторы, должны быть снабжены датчиками угла (если Вы рассчитываете на шаговые двигатели, то достаточной скорости быстрого наведения с ними не добьетесь - об этом здесь уже писали ранее). В результате получим систему, аналогичную зарубежным GOTO, но с "надстройкой" в виде ПЗС-искателя. Я вовсе не хочу сказать, что такая "надстройка" бесполезна, однако никакого упрощения или удешевления конструкции по сравнению с "буржуйскими наворотами" здесь не получится.

>Вы пишите про компьютер с огромными базами данных как
>о чем-то тяжелом и неподъемном... Современные ноутбуки...

Вовсе нет. В этом контексте имелось в виду, что это должен быть именно компьютер с каким-никаким "винтом", а не встроенный микроконтроллер (который в западной рекламе тоже часто называют "компьютером наведения"). "Громоздкость" этого решения не столько в весе самого компьютера, сколько во всяких сопутствующих проблемах, вроде работоспособности всего этого дела на морозе...
« Последнее редактирование: 16 Мар 2002 [20:43:49] от Павел Бахтинов »

anovikov

>Для гидирования нельзя использовать звезды 20-22
>величины, скорее всего в большинстве случаев
>нужны звезды не слабее 12-14 величины, иначе
>света не хватит

Согласен, это я лишку хватил. Скажем 16.5 величины - средний любительский телескоп получает изображение такой звезды на средней матрице за 10 секунд. Больше юзер вряд ли захочет ждать (и так время на наведение на объект выйдет минимум минута).

>Есть и преимущество такой системы -
>оперативность определения положений объекта на
>небе. При обычной работе необходима
>последующая обработка изображений с целью
>отождествления звезд и вычисления координат
>объекта.

Это к сожалению уже есть, такое делает CCDSoft 5.  www.bisque.com. Стоит всего $300 и работает очень шустро.

Я и предлагаю сделать что-то аналогичное, но не перегруженное функциями (т.е. делающее только наведение и слежение) и умеющую управлять телескопом. Где-то в эти бабки его ИМХО и удастся уложить.

Alexey_Smirn

Цитата

>...инструмент с хорошей аппертурой, но не
>обязательно широкоугольный.Т.е., меня интересуют в
>первую очередь планеты, астероиды, спутники и т.д.

Интересуют в каком плане (визуал, астрометрия, фотометрия)? Объекты очень уж разные (спутники - планет или ИСЗ?). А, например, для поиска астероидов поле, наоборот, нужно большое...

Астрофизика, физика поверхности, фотометрия, кривые блеска и т.д. Именно эта направленность была у меня в Универе. Собственно диплом писал по астероидам. С возрастом ориентация не поменялась.
Естественно, хотелось бы увидить своими глазама Сатурн, Юпитер и Марс, тем более, что инструмент будет готов аккурат к противостоянию последнего... ;)

Цитата

>Таким образом, более широкоугольный гид ... может ... создавать
>изображения гораздо больших, чем основной телескоп, участков неба (...)
>Согласитесь, позиционированием, отождествлением и ведением занимается
>компьютер. И ему все равно, откуда получено изображение

Не все равно. Изображение должно содержать необходимую для выполнения задачи информацию. Задача гида - с высокой точностью компенсировать небольшие по величине погрешности движения телескопа, возникающие, в основном, в его механике. Точность эта, даже для небольших телескопов, должна быть не хуже нескольких угл.секунд, а масштаб изображения на ПЗС гида - достаточно крупным, что достигается за счет довольно большого фокусного расстояния питающей оптики. Примем для ровного счета, что на 1 пиксель матрицы приходится 1", тогда при размере матрицы 600 пикселей получим поле зрения гида 10'. Сможете ли Вы назвать такое устройство "широкоугольным"? Мне почему-то кажется, что нет...

Так. Наведение и позиционирование (грубое) будем делать посредством картинки с широкоугольного гида  (поле зрения порядка 3-5 градусов). Матрицу, конечно, хотелось бы и там и там (на основном телескопе и на гиде) ну никак не меньше чем 512х512.

А уточнение положения телескопа при сопровождение объекта наблюдения будем делать по картинке с основного телескопа.

Необходимая точность соблюдена? Да, но дороговато получается.

Цитата

>...основная вычислительная нагрузка на програмы наведения и
>позиционирования ложиться на самом первом этапе, когда нужно
>выполнять отождествление звезд.
Обратите внимание, я специально не касался вопросов вычислительной мощности, ведь, чтобы что-либо обрабатывать, нужно сначала эту информацию получить. Если экспозиция ПЗС окажется недостаточной, не будет никаких звезд на изображении и нечего будет отождествлять. Речь шла лишь о том, в случае отождествления "на лету" (во время быстрого наведения), возникает именно такая ситуация.

Естественно, все это (в том числе и недостаточную экспозицию ПЗС) нужно будет предусмотреть, и легче всего это сделать на программном уровне.
А что касается необходимой вычислительной мощности, то мне кается, что P266MMX хватит за глаза.
Для оценки вычислительной мощности необходимо знать:
- диаметр поля зрения;
- какова экспозиция, т.е., какие зв. величины будем отождествлять;
- сколько звезд такой зв. величины и более ярких попадет в поле зрения.
Отождествление необходимо производить сверху вниз, т.е, наяиная с более ярких звезд. Если нету звезд 1-2 зв. величины - тогда смотреть более слабые. Соответственно, и экспозиций может быть несколько - сначала короткая, потом длиннее, еще длиннее, пока не найдется, скажем 5 звезд, по который можно весьма уверенно отождествиться. Работая по такой схеме можно обойтись и 486 процессором. ;)

Цитата

>...после однократного этапа отождествления
>своего положения компьютер выполняет заданный поворот...
>с максимальной скоростью, которую ему позволяют его моторы.
>ПЗС включается после ... чтобы ... уточнить положение.

Да, так, конечно, можно. Но, чтобы выполнить "заданный поворот", оси монтировки, либо сами моторы, должны быть снабжены датчиками угла (если Вы рассчитываете на шаговые двигатели, то достаточной скорости быстрого наведения с ними не добьетесь - об этом здесь уже писали ранее). В результате получим систему, аналогичную зарубежным GOTO, но с "надстройкой" в виде ПЗС-искателя. Я вовсе не хочу сказать, что такая "надстройка" бесполезна, однако никакого упрощения или удешевления конструкции по сравнению с "буржуйскими наворотами" здесь не получится.

Речь все-таки идет именно о шаговых двигателях. И давайте, все-таки определимся, о каких скоростях поворота идет речь?
У вас что, пушка зенитная, которая должна "обслужить" как можно большее число самолетов в единицу времени?
Я работал с 60см. телескопом Харьковской обсерватории. Телескоп был отечественной сборки и скорость его поворота была очень и очень небольшая, связанная при том со скоростью поворота купола, который вращался хорошо если 360 градусов за 3-4 минуты. И все были довольны и радосно писали статьи и диссертации.

Цитата

>Вы пишите про компьютер с огромными базами данных как
>о чем-то тяжелом и неподъемном... Современные ноутбуки...

Вовсе нет. В этом контексте имелось в виду, что это должен быть именно компьютер с каким-никаким "винтом", а не встроенный микроконтроллер (который в западной рекламе тоже часто называют "компьютером наведения"). "Громоздкость" этого решения не столько в весе самого компьютера, сколько во всяких сопутствующих проблемах, вроде работоспособности всего этого дела на морозе...

Да, работа на морозе - это, конечно не сахар. Пока что о таких вопросах речь не шла. В общем случае, необходимо разработать стабильно работающее программное решение, подработать монтировку и ПЗСы под него (а они на морозе рабоать будут ;)  )  а потом решать вопрос об обгреве ноутбука...

С уважением, Алексей

anovikov

насчет отождествления звезд - я в своей поделке в начале работы программы строил карту плотностей размещения звезд на небе в крупном масштабе, чтобы сразу получать необходимую длительность экспозиции, исходя из фокуса инструмента, размеров матрицы в пикселах и размера пиксела, диаметра объектива и пропусканием.

В перспективе еще можно ввести поправку на атмосферное поглощение.

Естественно все делается так, что имея заданную точку наведения и максимальное отклонение от нее без коррекции, брать экспозицию, достаточную для получения достаточного числа звезд для отождествления даже в наихудшем случае.

Оффлайн Павел Бахтинов

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 111
    • Сообщения от Павел Бахтинов
    • Искусство астрофотографии
>Речь все-таки идет именно о шаговых двигателях. И
>давайте, все-таки определимся, о каких скоростях
>поворота идет речь? (...)
>Я работал с 60см. телескопом ...
>...скорость его поворота была очень и очень
>небольшая, ... хорошо если 360 градусов
>за 3-4 минуты. И все были довольны...

360 градусов за 3 минуты - это 2 град/сек, скорость вполне приемлемая (а для такого, относительно крупного телескопа, можно сказать - очень даже немалая), хотя выпускаемые для любителей зарубежные системы GOTO работают на более высоких скоростях - до 5-10град/сек.
Скорости, достигаемые без особых ухищрений с шаговыми двигателями (ШД), значительно меньше - порядка 0,2-0,5 град/сек. Правда, есть способы улучшить скоростные характеристики (микрошаговый режим и т.п.), но это дается не даром, вынуждает выбирать более мощные двигатели с высоким потреблением, а главное, теряется главное преимущество ШД - простота их применения. Недаром серийные GOTO-системы делаются не на шаговиках, а на двигателях постоянного тока.
Не хотелось бы здесь особо углубляться в обсуждение ШД, про них и так написано немало в "Общей" конференции, вот пара ссылок:
"Использование шаговых двигателей" http://www.starlab.ru/cgi-bin/ubb/ultimatebb.cgi?ubb=get_topic&f=3&t=000027
"Шаговый двигатель" http://www.starlab.ru/cgi-bin/ubb/ultimatebb.cgi?ubb=get_topic&f=3&t=000227

Naumov

Павел, позвольте уточнить!
Скоростные характеристики нельзя улучшить применением микростеппинга. Их можно улучшить применением регулировки тока в обмотке, а также подачей более высокого напряжения при старте шага. Другое дело, что микростеппинг сам по себе невозможен без регулировки тока. Но он придуман для другого.

Alexey_Smirn

Господа!
"Не углубляясь в обсуждение шаговых дигателей" позвольте уточнить - речь идет о конкретных характеристиках реализованных монтировок или это все теоретические предпосылки?

Почему я спрашиваю? Уж больно маленькая получается у Вас угловая скорость... 0.1 градус в секунду это у нас 6 угловых минут в секунду. Если кто помнит время позиционирования головки старых 5ти дюймовых дисководов, то там полное время позиционирования было около 100 милисекунд. За это время головка шаговика совершала полный оборот.
Итак у нас 10 оборотов в секунду. Т.е., 360*10 = 3600 градусов в секунду. Чтобы сделать 0.1 градус в секунду нужно поставить червяк с передаточным числом 0.1/3600 = ну грубо говоря 1 к 30 000. Вы можете представить себе такую конструкцию червяка? Я не могу. А если и мог бы, то получилось, что весь момент, создаваемый двигателем уходил бы на трение! ;D

Даже если двигатель совершает 1 оборот в секунду - это дело принципиально не меняет. Ну подумаешь, кинематическая схема не с числом 1 к 30 000 а 1 к 3 000. С точки зрения потери момента на трение в шестернях разницы никакой.  ;)

Может, я ошибся где-то?

Алексей. ;D

Alexey_Smirn

Цитата

Уж больно маленькая получается у Вас угловая скорость... 0.1 градус в секунду это у нас 6 угловых минут в секунду. Если кто помнит время позиционирования головки старых 5ти дюймовых дисководов, то там полное время позиционирования было около 100 милисекунд. За это время головка шаговика совершала полный оборот.
Итак у нас 10 оборотов в секунду. Т.е., 360*10 = 3600 градусов в секунду. Чтобы сделать 0.1 градус в секунду нужно поставить червяк с передаточным числом 0.1/3600 = ну грубо говоря 1 к 30 000. Вы можете представить себе такую конструкцию червяка? Я не могу. А если и мог бы, то получилось, что весь момент, создаваемый двигателем уходил бы на трение! ;D

Даже если двигатель совершает 1 оборот в секунду - это дело принципиально не меняет. Ну подумаешь, кинематическая схема не с числом 1 к 30 000 а 1 к 3 000. С точки зрения потери момента на трение в шестернях разницы никакой.  ;)

Может, я ошибся где-то?


Гы-гы! Кажется, я опростоволосился!

Не 10 оборотов в секунду дает шаговик, а где-то около 3х.

Две червячны пары, где первая имеет передаточное число 1 к 30, а вторая - 1 к 100 дадут необходимый коэфициент пересчета, и скорость получится именно в тех диапазонах, которые указывались - т.е. 0.2 - 0.5 градусов в секунду.

Так что сорри....

Алексей.  :-[

Оффлайн Павел Бахтинов

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 111
    • Сообщения от Павел Бахтинов
    • Искусство астрофотографии

Павел, позвольте уточнить!
Скоростные характеристики нельзя улучшить применением микростеппинга...

Конечно, шаговый двигатель сам по себе нельзя заставить крутиться существенно быстрее за счет микрошага. Но я здесь говорил о скорости не самого движка, а монтировки, на скорость которой влияет еще и передаточное отношение редуктора. Само это отношение выбирается исходя, в том числе, и из величины шага движка, чтобы монтировка при гидировании не двигалась слишком крупными толчками. Разбив каждый шаг на несколько микрошагов, можно применить редуктор с меньшим передаточным отношением, за счет чего при той же скорости движка увеличить скорость на оси монтировки.

Naumov

Да, Павел, я с Вами полностью согласен.
Я бы даже сказал больше : с помощью применения микростепа стоит избегать использования промежуточной червячной (или зубчатой) передачи. Но тут приходится идти на компромисс.
С одной стороны,  минус промежуточная передача означает исключение дополнительной механики, датчиков, устранения мертвого хода и период. ошибки. С другой стороны, плюс микростеппинг означает более сложное управление двигателем, в итоге - построение более сложной электронной схемы. Это сводится в конечном счете к тем самым "наворотам" буржуйским. Главное - правильно воспринять смысл идеи микрошага. По-моему, то, что описано у Бартелса - не настоящий микрошаг. Для настоящего как раз и нужны "навороты" в образе микроконтроллера с датчиком тока и ЦАП...

Оффлайн Павел Бахтинов

  • *****
  • Сообщений: 2 500
  • Благодарностей: 111
    • Сообщения от Павел Бахтинов
    • Искусство астрофотографии
Да, у Бартелса схема... скажем так, "упрощенная". Но, каким бы "правильным" не было схемное решение, нужно иметь в виду, что в режиме микрошага двигатель превращается из дискретного устройства в чисто аналоговое, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Иными словами, если с точностью до шага мы можем определить положение ротора абсолютно надежно (оно определяется только числом поданных импульсов), то внутри шага положение ротора зависит не только от соотношения токов обмоток, но и от величины механического тормозящего момента на валу, а также от геометрии магнитопровода двигателя (микрошаги распределены внутри шага, в общем случае, неравномерно). Последний фактор может быть до известной степени скомпенсирован индивидуальной настройкой токов обмоток для каждого микрошага под конкретный экземпляр двигателя (такое, если не ошибаюсь, есть и у Бартелса). Что касается зависимости от тормозящего момента, то, поскольку обратную связь (энкодер) мы применять не хотим, не остается ничего другого, как просто увеличить развиваемый двигателем момент, сделав его намного больше тормозящего. Расплатой за это будет увеличение тока обмоток (придется выбрать высокомоментный двигатель с большим энергопотреблением).

anovikov

Я убежден, что микростеппинг - это не решение, а очень и очень плохой компромисс.

Уверен, что нужно применять нормальную червячную передачу, PPEC и обыкновенные шаговые движки, естественно с энкодерами.