Astroinseguitore elettrico

[Gianluca97]

Bene, dopo aver deciso quale realizzare in questa (http://www.astronomia.com/forum/showthread.php?13735-Piccolo-inseguitore) discussione, ho finalmente iniziato la realizzazione del piccolo inseguitore.
Per realizzarlo seguirò più o meno questa guida (http://fstop138.berrange.com/2014/01/building-an-barn-door-mount-part-1-arduino-stepper-motor-control/), dove viene spiegata la realizzazione.
L'inseguitore che si andrà a realizzare necessita di un minimo di conoscenze informatiche e buona volontà :biggrin: ; utilizzerà un motore passo passo e il software gestirà la velocità anche in base alla posizione che calcola in base ai dati settati all'inizio (per questo servono misure molto precise). Nel software ho aggiunto la possibilità di visualizzare quello che si sta facendo su un LCD (ovviamente non andrà illuminato o andrà messo un pulsante per attivare la retroilluminazione), inoltre sto lavorando per visualizzare da quanto tempo è stato acceso (ha una corsa di circa 2 ore).

Le funzioni che avrà saranno tre gestite da due interruttori:
-movimento siderale automatico
-movimento manuale (movimento più veloce per raggiungere un punto)
-ritorno a posizione iniziale
Per il momento mi occuperò della parte elettrica e software, successivamente aggiungerò anche la parte meccanica.

Materiale necessario:
-Arduino (UNO/Nano/Micro sono consigliati)
-Motore NEMA 17 (anche se esistono versioni più piccole questo garantisce una maggiore coppia e quindi sopporta pesi maggiori
-Driver EasyDriver 4.4 o Pololu A4988 (sono uguali)
-Interruttore ON/OFF/ON e ON/OFF (gestiranno le funzioni)
-LCD 16x2 (opzionale)
-Pulsante N.O. (opzionale, serve per l'illuminazione dell'LCD)
-Resistenze 1K\Omega
-Batteria 12V (alimentazione motore)
-Batteria 9V (per Arduino UNO o 5V per gli altri) (possono essere alimentati da USB)

Se riesco a mettere a posto nel pomeriggio la parte software per il conteggio del tempo pubblicherò il software modificato con schema elettrico.

AGGIORNAMENTO
Aggiungo lo schema elettrico e una bozza del codice che però devo ancora provare
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[Rop]

Ciao e complimenti :) se posso e non lo hai giè acquistato ti consiglio un display seriale e te la cavi con 2 fili costa un po' di più ma ti libera pin e l'ho trovato di più semplice utilizzo

http://www.futurashop.it/display-lcd-seriale-16x2-bianconero-1446-lcdser16x2bn?search=display&page=3


buona giornata

EDIT... Scusa non mi sono chiari alcuni collegamenti potresti spiegarmeli?

Come alimenti Arduino? ho visto che passi tramite il driver del motore e poi finisci nel 5V?
I tasti U3 U2 la resistenza non dovrebbe essere su GND visto che utilizzi le pulldown o vedo male io?

Se utilizzassi le PULLUP interne di Arduino risparmieresti un po' di collegamenti?

Scusa non sono molto esperto quindi cerca di semplificare il più possibile grazie :)

[Gianluca97]

Ciao scusa se ti rispondo solo adesso.
Arduino va alimentato o tramite 5v sul Pin 5v appunto oppure da una batteria 9v collegata al jack apposito, il driver può essere alimentato da arduino (provato a scuola) perché l'assorbimento di corrente è minimo per la parte logica.
Le resistenze vanno collegate in questo modo perché Arduino non lavora in digitale ma in analogico e quindi il collegamento può essere fatto così.
Per l'LCD grazie ma ne ho già uno in casa e userò quello.

[Rop]

Grazie pensavo usassi i pin analogici come digitali (non ho ancora avuto modo di leggere il sorgente)

buona giornata

[Disnomia]

Gianluca97

Ciao come procede ?

Se va inizio anch'io. Ieri mi è arrivata la schedina Arduino nano.

;)

[Gianluca97]

Ciao ti chiedo scusa se rispondo solo ora e chiedo scusa a tutti se non ho più portato avanti questa discussione ma ho avuto un po' di problemi ultimamente che non sono ancora finiti.
L'ultimo test che avevo fatto era sul funzionamento del software che è corretto e funzionante ma non ho mai iniziato a montare il tutto.
Prometto che non appena andrà meglio proseguirò il progetto ;)

[Disnomia]

Ciao Gianluca.
No problem spero solo non si tratti di problemi gravi.

Per l'Hw io assiemo senza problemi, per il Sw non è il mio campo.
Per programmarlo ho un amico che ha il programmatore.

Intanto metto insieme i materiali tanto per un periodo debbo partire.

Grazie;)

[Gianluca97]

Dopo tanto tempo ho rimesso le mani sul mio progetto, ho anche iniziato a preparare il supporto in legno e tutte le varie parti, ma ho incontrato un bel problema: a inizio settembre ho comprato un MacBook Air che da poco si è aggiornato a Sierra, e non riesco più a usare Arduino, ovvero, il software funziona ma non riconosce la porta seriale e quindi non posso caricare il programma su Arduino nano, cosa che avevo già fatto in precedenza ma ora si sono aggiornate alcune librerie e devo caricare il nuovo programma con delle parti modificate e migliorate; non appena riuscirò a trovare una soluzione metterò qualche foto di esempio del circuito funzionante.

[Frankq_it]

Ciao
gli A4998 sono ormai obsoleti ti consiglio i Pololu DRV8825

Franco

[Gianluca97]

Grazie del consiglio, io però ormai ho in casa i 4988 e visto che il loro lavoro lo fanno egregiamente userò ancora quelli.
Comunque metterò nella descrizione che in commercio adesso ci sono quelli cosí nel caso qualcun altro lo volesse realizzare lo saprà ;)

Ho risolto il problema al Mac con i driver di Arduino (alla fine ho scoperto che la Apple ora ha dei driver proprietari), provato tutto il circuito su breadboard e Arduino controlla perfettamente tutti i dispositivi, LCD compreso (effettivamente non serve a molto ma a me piaceva cosi :biggrin: ), ora aspetto il NEMA 17 che ho ordinato perchè rispetto al NEMA 14 che avevo in casa ha più coppia che vista la precisione che necessita non fa mai male, nel frattempo inizio a intagliare il legno e a decidere le misure, devo solo trovare la soluzione migliore per il puntamento alla polare.

[Gianluca97]

Stavo ragionando su una cosa: in pratica il movimento di tutto il meccanismo che è gestito da Arduino si bada su una formula dove parte fondamentale la svolge il tempo siderale espresso in secondi, che in pratica determina la velocità che deve mantenere l'inseguitore; da qui parte il mio ragionamento: per il momento il software lavora per "seguire" il movimento apparente delle stelle, ma se io volessi aggiungere la possibilità di seguire il movimento di Luna e pianeti dovrei solamente modificare quel parametro, o sbaglio?
Perchè secondo me non sarebbe male aggiungere questa possibilità (ovviamente servirebbe più che altro per la Luna viste le focali che servirebbero con i pianeti ;) ).

[Gianluca97]

Il motore tarda ad arrivare, in teoria sarebbe dovuto arrivare lunedí ma ancora niente, comunque nell'attesa ho fatto passi avanti sia nella gestione del software (che però non posso provare in modo definitivo fino a quando non avrò il motore), sia nella parte meccanica.

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Una foto del circuito in fase di collaudo

Prima di tutto nel software con le nuove librerie aggiornate ho corretto alcune parti che altrimenti davano noia; poi ho stabilito le dimensioni che avrà il tutto, ovvero: le due basi in legno saranno di 20x30cm e spesse 1,4cm, il ritaglio per il motore che servirà per permettere al blocco barra filettata-motore di muoversi sarà di 8x8cm, spessore sempre di 1,4cm.

A questo punto mi serve un treppiede, cosí sono andato a ritrovare il mio vecchio telescopio (che ho conservato gelosamente) e ho recuperato il treppiede della eq2, in alluminio quindi leggero ma sufficientemente stabile per supportare il futuro astroinseguitore, e poi non dimentichiamo che il tutto deve essere basato sul ridurre al minimo la spesa quindi riciclare fa sempre bene. Il problema è che essendo fatto per montarci su la eq2 il treppiede non ha la testa e quindi non si potrebbe regolare l'inclinazione se lo montassi direttamente sopra, quindi con il legno che avanza da quello usato per ricavare le due parti di prima mi inventerò un sistema per regolare l'inclinazione con quello.

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Una foto del mio vecchio compagno di osservazioni :cry:

A questo punto ho pensato a come alimentare tutto il circuito: sia Arduino che motore e relativo driver possono funzionare a 12V (Arduino va alimentato sul pin "Vin" che si collega al suo regolatore di tensione), mentre la parte di logica che funziona a 5V può essere alimentata direttamente dai 5V di Arduino. Ho pensato che una batteria da 12V si trova facilmente, quindi per quello nessun problema (tenete conto però che il solo motore assorbe circa 1,5A sotto sforzo); però nel caso si abbia a disposizione una presa con la 220V si potrebbe usare quella, quindi ho trovato questo alimentatore (https://www.amazon.it/gp/product/B00Y9YLHA0/ref=oh_aui_detailpage_o00_s00?ie=UTF8&psc=1) , economico ma ho testato funziona molto bene e tramite un piccolo regolatore si regola l'uscita alla giusta tensione (testato 12,00V), e eroga fino a 5A di corrente, abbondantemente sopra quello che serve.

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A questo punto devo solo aspettare il motore. Sto comunque realizzando un file che poi metterò in pdf per avere tutte le informazioni in ordine e che pubblicherò quando sarà finito tutto ;)

[Gianluca97]

Ieri è finalmente arrivato il motore, l'ho provato subito ma ho grossi problemi: il motore non funziona come dovrebbe (ma non so se è lui oppure il circuito), alcune volte va altre no, alcune volte va solo in parte e solo per poco tempo poi smette, riavvio e funziona ancora pero un po'; ho provato a cambiare driver, ho cambiato Arduino (ho provato il Mega), ho installato il software originale scaricato nuovamente ieri ma succede sempre la stessa cosa.
Ho pensato che ci potessero essere disturbi nel circuito dato che usavo due breadboard, cosí ho spostato tutto su una sola, ma niente, alcune volte il motore funziona nel senso che ruota nel verso giusto ma poi si blocca nel verso opposto facendo anche uno strano suono.

L'unica nota positiva è che le poche volte che funziona lo fa alla grande e anche il ritorno alla posizione iniziale è praticamente perfetto.
Non so veramente che fare, chiedo il vostro aiuto.

[davider]

Come è configurato il driver?
Corrente limite, microstep?
Io proverei a farlo andare a step intero (se non fosse già così) ed eventualmente alzare il limite di corrente. E anche a ridurre la frequenza... Il rumore strano potrebbe essere semplicemente una vibrazione (dovuta al fatto che non riesce a girare).

Ha un verso in cui tendenzialmente fatica di più? Se lo aiuti a mano esce dallo stallo?

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[Gianluca97]

Allora i pin che servono per la configurazione degli step non sono collegati, quindi lavora in full step mode.
La corrente è regolata per erogare 1.25A, il motore ha il limite di 1,5A quindi credo basti.
Per la frequenza non saprei come fare perchè dal codice non capisco come viene regolata, al massimo potrei scriverne uno velocemente io e provare.
Sembra fare più fatica in verso antiorario, o meglio, è li che da i maggiori problemi, ma il motore è in tensione quindi non si riesce a smuoverlo.

PS. Ho controllato adesso e ha una Vref di 0.565V

[Disnomia]

Ciao Gianluca.
Come sai gli step motor aumentano o diminuiscono il numero di step/minuto sulla base solo della frequenza degli impulsi di pilotaggio
E invertono il senso di rotazione all’inversione di fase degli stessi. Per cui aumentare o diminuire la frequenza degl impulsi serve a poco se non sui capisce cosa succede.
Con un normale tester analogico posizionate di AC si vede (grosso modo data l’inerzia della bobina mobile) il picco di tensione di pilotaggio.
Però mi sfugge qualcosa :
Perché parli di 0,5 volt e 1,25 A se sulla specifica del NEMA 17 leggo questo ? :

Caratteristiche
• Angolo step: 0.9°
• 2 fasi
• Tensione nominale: 3V
• Corrente nominale: 1.7A/Fase
• Diametro albero: 5mm
• Holding Torque: 48N.cm
• Form Factor NEMA 17
• Lunghezza motore: 48mm albero escluso
• 400 step/giro
Si parla di 3v (quindi di picco) e 1.75 A. Se al motore non arriva tensione sufficiente lui non funziona bene e arriva a bloccarsi. E ronza (protesta) perché non ce la fa a passare allo “step successivo”. Idem se si limita la corrente perché sul picco la tensione crolla con l’effetto ho detto sopra.
Prova a verificare con un tester come lo stai pilotando. L’ottimale sarebbe un oscilloscopio ma a spanne con il tester si fa lo stesso. Quanto hai pagato il NEMA 17 ? (Interessa anche me)

Fabrizio.

[Gianluca97]

Ciao Fabrizio, grazie dell'intervento.
Ti correggo giusto due dati del Nema 17 (riferito a quello che ho io), il motore ha un angolo di step di 0.8° e 200 passi/giro, non 400.

Intanto dico che ho risolto il problema aumentando leggermente la corrente fornita dal driver, portandola praticamente a 1,5Amax; i valori di cui parlavo fanno riferimento al driver, che ha una tensione di riferimento, da cui si ricava la Imax con al formula Imax=Vref*2,5 (per l'A4988), questa tensione è quindi molto bassa, mentre quella che alimenta le fasi del motore nel mio caso è di 12V (il motore lavora da 8 a 35V quindi visto il lavoro che deve fare basta, ma per lavorare meglio sarebbe meglio molto più alta).
Per quanto riguarda la corrente basta regolarla sul driver e poi penserà lui a gestirla e a fare in modo che questa non venga superata, quindi il "ronzio" che sentivo prima era a causa della corrente perché adesso funziona veramente bene :D

EDIT: dimenticavo di dire che il driver per ottenere veramente un movimento siderale deve essere impostato perchè comandi il motore a 1/8 di passo


Comunque il motore l'ho pagato 15euro con spedizione su eBay ;)

[Disnomia]

Bene Gianluca
Mi fa piacere che tutto funziona. Appena ho un attimo lo inizio anch'io.
Ora sto, sempre con Arduino, dotando di goto una Vixen GP.
Ma li è tutto fatto, sw compreso.
Si tratta solo di replicare una realizzazione.
Anche se ho visto un eccellente sito di un russo che lo ha dotato di display touch screen
e database per sganciarsi dall'uso del pc.
Buon lavoro.
Fabrizio

[Gianluca97]

Adesso che ho sistemato qualche dettaglio posso dire che funziona veramente bene: il movimento siderale è molto lento, mentre attivando il "ritorno a casa" aumenta molto la velocità fino a raggiungere l'esatto punto in cui si trovava quando è stato acceso in modo molto preciso. Le due basi in legno sono pronte, dipinte di nero con dello smalto e devo dire che nonostante non abbia fatto un solo taglio dritto sono estremamente soddisfatto :D

Adesso salderò tutto il circuito su millefori, dopodiché non mi resta che montare tutto

Disnomia, anche il mio progetto alla fine era tutto fatto, ho cambiato solo due cose nel SW; molto interessante anche il tuo progetto comunque. Quando lo inizierai anche tu aspetto i risultati in questa discussione ;)

[Huniseth]

Penso che il problema maggiore sarà la trasmissione del moto. Le mie prove con gli stepper di Arduino sono state negative, funziona ma piuttosto male - ho usato i componenti dei set completi cinesi. L' accrocchio a parere mio resta a livello sperimentale/hobbystico. Alla fine costa come una vera motorizzazione senza averne la funzionalità.

[Gianluca97]

Penso che il problema maggiore sarà la trasmissione del moto. Le mie prove con gli stepper di Arduino sono state negative, funziona ma piuttosto male

Beh l'accoppiata Arduino-stepper viene usata per produrre anche delle stampanti 3d molto precise, quindi non credo funzioni male, tu con quale stopper hai provato?
Io adesso che ho regolato la corrente e sistemato altre due casette posso dire che la gestione del motore è perfetta nonostante la velocità sia molto bassa.


L' accrocchio a parere mio resta a livello sperimentale/hobbystico. Alla fine costa come una vera motorizzazione senza averne la funzionalità.

Costa quanto una motorizzazione se hai già una montatura da motorizzare perché altrimenti, ovviamente parlando di un utilizzo per campi larghi, è più conveniente rispetto alla spesa per comprare un inseguitore e te lo fai come vuoi.
Poi sicuramente è una cosa fatta per chi è pratico e ha voglia di mettersi nel fai da te, ma ho visto alcuni risultati di una persona che lo ha realizzato e non sono affatto male...

[Filippo60]

Ciao a tutti!! Qualche mese fa ho realizzato una tavoletta equatoriale con le estremità basculanti. Prendendo spunto da un progetto di Daniel Berrangè, un astrofilo che ha scritto anche il codice per Arduino uno ma va bene anche il nano. Non avendo la barra filettata curva ha scritto il codice un modo che con l 'aumentare dell'angolo la velocità del motore varia e sopperisce all'errore di tangente, perchè la barra filettata è dritta.Allego qualche foto.
La foto del Cigno è stata fatta dal balcone di casa in città con I..L forte. Posa da 240 secondi con il 25\85 settato a 35mm, con canon 450 d fullspectrum.Ho messo la tavola su una montatura rotta usando il tutto come cavalletto fotografico ( molto robusto). Il motorino è di un nema 17 recuperato da una stampante Epson stylus
Allego il sito da dove ho preso spunto.
https://fstop138.berrange.com/2014/01/building-an-barn-door-mount-part-1-arduino-stepper-motor-control/
Ciao e alla prossima!!

[Gianluca97]

Complimenti Filippo, niente male.
Per testare per bene il tutto dovresti provare con una focale più lunga, in questo modo puoi vedere bene quanto puoi spingerti.

Proprio in questi giorni sto completando il mio (dopo un lungo periodo dove l'ho lasciato in disparte per vari motivi), avrei aggiornato la discussione penso nel fine settimana, ovviamente lo farò ancora ;) .

[Filippo60]

Ciao Gianluca! La parte debole di queste tavolette, in genere sono le cerniere che producono dei piccoli giochi, ecco per quale motivo ho scelto la tavola basculante. In genere le tavolette del fai da te hanno dei piccoli errori meccanici. Un paio di anni fa ho fatto una tavola con barra filettata curva, andava bene, ma la cerniera che collegava le due estremità aveva un piccolo gioco che hanno tutte le cerniere di questo tipo. Allego altre foto Tavola in legno e due foto una di Cassiopea di 180 sec. con 24\85 settato a 70, e l'altra con il 18\55 sempre cassiopea ma ho preso anche andromeda e il doppio del perseo.
Ciao!!

[Gianluca97]

Effettivamente non è male come idea quella di usare una tavola basculante, ormai io ho già iniziato con le cerniere ma per un eventuale futuro upgrade posso pensarci.
Vedremo cosa viene fuori.

[Filippo60]

Dimenticavo! Se volete costruire una tavoletta come la mia comandata da Arduino, nel codice bisogna inserire 2 parametri. 1° la misura in cm. Tra il centro della cerniera e il centro del pignone del motorino (nel mio caso il motore è posto nella parte superiore), ma si può invertire la posizione del motore mettendolo nella parte inferiore.) In questo caso bisogna inserire la distanza dalla cerniera e il centro della barra filettata sempre in cm. 2° Si deve inserire il passo della barra filettata nel mio caso il passo sella barra da 6mm, è 1.0. Inserendo queste misure il programma si crea un algoritmo che si adatta ai parametri della vostra tavola e viene regolata la velocità del motore secondo le misure che sono state inserite, adattando la tavola al moto siderale.
Ciao a tutti e alla prossima!!