Универсальная система управления телескопом на Arduino

[Iovch]

На форуме уже имеется несколько тем, посвященных системам управления монтировками, собранных на базе компонентов ардуино, в частности:

Простая система управления монтировкой на Arduino
Управление монтировкой на ШД Arduino + grbl
GOTO на Arduino практическая реализация "Импортозамещение"

   В результате изучения этих, и многих других источников, у меня сложилось четкое представление, как простейшим образом, на базе компонентов Ардуино можно решить некоторые вопросы, связанные с управлением телескопом.
   В настоящий момент собран действующий образец управляющего блока на базе Ардуино нано и драйверов А4988 для монтировки на шаговых двигателях с выходом для подключения электрофокусера, с индикацией координат наведения и прочей информации на двухстрочном LCD, с возможностью выполнения команд GOTO задаваемых с ПК, с возможностью подключения проводного устройства управления. Реализовано прямое подключение к плагину «управление телескопом» программы Stellarium. Разработано программное обеспечение для управления экваториальной и альт-азимутальной монтировками, масса тестовых программ. Собранная система управляет монтировкой из комплекта Деагостини «Собери свой телескоп» (аналог Astro-3, на фото), но система подойдет для управления любой монтировкой на шаговых двигателях. Пришло время собрать окончательный вариант изделия уже с беспроводным управлением. В процессе переборки системы, попытаюсь систематизировать и показать в этой теме, от простого к сложному, как простейшим образом, на Ардуино можно реализовать тот или иной функционал. Думаю, материал будет полезным.

Для удобства ориентирования в теме привожу здесь ссылки на основные моменты и программы:

Астротрекер или привод оси прямого восхождения, описание электронной части:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Астротрекер или привод оси прямого восхождения, скетч GOTO1 + драйвер ch341ser.zip:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Привод оси склонений и элемент управления (джойстик), ускорение перемещений, описание:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Привод оси склонений и элемент управления (джойстик), ускорение перемещений, скетч GOTO2:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Система управления экваториальной монтировкой с функциями GOTO, описание и скетч GOTO3:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Прикручиваем управление фокусером к джойстику
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Подключаем LCD, описание электронной части:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Подключаем LCD, скетч GOTO4 + драйвер LCD 1602:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Скетч GOTO4 с автоопределением и автоюстировкой джойстика:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Пульт ИК часть 1 (Slave), описание электронной части:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Пульт ИК часть 1 (Slave), скетч GOTO5SLAVE, программа настройки и драйвер пульта ИК:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Пульт ИК часть 2 (Master), описание электронной части и скетч GOTO5MASTER:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Шаговый электрофокусер, описание электронной части:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Шаговый электрофокусер, скетч GOTO6MASTER.zip:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Версии GOTO6MASTER и GOTO6SLAVE для штатного ИК пульта ардуино:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Энергонезависимые часы реального времени:
Универсальная система управления телескопом на Arduino
Скетч для управления альт-азимутальной монтировкой GOTO7MASTER:
Универсальная система управления телескопом на Arduino

Ссылка на яндекс-диск со всеми материалами и стабильными версиями: https://yadi.sk/d/f1jTO1AohCtbz

[Iovch]

Когда начинал этот проект, об этом как-то не задумывался, звездной скорости казалось вполне достаточно. Но в приведенных в этой теме  скетчах можно поменять константу StarMSPS, под нужную скорость, конечно перезагрузка скетча требуется:

const unsigned long StarMSPS=86164091; //Милисекунд в Звездных сутках
// const unsigned long StarMSPS=86400000; //Милисекунд в Солнечных сутках
// const unsigned long StarMSPS=89317792; //Милисекунд в Лунных сутках

В разрабатываемой в настоящее время версии задается с пульта: Stop, звездная, солнечная, лунная.

[аспирант]

Спасибо. А в скетче goto1 и goto2 насколько я понял это можно задавать в конфиге через int iStepsXPS (Полных шагов в секунду на используемом ШД) ? Всё, пардон, спасибо нашёл. 

[Oleg1601]

Никакого отдельного пульта не предусматривается, к этой коробке и к контроллеру двигателей будут подключены стандартные модули ВТ ардуино НС-05 и НС-06, но только после полной отладки всего хозяйства этого.

Ага, ясно.
Я просто предположил, что сама коробка с клавиатурой будет иметь настенный вариант и тогда пользоваться джойстиком будет неудобно, и наоборот - если держать всю коробку в руках, а она получается довольно габаритная, то можно в темноте случайно нажать какую-нибудь "ненужную" кнопку.

[Iovch]

Коробка получилась как раз небольшая (из под GVC v.34 288 FAXMODEM) размером примерно 12х16 см, удобно в руках держать и в настольном варианте использовать. Для беспроводки еще надо что-то с автономным питанием мудрить. Кнопки достаточно туго нажимаются.

[aspok]

Как-то мне не везёт с реализацией  . Заказал ещё в декабре электроную часть и никак не могу дождаться последней детальки - шилды третьей версии для полноценной альт-азимутальной монтировки. Уже заказал вторую шилду. Механика под доб готова. Вот сижу, гоняю систему на GOTO4, моторчики вращаю. Из-за переизбытка времени пробую другие программы для управления телескопом, а конкретнее - SkySafariPro. Подключаюсь к телескопу планшетом андроидным по синезубу через модуль НС-06. Работает, моторы крутит. Может кому интересно будет управлять с телефона или планшета, а не с ноутбука. Жаль сам пока не могу на практике проверить её работу, пока только на диване.

[Fatalik]

А покажите механику ?) Может в ЛС что бы не оффтопить ))

[Санек gr.]

aspok тоже интересна реализация механики на Доб, если есть возможность кидайте фотки в эту тему:
Автоматизация монтировки Добсона.

[Санек gr.]

Вопрос по теме, через какой протокол работает электроника на ардуино- synscan?

[Iovch]

Хороший вопрос. Основа протокола - NexStar protocol + добавлены команды управления фокусером. Видимо добавлю еще команды, задающие величины люфтов по осям. Обязательно добавлю команды управления затвором фотоаппарата. Вопрос еще открыт для меня, т.к. не нашел подходящего готового драйвера под аском, чтобы сразу к контроллеру моторов подключаться. Свой драйвер под Аском писать не хочется. Возможно перейду на LX200 протокол в перспективе, но это только после полной отладки работы по теперяшнему протоколу. А может доброволец найдется, владеющий C++/C# аском-драйвер под эту штуку написать?

[Iovch]

Загнал в память устройства 5 каталогов объектов: пользовательский (прямо в скетче данные задаются по интересующим объектам), BSC - «Каталог ярких звёзд» (англ. Bright Star Catalogue), также известный как Йельский каталог ярких звёзд (Yale Catalogue of Bright Stars или Yale Bright Star Catalogue) — каталог звёздного неба, в котором содержится список всех звёзд, имеющих звёздную величину 6,5m или более ярких, которые ещё могут быть видимы невооружённым глазом, Messier, NGC и IC в полном объеме. Места на карточке (объемом всего 128М!) практически не уменьшилось, возможность подключить любой мыслимый каталог имеется, только смысла в этом нет.

[Iovch]

Монтаж контроллера монтировки весьма плотным получается.

[gravicapa (Алексей)]

скажите, чтоб все не перелистывать, что на данный момент может и умеет система управления из этой темы?

[Iovch]

А много перелистывать не надо. Последняя версия разработки - аналог SynScan c этого места: Универсальная система управления телескопом на Arduino Умеем следующее: трекинг (ведение объектов) для экваториальных и азимутальных монтировок, использование и позиционирование для визуальных наблюдений (пока) объектов вышеперечисленных каталогов. Управление телескопом джойстиком. Управление телескопом при помощи плагина Стеллариума с ПК.

[gravicapa (Алексей)]

когда думаете до полного ГоТу доберетесь?

[Iovch]

Так я эти функци (GOTO) использую уже давно. Вся проблема в сборке скетча для использования, не знакомыми с программированием пользователями. Дело в том, что даже небольшие корректировки скетча приводят иногда к неожиданным последствиям. Но и в этом плане все хорошо уже. Экваториал требует только окончательной проверки реальным небом, которого нет пока, а электронные игры со стеллариумом хороший результат показывают. Март-апрель думаю выложу пробную версию для тестирования. Управление азимутальной монтировкой тоже работает. По запросу в ЛС пришлю рабочие версии кому потребуются, только мне надо будет обосновать, для чего они вам нужны.

[Санек gr.]

Хороший вопрос. Основа протокола - NexStar protocol + добавлены команды управления фокусером. Видимо добавлю еще команды, задающие величины люфтов по осям. Обязательно добавлю команды управления затвором фотоаппарата. Вопрос еще открыт для меня, т.к. не нашел подходящего готового драйвера под аском, чтобы сразу к контроллеру моторов подключаться. Свой драйвер под Аском писать не хочется. Возможно перейду на LX200 протокол в перспективе, но это только после полной отладки работы по теперяшнему протоколу. А может доброволец найдется, владеющий C++/C# аском-драйвер под эту штуку написать?

Спасибо за ответ.
Еще к Вам два вопроса:
Вы хотите добавить  команды, задающие величины люфта- это по типу функция pec (periodic error correction)?
Если к Вашей схеме использовать BT- uart HC-06, на какой скорости работает 9600, или выше?

[Iovch]

Еще к Вам два вопроса:
Вы хотите добавить  команды, задающие величины люфта- это по типу функция pec (periodic error correction)?
Если к Вашей схеме использовать BT- uart HC-06, на какой скорости работает 9600, или выше?

Заморачиваться с PEC пока не планирую. Есть мысль ввести дополнительные шаги для выбора люфтов при смене направления перемещения, пробовал, но отключил, не понравился результат, который сильно зависит от положения и развесовки монтировки. По скорости работы BT- uart ничего определенного не скажу, надо пробовать. Проводная связь работает сейчас на 9600. Скорее всего можно будет и по-быстрее. Для джойстика это весьма актуально.

[vladimir-sto]

Наконец-то потеплело. Выехал  на гараж с монтировкой оборудованной данной системой.  Фоткал на  nikon d610 прикрученный параллельно трубе. Правда выдержка 30 секунд всего и горизонтальность монти выставлял на глаз. Для начала неплохо.

[Кирилл В.]

Здравствуйте
Ногами не пинайте пожалуйста!
Для чего перемычки по оси Z в сборках до GOTO3 включительно?
Никак в толк не возьму
Мне бы цифровой выход с ардуинки освободить для сервы =/

Спасибо заранее.

[Iovch]

Там, где не используется драйвер по оси Z (до GOTO3 включительно), наличие/отсутствие и положение перемычек дробления шага драйвера Z не имеет значения. Цифровые выводы 4 (DIR Z) и 7 (Step Z) - можно использовать для любых целей. Кроме этого, не задействован D12. Полная распиновка CNC Shield v4 для Ардуино нано прилагается.