[DIY] EL-Flatfield-Panel mit Helligkeits- und Motor-Steuerung

RTJoe

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Hallo zusammen!

Hier möchte ich Euch mein aktuelles Selbstbauprojekt vorstellen: Ein Flatfield-Panel aus Elektrolumineszenz-Leuchtfolie mit softwaregesteuerter Helligkeitssteuerung und motorisiertem Teleskopdeckel.

Das Panel habe ich für meinen 120mm -Refraktor gebastelt. Kernstück ist ein 130mm EL-Panel in einem 3D-Druck-Gehäuse. Ein Servo-Motor kann den Deckel öffnen und schließen.

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Helligkeit und Deckel-Position können per Software mit einem "Alnitak Generic Commands"-kompatiblen Protokoll gesteuert werden. Dieses Protokoll wir von diverser Astro-Imaging-Software unterstützt; ich habe den Betrieb ausgiebig mit "Voyager" und kurz mit N.I.N.A. getestet.

Das Panel hat inzwischen eine vollständige Nacht im vollautomatischen Betrieb bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts problemlos funktioniert. Während dieser Nacht habe ich mehrere Zielobjekte mit verschiedenen Rotator-Positionen aufgenommen und für jede dieser Rotator-Positionen Flats aufnehmen lassen. Die Imaging-Software hat dabei jeweils die korrekte Helligkeit für Luminanz- und Schmalband-Filter sowie eine von mir vorgegebene, fixe Belichtungszeit (passend zu meiner Flatdark-Bibliothek) bestimmt.

Panel
Das Panel ist ein günstiges 130mm EL-Panel von Aliexpress. Mein Controller ist für den Betrieb mit einem 12V-Inverter ausgelegt.

Gehäuse und Gehäusemontage
Gehäuse, Servomotor-Montageblock und „Rohrschellen“ zur Befestigung wurden mit einem 3D-Drucker erstellt. Ich habe noch eine Streuscheibe aus Acryl vor der Leuchtfolie montiert (mit Lasercutter zugeschnitten), bin allerdings nicht sicher, ob diese wirklich notwendig ist.

Controller
Der Controller basiert auf einem Arduino Nano. Ich habe Schaltplan und Leiterplatte (mit KiCAD) passend für ein äußerst kompaktes Gehäuse (8x5x2cm) entworfen und fertigen lassen. Das kleine Gehäuse passt fertig montiert am Teleskop mit in den Teleskopkoffer – sehr praktisch! Als Front- und Rückplatte habe ich günstige Aluminium-"Leiterplatten" fertigen lassen und so trotz mangelnder Fertigkeiten in Sachen Metallbearbeitung ein – meiner Meinung nach - optisch ansprechendes Gehäuse hinbekommen.

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Da ich in die Mini-USB-Buchse des Arduino Nano nicht ausreichend Vertrauen habe, ist der USB-Anschluss auf eine USB-B Buchse herausgeführt. Es ist lediglich die übliche 12V Versorgungsspannung notwendig, ein DC/DC-Wandler erzeugt die 5V für den Servo. Arduino und DC/DC-Wandler sind fertig gekauft und als vollständige Module aufgelötet, alle anderen Bauteile direkt handgelötet.

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Bei Interesse an weiteren Details kann ich gerne Schaltplan und Layout (KiCAD), Gerber-Files, Arduino-Firmware, 3D-Druckdaten (OpenScad) und Lasercutter-Daten für die Streuscheibe (Inkscape) zur Verfügung stellen.

Viele Grüße,
Joachim
 
Hallo Joachim,

einfach großartig umgesetzt :y: Etwas ähnliches schwebt mir mit einer Bahtinov-Maske vor um zwischen durch mal (möglichst präzise) scharf stellen zu können. So langsam habe ich den Eindruck das Forum könnte mal eine Ablage für solche Ideen vertragen. Alles in eine ZIP Datei packen und 'für spätere Generationen' ablegen ;)

Viele Grüße
Michael
 
Zitat von wynnie:
Hallo Joachim,

einfach großartig umgesetzt :y: Etwas ähnliches schwebt mir mit einer Bahtinov-Maske vor um zwischen durch mal (möglichst präzise) scharf stellen zu können. So langsam habe ich den Eindruck das Forum könnte mal eine Ablage für solche Ideen vertragen. Alles in eine ZIP Datei packen und 'für spätere Generationen' ablegen ;)

Viele Grüße
Michael
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Hallo Michael,
mit einer Bahtinov-Maske sollte es noch einfacher funktionieren, da die Elektronik zur Helligkeitssteuerung entfällt.

Zur Ablage gibt es zum Glück Alternativen. Nach ein paar Anfragen aus dem CloudyNights-Forum habe ich das Projekt jetzt auf GitHub abgelegt:
https://github.com/RunTJoe/ELFlatPanel
 
Hallo Joachim,

im Grunde braucht man ja nur einen oder zwei Servos. Je nach dem ob man die Maske in einem oder in zwei Teilen klappt.
Danke, dass Du die Infos auf Github gestellt hast :y:

Viele Grüße
Michael
 
Hallo Joachim,

super Job, echt ordentlich, hat sicher viel Arbeit gemacht. Aber für dieses Ergebnis lohnt es sich. Ich habe auch etwas ähnliches vor aber bin mit dem Programmieren nicht so fit. Oder hatte noch nicht die Zeit mich mit NINA auseinander zu setzten. Würdest du mir Infos geben wie Du das ganze aus NINA ansteuerst und wo oder wie man den Programmtext in NINA eingeben/ einbinden muss um die entsprechende Funktion zu haben.

Habe zwar schon mit VB vom PC zu Arduino Daten hin und her gesendet aber wie man so etwas in NINA einbindet da fehlt es mir an Wissen (komme aus der Mechanik). Wäre schön wenn du mir einige Infos zukommen lassen könntest.

Weiter so, LG und CS
Hampo
 
Hallo Hampo,

gerne versuche ich Dir zu helfen, das Thema Software liegt mir deutlich mehr als Mechanik.

Die Hauptfrage ist, was Du mit "etwas ähnliches" meinst. Ein anderes Arduino-Flatpanel einzubinden ist überhaupt kein Problem. An N.I.N.A. habe ich überhaupt nichts modifiziert, da ich im Arduino einfach das von N.I.N.A. bereits unterstützte Alnitak-Protokol implementiert habe. Man wählt dort unter Equipment/Flat Panel das "Alnitak Flat Panel" und stellt dort über den "Settings"-Knopf den USB-Port des Arduinos ein. Ein weiterer Klick auf den "Connect"-Knopf und die Verbindung steht. Das vollständige Alnitak-Protokoll ist hier beschrieben: https://www.optecinc.com/astronomy/catalog/alnitak/resources/Alnitak_GenericCommandsR4.pdf

In meiner Arduino-Software (im GitHub Repo unter Firmware/ELFlatPanel zu finden) findest Du für jedes Kommando eine kleine Funktion, welche beim Empfang des Kommandos aufgerufen wird. Dort kannst Du den für Deine Hardware notwendigen Code einbauen. Bei Fragen melde Dich einfach.

Falls "etwas ähnliches" kein Flatpanel ist, wird der oben beschriebene Weg vermutlich nicht funktionieren. Dann solltest Du genauer erläutern, was Du ansteuern möchtest.

Viele Grüße,
Joachim
 
Hallo Joachim,

vielen Dank, für die schnelle Info, ich werde mir mal die Sachen in Ruhe anschauen und mich wieder melden, wenn ich Hilfe benötige. Da ich nicht viel Zeit habe wollte ich eine "voll automatische Sternwarte" aufbauen. Dabei sollte die Montierung, Aufnahmetechnik, Teleskop, die Kuppel sowie einigen externen Sensoren wie Regensensor, ggf. Wind, failsafe usw. angesteuert werden. NINA finde ich eigentlich ganz gut habe es mir etwas angeschaut Kamera und Filterrad mal angesteuert leuchtet mir so mal ein. Ich hätte NINA als Basis genommen aber auch den Rest gerne mit NINA angesteuert. Leider habe ich schon erfahren müssen, dass nicht alles was in der Astrowelt zu kaufen ist auch etwas taugt. Alles was man selber macht geht irgendwie besser und erfüllt seinen Zweck (falls man keine Fehler gemacht hat).
Ja und alles kaufen sehe ich eigentlich nicht ein. Den eine 2,5m Kuppel komplett würde so ca. 5.000 - 10.000 Euro kosten und man weis nicht was man da wirklich bekommt.

Ich schon einige Astrohändler angeschrieben und schon gemerkt wenn man die richtigen Fragen stellt dauert es mit der Antwort lange und eine Antwort erhält man dann eigentlich nicht.

Deshalb finde ich es super was Du da gemacht hast, den da bin ich mir sicher, dass Du mit dem Ergebnis zufrieden bist und der Output wird dann auch stimmen.

Zur Zeit habe ich das Pech, dass ich mehr mit Auf- und Abbau beschäftigt bin und das Zeitfenster für die wahren Dinge mir zu kurz sind. Daher wenn ich das Teleskop aufgestellt lassen kann, dann könnte ich mich dem Hobby anstatt dem Auf- und Abbau widmen.

So etwas Info aber auch etwas durcheinander aber ich denke Du verstehst mich.

Wenn ich über das WE es schaffen sollte mal die Sachen mir anzuschauen dann melde ich mich erneut.

Vielen Dank LG und CS
Hampo
 
Hallo Joachim,

super Projekt und vielen Dank fürs veröffentlichen.

Schönes, durchdachtes Platinenlayout und in dem Gehäuse sehr professionell. Den MPC4725 als genial einfachen DAC scheint es aktuell nicht zu geben, wo hast du den bezogen oder hast du dir die Platine gleich mit den SMD Bauteilen bestücken lassen?

Der Controller sollte auch mit herkömmlichen Flatboxen funktionieren. Bin nicht zu tief in der Materie, aber macht es Sinn noch eine kleine Spule an den Ausgang zu setzen oder ist die Restwelligkeit sowieso gering genug, um kein Banding zu erzeugen, wie bei PWM gedimmten Flatboxen. Die Umwandlung der kleinen Nano Mini USB Buchse auf eine stabile USB Typ B Buchse - schöne Idee!

@Alle: wer auch Interesse hat, vielleicht macht es Sinn eine Sammelbestellung beim Platinen-/Gehäusefertiger aufzugeben.

Viele Grüße,
Alex
 
Hallo Alex,

die Beschaffung von Bauteilen ist derzeit leider wirklich ein Drama. Den MPC4725 habe ich, zusammen mit anderen Bauteilen, bei LCSC bekommen. Ich habe nichts bestücken lassen, alle Bauteile auf der roten Platine habe ich von Hand gelötet. Falls man die Schaltung ohne SMD-Bauteile anstatt mit meiner Platine einfach auf einer Lochrasterplatine aufbauen will, kann man auch - wie ich im ersten Prototyp - ein fertig bestücktes Breakout-Modul verwenden, die sind auch von Händlern in Deutschland erhältlich. Oder man schlachtet ein solches Modul mit Heißluft aus...

Vorsicht: Der Controller ist nur für Flatpanels aus EL-Leuchtfolien gedacht! Er dimmt lediglich durch Reduktion der Ausgangsspannung, aber nicht durch PWM mit der vollen Spannung. Deshalb ist er für Flatpanels aus LEDs nicht geeignet! Dafür hat man keine Probleme mit PWM-Frequenzen, die vorgeschlagene Spule ist deshalb nicht notwendig.

Viele Grüße,
Joachim
 
Hallo Joachim,

phantastisches Projekt. Da ich genau dieses EL-Panel gerade beschafft habe für meinen 130PDS und genau so eine Motorisierung gerade konstruiere, hast Du mir gerade viel Arbeit erspart.

CS Erik
 
Hallo Alex,

da hast Du nichts überlesen, das hatte ich noch nicht geschrieben.

Die Streuscheibe habe ich bei der Firma Formulor aus dem Material "3 mm Acrylglas GS weiß, milchig WH02" schneiden lassen.

Die SVG-Datei habe ich nachträglich noch unter "DiffusorPlate" auf Github hochgeladen. Die superfeinen Umrisse sind in Inkscape nur im Anzeigemodus "Umrisse" zu sehen. Das Format entspricht den Anforderungen von Formulor.

Viele Grüße,
Joachim
 
Habe heute Platinen, Bauteile und eine El Folie bestellt. Erstmal als Testlauf für meinen kleinen 72er.
Wenn das gut klappt, gehts an eine 10“ Version.
Würdest du bitte noch das Modell/Hersteller der 5 poligen Steckverbindung mitteilen.
Danke,
Alex
 
Hallo Alex,
die Steckverbindung nennt sich GX12 "Aviation Socket" bzw. "Aviation Plug". Gibt es mit diversen Polzahlen, hier eben die 5-polige Version. Gibt es bei einer Vielzahl Bezugsquellen. Ich habe solche Steckverbindungen sowohl "auf die Schnelle" bei Pollin/eBay als auch mit längerer Lieferzeit bei Aliexpress gekauft. Die Gummikappe (wenn gewünscht, sicher nicht notwendig) muss man als Option oder zusätzlichen Artikel erwerben.
Viele Grüße,
Joachim
 
Hallo Joachim,
was für ein tolles Projekt. Ich bin begeistert.
Ich habe auch einen Teleskopdeckel mit einem Servo realisiert (experimental). Mein Servo hält aber die Welle nicht fest, wenn der Strom weg ist, dh. der Deckel geht im dümmsten Fall wieder auf. Gibt es Servos die die Welle halten wenn der Strom weg ist? Welches hast Du genommen?
Thomas
 
Hallo Thomas,

Du hast Recht, im stromlosen Zustand kann der Servo die Position verlassen. Deshalb schalte ich den Strom nicht ab, das hat bei mir mehrere Nächte problemlos funktioniert. Wenn Du damit dauerhaft einen Staubschutzdeckel betreiben willst, ist das natürlich keine Lösung.

Mir ist leider kein Servo bekannt, der im stromlosen Zustand stabil bleibt. Ich habe einen RDS3115 verwendet: https://www.aliexpress.com/item/724946838.html

Viele Grüße,
Joachim
 
Danke, das hat viele Fragen beantwortet. Mir kam es so vor, als das kommerzielle Anbieter auch nur Servos verwenden.
Thomas
 
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