Sistema push to per dobson a basso costo

[Jacopucciolo]

Salve a tutti, volevo chiedere un parere a voi che siete esperti.
Possiedo un dobson (gso 250 deluxe) e volevo implementare un mini sistema push to, giusto per avere qualche indicazione in più che male non fa, ma non volevo cose troppo invasive o dispendiose, quindi ho letto un thread qui che suggerivano una ruota graduata e un inclinometro. Pensandoci ieri sera mi è venuto in mente di usare una bussola e un inclinometro e stamattina mi sono deddo: perchè non implementarlo con arduino e i sensori? così ho pensato:

- utilizzo un sensore BNO055 per ottenere informazioni in merito alla bussola e inclinazione [https://www.amazon.it/gp/product/B09SGBS1P9/ref=ox_sc_act_title_2?smid=A1W6JCMFL0W2EG&psc=1]
- utilizzo 2 display a 7 segmenti con 4 cifre e modulo TM1637 per visualizzare le informazioni [https://www.amazon.it/gp/product/B078S8SGW2/ref=ewc_pr_img_2?smid=A1X7QLRQH87QA3&psc=1]
- utilizzo un arduino nano per caricare il programma [https://www.amazon.it/gp/product/B0CNGKG4MZ/ref=ewc_pr_img_1?smid=AQOJP59OJWBHK&psc=1]
- utilizzo un powerbank per alimentare il tutto (tanto non consumerà molto, chatGPT dice circa 1200mAh per 5 ore)

il sensore lo alloggio in una scatolina che sarà fatta con una stampante 3D e verrà fissata alla culatta del tubo con una cinghia tipo da borsoni (come fosse una fibbia) o leggermente più su per evitare interferenze con la ventola
arduino invece e i display saranno posizionati sulla basetta del telescopio così da non intralciare e non prenderci addosso, e soprattutto non avere fili penzolanti.
Prevedevo ovviamente di mettere anch'esso in una scatolina fatta con la stampante 3D e di fare un incavo per i display con la possibilità di coprirli con un coperchio per non avere luce magari durante le osservazioni.

Dite che è fattibile o è una ciofeca?

a me basta che visualizzi i valori in quanto controllerei i valori degli oggetti che mi interessano con stellarium o il cellulare e poi farei starhopping per poi controllare o avere un'idea di massima di dove guardare leggendo i valori sui display, non mi interessa connetterlo al computer

Eventualmente prevedo un pulsante per avviare la calibrazione (punto il telescopio a nord guardando con la bussola dell'iphone e lo metto a 0 gradi di inclinazione sempre con l'iphone) e premendo il pulsante memorizzo tale offset per far diventare 0 i valori sui display

[Alby68a]

Potresti implementare in Arduino anche uno sketch per la conversione dei dati da Az ad Eq. Così da visionare anche questi sul display.

Inviato dal mio M2101K7BNY utilizzando Tapatalk

[Jacopucciolo]

Ma sono utilizzati anche quelli nei sistemi push to? perchè io sapevo di dare i gradi della bussola e di inclinazione per puntare gli oggetti, non pensavo servissero anche quelli equatoriali, devo quindi rivedere un po' i componenti allora

[EDIT]

Ho appena apportato delle modifiche sopra, ho cambiato sensore (da GY-511 a GY-BNO055) e arduino (da micro a nano)

Le connessioni prevedo di farle con i doppini dei cavi di rete, perchè hanno una singola animella e sono facili da reperire e stagnare

[Antonio Piras]

Per la conversione da AltAz a Eq credo serva conoscere, correggetemi se sbaglio, informazioni sulla posizione geografica oltre che data e ora.
Il progetto si complicherebbe...

Jacopucciolo invece di un Arduino valuta se partire con un microcontrollore più evoluto come ESP32. I costi sono simili ma con l'ESP sei già pronto per sviluppi futuri come il controllo tramite bluetooth o wifi. Oltre al fatto di programmarlo in python, linguaggio che io preferisco di gran lunga :D
Un problema che affronterai: la maggior parte dei powerbank si spegne se il consumo è troppo basso, e me lo aspetto su un progetto così.

[Jacopucciolo]

Ci ho pensato ma possedendo e potresti avere ragione... rivaluto un po' gli acquisti.
Oggi è arrivato il sensore ma mi sembra non funzionare ed ora mi vedo titubante... avevo un sensore simile (solo giroscopio) ed ero riuscito a calcolare i gradi di rotazione ma con scarsa precisione (4 gradi di differenza a 180 gradi fisici)... conviene rivalutare il progetto e vedere di collegare in qualche modo due encoder rotativi?

[Jacopucciolo]

Buongiorno a tutti, volevo comunicare piccoli update del prgetto:
il sensore BNO055 è arrivato e testato, mi sono accorto che piccoli e lenti movimenti non vengono rilevati, e non è troppo accurato, così stavo pensando di usare il BNO085, dove si dice che è più accurato e preciso.
Il problema che si spegneva il powerbank l'ho riscontrato e risolto mettendo qualche resistenza di valore non troppo grande (sotto al Kohm) su qualche pin, in modo da simulare un assorbimento di corrente e non far spegnere il powerbank.
Un mio amico mi ha sconsigliato di alimentare direttamente dal 5V di arduino o della ESP32, suggerendomi un alimentatore esterno.
Secondo voi il BNO085 è valido?

[Jacopucciolo]

Altrimenti tra le varie idee che stavo valutando, senza perdersi in sensori di vario tipo, se ricorressi all'uso di encoder?
Mi è venuta in mente un'idea e non so se sia applicabile, vi spiego:
Volevo modificare il meno possibile la base del dobson, o meglio, con solo modifiche "reversibili" quindi niente viti o cose del genere, stavo pensando quindi di installare un encoder rotativo non posizionato al centro del telescopio ma sul bordo, e con una ruota in silicone far ruotare il perno facendogli fare attrito con il bordo del disco inferiore del dobson (che sarà fermo in quanto è quello sopra che si muove), pensavo di usare una staffa e di fare un "tavolinetto" da incastrare nella base per poterci agganciare la staffa, evitare fori e non avere giochi perchè lo farei fare su misura...
Teoricamente se utilizzo una ruota piccola dovrei incrementare anche la sensibilità del tutto perchè un giro di telescopio corrisponderebbero a più giri dell'encoder, e in questo caso il problema rimarrebbe solo l'inclinazione...
O magari montare un encoder tipo AS5600 come sensore con la calamita sulla vite principale

[etruscastro]

Jacopucciolo non solo quoti l'ultimo messaggio (vietato da regolamento) ma citi anche te stesso... presta attenzione per cortesia, cerchiamo di non appesantire la leggibilità del forum e usiamo il tasto in basso a sinistra -Rispondi alla Discussione- ;)

[Jacopucciolo]

Jacopucciolo non solo quoti l'ultimo messaggio (vietato da regolamento) ma citi anche te stesso... presta attenzione per cortesia, cerchiamo di non appesantire la leggibilità del forum e usiamo il tasto in basso a sinistra -Rispondi alla Discussione- ;)

Perdonami, ho risolto, pensavo di modificare il mio messaggio precedente ma mi sono accorto che il tasto modifica non c'era, ho risolto subito

[massimo tasso]

ciao a tutti,
questo è il mio primo messaggio dopo quello di presentazione. Questa discussione mi ha spinto a superare la pigrizia e finalmente iscrivermi come avevo intenzione di fare da tempo.

Vedo che Jacopucciolo sta facendo un progetto interessante, ma ha bisogno di qualche dritta.

Realizzare un push-to con arduino e sensori è possibile ma molto più complesso di quanto si possa pensare. Se misurare l'altezza del puntamento con un accelerometro è facile, misurare l'azimuth con un magnetometro è purtroppo molto complicato.

Il magnetometro deve essere calibrato perfettamente (non basta puntarlo a nord e indicare che quello è il punto di partenza) altrimenti ti restituisce un azimuth tra lo sbagliato e il completamente casuale.

Se a qualcuno interessa posso spiegare perché, altrimenti vi basti sapere che va calibrato alla perfezione.

Dato che hai un dobson ti consiglio di cambiare sensore e di prendere accelerometro e magnetometro separati. Fisserai l'accelerometro all'OTA e metterai il magnetometro sulla base del dobson, ben lontano da eventuali parti di metallo ferromagnetico.

Il magnetometro deve essere in bolla, così puoi fare una calibrazione 2D più semplice. Se fissi anche lui all'OTA, anche lui cambia orientamento in altezza e lo devi calibrare in 3D, che è molto più complesso e, temo, meno accurato.

L'ultima brutta notizia è che un Arduino non ce la fa. La calibrazione implica calcoli matematici troppo pesanti. Io uso una Teensy 4.0 ma puoi provare con una ESP32, dovrebbe farcela.

In questo repository trovi il mio skecth. E' open source, usalo come preferisci nel rispetto della licenza:

https://github.com/massimo-tech3d/GAZER/tree/main/arduino

A te con il dobson va benissimo lo skect gazza2D.

Se hai bisogno di chiarimenti chiedi e facci sapere eventuali progressi

cieli sereni a tutti

[Jacopucciolo]

Se a qualcuno interessa posso spiegare perché, altrimenti vi basti sapere che va calibrato alla perfezione.


Ciao e grazie mille per le dritte ed i consigli, a me interesserebbe saperne di più.

Mi sono documentato un po' in giro e ho cambiato arduino con una esp32, che è dual core quindi teoricamente potrei mettere la lettura su due processi separati
Come sensori quali suggerisci per avere una buona precisione? perchè sennò stavo valutando l'idea di usare un encoder (tipo AMT 102) da mettere attaccato alla vite che controlla il movimento di azimut e un accelerometro per controllare il movimento di inclinazione, però mi pare di aver capito che si possa fare con due sensori senza dover diventare matti a cercare viti più lunghe o fare cambiamenti stravolgenti...
Che sensori useresti te?

[massimo tasso]

ciao

nel repository github che ho linkato prima sono indicati i sensori con cui ho testato il sistema. Lo sketch 2D già li supporta così com'è.

Quelli che ti consiglio, se li trovi ancora su amazon, sono magnetometro ST LIS3MDL e accelerometro NXP MMA8451. Tra tutti e due costano meno dei BNO, che integrano un software di sensor fusion che non ci serve a nulla.

Per l'altezza va benissimo un accelerometro, sono facili da calibrare e sono molto precisi, se filtri bene il rumore.

Per l'azimuth, se puoi orientare perfettamente con la polare e azzerare la lettura, è probabilmente più semplice usare un encoder. Io non posso usarli perché dal terrazzo dove osservo di solito non ho visibilità della polare.

Usare una bussola non funziona per lo stesso motivo per cui è difficile usare il magnetometro, sono imprecise. Se sbagli l'orientamento iniziale di 5 o 10 gradi, poi il push to non ti trova nulla.

Comunque con un dobson, anche avessi i motori, non dovresti avere grossi problemi a piazzare il magnetometro lontano da grosse interferenze, il magnetometro lo proverei prima di piazzare un encoder.

Riguardo alla calibrazione, il motivo sono le interferenze al campo magnetico dovute a campi magnetici esterni. La stessa schedina del magnetometro e i cavi di collegamento sono percorsi da correnti, per quanto piccole, che generano campi magnetici che si sommano al campo terrestre. Queste interferenze si chiamano Hard Iron.

Il magnetometro idealmente dovrebbe darti le componenti X e Y del vettore magnetico. Ruotando il magnetometro/telescopio, senza interferenze (cioè mai) le letture formano un circolo perfetto e il rapporto tra le coordinate X e Y ti indicano l'azimuth di quel punto specifico.

Le interferenze di cui parlavo prima ti traslano il cerchio delle letture via dall'origine e sballano completamente la direzione calcolata.

Poi ci sono le interferenze dovute a materiali ferromagnetici nelle vicinanze, tubo ottico, la batteria per il sistema, una ringhiera vicina etc. Queste non traslano il cerchio ma lo deformano in un ellisse, il risultato è sempre lo stesso: azimuth sbagliato. Queste interferenze si chiamano Soft iron.

L'immagine qua sotto vale mille parole, sono i dati del magnetometro catturati facendo ruotare il mio telescopio di 360°, con un forte hard iron e anche soft iron.

La parte a sinistra è il "circolo" non calibrato. La freccia blu indica il punto di partenza. Dovrebbe essere verso Sud-Ovest. La parte destra è il circolo calibrato. L'azimuth reale è quasi ad Est...

53676

[massimo tasso]

Mi sono documentato un po' in giro e ho cambiato arduino con una esp32, che è dual core quindi teoricamente potrei mettere la lettura su due processi separati


non vale la pena di complicare tutto con processi separati. La ESP è talmente più veloce dei sensori che li puoi leggere in sequenza nello stesso ciclo, se il nuovo dato è disponibile. Tanto la maggior parte delle iterazioni non ci sarà nessuno nuovo dato da leggere.

Il problema di Arduino è che per calibrare devi usare la libreria eigen e l'eseguibile è troppo grande per caricarlo su Arduino.

[Jacopucciolo]

Va bene, allora grazie per le dritte, mi appoggerò a quegli sketch e me li studierò
Su Amazon si dovrebbero essere disponibili tali sensori e pensavo di provarli e vedere il risultato
Tu la calibrazione come la faresti con questi sensori? al momento non ho ancora avuto tempo di leggere bene gli script ma non so se ci sia la calibrazione o no, però proverò questi sensori.
Ricordo da fisica che un metallo o conduttore percorso da corrente genera un campo magnetico seppur debole e quindi pensavo (almeno la parte delle batterie e dei cavi) di schermarli in qualche maniera (o di usare banalmente cavi STP di rete e stagnarli ).
Il telescopio è un dobson GSO 250 Deluxe e onestamente non conosco bene i materiali, so solo che è provvisto di una ventola di acclimatamento sotto (che suppongo generi diverse interferenze se accesa).
Come sensori comunque sono validi ed ottengo una precisione pari alla bussola dell'iPhone secondo te se utilizzo lo scketch o lo modifico in alcuni punti?
Anche perchè per comodità pensavo di mostrare il tutto su un display oled da 1 pollice in modo da averlo sempre li ed avere un sistema "stand-alone" da usare o applicare senza modificare il telescopio e senza usare un computer o altri oggetti, lasciando il cellulare libero per usare stellarium o sky safari e cercare coordinate di inclinazione e azimuth degli oggetti celesti e puntare il telescopio (più che push-to sarebbe un rilevatore di inclinazione e orientamento per sapere in che direzione sto puntando).
Avevo testato con il BNO055 di cui poi ho fatto il reso che per movimenti lentissimi e continui non rilevava alcuna variazione mentre l'iPhone si... questo problema lo avrei anche in questi casi?

[massimo tasso]

Tu la calibrazione come la faresti con questi sensori? al momento non ho ancora avuto tempo di leggere bene gli script ma non so se ci sia la calibrazione o no, però proverò questi sensori.

La calibrazione c'è. Devi indicare al ESP quanti secondi dura e poi ruotare a mano il telescopio mettendoci più o meno quel tempo. Puoi tenere il tubo verticale mentre ruoti. Al resto ci pensa il software, raccoglie 1000 letture intervallate a seconda di quanto tempo gli hai dato, e poi calcola l'ellissoide per calibrare.

quindi pensavo (almeno la parte delle batterie e dei cavi) di schermarli in qualche maniera (o di usare banalmente cavi STP di rete e stagnarli ).

Credo che tu possa lasciar stare, i problemi maggiori vengono dagli stepper, che non hai e dal tubo di lamiera, che non puoi schermare.

Il telescopio è un dobson GSO 250 Deluxe e onestamente non conosco bene i materiali, so solo che è provvisto di una ventola di acclimatamento sotto (che suppongo generi diverse interferenze se accesa).

ok, l'ho visto. Quel tubone mi lascia perplesso. Prova ad attaccarci una calamita, se non attacca sei a cavallo, altrimenti devi trovare un punto dove mettere il mag che sia il più lontano possibile, sperando che basti. A me i problemi maggiori li ha dati proprio il tubone di lamiera che non so ancora se sono riuscito a risolvere, con la mia monatura. Il posto migliore mi sembra davanti, sulla parte rotonda della base.

Come sensori comunque sono validi ed ottengo una precisione pari alla bussola dell'iPhone secondo te se utilizzo lo scketch o lo modifico in alcuni punti?

Nessun telefono è preciso abbastanza da guidare un telescopio, la semplice calibrazione che ti fanno fare ogni tanto non è assolutamente sufficiente.

Avevo testato con il BNO055 di cui poi ho fatto il reso che per movimenti lentissimi e continui non rilevava alcuna variazione mentre l'iPhone si... questo problema lo avrei anche in questi casi?
si ma il BNO non l'avevi calibrato e poi, avevi controllato che i dati venissero letti ? anche se lo tieni immobile i dati devono cambiare un po' per via del rumore. Se i numeri sono sempre gli stessi significa che c'è qualche problema.

ehm, spero di non aver esagerato con il quoting... :shock: nel caso ditemelo che non lo faccio più ;)

[Jacopucciolo]

Ah capisco capisco, beh ho appena provato con una calamita che avevo sul frigorifero e purtroppo rimane attaccata si...
Questo vuol dire che l'uso del magnetometro è escluso a priori?
Il bno055 non l'avevo calibrato però i numeri variavano poco poco stando fermi, quasi nulla
L'accellerometro non soffre di problemi legati al materiale del tubo vero?

[massimo tasso]

peccato. No, non è escluso a priori. La prova che puoi fare è posizionarlo proprio sul davanti, sulla base rotonda girevole. Dalle foto mi sembra il punto più lontano dal tubo metallico.

Poi lentamente ruoti il tubo in altezza, da orizzontale a verticale, tenendo immobile l'azimuth e controlli se la lettura del magnetometro cambia con il movimento in altezza.

Credo che la prova puoi farla anche con il telefono. lo piazzi li con la bussola accesa e vedi se gira quando muovi la OTA. Se l'esperimento fallisce, fine. Se ha successo, rifallo con il magnetometro, che non ha la sensor fusion del telefono. Almeno risparmi settimane di sviluppo per nulla, se non dovesse andare bene.

Il mio telescopio mi dava uno scarto di azimuth di 20 gradi, tra tubo orizzontale e zenith, per colpa di quella lamiera e ci ho messo mesi a capire perché e a trovare un punto più appropriato per piazzare il magnetometro. Poi ha iniziato a piovere e ancora non ho verificato se adesso va bene...

Se la lettura è stabile allora sei a posto, altrimenti l'interferenza è un soft iron variabile con l'altezza e non ci si può fare nulla...

Ricorda che un paio di gradi di scostamento in più e in meno è solo rumore (che si può filtrare). Il problema è se l'azimuth si gira in una direzione tanto più quanto più alzi il tubo e ritorna indietro quando lo riabbassi.

L'accelerometro non ha nessun problema.

[Jacopucciolo]

Ho fatto la prova con il cellulare e ho trovato dei risultati abbastanza scoraggianti....
Se lo posiziono davanti segna 0 gradi sia che alzo che abbasso il tubo, però se lascio il telescopio fermo, prendo il telefono, chiudo e riapro l'app o lo sposto e lo riposiziono esattamente dove era (mi sono segnato dei punti dove lo posiziono) segna valori diversi come 4 gradi o 12 gradi.
Ho provato anche a posizionarlo sul "bordo" e li la misura varia di + 3/4 per poi tornare di nuovo "giusta" quando raggiungo il limite inferiore o superiore... ho provato pure a far slittare il telefono lungo il bordo e la misura varia notevolmente...

Io per non saper ne leggere ne scrivere pensavo ad un encoder AMT102, forato in quel modo che potevo farci passare la vite attraverso e leggendo i passi capivo di quanti gradi ruotavo in una direzione piuttosto che un'altra, e per allinearmi mettevo il telefono a 0 gradi nord e quell'offset lo consideravo 0, ma ora che mi fai notare che il telefono sballa le misure sono punto a capo e si avrei allora bisogno di puntare la stella polareo una stella conosciuta così da impostare le coordinate di offset...

L'accellerometro però rimane interessante perchè il mio dubbio era rilevare l'inclinazione anche e con encoder avrei dovuto modificare il telescopio (cosa che non volevo fare), l'unica pecca ora resta da trovare l'encoder che non mi pare di vederne su amazon e la vite che non è un passo M8 ma diverso e mi sa che dovrò inventarmi qualcosa...

Ad ogni modo, visto questa differenza di precisione sul cellulare, è impensabile usare un magnetometro ed avere una precisione pari al grado?

Per quanto riguarda gli accellerometri stavo guardando e informandomi anche in parte con chatGPT per fare i paragoni e procurarmi alcuni calcoli e ho trovato questi:

- MMA8451 link: http://https://www.amazon.it/gp/product/B00SK8LS4Q/ref=ewc_pr_img_1?smid=A2IISLD0AJTAWY&psc=1 (https://www.amazon.it/gp/product/B00SK8LS4Q/ref=ewc_pr_img_1?smid=A2IISLD0AJTAWY&psc=1)

-LSM6DSOX link: https://www.amazon.it/gp/product/B085F3F19D/ref=ewc_pr_img_3?smid=A1BTLUV6GKJM47&psc=1

Con un prezzo simile (varia di 1 euro) e LSM con precisione superiore rispetto all'altro, inoltre con quel connettore che risulterebbe abbastanza comodo anche... il gioco varrebbe la candela?

Oppure molto diffuso leggevo l'mpu6050...

[massimo tasso]

ciao,

la differenza se apri e richiudi l'app non ti deve preoccupare, anche la bussola dell'iphone andrebbe calibrata, e una differenza di una decina di gradi è normale. La precisione delle bussole è più o meno quella.

Lo scopo dell'esperimento è capire se il tubo di lamiera rimane sempre abbastanza lontano dal posto dove c'è il magnetometro, a qualsiasi altezza sia orientato. Il punto in cui è più vicino alla base è quando punta allo zenith. Se la lettura del telefono rimane fissa, è un buon segno, ma la prova definitiva la dovresti fare con un magnetometro vero, che non integra i dai di un giroscopio (come probabilmente fa il telefono). Vedi tu se vuoi fare questo esperimento.

Tieni conto che quando punti vicino allo zenith con un dobson l'azimuth non è proprio definito e fai fatica a inseguire qualsiasi cosa, quindi poteresti anche trascurare il fatto che puntando a 80/85° l'azimuth viene sbagliato, se è corretto ad altezze inferiori (perchè il tubo è abbastanza lontano da non creare interferenze).

I due accelerometri vanno bene entrambi, anche l'mpu6050. Sono tutti precisi, la differenza la fa il rumore. ma lo devi filtrare comunque, perché è sempre troppo alto.

Magari guarda le librerie disponibili e scegli quello con la libreria che ti sembra più comoda. Devi calibrare anche l'accelerometro, ma è molto facile.