[已结束]3D 打印普消折射镜。

MegaPirateNG 发表于 2018-8-13 23:56
2018.08.13

小蚁运动相机使用第三方 Windows 下的软件控制，不再使用官方 Android 的 App 了。

土星拍得好啊~~~60360的镜子加上相机单张，能拍成这样，一下子打消了我买设备的想法了~~~

2018.08.15

月亮


土星


木星与它的卫星
这4个不是噪点，因为在拍木星的照片中，这 4 个点都有规律的出现了。查了星图，位置与 4 颗木星的卫星一致。

乍一看还以为是apo

为DIY 点个赞！不过3D建模要花不少时间吧

感谢大家的支持。

3D 建模花的时间，相对来说还算少。更多的时间是花在试错上面，每个部件都是改了好几版，打印了 n 多个之后，才定下来的。
还有调电路、改 BUG 这些经常是花了几个小时只解决一个小问题。

2018.08.16

步进电机到了。

先试了一下便宜的 28BYJ-48，是使用 Arduino 通过 ULN2003 驱动的。初步测试，电流不到 400mA.



使用 Windows 电脑，通过 USB 转 TTL(FT232R 或者 CP210x 之类的都可以)，基于 AVR Mega328P 的 Arduino 最小系统，ULN2003 来控制步进电机。
可以写一个 Windows 的软件，发送串口数据给 Arduino 来实现控制。
如果把串口连接改为一对 Si1000 之类的无线串口，它就变成遥控的了。

2018.08.17

先尝试做个赤道仪的小模型，验证一下原理。


对于我的 360mm 焦距的物镜，小蚁运动相机传感器尺寸大约是 6.16mm * 4.62mm
视角是：2 * arctan(4.62 / 2 / 360) =  0.74°
360° / 0.74° = 486(步）
所以，使用走完一圈需要 2048 步的步进电机，做为赤纬轴的驱动估计够用了。

2018.08.18

遇到一个难题，步进电机+减速器有巨大的回差。
目前的思路是给转轴加高粘性的阻尼脂，换更大扭距的电机。
用于验证原理的模型：



我编了一份协议，在制作过程中应当会做些修改。
基于 MSP 的望远镜控制协议.rar (10.99 KB, 下载次数: 39)

2018-8-18 18:01 上传

点击文件名下载附件

基于 MSP 的望远镜控制协议

为了快速实现对望远镜激光、电动调焦、极轴、赤纬轴的控制，借用了开源 MultiWiiCopter 项目的嵌入式与上位机软件的代码，并使用兼容并扩展了的 MSP 协议。

MSP 是 MultiWii Serial Protocol 的简写。

....

2018.08.20

赤道仪小模型的结构已经做好，就差软件了。

电脑与 Arduino 通过串口通讯，来实现对步进电机的控制。



嵌入式软件的编写，搭建了 Arduino 1.0.5 的开发环境，这个版本有点儿古老了。


上位机软件的编写，搭建了 VS 2010 的开发环境，不知道这个版本是不是也太古老了。
找的开源软件，在它的基础上改一改。



软件调通了，做了4个按钮，2个设置速度的输入框。能让小赤道仪模型动起来了。
但是，又出现了新的问题：平板电脑的 USB 供电不足，需要额外的 5V 电来驱动步进电机。又多加了一个充电宝的板子。

超赞楼主，动手能力超强，对大型软件都很熟悉，有探索精神，而且又愿意分享工作成果。

2018.08.21

赤道仪的小模型，原理基本调通了。实际的赤道仪，赤纬轴打算使用 42 步进电机，极轴使用 42 步进电机+100:1 行星减速。

软件上实现对激光开关、电动调焦、极轴和赤纬轴的控制。

加上无线串口电台，就成遥控的了。望远镜端的：


平板电脑端的：

楼主牛！，问一哈，楼主用的什么牌子的3d打印机？

lgsnake 发表于 2018-8-21 17:47
楼主牛！，问一哈，楼主用的什么牌子的3d打印机？

马云家 700 多元的那种。但是不推荐，虽然价格很低，但是这家的焦后特别的差，卖掉之后就不管了，出现问题需要自己去买配件来修。挺折腾的。

2018.08.22

极轴的步进电机，更换为 42 + 100:1 行星减速。
能感觉到行星减速巨大的回差。

2018.08.23

把叉式赤道仪余下的部分画好了。

2018.08.24

打印好了，组装联调一下。赤纬轴使用 42 步进电机直驱的扭矩不够，已经到马云家买行星减速了。
根据开光定律，今天起了雾，可能有一点儿霾。

2018.08.27

这几天的深圳不是下雨，就是起雾霾，真是人品大爆发。

在外场实测了一下，除了赤纬轴电机扭力小锁不住的严重问题之外，还有整个望远镜晃动的现象。
1 赤纬轴的问题，已经购买了 100:1 行星减速的步进电机。
2 输出轴回差巨大的问题，希望能通过软件的方式解决。
3 整个系统晃动的问题，就只能逐个去解决隐患了。

加长了赤纬轴的被动轴，这样可以有更多的接触面积，可以涂上更多的阻尼脂，希望能减弱一些晃动。

2018.08.28

借了一台 Canon EOS M2 微单相机，APS-C 画幅的。试出了：不接镜头拍摄、B门、红外遥控这3个功能。

测试红外遥控B门，功能是正常的。


禁掉了一个功能。


这个 M2 的单机身在马云家大约是 600 元，一代 EOS M 的是 500，仅比 288 元的小蚁运动相机贵了不到一倍。
迟一些想做个对比测试，看看用哪一款性价比高。

中午收到减速步进电机了，装上之后终于能锁住赤纬轴了。
架子还是太软，就算是调一下焦，都会晃一晃。但是，晃一下能停，不像之前会不停晃。



计算了一下：
1 在纸上画“正”字计数，我终于数清楚了，转 90 度角，一共要走 8 万步，一圈就是 320 000 步。反复确认了这个数，数数数的我头都要炸了。
2 根据“弼马温1984”前辈提供的电跟计算表，地球自转时间是：86164.09894 秒。
3 极轴每 269262.8092 微秒需要走一步，四舍五入取 269263 微秒。
4 步距角是 0.001125 度。
5 小蚁运动相机传感器尺寸是 6.11 mm * 4.62 mm, 分辨率 4608 * 3456. 每个像素尺寸约 0.00133 mm.
6 物镜的焦距是 360mm. 每个像素对应的角度是：0.00133 / 360 = 0.000211676 度。
7 每一步移动的像素: 0.001125 / 0.000211676 = 5.3

勉强还算可以接受吧，因为衍射环的直径就达到 6 个像素了。

关键代码，也就这么几句：先处理串口协议，再根据当前的微秒数计算需要走几步。

void loop()
{
  serialComTelescope();

  nNewMicro = micros();

  if (nNewMicro - nOldMicro > ONE_STEP)
  {
    unsigned long nLonStep = (nNewMicro - nOldMicro) / ONE_STEP;
    nOldMicro += nLonStep * ONE_STEP;

    LonStep(1, nLonStep);  
  }
}

2018.08.29

对比较担心的2句代码做了测试，结果与我预期是一样的，消除了我的担心。

代码：

  if (nNewMicro - nOldMicro > ONE_STEP)
....
    unsigned long nLonStep = (nNewMicro - nOldMicro) / ONE_STEP;

每一个多小时，会发生一次数据溢出。

测试中捕捉到这样 2 组数据:
第一组：
nNewMicro: 424064
nOldMicro: 4294748210
nNewMicro - nOldMicro: 643150
nLonStep: 2.

nNewMicro: 837104
nOldMicro: 319440
nNewMicro - nOldMicro: 517664
nLonStep: 1.

说明程序计算：
4294748210 + 2 * 269263 结果是：319440. (事实上：4294748210 + 2 * 269263 - 4294967296 = 319440)
溢出的数据直接丢掉，与我希望的方式是一样的。424064 - 4294748210 结果是：643150. 相当于自动借了一位。（事实上：424064 - 4294748210 + 4294967296 = 643150）

第二组：
nNewMicro: 120928
nOldMicro: 4294525764
nNewMicro - nOldMicro: 562460
nLonStep: 2.

说明程序计算：

120928 - 4294525764 的结果是：562460.(事实上：120928 - 4294525764 + 4294967296  = 562460)
相当于自动借了一位，也是我希望得到的结果。


if (nNewMicro - nOldMicro > ONE_STEP)
这句话，不可以写为：
if (nNewMicro > nOldMicro + ONE_STEP)
否则，会发生 nNewMicro 已经因为数据溢出，是一个很小的数值；而 nOldMicro + ONE_STEP 还未溢出。得出相反的判断结果。

测试用的例程：
test.rar (419 Bytes, 下载次数: 34)

2018-8-29 15:03 上传

点击文件名下载附件

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为 Canon EOS M2 相机画连接件：

2018.08.30
Canon EOS M2 的连接件打印好了，镜头和热靴定位，再用前后用4个螺丝一夹，就感觉不到虚位了。