Sistema push to per dobson a basso costo

[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?

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[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...

calibration.jpg

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[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?

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[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... nel caso ditemelo che non lo faccio più

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[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

-LSM6DSOX link: https://www.amazon.it/gp/product/B08...V6GKJM47&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...

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[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.

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