Тема: [DIY] ASCOM Focuser за небольшие деньги (Прочитано 108463 раз)

hippie · « : 09 Жовтня 2014, 11:39:08 »

Когда возникла необходимость приобрести фокусер, я почему-то, был уверен что таких проектов очень много, однако как оказалось, нечего подходящего не было, и пришлось делать почти все самому.

Это инструкция для тех кто хочет за небольшие деньги собрать простой электро фокусер, который может управляться с любой ASCOM совместимой платформы, как например Maxim DL.

Что умеет:

Крутить фокус вперед и назад
Помнить позицию (софтовая реализация энкодера)
Получать текущую температуру с датчика (для возможно будущей реализации темп. компенсации)
ASCOM интерфейс для управления с компьютера
USB интерфейс (Usb2Serial)
Open Source как прошивка так и драйвер

Что можно реализовать дополнительно:

Температурную компенсацию(если кто-то расскажет подробно как оно вообще устроено теоретически)
Пульт управления для визуалов
Что-то еще по желанию

Что нужно и сколько оно стоит:
Цени примерные, ориентировался на ebay / aliexpress / banggood.

Arduino (Я использовал клон Arduino Micro, подойдет любая не Mini, так как на ней нет USB) от 5$

Для тех, кто не в теме, Ардуинка - простая отладочная плата, которая имет на борту программатор и USB интерфейс. По сути это 8-битный МК Atmega c удобным выводом ножек и достаточно простой средой програмирования(Wiring), который позволяет сделать макет устройства без пайки. Для серийного производства это конечно не кошерно, но сделать устройство для себя - почему бы и нет?
Любой биполярный шаговый двигатель от 10$
Я использовал 39BYGHM1405 0.9° 20mm High Quality Step Motor

Лучше конечно взять что-то типоразмера NEMA 17 200-400 шагов. Используемый мной драйвер 2,5V-10,8V при токе до 1,5А, соответственно этим требованиям подбираем двигатель.
Драйвер шаговых двигателей. от 5$

Я использую DRV8834. Позволяет крутить шаговики в режиме микрошага до 1/32. C ШД на 400 шагов, позволяет вращать вал c точностью до двух минут. А также позволяет не заморачиваться с ШИМ, импульсами. Контроллер задает направление и кол-во шагов, все остальное он делает сам. Кроме DRV8834 есть много похожих, которые будут отличаться разрешением, мощностью, расположением выводов(DRV8825, A4988). Главное чтобы это был именно драйвер, а не H-bridge(с ним тоже можно но намного сложнее).
Источник питания для ШД.

Я использую универсальный БП 12V@20A c кучкой DC-DC конвертеров (от него питается и монтировка, и камеры, и фокусер, и лайбокс и тд). Но можно подобрать ШД так чтобы питать его от зарядки для мобильника (5V@1,2A), либо любого другого валяющегося в хозяйстве БП.

Это основные компоненты, также понадобится всякие мелочи ± 20$

макетная плата (кто умеет может изготовить печатную плату)
провода
кабели
крепление
разъём DC barrel для БП, и разъем для подключения ШД (я использовал USB)
корпус
муфта
Опционально датчик температуры
Опционально ИК приемник и любой пульт

Вот такое вот устройство в итоге получилось

И нехитрая разводка на односторонней плате

В работе

UPD1: Схема подключения
UPD4: Новая версия драйвера и прошивки. Обновлено 14.02.2014

Yvk

Цитата: hippie від 09 Жовтня 2014, 11:39:08

... А пока вопросы

А чем обусловлен выбор разъёма USB для подключения ШД, или это просто первое, что под руку попалось?

hippie

Цитата: Yvk від 09 Жовтня 2014, 11:50:39

А чем обусловлен выбор разъёма USB для подключения ШД, или это просто первое, что под руку попалось?

Их много валялось у меня, во вторых 4 контакта - 4 провода на шд и в случае чего легко выдернется из разъема

hippie

Схема подключения на примере DRV8834

Первым делом, с помощью тестера нужно проверить обмотки ШД и найти пары проводов(те, которые звонятся на короткое и являются парой)

На выходы A1 и A2 - подключаем одну обмотку, на B1 и B2 вторую
На VMOT и GND "плюс" и "минус" от блока питания соответственно, так же рекомендуется поставить между ними фильтр в виде конденсатор ёмкостью 100 uF (как можно ближе к драйверу)

SLEEP, STEP и DIR будут подключаться к ардуино(их можно подключить на любые цифровые или аналоговые выводы A0-A7, D2-D13)
у меня
SLEEP <--> D4
STEP <--> A2
DIR <--> A3
этот выбор обусловлен только лишь удобством разводки контактов.
Ну и GND нужно подключить к GND Arduino.

Это минимальная схема при которой все уже будет работать, однако нам еще интересно управление микрошагом (по умолчания он работает в режиме 1/4) для этого подключим выводы M0 и M1 драйвера к опять же любым ножкам Arduino.
у меня
M0 <--> D8
M1 <--> D7

Выбор режима микрошага обусловлен состоянием на этих ножках согласно следующей таблицы:

M0	M1	Разрешение
Low	Low	1/1 шага (полный шаг)
High	Low	1/2 шага
Floating	Low	1/4 шага (режим по умолчанию)
Low	High	1/8 шага
High	High	1/16 шага
Floating	High	1/32 шага

Выбор режима микрошага будет осуществляться в настройках ASCOM драйвера, для того, чтобы, можно было подобрать подходящее значение на конкретном фокусере и конкретном ШД.

После чего саму Arduino нужно подключить USB кабелем к компьютеру, загрузить прошивку(о которой ниже), включить БП, и все. Фокусер готов.

hippie

Для тех кто никогда с ним не работал:
Arduino определяется в системе как COM порт. Програмирование осуществляется через программу Arduino, (которую можно скачать на официальном сайте) на языке Wiring(он очень простой и уровень вхождения гораздо ниже чем скажем привычный для AVR C), после чего она(программа) незаметно для пользователя конвертируется в С, компилируется в прошивку для МК и заливается в устройство через встроеный програматор.

В самой прошивке я использую несколько сторонних библиотек:
AccelStepper для управления ШД, скоростью, направлением, ускорением и тд
SerialCommand для общения к контроллером через COM порт на человеко понятном языке

Саму прошивку можно скачать с GitHub

При установке программы Arduino в директории Документы, должна создать папка Arduino. В ней необходимо создать папку libraries и скопировать библиотеки о которых я писал выше. Либо скачать полный архив с правильной структурой и разархивировать в папку документов.

После чего загрузить прошивку и можно уже управлять нашим фокусером

Для этого необходимо открыть монитор порта и простыми командами можно управлять ШД.

S X(напр. S 1000) установит максимальную скорость вращения равную X (по умолчанию 2000)
A X установит ускорение равное X (по умолчанию 500)
M X переместит ШД на позицию X. Как я писал ранее, реализован софтовый энкодер, поэтому каждый раз при включении ШД находиться на позиции 0, и двигать его можно от -2³¹ до 2³¹−1. Соответственно 4 294 967 296 возможных положений. Если купленный ШД на 200 шагов, а режим микрошага = 1/4, то 800 = полный оборот вала. Команда M 800 в этом случае выполнит полный оборот на 360 градусов.
P - вернет вам текущее положение
B X(напр B 32) (где X = 1,2,4,8,16,32) установит режим микрошага

MAKsutik

Ну позицию можно сохранить двумя способами, в флеш памяти МК по выкл. питания, ну и на худой конец в самом драйвере.

hippie

Цитата: MAKsutik від 09 Жовтня 2014, 15:07:58

Ну позицию можно сохранить двумя способами, в флеш памяти МК по выкл. питания, ну и на худой конец в самом драйвере.

Да, я знаю, это не проблема, у меня реализована запись в EEPROM последней позиции, если в течении определенного времени фокусер не ездит, тут дело в том что это востребовано только в разных "астробудках"

там где фокусер физически не будет двигать в течении времени сна

hippie

Цитата: sentimentalbob від 09 Жовтня 2014, 19:43:43

а можно подключить униполярный двигатель 48 шагов 60 Ом?

Нет, этот драйвер рассчитан на работу именно с биполярными ШД. Но можно заменить драйвер на подходящий для вашего движка и чуть чуть поправить код. Так как сама билиотека AccelStepper умеет работать к различными драйверами и ШД, то замене подлежит всего лишь одна строчка кода:

Код: [Select]

AccelStepper stepper(1, A2, A3); // pin A2 = step, pin A3 = direction

sentimentalbob

hippie

ну тут только вопрос времени и денег.

MaxMan

... или не морочить себе голову и купить Focus Drive.

Автору по любому респект за разжеванный вариант фокусёра но например у меня не хватит терпения осилить даже прочтение всего этого не говоря об изготовлении сего девайса. Но люди у которых руки растут из правильного места думаю по этой инструкции смогут изготовить фокусёрчик.

Brahman

Спасибо автору) Для меня очень полезная инфа, так как тоже попал в ситуацию,что вроде функционал у фокусира довольно простой..а фирменный стоит кучу денег.

С вашего позволения - попробую повторить данную схему)
Можно писать про прогресс сюда? Или стоит создать отдельную тему?

Что у меня уже есть:
Клон Arduino Leonardo
Есть какой-то шаговик от "роботрона" на котором отсутствует маркировка)
Насколько я понимаю - мне стоит понять, что у меня за тип движка и купить драйвер для него?

З.Ы. Если бы ещё реализовать ручное управление от ардуинки без компа- было бы просто супер отлично)

And_NDA

Цитата: MaxMan від 10 Жовтня 2014, 09:51:20

... например у меня не хватит терпения осилить даже прочтение всего этого не говоря об изготовлении сего девайса. Но люди у которых руки растут из правильного места думаю по этой инструкции смогут изготовить фокусёрчик.

А лучше всего, если б те люди взяли от тех, кто не осилит, заказ и изготовили партейку этого дела на компенсационной основе, пр иэтом взяв правильные платы и ШД, а не абы что абы с чего. Мелкооптом сильно дешевле. На е-бее, кстати, можно сыскать мелкими партиями (дешево!!! - цена ниже регулярной) хорошие ШД из неиспользованных запасов, ну или партия штук 5, 10 и более из китая на худой конец - и то заметно дешевле поштучного (а тем более из абы чего с неизв. результатом). Так сказать, в качестве идеи...

AndrewP

Цитувати

З.Ы. Если бы ещё реализовать ручное управление от ардуинки без компа- было бы просто супер отлично)

Если задача только в ручном управлении, то все просто:

.
Особенно, если есть опыт работы с дуино, только для фокусера еще драйвер на движок, ну и скетч изменить под правильную функцию кнопки, нажал-кручу, не нажал-не кручу, плюс смена направления на другую, якось так

hippie

Цитата: Brahman від 10 Жовтня 2014, 10:24:30

Спасибо автору) Для меня очень полезная инфа, так как тоже попал в ситуацию,что вроде функционал у фокусира довольно простой..а фирменный стоит кучу денег.

С вашего позволения - попробую повторить данную схему)
Можно писать про прогресс сюда? Или стоит создать отдельную тему?

Что у меня уже есть:
Клон Arduino Leonardo
Есть какой-то шаговик от "роботрона" на котором отсутствует маркировка)
Насколько я понимаю - мне стоит понять, что у меня за тип движка и купить драйвер для него?

З.Ы. Если бы ещё реализовать ручное управление от ардуинки без компа- было бы просто супер отлично)

Я думаю про прогрес стоит описывать здесь, чтобы в одном месте были собраны все косяки. По ШД либо поискать тот лот на котором он был куплен, либо что то похожее и попробовать выяснить что за тип ШД у вас имеется

Ручное управление сделать легко и просто, главное придумать концепцию: либо самодельный пульт на "шнурке", либо как я предлагал использовать любой пульт от любой техники и ИК приемник.
Так же нужно предложить функционал, либо это просто вперед/назад, либо что то более сложное, например задать кол-во шагов, размер шага и тд.

Так что жду предложений по пульту, реализовать будет несложно

Astrotur

Цитата: MaxMan від 10 Жовтня 2014, 09:51:20

... или не морочить себе голову и купить Focus Drive.

Покупая Focus Drive и EQ Drive и надеюсь в скором будущем какой- нить Home Drive, мы получаем ещё и сервис, чего в случае с дуиной не будет. А выяснять в поле, откуда проблемы с фокусёром или монти неохота. У нас дуина (не клон) стоит на удалёнке, открыть закрыть крышу да померять температуру и влажность, и то ведёт себя неадекватно. Для следующей удалёнки я бы взял готовое изделие от ребят изготовивших Focus Drive и EQ Drive , если таковой будет.
Дуина хороша, когда нет альтернативы и ты профан в электронике и программировании.

hippie

Цитата: Astrotur від 10 Жовтня 2014, 14:20:17

Покупая Focus Drive и EQ Drive и надеюсь в скором будущем какой- нить Home Drive, мы получаем ещё и сервис, чего в случае с дуиной не будет. А выяснять в поле, откуда проблемы с фокусёром или монти неохота. У нас дуина (не клон) стоит на удалёнке, открыть закрыть крышу да померять температуру и влажность, и то ведёт себя неадекватно. Для следующей удалёнки я бы взял готовое изделие от ребят изготовивших Focus Drive и EQ Drive , если таковой будет.
Дуина хороша, когда нет альтернативы и ты профан в электронике и программировании.

Похожее сообщение можно написать практически к любой теме в этом разделе. Но это же не повод не делать самому особенно если хочется? Это нисколько не конкурент FocusDrive, как раз по причинам сервиса, серийности и поддержки.

MAKsutik

Ребята не нужны тыкать на FocusDrive(тема не о нем) тут совсем другие задачи.
Я лично хочу сказать молодец ТС! Не многие сейчас решаются на подобные задачи, могу только пожелать что бы все получилось и довести до ума проект.

AndrewP

[DIY]

, по этому и

тут и скрыт весь шарм и ценность проекта. Молодец!

sentimentalbob

За нас тут пишут код и оставляют нам лишь купить две платы по 5 баксов и соединить их парочкой проводов. С точки зрения потребителя все равно самое трудное остается это прикрутить мотор к фокусеру. Так нет же. Не нужно никаких открытых проектов. давайте нам готовые продукты. Атмеги в ардуино не такие православные и кварцы не такие чистые. Большинство не захочет тратить лишнее время и не имея необходимых знаний все равно купят готовый продукт потому что им так лучше. Люди которые любят диайвай и хотят сохранить финансы для будущих покупок, которые нельзя спаять на коленках возьмутся за этот проект. Одно другому не мешает. Если будет хороший аском драйвер для этого устройства то вообще никаких проблем не должно быть. Во всяком случае для моих целей это идеальный вариант
ЗЫ: а можно будет управлять атмегой не через юсб а через выводы Rx Tx?

Новини:

Автор Тема: [DIY] ASCOM Focuser за небольшие деньги (Прочитано 108463 раз)