Projekt: Selbstbau einer Dobson-ähnlichen Montierung aus Alu-Profilen

[AstroFun]

@Peter,
danke. Das 5 fach-Kreuz habe ich genommen, um einfach eine stabile Aufnahme für das Drehlager zu bekommen. Unter jedem Ende ist ein höhenverstellbarer Fuß zur Anpassung an unebene Untergründe. Ohne Bewegung steht es recht stabil. Mal sehen, was es bei einer Drehung mit Teleskop oder bei Wind macht.

Jetzt ist auch der Motor für die horizontale Drehung dran, ein NEMA 17 Stepper mit 1:10 Getriebe. Damit ist die Mechanik erstmal fertig. Über den Linearantrieb entscheide ich später nach ersten Tests.

Es fehlt noch die Verkabelung mit Stepper-Driver,. dann sollte die Montierung über beide Achsen drehen.

 

[AstroPZ]

Hi,

genauso wie auf dem Bild treibe ich auch meine Montierungen an (auch die Altitude mit einem sichelförmigen Kreissegment).

Ich habe allerdings die Schrittmotoren so gelagert, dass sie mit einer Feder auf den Zahnriemen gedrückt werden.
Dadurch werden etwaige Ungenauigkeiten ausgeglichen und das Ritzel greift immer sehr gut in den Zahnriemen.
Muss man wahrscheinlich nicht unbedingt machen.

Die Radien in die die Schrittmotoren eingreifen, sollten halt möglichst gross und das Ritzel möglichst klein sein, damit man dadurch schon eine grosse Übersetzung hat. Aber ein Schrittmotor mit Planeten Getriebe wie bei dir ist natürlich auch sehr gut. Sind halt ein bisschen teurer. So einen benutze ich auch für meine EQ-Plattform.

Für die Ansteuerung der Schrittmotoren benutze ich auch einen Arduino Nano direkt auf einem CNC Shield mit den TMC Treibern.
Die SW habe ich selbst mit der Entwicklungsumgebung Visual Studio Code und der Extension PlatformIO für Arduino geschrieben.
Dabei habe ich die Library AccelStepper eingesetzt. Die nimmt einem eigentlich die ganze Ansteuerung ab.
Für ein einfaches ungefähres GoTo ist das mM nicht sehr schwierig. Die genaue Positionierung mache ich dann sowieso durch Plate-Solving.

Ich plane auch, die Winkel-Geschwindigkeiten zum Nachführen einer Position der Alt/Az-Achsen zu berechnen und anhand der Verschiebung des Live-Stacks automatisch auch zu korrigieren.

Gruß
Peter

 

[AstroFun]

Bei ersten Tests mit kleinen Schrittweiten verhielt sich die Ansteuerung der Stepper unbefriedigend: der minimale Drehwinkel war 9°, d.h. 40 Schritte pro Umdrehung. Nach Überprüfung der Verkabelung und der Software-Einstellungen habe ich die eingebauten Stepper-Driver DM542EU durch DM556 aus einem CNC-Fräsen-Projekt ersetzt (die Verkabelung und Einstellungen waren unverändert) und das wars. Keine Ahnung warum die DM542EU nicht ordentlich funktionieren, aber mit den DM556 können die Drehwinkel so klein werden, dass einzelne Drehungen mit dem bloßen Auge nicht mehr sichtbar sind, man hört nur noch ein Klacken. Die DM556 sollen Microstepping 128 können, da gibt es aber eine Fehlermeldung, eventuell aufgrund der Grenzfrequenz. Microstepping 64 geht sehr gut, damit sind es 200 x 64 = 12800 Schritte pro Umdrehung.

Damit ist die Montierung mechanisch erst mal fertig. Jetzt geht es an die Software und hoffentlich ein paar wolkenfreie Nächte zum Testen.

 

[AstroFun]

@Peter,
das klingt spannend. Ich bin eher mit Python unterwegs, aber die Algorithmen sollten ja zu übertragen sein. Für die grobe Positionierung des vertikalen Drehwinkels Alt sitzt auf dem Teleskop eine digitale Wasserwaage (15 Euronen) mit 0.1° Genauigkeit. Für die horizontale Drehung Az muss ein mechanischer Kompass genügen. Damit soll die Ansteuerung der Stepper grob kalibriert und ein einfaches GoTo möglich sein. Die genauere Kalibrierung soll dann über einen bekannten Stern oder Plate-Solving erfolgen.

Dafür suche ich eine Offline Datenbank, bei der die Position von Sternen bei bekannter Position des Beobachters und Zeit ausgegeben wird. Am besten mit Programmierschnittstelle.

Plate-Solving ist natürlich noch eleganter, was benutzt Du für eine Software?
Damit müssten die Kameras doch auch parallel zur Erdoberfläche eingestellt werden können?

>Ich plane auch, die Winkel-Geschwindigkeiten zum Nachführen einer Position der Alt/Az-Achsen zu berechnen und anhand der Verschiebung des Live-Stacks automatisch auch zu korrigieren.

So was ähnliches schwebt mir auch vor. Wenn die Ansteuerung der Schrittmotoren kalibriert ist, müsste eine gesteuertes Nachfolgen möglich sein. Alternativ geregelt, wo die Position von Sternen bestimmt und damit nachgefolgt wird (= Verschiebung des Live-Stacks ? ). Die Bestimmung der Position von Sternen in einem Kamerabild habe ich in Python getestet, das geht recht gut analog zu einen 2D Massenschwerpunkt.

Viele Grüße
Christian

 

[AstroFun]

Die Stepper werden im Gcode als Linearachsen über einen Vorschub in mm angesteuert. Für die Umrechnung in einen Drehwinkel gibt es in der grbl-Firmware die "axis travel resolution" in Einzelschritte pro mm. Die Einzelschritte sind typisch 200 Schritte pro Umdrehung für die meisten Stepper mal das Microstepping, bei mir also 200 x 64 = 12800. Für Linearantriebe muss das noch durch die Steigung der Spindel geteilt werden, bei mir 4 mm pro Umdrehung, also 3200.

Für die horizontale Drehung hat der Zahnriemenantrieb eine Übersetzung von 14 : 368 und das Planetengetriebe von 1 : 10, das ergibt 1 : 263. Damit kann die lineare Beziehung zwischen der Softwareeinheit in mm und dem resultierenden Drehwinkel einfach ausgerechnet werden.

Bei der vertikalen Drehung ist das nicht so einfach, da hier die Drehung durch einen Linearantrieb angetrieben wird. Man kann den Drehwinkel a aber ausrechnen: a = atan( (x-x0) /y) + a0, mit der Position x des Linearantriebs, der Position x0 wenn die Drehachse und die Drehachse am Schlitten des Lineartriebs senkrecht übereinander stehen, dem dazu gehörenden Winkel a0, und dem Abstand y zwischen der Drehachse und der Drehachse am Schlitten des Lineartriebs. Die Winkel habe ich mit einer günstigen digitalen Wasserwaage (15 Euro) mit einer Auflösung von 0.1° gemessen. Ein Vergleich der Formel mit direkten Messungen mit der digitalen Wasserwaage passt sehr gut.

Damit kann die Position jetzt direkt in den Drehwinkeln Altitude und Azimut eingestellt werden.