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标题: DIY旋转式远程天文屋 [打印本页]

作者: maasai    时间: 2020-2-27 15:42
标题: DIY旋转式远程天文屋
本帖最后由 maasai 于 2020-3-15 22:48 编辑

这个差点烂尾的天文屋由于超长假期得以继续,因为我被关在老家了
回首之前的2帖,居然是5年前开建的,真是拖沓的项目,这5年间其他事情上也没闲着,换了2份工作,经历了失业和就业,期间生了个娃,迷了段户外活动,玩了几年航空模型,新的一年里,被疫情关在家里,未忘初心,希望在三体舰队到达前,能够开光观测。
现在,屋顶已经可以转动了,以下的内容先简单回顾下之前的工作,然后持续更新下去。
这是之前的样子,旱厕。
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建在二楼,这是楼梯
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浇筑旋转轨道
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轨道安装到位
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---------------------断点续传---------------------
以下楼层为更新内容


作者: maasai    时间: 2020-2-27 15:48
圆顶篇:
二哥是个好木匠,焊得一手铁焊。
两人花了一天时间,完工这个旋转部分
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村里继续找了几个壮汉,大家都很新鲜,有人说这是炮楼
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作者: maasai    时间: 2020-2-27 15:52
为了加工方便,旋转部分的底部做成了八面形,所有的重量落在8个轮滑的轮子上,在侧面也有8个轮滑轮子紧紧靠着轨道的侧面,组成旋转的滑轮机构
作者: maasai    时间: 2020-2-27 15:56
其他机构也同步推进
楼梯扶手安装中,有个好二哥是幸福的,只要喂饱饭就行
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当然需要好的食材来喂
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作者: 宋城冬叶    时间: 2020-2-27 16:00
强大强大!恭喜进封台长!
作者: maasai    时间: 2020-2-27 16:01
观测的第一个目标
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在很长的一段时间里(期间我去生娃了,真是个浩大的项目,输入很简单,输出相当复杂)。这个顶其实是没有顶的,用一块蛇皮布盖着,直到被风化掉。
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作者: 345391253    时间: 2020-2-27 16:13
工程量虽然挺大关键手艺好,圆顶旋转是手动还是将来同步的,圆顶夏天防雨是这怎么解决的
作者: maasai    时间: 2020-2-27 16:16
这个项目差点烂尾,但带动了很多其他产业,比如这成了村里贼好的喝茶吹牛据点
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小河也成了一帮好友的乐园
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有好事之徒带来很多小船
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全然不顾村子就这么小
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为了捞船,而准备的船
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居然还有来混账的,当时情况是这样的... 过于xx,不宜展示
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拜托,这是天文台好不好!



作者: 90后王一帆    时间: 2020-2-27 16:17
太羡慕了!田园生活!
作者: maasai    时间: 2020-2-27 16:24
又过了很多年,这个顶有了顶,告别风吹日晒,有村里老人说,你这个天窗不错,就是不透光。老爷子怎么不早提醒啊,换块透明钢化玻璃,关着时也能检查天气情况了。姜还是老的辣。
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作者: maasai    时间: 2020-2-27 16:57
本帖最后由 maasai 于 2020-3-2 23:33 编辑

当你有了娃,有段时间你会觉得娃是你的全部,或者是你存在的意义。曾经年少爱追梦,一心只想娶老婆,待到繁衍完成时,生命意义才体会。
然后你会想当然他也要玩天文



还送他镜子,拖他入坑
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最后带他去参加聚会


期待中的天气是这样的
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实际是这样子的
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爸爸,什么时候可以看到星星?
额.....这个嘛,我跟你说个事啊,人工降雨就是......






作者: maasai    时间: 2020-2-27 23:04
本帖最后由 maasai 于 2020-2-28 10:51 编辑

机械传动篇
滑轮,滑板用的橡胶轮子,一共用了16个,8个载重,8个侧面。载重很大,有一定弹性可以弥补安装的误差,而且非常静音,价廉物美。
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步进驱动电机,带有60:1的减速齿轮
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皮带传动机构,将步进皮带套在水泥轨道上。一开始想设计涨紧轮机构的,后来发现水泥轨道非常粗糙,高速旋转也不会打滑。
驱动轮下面需要加一块挡圈,防止皮带脱落,这个黑色的挡圈是之前DIY折射的一块光锥遮挡片。废物利用了。
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步进皮带轮提供24倍的减速比,加上减速齿轮60倍,转动系统原始减速比是1440倍,1440是个亲切的数字,DIY赤道仪的都知道。

作者: 鬼星团    时间: 2020-2-28 03:39
maasai 发表于 2020-2-27 16:57
当你有了娃,有段时间你会觉得娃是你的全部,或者是你存在的意义。曾经年少爱追梦,一心只想娶老婆,待到繁 ...

看完笑死了都 哥们不如说相声 埋没人才

作者: MegaPirateNG    时间: 2020-2-28 07:37
玩航模,是天文的常见并发症。
作者: 莲动下渔舟    时间: 2020-2-28 11:18

作者: maasai    时间: 2020-2-28 11:52
本帖最后由 maasai 于 2020-2-28 11:55 编辑

控制驱动篇

在刚开建的时候,控制的部分也同步构思了,最早,顶部设计的是平开式,不是现在的旋转式,所以控制器,驱动等都是可以固定安装的,于是有了下图的东西,1个西门子的S7-200PLC,一个远程IO模块,一些继电器,和一些端子。选PLC是因为是朋友送的,且编程简单。
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屋顶的结构当时都是按照平移做的,再后来诡使神差的,我也想不起来干啥子做成了旋转机构,确定的是,当时肯定没意识到一堆麻烦正在等着我。

第一个麻烦就是固定部分和旋转部分的供电通讯,为了完全取消物理连接,干脆给旋转顶做了个控制器,配置了UPS和大电瓶。电瓶的充电通过无线感应方式充电,每当太阳出来时,旋顶归位后,无线感应线圈默默的给电瓶充电。

充电真不慢,3天3夜就能充满
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控制器是ARDIINO NANO。 这个小小的NANO,负责驱动步进电机,负责计算位置,负责顶的开合,至于跟踪拉,手动拉,GOTO 拉,GOHOME 拉,统统都要干滴。芯小能耐大。还配了个蓝牙模块,用于接收上位机的指令。

NANO 和步进驱动器
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控制箱,数字是调试时临时贴的,有个问题,这箱子会跟着圆顶跑,如果没有GOHOME,他的位置是不确定的,只有观察了才确定,嗯这就是量子论吧。
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作者: wuyc    时间: 2020-2-28 13:15
通讯及控制准备通过单片机实现还是索性架设一台电脑作为服务器?
作者: 鬼星团    时间: 2020-2-28 13:28
maasai 发表于 2020-2-28 11:52
控制驱动篇

在刚开建的时候,控制的部分也同步构思了,最早,顶部设计的是平开式,不是现在的旋转式,所以 ...

nano是328p?
可否分享电路图研究一下

作者: maasai    时间: 2020-2-28 13:41
鬼星团 发表于 2020-2-28 13:28
nano是328p?
可否分享电路图研究一下

是328p。 NANO是成品,电路图网上可以查到的。

作者: maasai    时间: 2020-2-28 13:46
wuyc 发表于 2020-2-28 13:15
通讯及控制准备通过单片机实现还是索性架设一台电脑作为服务器?

旋顶一个单片机,完成开关顶,旋转,跟踪等任务。
镜子载一个单片机,完成镜头盖,电调焦,平场板,DIY摄像机的控制等。镜载单片机连接到PC上位机。PC上位机通过远程桌面访问。
原来的PLC和远程IO模块负责室内温度,湿度,监控的控制

作者: 陈铭诺    时间: 2020-2-28 14:38
牛啊

作者: maasai    时间: 2020-2-28 14:42
旋顶控制逻辑篇
旋顶的单片机实现以下几个控制逻辑

旋顶开合,输入可以是本地手动开合,手机远程开合,上位机操作开合和自动开合,自动关闭的逻辑是:A,跟踪且方向为正西时(别问我为啥不是东哦,核心机密)。B,每12小时触发一次关闭。C,其他关闭信号,如打雷下雨收衣服信号

旋顶转动,操作分别有本地手动,本地跟踪,手机远程手动,手机远程跟踪,上位机操作和自动归零。手动运行的速度大约是4分钟180度,速度有点慢,因为这个驱动的功率不够大,测试快过2分钟时,步进电机偶有失步情况。目前速度连续运行24小时急加速减速反转无失步,如丝般顺滑。
自动归零的逻辑是:A, 跟踪状态且方向为正西,(为啥是西?核心机密)。B,天亮了。 C,UPS电池电压过低。  总之,完事之后要回家的,回家充电。


跟踪问题
拍摄软件应该会是SGP,虽然我还不会用。旋顶带来的第二个难题是如何得到目标方位角度,SGP如何输出目标方位,如何解析,目前一概不懂,少时不学数理化,老大对着老二空流泪。不过我似乎有个简单方法,运行一个虚拟天文馆,界面上看到是有方位角这个参数的,如果能得到这个参数,倒是可以得到实时的方位,然后再传给旋顶的单片机。
还有个法子就是在镜子上贴个地磁传感器,就能得到镜子的指向了,只管猛操作SGP就OK了,该来的总会来的。
一开始尝试了这个玩意
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然而这是个鸡肋,什么数字滤波,大忽悠,各种漂移,还会翻转,侧着放就不认地球了。
还有,别以为每次开机都能通讯上,你得先开这个,再通那个,不行的话,技术人员说,你得复位一下,矫情得很。扔了。

然后我就买了这个(快递小哥说,小区就我包裹多),真正的地磁传感器,只认磁场。还没测试
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今天我买了包水泥,小哥要累死了,哈哈哈,不能笑。








作者: boneking    时间: 2020-2-28 15:21
土木机械电子船舶航空计算机幼师烧烤曲艺 全活。

作者: 文玩核桃    时间: 2020-2-28 17:46
boneking 发表于 2020-2-28 15:21
土木机械电子船舶航空计算机幼师烧烤曲艺 全活。

这个说到点子了!

作者: kobybry_cn    时间: 2020-2-28 18:40
真厉害,敢问楼主是学什么专业的?
作者: maasai    时间: 2020-2-28 22:15
强行插入篇-镜头盖
当我在玩航模的时候,发现航模舵机是个好东西,力矩大,位置伺服,驱动简单,或许在业余天文可以发挥作用。在18年时我就设计了一个电动镜头盖,实际上是手动的,因为研究了一番ASCOM没搞懂,隔行如隔山,如果当初学了计算机专业,妈妈再也不用担心我花钱买电动镜头盖了。
不过微软的MFC开发还是相对好学的,C++是会点的,其实这玩意很通用,使用了串口控件,于是有了这个镜头盖。
从PC上运行这个小程序,发送指令给镜头盖,完成打开,关闭,等作用,聊胜于无,好在真的很便宜,一个舵机几十块钱,几个附件几十块钱。只要能远程登录桌面,手指点几下也无所谓啦。谁让我这么喜欢动手动脚的。
PC界面
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它很简单,手动打开,关闭,2个定时打开关闭,实时位置反馈,还有一个位置微调。
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舵机盒是用环氧板子加工的,黑色的盖子上其实还可以装个平场灯。

最主要的工作是协议的制定并通过串口来通讯,协议是自己定的,随心所欲,不过为了兼容以后的功能,控制字里预留了很多。但是我看了LX200之类的协议,他是分时单独发送指令的,没扩展性的问题,就是要确保指令的唯一性和有效性。
PC端通过串口控件来发送控制字符到单片机,单片机接收解码再驱动舵机执行,舵机的行程,速度都是可以修改的,为了简洁,测试OK后直接把参数固化了。
记得以前玩AVR单片机时,一本手册翻到烂,效率低下,现在基于AVR的arduino封装了功能,开发小玩意真心简洁。但有利有弊。




作者: maasai    时间: 2020-2-28 22:27
kobybry_cn 发表于 2020-2-28 18:40
真厉害,敢问楼主是学什么专业的?

不是土木,不是机械也不是厨师之类的,当年学的自动化。记得当年班主任跟我们说,我们这个专业是很吃香的,巴拉巴拉巴拉。
后来他离婚了,取了他的女学生,我的师妹成了师娘。骗子,全是骗子!

作者: maasai    时间: 2020-2-28 22:38
MegaPirateNG 发表于 2020-2-28 07:37
玩航模,是天文的常见并发症。

是呀,而且并发症不止一个,个个要人命。

作者: maasai    时间: 2020-2-29 18:00
脚架篇
小哥把水泥送来了,周末继续开干,很久以前做的脚架太矮了,需要增高,砌了三个墩子。

手艺不好跟狗啃似的。能用就好,水泥稍有不够。
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一鼓作气把赤道仪抗了上去,有点味道了。
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作者: 轰天流星    时间: 2020-3-3 16:49
牛B!大赞!
作者: npg    时间: 2020-3-3 17:47
为什么要弄旋转式的呢?相较于平推式有什么优势呢?
作者: maasai    时间: 2020-3-3 21:48
换了个轮子,折腾是种态度
作者: maasai    时间: 2020-3-4 13:06
npg 发表于 2020-3-3 17:47
为什么要弄旋转式的呢?相较于平推式有什么优势呢?

脑抽了弄了旋转式,除了抗风没啥优势。

作者: 搜星星    时间: 2020-3-4 17:24
羡慕,加油!
作者: cqhxgk007    时间: 2020-3-7 13:48
MegaPirateNG 发表于 2020-2-28 07:37
玩航模,是天文的常见并发症。

我是从航模入坑天文的。
作者: cqhxgk007    时间: 2020-3-7 14:05
maasai 发表于 2020-2-28 13:46
旋顶一个单片机,完成开关顶,旋转,跟踪等任务。
镜子载一个单片机,完成镜头盖,电调焦,平场板,DIY摄 ...

“旋顶一个单片机,完成开关顶,旋转,跟踪等任务。
镜子载一个单片机,完成镜头盖,电调焦,平场板,DIY摄像机的控制等。镜载单片机连接到PC上位机。PC上位机通过远程桌面访问。
原来的PLC和远程IO模块负责室内温度,湿度,监控的控制"
同学,我工作是做自动化控制的,我也有做远程台的打算,
你的PLC其实可以干更多的事情的,比如开关顶盖,平台旋转,镜头盖等,PLC可以远程控制的,买一个远控模块,安装上相应的软件,在上位机上做好控制,无论你走到哪里,带上笔记本电脑就行。
(, 下载次数: 0) 我这个PLC远程模块还可以实时传输图像信号,没仔细研究图像传输。





作者: maasai    时间: 2020-3-12 22:10
cqhxgk007 发表于 2020-3-7 14:05
“旋顶一个单片机,完成开关顶,旋转,跟踪等任务。
镜子载一个单片机,完成镜头盖,电调焦 ...

我用的远程IO模块跟你的类似的,不过已经放弃PLC了,全部在用单片机搞。谢谢你的建议。
作者: maasai    时间: 2020-3-12 22:50
这两天测试了新买的地磁传感器,和之前类似的问题,在X轴Y轴翻转时,Z轴数据也跟着变化。放弃去搞懂了,或许本来就是这样的。
所以我的注意力又回到了用上位机来控制圆顶(方顶)。
尝试去学习天球坐标转换,没学懂但是发现公式却是出奇的简单,直接拿来用了。只要知道知道目标的RA/DEC就行,变量还有本地经纬度,本地时间,时区,当天在本年度的第几天。然后就是一通正弦余弦,反正弦反余弦运算。变量全部用的浮点数,真怕小小的NANO会抗议。
由于是固定地点使用,很多变量是可以固化的,但是时间和日期不行,1个方法的是初始化后靠计算得到实时时间,但是不能断电挺麻烦的。
我用的是GPS,GPS可以输出经纬度,日期,最棒的是精确时间。
GPS通过串口连接NANO,NANO 只有1个硬件串口,被用来蓝牙通讯了,所以软件模拟了一个串口。
GPS的数据解读很费了一通功夫,不过最终还是搞懂了。然后还有年月日的计算,这个涉及到了闰年啥的,计算也不难,被4整除的问题,好像还有个几百年一润的问题,算了,活不了那么久,简单些吧。

GPS,重点是单片机解析数据流,
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得到全部需要的变量后,从虚拟天文馆查询到月球的RA/DEC, 通过串口输入给NANO,NANO立马算出了方位角和高度角,和实际月球位置高度吻合,再次输入天狼星参数,也得到了正确的输出。
我其实只要方位角就OK了,高度角不需要,天窗垂直方向是全景的。
天球坐标计算中间折腾了好久,网上的资料好多坑,真不知那些作者怎能如此一本正经胡说八道的。对照着好几个版本猜测出了正确的公式。

然后就是让虚拟天文馆和NANO建立通讯,我使用的是信达的协议,信达的协议是公开给人二次开发的。信达的数据通讯和坐标转换需要很大的浮点数计算,NANO表示不堪重负,好在实时性要求不高,慢就慢点吧,只要不冒烟。

我突然意识到我似乎在做赤道仪,其实圆顶就是个DOB,会GOTO,会跟踪的DOB.



作者: maasai    时间: 2020-3-13 11:26
远程控制篇-PC控制
控制框架基本是这样的:
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扩展之前的镜头盖,覆盖了绝大部分的功能
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SGP的目标信息需要解析出来并同步发送给圆顶,思路是用虚拟串口把信息偷出来,然后发给圆顶。
电动调焦还没完成,不支持ASCOM,权当远程手动吧。我本也没有全自动的设想(当然能搞懂ASCOM的话),部分手动能够增加参与感。





作者: maasai    时间: 2020-3-13 11:55
你越是担心某件事情,这件事必定是会发生的。今天“墨菲定理”被验证了2次。
昨晚一场大雨后,一早发现圆顶内部有轻微渗水,当初安装铝塑板时,用的单组分的环氧树脂胶,一直担心密封会失效,今天它失效了。
一大早,在插单片机时,突然被单片机电了一下,然后就罢工了,再也连不上。其实应该是我电了它吧,嗯,电压应该有5万伏。
作者: KKKVVV    时间: 2020-3-13 16:04
maasai 发表于 2020-2-28 22:27
不是土木,不是机械也不是厨师之类的,当年学的自动化。记得当年班主任跟我们说,我们这个专业是很吃香的 ...

师妹升级成师娘,见面了叫师娘还是叫师妹?

作者: KKKVVV    时间: 2020-3-13 16:09
maasai 发表于 2020-2-27 16:57
当你有了娃,有段时间你会觉得娃是你的全部,或者是你存在的意义。曾经年少爱追梦,一心只想娶老婆,待到繁 ...

孩子手摸的那个镜子是你DIY的吧,那么长,是啥镜子?

作者: maasai    时间: 2020-3-13 18:01
KKKVVV 发表于 2020-3-13 16:09
孩子手摸的那个镜子是你DIY的吧,那么长,是啥镜子?

对的,diy的,东可达150f10镜片
作者: 繁星若尘啊    时间: 2020-3-15 16:50
大佬,顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶
作者: maasai    时间: 2020-3-15 17:31
电动调焦篇-继续
翻到一块铁板,2毫米厚,钢锯,锉刀,榔头伺候
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吊起来
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喷漆,午后的阳光,2小时就干了
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试装,舵机和皮带的亲密交集
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作者: cory525    时间: 2020-3-15 17:46
不错!有很多可以学习的地方!
作者: maasai    时间: 2020-3-15 22:27
这两天没事就远程测试稳定性。上上下下左右左右abab。老爸很紧张地打电话过来

“你那玩意顶突然打开了”
“没事没事,自动通风”

一会又打电话来
“你那东西在转”
“不用管他,自己会停的”


————————

话说监控红外灯会影响拍摄吗?


作者: 小武生    时间: 2020-3-16 23:26
支持!城市里的同好只能看看了……
PS:差点笑死在这个贴子里,果然是自古评论出人才……
作者: 佚平    时间: 2020-3-22 17:02
想来想去,用牛B已经不足以形容我对楼主的敬仰之情,只能引用周星驰的话:我对你的敬仰犹如滔滔江水连绵不绝,又如黄河泛浪一发不可收拾!!!
作者: maasai    时间: 2020-3-28 21:03
雨一直下,但解决了漏雨的感觉真的很爽快,你下呀。我腰板一挺,镜子就稳稳上位啦。买了一个小桌子,松木材质很舒服。突然有种搬新家的感觉,总想刷个墙添点家具啥的。
作者: 小武生    时间: 2020-3-28 21:35
相机是QHY9?
作者: maasai    时间: 2020-3-28 22:23
小武生 发表于 2020-3-28 21:35
相机是QHY9?

很老的qhy9
作者: maasai    时间: 2020-4-13 15:05
电源控制篇
镜载单片机连接了4位继电器板,这样可以远程操作4路电源的通断,2个是给冷冻相机,1个给发热带,1个备用。
赤道仪的电源是直连UPS的,避免单片机重启时会关闭赤道仪。
NANO单片机还控制自制的镜头盖和调焦座。镜头盖/调焦座都是用180度的舵机驱动的,舵机需要额外供电,否则NANO吃不消。

(, 下载次数: 0)


作者: 水手    时间: 2020-4-14 21:17
厉害厉害
作者: jmem    时间: 2020-4-16 16:19
上上下下左左右右ABAB,兄弟是万能的人才,国家应该重用啊。
作者: nesw    时间: 2020-4-16 16:38
jmem 发表于 2020-4-16 16:19
上上下下左左右右ABAB,兄弟是万能的人才,国家应该重用啊。

应该是 上上下下左右左右BABA

作者: 大水车    时间: 2020-4-16 19:06
maasai 发表于 2020-2-28 22:15
强行插入篇-镜头盖
当我在玩航模的时候,发现航模舵机是个好东西,力矩大,位置伺服,驱动简单,或许在业余 ...

本来想扔家里放了十几年的微软MFC类库手册,看到你这又从准备扔的书箱里拿出来了

作者: beisen    时间: 2020-4-17 21:45
等玩够了拆下来卖给学校立即收回投资成本,呵呵
作者: jmem    时间: 2020-4-17 22:10
nesw 发表于 2020-4-16 16:38
应该是 上上下下左右左右BABA

见笑,以前玩过,忘了,露了露了.
作者: vary    时间: 2020-4-20 14:39
maasai 发表于 2020-3-13 11:26
远程控制篇-PC控制
控制框架基本是这样的:

电调焦有现成的arduino开源项目,支持ASCOM,驱动都是现成的,直接用。

作者: maasai    时间: 2020-4-21 11:06
vary 发表于 2020-4-20 14:39
电调焦有现成的arduino开源项目,支持ASCOM,驱动都是现成的,直接用。

原来已有开源的,请多多指教。
作者: maasai    时间: 2020-4-24 11:30
他山之玉,可以攻石:

https://sourceforge.net/projects ... cuserpro2diy/files/
作者: aiyou    时间: 2020-4-24 18:24
对啊,电调要用步进电机才可以,舵机可以去担任镜头盖的任务

作者: 信达小黑黑    时间: 2020-4-25 18:24
厉害,赞!
作者: maasai    时间: 2020-5-11 22:18
本想用单片机采集温湿度数据,可一想这是全手动台,干脆挂个温度计吧。初夏的晚上,内外温度有4/5度。得采取主动散热了。
作者: maasai    时间: 2020-5-11 22:23
本没有那么热的,增加了除湿机和UPS,发热量大增,加个空调?一了百了。
作者: maasai    时间: 2020-5-11 22:24
aiyou 发表于 2020-4-24 18:24
对啊,电调要用步进电机才可以,舵机可以去担任镜头盖的任务

我的手动电调也是用的舵机,目前来看手动没问题。自动的话或许行程不够。
作者: maasai    时间: 2020-5-22 21:01
今天搞定圆顶自动跟踪望远镜,终于会面了,有情人终成眷属
作者: 火攻    时间: 2020-5-26 10:25
楼主太厉害了
作者: 月上辰    时间: 2020-5-27 17:46
厉害,一步步走到这
作者: 小丫闯星空    时间: 2020-6-17 15:27
结束了?




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