Контроллер / драйвер шаговиков мелких монти

[mo]

Хочу обсудить, послушать мнения и указания на ляпы , коих должно быть немало. Схема, практически вся из даташитов.

оригинал: http://www.starlab.ru/showpost.php?p=385120&postcount=16

Вот схемку набросал для шага и полушага моторов. ST35 даст в полушаге примерно 1.22" на шаг. Для кэнона 1000д и фокуса порядка полуметра приемлимо, хоть и не фанатично хорошо. Впрочем, больших надежд на ST35 не возлагаю, хилый он.

Управление с компа двумя вариантами. Уже готовое через FT245R и драйвер Ивана Ионова. Будет доступно гидирование и не сказать чтобы сильно удобный GoTo. От FT'шки идут провода:

    * 4 штуки на гидирование: RA+, RA-, DEC+, DEC-;
    * 2 штуки на скорость гидирования:
          o 00: 0.1х звёздной;
          o 01: 0.25х звёздной;
          o 10: 0.5х звёздной;
          o 11: 1х звёздной скорости;
    * 1 провод через оптопару на шутер кэнона;
    * 1 провод как бы не нужен, но раз есть, пусть через свободный ключ на ULN2003 щёлкает релюшкой. Мало ли для чего понадобится.

Второй вариант подключения к компу через COM-порт. Я поставил MAX232, так как она бывает в DIP-корпусе и её паять проще , по уму надо бы поставить FT232RL вместо FT245RL и подключать напрямую к USB.

Но вариант на 245-м чипе хорош тем, что устройство уже сейчас заработает. А пока опытные экземпляры будут проходить тестирование "в полях", я попробую написать на C# свой ASCOM драйвер монти и отладить его на COM-порту на MAX232. При последующем переводе на FT232 программа не поменяется, так как этот чип эмулирует COM, подключенный по USB.

Два униполярных мотора подключены через ULN2003 (пол ампера на фазу). Если моторы сильней, нужно ещё этих ULN напихать, они допускают каскадирование. В каждой по 7 каналов.

Питание проца и MAX232 через полутораамперный преобразователь напряжения L7805 (на 5В).

Клавиатура подключена к разъёму, имеет пять кнопок по примерно такой схеме управления:
    * 4 кнопки направлений, пятая в центре;
    * нажатие на центральную кнопку приводит к выключению DEC и переходу RA на звёздную скорость;
    * нажатие на кнопки направлений включают и увеличивают скорость в выбранном направлении.
Будет неудобно, переделаю, надо попробовать.

Один светодиод повешу на свободный порт, будет моргать, давая понять что с процом всё ок.

Почитал pdf про протокол LX200, достаточно подъёмный. Если не осилю свой ASCOM драйвер, можно реализовать его усечённую версию. А пока с дровами Вани Ионова будет гидировать.

[mo]

На моторы можно повесить диоды, но они уже есть в ULN2003, мнения разошлись. Одно точно, в полном шаге ST35 работает от атмеги88 через ULN2003 без доп.обвязки.
Преобразователь питания от 12В стоит для питания проца в случае использования без компа. Так проц, FT245/232 и / или MAX232 можно питать от USB.

[lipaal]

Хочу обсудить, послушать мнения и указания на ляпы , коих должно быть немало. Схема, практически вся из даташитов.

Первое - все же лучше со стабилизацией тока и биполярными двигаетелями - можно больше получить скорость и выбор шаговиков больше.
И второе - стоит делать новое тогда, когда оно лучше старого. Не могу понять - чем Ваш проект лучше отработанной схемы Павла Бахтинова? Какая задача стояла при мотивации создания новой разработки? Какие ТТХ Вашей разработки лучше, чем у Павла?

[mo]

Хочу обсудить, послушать мнения и указания на ляпы , коих должно быть немало. Схема, практически вся из даташитов.

Первое - все же лучше со стабилизацией тока и биполярными двигаетелями - можно больше получить скорость и выбор шаговиков больше.
И второе - стоит делать новое тогда, когда оно лучше старого. Не могу понять - чем Ваш проект лучше отработанной схемы Павла Бахтинова? Какая задача стояла при мотивации создания новой разработки? Какие ТТХ Вашей разработки лучше, чем у Павла?

Честно сказать, натолкнулся на разработку Павла Бахтинова буквально сегодня утром, когда идея уже была в мозгу и левое полушарие обсуждало её с правым . До этого я знал, что есть некая альтернативная прошивка на пульт EQ3, позволяющая уменьшить скорость гидирования до приемлимого и тогда, подключив коробку Ивана Ионова можно снимать дипскай с гидированием на этой монти.
Поэтому не могу сказать, что моя идея чем-то лучше или хуже.

Мотивацией появления проекта стало то, что я перешёл в активную практическую фазу изучения микроконтроллеров и только. Я уже опробовал почти все из применённых здесь решений раздельно (тынц к соседям) и хочу собрать всё в кучу, запустить и посмотреть что получится.

Сейчас изучу, что может схема Павла, скажу, чем моя система планирует быть лучше

[mo]

Прочёл две первые страницы темы https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,23674.0.html , пока не нашёл самого главного, связи с компом.
У Павла есть порт для гидирования, можно подключить ту же FT245RL и гидировать драйверами.

Мой же проект в случае его 100% реализации будет реализовывать полноценный GoTo для мелких монти класса EQ1..3..5.
Сказать честно, я очень начинающий схемотехник. Впервые взял в руки контроллер 3 января сего года. Поэтому для меня важен вопрос не "зачем я это делаю", или дословно, словами Антона Дрокина: "Зачем изобретать велосипед", а тему я создал для консультации с опытными смехотехниками, способными подсказать мои ошибки.

[lipaal]

Мотивацией появления проекта стало то, что я перешёл в активную практическую фазу изучения микроконтроллеров и только.

Если идете по этому пути - то как мне кажется интересно было бы сделать модульную систему. Чтобы кто-то использовал только как пульт для гидирования, кто-то приделал экран и ещё кнопки - вот и ГОТО, кто-то приделал колесо фильтров или фокусер....

Но в любом случае надо изначально делать со стабилизаторами тока - например на L6219 и с четвертьшагом.

Сейчас изучу, что может схема Павла, скажу, чем моя система планирует быть лучше

Боюсь что именно в том виде, что Вы описали - как законченная система для управления и гидирования - схему Павла не обойти....

[mo]

Но в любом случае надо изначально делать со стабилизаторами тока - например на L6219 и с четвертьшагом.

Обоснуйте плиз. Не в смысле, что я прав, а Вы нет и я "встал в позу" , а исключительно с целью моего образования.

L6219 поверхностно изучил. Кроме доступности биполярных шаговиков, какое преимущество перехода на них? Честно сказать, я не вижу недостатка в униполярниках, но я не опытный боец, могу ошибаться.
1/4 микрошаг можно реализовать в моей схеме программным ШИМом или подключив другой проц, где есть 8 апаратных ШИМов. Наверное, в этом решении есть свои проблемы? 1/8, кажется, программный ШИМ не потянет, но надо посчитать.

Боюсь что именно в том виде, что Вы описали - как законченная система для управления и гидирования - схему Павла не обойти....

Как уже написал, это не цель. Пусть есть схема Павла, есть схема Олега. Пусть даже схема Олега только для Олега, Олегу от этого всё равно приятно .
У меня вопрос к Вам, как к уже изучившему схему Павла. Она может реализовать полноценный GoTo с компьютера? Не только гидирование.

Если идете по этому пути - то как мне кажется интересно было бы сделать модульную систему. Чтобы кто-то использовал только как пульт для гидирования, кто-то приделал экран и ещё кнопки - вот и ГОТО, кто-то приделал колесо фильтров или фокусер....

Это несомненно хорошая идея, к которой я вернусь после реализации первой версии. У меня много таких хороших идей в голове носится .

[lipaal]

Прочёл две первые страницы темы https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,23674.0.html , пока не нашёл самого главного, связи с компом.
У Павла есть порт для гидирования, можно подключить ту же FT245RL и гидировать драйверами.

Мой же проект в случае его 100% реализации будет реализовывать полноценный GoTo для мелких монти класса EQ1..3..5.

Ну у меня собран "комбайн" на EQ-5 - схема Павла и с FT245 Ивана.
При линейном разгоне - у меня шаговики чешут со скоростью 240х - и программкой Ивана неплохо обеспечивается ГОТО из старкалька..
В "родном" режиме - FT245 гидирует со скоростью коррекции 0,5х.....

И три варианта использования:
1) Без пульта и ПК - просто тикает часовик - удобно для визуала.
2)С пультом - жмем кнопочки и радуемся.
3) Без пульта, но с ПК - можно гидировать.

А вот если бы заместо пульта подключался бы вариант пульта с экраном - и это уже было бы ГОТО (по принципу как на FT245 и ПК ГОТО сделано) - это была бы сказка 

[lipaal]

Обоснуйте плиз. Не в смысле, что я прав, а Вы нет и я "встал в позу" , а исключительно с целью моего образования.

L6219 поверхностно изучил. Кроме доступности биполярных шаговиков, какое преимущество перехода на них?

Посмотрите даташиты на биполярники.
При сопротивлении обмотки 3 ома ток 1А
Но при питании 12 вольтами или 24 - ощутимая разница в максимальной скорости вращения.

Потому что шаговик - индуктивность, и для обеспечения нужного тока в момент подачи напряжение - нужно большее напряжение. Ну а на более высокой частоте сами понимаете что произойдет...

У меня вопрос к Вам, как к уже изучившему схему Павла. Она может реализовать полноценный GoTo с компьютера? Не только гидирование.

Ага.. алгоритм простой - в программе Ивана указывается скорость - и она просто управляет времемен работы моторов.
Но там чуть другая модификация схемы. Павел её доработал по моей просьбе - там через переключатель либо вариант работы пульта штатный (экспотенциальный разгон/торможение и с полунажатиями - тут FT245 гидирует), либо линейный разгон/торможение - тут идет ГОТО.

[mo]

Спасибо. Изучу биполярники и схемы стабилизации тока. Они же применимы и к униполярным движкам, как я понимаю?

Ага.. алгоритм простой - в программе Ивана указывается скорость - и она просто управляет времемен работы моторов.

А как реализован разгон? Драйвер Ивана просто ж знает, что есть фиксированная скорость и давит "RA+ 8 секунд... DEC- 2 секунды".

[lipaal]

А как реализован разгон? Драйвер Ивана просто ж знает, что есть фиксированная скорость и давит "RA+ 8 секунд... DEC- 2 секунды".

Разгон-торможение линейны. То, что мотор "недобрал" при разгоне (с точки зрения программы Ивана и старкалька) - он добирает при линейном торможении (когда программа думает что мотор уже остановился). Этот алгоритм вполне работает при "переходе" более 2,55 сек.
Конечно можно было доработать программу Ивана (он писал, что это возможно), но учитывая, что "скачки" как правило больше чем 2,55 сек занимают - то этим можно пренебречь.
Так что на этом я успокоился.

Спасибо. Изучу биполярники и схемы стабилизации тока. Они же применимы и к униполярным движкам, как я понимаю?

Применимы.

http://kazus.ru/shemes/showpage/0/843/1.html
"""Если сравнивать между собой биполярный и униполярный двигатели, то биполярный имеет более высокую удельную мощность. При одних и тех же размерах биполярные двигатели обеспечивают больший момент."""

К тому же униплярные имеют приеимущество из-за простой схемы включния - если использовать простые ключи.
Ну а если стабилизировать ток, да ещё и применять готовые решения типа L6219 - то униплярный проигрывает (что в общем то и происходит на "рынке" ШД)

[mo]

Понял про ускорение.

Пока еду домой с работы, пришла идея, что достаточно аппаратные ШИМ пустить на RA, а изменения по DEC при гидировании редки, можно реализовать их програмным ШИМ. Переход же по DEC осуществлять полушагом/шагом.

Но, конечно, лучше использовать "железный" драйвер, освободив проц от задач низкоуровневого управления двигателями, как это сделал Павел. Изучу эту и другие чипы драйверов шаговика на досуге.

[lipaal]

Да кстати - по задачам интересным.

Шаговик - это тяжело, слабо, не особо быстро... но точно...
Что у меня получилось: 0,6сек четвертьшаг - а максимальная скорость не более 240 крат.

А вот ДПТ - легкий, но не точный.
Много тут на форуме говорили по энкодерам, но чего такой популярной конструкции не возникало.

Может попробуте эту задачу решить?
Например простая стабилизация частоты вращения ДПТ используя например энкодеры от мышей.
Изумительная была бы конструкция - простой, легкий маложрущий часовик..
Для походно-карманных астрографов - было бы изумительно.
Когда я искал такие варианты - не нашел.

Да и ГОТО на ДПТ обеспечит более хорошие скорости наведения...

[Шакун]

Кстати, по шаговикам возник вопрос: у пульта с мотором от ДипСкай DK-V (который только по часовой оси) для EQ3, мотор шаговый? Вроде бы идет микрошаг (на взгляд). Мотор в корпусе, корпус курочить не хочется. У пульта четыре режима ведения - 1х, 2х, 4х и 8х.

[mo]

Володь, прочёл про ST35. Может что на нём и получится.
Я почему выбрал его? Потому что он у меня раньше на фокусёре стоял, да заменил я его на какой-то униполярник шестивольтовый, случайно появившийся у меня. Мощность очень выросла, на зиму побоялся слабый мотор оставлять. Так что один ST35 у меня есть. В условиях, как обычно, ограниченного финансирования, грех не попробовать крутить его.

Серва - это хорошо. Сейчас я готовлюсь собрать схему большого (по размерам) 10-бит энкодера для купола (~4 м). Но пока не готов даже теоретически к сборке 24бит энкодера малого размера (~20 см). А меньшая разрядность не обеспечит необходимую точность, хотя бы в 1", не говоря о желательной ~0.2..0.5". К примеру, за подобный готовый энкодер мне объявили 50 тыр. Это не значит, что он настолько сложен, но...
Это очень интересная тема, но я к ней ещё не готов.

Энкодер из мыши получится лишь относительный и с большой ошибкой, такой вариант я изучал, разбирался как работает оптическая мышь.

По готовому приводу от DS EQ3 не подскажу, не держал в руках.

[mo]

Вот нашёл набор команд LX200. Подъёмно, но много лишнего, кмк.
http://www.meade.com/support/LX200CommandSet.pdf

[lipaal]

Серва - это хорошо. Сейчас я готовлюсь собрать схему большого (по размерам) 10-бит энкодера для купола (~4 м). Но пока не готов даже теоретически к сборке 24бит энкодера малого размера (~20 см). А меньшая разрядность не обеспечит необходимую точность, хотя бы в 1", не говоря о желательной ~0.2..0.5". К примеру, за подобный готовый энкодер мне объявили 50 тыр. Это не значит, что он настолько сложен, но...
Это очень интересная тема, но я к ней ещё не готов.

Энкодер из мыши получится лишь относительный и с большой ошибкой, такой вариант я изучал, разбирался как работает оптическая мышь.

Так, а зачем особоточный энкодер? Смысл простой - сделать стабилизатор вращения. Что бы гарантировать приемлемую точность скорости вращения. И энкодер ставить не на ось монтировки, а на ось мотора.
А выборку люфтов редуктора делать по тому же алгоритму, как и с шаговиками.

Так что энкодер нужен только для того, что бы оценить скорость вращения, а не угловое значение.

Тут некоторые часовой привод делали вообще на ДПТ и КРЕНке.

А меньшая разрядность не обеспечит необходимую точность, хотя бы в 1", не говоря о желательной ~0.2..0.5".

А Вы уверенны, что нужна такая точность?
Требование полсекунды - это для систем с шаговиками - потому что у шаговиков по определению - каждый шаг - это рывок. Вот как раз полсекунды - это приемлемый рывок, что бы его не было заметно на матрице.
А в случае в ДПТ - этого рывка то и нету.
Они сами по себе плавнее.

Так что предъявлять требование к точности энкодора как к шагу шаговика - мне кажется необоснованным.

[mo]

Да-да, слышал не только о кренке, но и о людях, рукой крутящих R.A. вместо мотора , это не прибавляет мне оптимизма.

Насчёт рывков. Монти EQ6pro, к примеру. Мотор работает в микрошаге 1/64, каждый микрошаг равен 0.14". В секунду нужно пройти 15", то есть ~107.14 микрошагов. С учётом далеко ненулевой массы нагрузки на монти, которая работает как демпфер, мне кажется говорить о том, что 1/64 микрошаг с частотой 100+ Гц есть атомарное явление - неверно, скорей это достаточно плавная синусоида.

Что есть ДПТ, как не шаговик с 2-3 шагами на круг и системой коммутации (щётки, например)? Как раз с точки зрения плавности хода при синусоиде на фазах (достаточно мелком микрошаге) шаговик выиграет, кмк.

Другое дело, что ДПТ с энкодером небольшого разрешения ставят через более "мощный" редуктор (с бОльшим коэффициентом редукции), делая из него серву.

[andreichk]

изучайте управление драйвером ТМС222, ток до 820 мА на фазу, режим работы от 1\1 до 1\16 микрошага. для мелких монти самое то...http://www.trinamic.com/tmc/render.php?sess_pid=211

[mo]

изучайте управление драйвером ТМС222, ток до 820 А на фазу, режим работы от 1\1 до 1\16 микрошага. для мелких монти самое то...http://www.trinamic.com/tmc/render.php?sess_pid=211

820 мА , конечно же. Ачипятка.
Спасибо за наводку. Ваш совет для меня особенно важен (без малейшего сарказма), так как он основан на опыте построения своей системы управления монти в т.ч.

Бегло изучил даташит. Интересное решение. Само разгоняется, тормозит, по i2c общается с процом, есть готовая библиотека для avr от производителя здесь: http://www.trinamic.com/tmc/render.php?sess_pid=211 с простым интерфейсом:

void InitTWI(void);

void GetFullStatus1(TTMC222Status *TMC222Status);
int GetFullStatus2(int *TargetPosition, int *SecurePosition);
void SetMotorParameters(TTMC222Parameters *TMC222Parameters);
void SetPosition(int Position);
void ResetPosition(void);
void GotoSecurePosition(void);
void ResetToDefault(void);
void RunInit(unsigned char VMin, unsigned char VMax, int Position1, int Position2);
void HardStop(void);
void SoftStop(void);

void GetMotorParameters(TTMC222Parameters *TMC222Parameters);

Я только одно не понял. Микруха даёт возможность перехода в 1/16 микрошага в пределах -32768…+32767 от текущей позиции. А если нужно дальше, нужно идти на 32к, стопить мотор, ресетить и идти ещё на 32к и т.п.?

В интерфейсе не вижу команду "идти с такой-то скоростью", стало быть надо будет постоянно давать команду +шаг с нужной частотой. Я ещё не общался с i2c, шина даст нужную скорость? Если не ошибаюсь, 100кГц стандартная частота i2c для avr? Наверное, выдержет.

Пойду читать, спасибо за наводку.