跟我一起DIY谐波GOTO赤道仪
本帖最后由 野草 于 2018-5-16 16:39 编辑制作谐波GOTO赤道仪的初衷 本人菜鸟天爱一枚，因为工作长期在各大城市出差，又经常手痒，EQ3D+小黑无法带在身边，因而萌生攒一套便携深空设备的想法，然而市面上已有的赤道仪系统的价格、便携性、易用性均让我不太满意，所以利用自己的专长，开始自己制作谐波GOTO赤道仪。 我的设计参考了论坛多位大神的设计经验，在此一并向他们表示感谢！ 本赤道仪设计思路着重于便携、低成本和系统简洁，并在此基础上达到尽可能高的精度。可以看到几乎每一个零件和模块都是为这个指导思想服务。 独乐乐不如众乐乐，我在此将赤道仪的做法和软硬件全部公开，供有兴趣的同好自己制作，希望对大家能有一些用处。 因为平时工作比较忙，我预计用几周的时间分批更新帖子。 先上一张器材图镇楼
本赤道仪目前实现功能本赤道仪目前实现了：1.双轴电跟（赤经轴跟踪精度无理论误差）2.按键控制及导星控制3. 2X,10X,100X,800X速度按键切换4.南北半球、东西朝向按键切换5.Stellarium及SkySafari5有线或WIFI无线GOTO控制
本赤道仪设计特色1. 采用100:1减速比的谐波减速器，谐波减速器精度高，无回差。2. 采用内差分至256细分的TMC2100高端步进电机驱动器，静音、无抖动、精度高。3. 采用LX200串口通信协议，通过WIFI转串口模块，实现Stellarium及SkySafari5对赤道仪的无线控制，方便使用笔记本或手机在外场控制赤道仪。4. 赤道仪本体重量1.8kg左右，背包即可轻松出行。
赤道仪测试效果展示1.Stellarium无线控制。 2. SkySafari5无线控制
3.导星曲线 4.大角GOTO到M45（如图所示300mm镜头goto到位后还是需要微调，误差有可能是步进电机没有加减速控制而造成的丢步或超步导致的，也有可能是三脚架较差，微弱形变或抖动所造成） 5.导星拍摄效果具体情况请看帖子http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-757358-1-1.htmlhttp://pic.astron.ac/forum/201712/19/105012decc23eeff3a32hu.png
6.设备总图
接下来开始进入正题，如何制作一台自己的谐波GOTO赤道仪。
为了方便更多的人自己制作，使用的材料和工具已经尽可能选用常见的、模块化的、便于获得的，所以总体来说制作难度和成本还是比较低的，稍微需要一点技术功底的也就是能基本看懂原理图和焊接。
准备工具
[*]电烙铁等焊接工具
[*]万用表
[*]内六扳手一套（尤其是M4）
[*]十字起
[*]热缩管或电工胶布
[*]尖嘴钳
[*]细导线若干
准备材料详见
其中涉及的3D打印件需要自己发出去加工
源文件如下
其中斜劈需要根据自己所在位置的纬度进行修改，然后生成对应的STL文件。
调整电压稳压模块在安装之前需要调整电压，以防电压过高烧毁后续电路。调压时，如下图左端供电（注意电源极性），右端用万用表电压档监测输出电压值，用小十字起旋转可调电位器，控制输出电压为5-5.5V左右即可。
赤道仪本体制作材料全部准备好以后就可以开始制作赤道仪机械部分了，非常简单，将材料如图安装即可。
需要注意的是，谐波减速电机的出线需要焊接，焊接顺序参见导星口，为什么要这样焊接呢，其实是为了兼容EQ3D的原装双电跟，也就是说，这个手控器烧写一个适配EQ3D的固件，就可以代替EQ3D的电跟手柄，好处是静音和零抖动，我最初就是因为EQ3D原装电跟太抖，看木星的时候晃的根本看不清才决定自己做驱动的。下图是做好的样子。
赤道仪手柄制作手柄外观图手柄由四部分组成，分别是主控板、按键板、wifi模块和外壳。其中，主控板和按键板需要自己制作，WIFI模块需要焊接几根线。做好之后的效果：制作主控板
主控板布局如图主控板背面焊线如图所示这里需要提一下的是供电口，因为我有很多XT60的航模电池，所以用的是XT60接口，而每个人用的电池不好统一，所以在此不做推荐，供电只需12V±4V基本都行。看不清我的焊接的也可以直接看原理图调整驱动器电流主控板制作完成之后，首先需要对步进电机驱动器，即TMC2100模块进行电流调整之后才能连接步进电机，否则可能出现电机供电不足或者供电太大烧毁电机！电流调整非常简单，先对主控板供电，然后在TMC2100驱动器上找到与下图红色表笔对应的小孔，该小孔内有一个可以用小一字起旋转的电位器，通过旋转该电位器并如图测量该点的电压，调整该点电压为0.65V即650mv即可（I=Vref*1.9/2.5，此时I=0.5A，这是经多次测试得到的较好的工作电流值）制作按键板
按键板正面布局（注意按钮的摆放方向）正面背面也是同样的道理，如果看不清焊接方法，可以直接按照原理图焊接。（我正在画PCB板，来大幅降低焊接的难度和制作的门槛，预计还需要几周）
如果您成功的制作到这里，那么恭喜您，您的赤道仪即将完成，剩下的只是调整各方的软件设置即可！把手控板和核心板扣合在一起（注意不要错位）您的赤道仪手柄就做好了，接下来就可以开始给手控器烧写固件了烧写固件1. 安装j-link驱动，连接烧写器和电脑及赤道仪手柄。2. 打开SEGGER>J-Link V4.90>J-flash软件。3. 点击create a new project>star j-flash。
4. 点击options>project settings，如图进行设置。5. 点击file>open data file，如图选择.HEX固件文件。固件下载6. 按F7进行烧写。
至此，双跟+导星功能的手柄已经完成，可以上电使用了，接下来讲的是GOTO所需的软件设置。软件设置wifi模块初始化设置1. 为赤道仪上电，并连接WIFI模块，用电脑连接usr_c215 2. 进入管理页面，IP地址为10.10.100.254，账号密码均为admin。 3. 如图设置WIFI参数并点击保存，但不要重启。 4. 如图设置串口参数，完成后点击保存并重启。
至此，WIFI模块已经设置完成！
电脑通过WIFI连接赤道仪1. 下载安装WiFi虚拟串口软件http://www.usr.cn/Download/31.html2. 打开软件，点击添加，如图设置生成一个虚拟串口 3. 打开Stellarium，点击设定>插件>望远镜控制，勾选启动时加载。然后重启Stellarium。 4. 点击新出现的赤道仪图标 5. 依次点击配置望远镜>添加，然后如图配置，点击确认后，选中生成的望远镜，点击启动即可。 以后每次连接只需连接赤道仪的WIFI，打开Stellarium的赤道仪控制面板，选中赤道仪点击启动即可（Stellarium控制赤道仪GOTO到目标的快捷键为Ctrl+1（一号望远镜）手机通过WiFi连接赤道仪1. 下载安装SkySafari5。2. 如图设置SkySafari5。 3. 手机连接赤道仪的WiFi热点。4. 回到SkySafari5的主界面，切换到望远镜页面，点击connect即可。
以后只需重复3、4步骤即可。
至此，谐波GOTO赤道仪的制作已经全部完成！可以出摊了！
介绍一下使用方法：1.将赤道仪架设好并对准极轴，按键选择正确的半球和朝向2.控制赤道仪使相机正对天空中（天赤道附近有助于提高精度）的任一亮星3.stellarium或SkySafari5连接手柄，软件中找到该亮星并点击GOTO至此星4.此时软件中望远镜的标记点会从南天极移动至该星，而赤道仪并不会动
5.此时已完成系统的初始化，可以开始GOTO至任意天体（注意!!!防止相机及镜头打腿!!!）因为时间仓促，本文还有很多没有详细描述和错误的地方，一方面我会尽快补充完整，另一方面希望大家能在评论区指出，我会尽快改正，本作的目的是让更多的同好能方便的拥有自己的GOTO赤道仪，载重、精度等方面可能不如厂家生产的那么强大，但是我认为DIY的乐趣就是不断的更新、发展、创造可能性、变得更加完善。希望本作能对您有用！另外，对于希望更进一步参与到本作的研发中来的同好，我正在整理源码和机械设计的源文件，预计一段时间内就会在GIT HUB上开源本项目，届时，您将可以很方便的加入到本项目的开发中来，期待能与更多的同好一起学习交流！
顶一个 支持，请尽量乡下点吧，造福同好 506 发表于 2017-12-28 14:22
支持，请尽量乡下点吧，造福同好
非常乡下，平易近人 liujiliang0002 发表于 2017-12-28 14:20
顶一个
谢谢支持！ 野草 发表于 2017-12-28 14:43
非常乡下，平易近人
哈哈，字都打错了，意思是详细，在下打错字了，楼主也跟着……
506 发表于 2017-12-28 16:13
哈哈，字都打错了，意思是详细，在下打错字了，楼主也跟着……
控制系统要是用Arduino Mega2560就更好了.. 坐等开源资料！加油！ butterflyblue 发表于 2017-12-29 00:03
控制系统要是用Arduino Mega2560就更好了..
我工作用STM32比较多，所以这次也用的这个，Arduino板子比较大，不适合做成品，自己感觉还是32的最小系统板好用一点，其实有点开发功底的话，平台都不是很有所谓的，移植起来也很快。
本帖最后由 butterflyblue 于 2018-1-2 21:58 编辑
野草 发表于 2018-1-2 13:00
我工作用STM32比较多，所以这次也用的这个，Arduino板子比较大，不适合做成品，自己感觉还是32的最小系统 ...
也是，技术总是不断再进步中；STM32也挺便宜；楼主的材料清单好详细啊！就冲这个，我决定跟着走到黑了！顺道也能学学STM32啦！版主，快来加精啊，捉到活的啦！
众人拾柴火焰高啊！虽然八字刚有一撇，我的手控小盒已经率先打印出来了！已经做好了牺牲的准备，希望不要太过壮烈..放一个北京地区适用的斜劈，北纬39度55分适用。 butterflyblue 发表于 2018-1-3 11:32
众人拾柴火焰高啊！虽然八字刚有一撇，我的手控小盒已经率先打印出来了！已经做好了牺牲的准备，希望不要太 ...
能合拢吗？{:5_283:}我的打印机精度好像要稍微好一点，其次因为我之前设计考虑的不全面，后来在左上角又加了个重启按钮，需要自己手工在壳上钻个洞，让按钮露出来，这个按钮是用于GOTO到一半我想让赤道仪停下来，暂时没有好的办法，就只能重启系统了
野草 发表于 2018-1-3 14:50
能合拢吗？我的打印机精度好像要稍微好一点，其次因为我之前设计考虑的不全面，后来在左上角又 ...
我这个打印速度太快了比较糙凑活着使吧，“静力压入”还是能变成盒子的；也就是说边角还增加了隐藏的Reset按钮？！整体感觉有点单薄，再更新新版的话整厚实点哈。话说你的打印机是什么结构的?我的是三角洲，目前看来三个电机同时联动积累的误差确实大些啊..{:3_221:}
butterflyblue 发表于 2018-1-3 20:46
我这个打印速度太快了比较糙凑活着使吧，“静力压入”还是能变成盒子的；也就是说边角还增加了隐藏的Rese ...
我用的极光尔沃的，PLA打的，平整度还凑活，效果图上有，RESET按钮在图上可以看得到，是后来加的，拿电钻开的孔{:5_282:}
楼主，电机是两相还是五相的，还是无关系？我不太懂 风戏语一 发表于 2018-1-5 08:20
楼主，电机是两相还是五相的，还是无关系？我不太懂
两相六线，的实际上是做两相四线在用，有两根线不焊接
这个帖子，一定要保存、研究 野草 发表于 2018-1-5 09:14
两相六线，的实际上是做两相四线在用，有两根线不焊接
我在闲鱼上找的基本都是带五相的。五相有合适的驱动吗？好像比两相的贵 风戏语一 发表于 2018-1-5 19:28
我在闲鱼上找的基本都是带五相的。五相有合适的驱动吗？好像比两相的贵 ...
五项和两相的驱动器完全不一样，我的图里用的驱动只能驱动两相的，五项的肯定用不了，非要用的话改动会很大