这个双跟的手盒操作界面是这样设计的,首先手盒上面板如下:
一、七个按键,分别是:LEFT、RIGHT、UP、DOWN、ADD、SUB、MENU,具体功能后面详述。
二、一个USB口,用于从单片机第1串行口经RS232转换后连接到赤道仪上的电机控制板上,所以这个口只是外型是USB口,实际上是一个RS232+供电的接口,虽不合工业标准,但自己用也没什么关系。
三、一个0.96寸的12864OLED屏,用于显示各种运行参数和参数设定。
四、一个3插针口,用于连接单片机第2串行口,经外部USB转TTL线连接电脑,用于接收Guidemaster导星指令,软件上目前支持LX200选项中的Me、Mw、Ms、Mn、Qe、Qw、Qs、Qn这几条指令,即Guidemaster中选项中的LX200页里“应用LX200导星驱动命令”不打钩时的协议,打钩后为MgwNNNN的格式目前还不支持。不过这个功能对这台EQ3看来没什么卵用,赤纬巨大的回差通过电机控制板上软件补偿后,目视是没什么问题的,但回差补偿带来的动作延迟和运动冲击很难调和,简单测试了一下,赤纬振荡在5角秒以上,没什么实用价值。但也可能是运行参数没调好吧。在这个手盒基础上再增加ST4接口现在看来也是不难的,不过我没有带ST4的摄像头,目前还在用古董级别的Pro4000咯。
现在重点说那七个按键咯,首选说MENU键,这是一个功能切换键,这个键单独使用时,是在下列三个不同的界面下进行循环切换,而不同界面下其他键的功能则各不相同。此键功能为弹起斛发,即按下此键后如果不按到其他键,则在此键弹起时进行界面切换,如果按下此键后又按下其他键,则斛发其他键的第二功能,此后弹起此键则不会切换界面。
一、运行界面,在此界面下
LEFT、RIGHT控制赤经+或-,视设置参数而定;
UP、DOWN控制赤纬+或-,视设置参数页定;
在LEFT按下后,再按下反方向键(RIGHT)会使LEFT的速度加3档,放开反方向键后速度恢复,UP、RIGHT、DOWN键亦然。
ADD、SUB设定UP、DOWN、LEFT、RIGHT方向键的回转速度,一共1—9档。
MENU+ DOWN,运行记数器清零。
MENU+ ADD或SUB,调焦电机进、退。
二、赤道仪运动调整界面(临时性参数,系统重启后清零)
LEFT、RIGHT赤经运行(跟踪)速度修正值加/减(可正可负)
UP、DOWN赤纬运行(跟踪)速度修正值加/减(可正可负)
理论上极轴准时赤纬是不动的,但实际上很难准,特别是这个没有极轴镜的EQ3,一般极轴都是非常之不准,所以考虑通过这两个参数临时修正一下双轴的速度,给本应不动的赤纬加一个微小的速度,用直线在一定范围内逼近曲线使目标尽可能保持在视野中。
ADD在恒星速度、月球速度、停止跟踪三个状态上切换
SUB按下时使LEFT、RIGHT、UP、DOWN键的一次修正量X10
三、系统设置界面(永久性参数,如有修改,系统断电时自动保存)
LEFT、RIGHT参数加/减(或正反切换)
ADD按下时使LEFT、RIGHT键的一次修正量X100
SUB按下时使LEFT、RIGHT键的一次修正量X10
UP、DOWN前/后切换当前显示及调整的参数项目,共调有下列参数可供设置:
1、OLED屏对比度(亮度) (0—255)
2、恒星跟踪速度(-4000—4000),实测后大约为14-15
3、月亮跟踪速度(-4000—4000),还没测过,估计14左右吧
4、赤经回差补偿(0—255)
5、赤纬回差补偿(0—255)
6、赤经运行方向(正向/反向)
7、赤纬运行方向(正向/反向)
设这两个参数主要是因为不清楚电机实际会怎么转,不管怎么转,调这两个参数都可以使系统符合需要。比如跟踪朝正确的方向转。
8、赤经控制方向(正向/反向)
9、赤纬控制方向(正向/反向)
控制手盒上LEFT、RIGHT、UP、DOWN键所对应的赤经、赤纬倒底哪个是+哪个是-,根据习惯可以对调。
10、赤经显示方向(正向/反向)
11、赤纬显示方向(正向/反向)
控制运行数值显示时倒底向哪边为+哪边为-,比如赤纬向东为减向西为加也可以通过此参数进行反向。
12、调焦电机运行方向,调整MENU+ADD、MENU+SUB的进退方向,其实上就是功能对调。
13、调焦电机回差(0—255)
14、调焦电机运行速度(0-9),实测下来3或4比较合适,调焦没有变速键,就在这里设一个固定值。
此外在这个界面下,按下MENU+UP会将界面切换到GM2导星界面中,此时将打开串口2准备接收导星指令,此界面下按键功能如下:
LEFT、RIGHT、UP、DOWN赤经、赤纬指向控制键,但速度固定为导星引导速度X2。目前设计下,这四个键的优先级高于导星指令,即在导星过程中,按下这四个键之一时,系统将忽略导星指令直到全部放开它们。
ADD、SUB设置导星引导速度(0—255),实测后大约22比较合适。
MENU+ DOWN,运行记数器清零。
MENU+ ADD或SUB,调焦电机进、退。
MENU+UP退出导星接口回到参数设置界面,关闭串行口2停止接收导星指令。
因以上设计功能的复杂性及简化连线的需要,手盒和电机控制板各用一个单片机来完成各自工作,两者之间用一条4芯USB线来连接,完成对手盒供电及通信。
控制手盒上的单片机负责扫描键盘、驱动OLED屏显示各类数据、完成各按键设计功能并将电机操纵功能转化为相应的电机控制指令发送到电机控制板、接收导星指令并将其转化为相应的电机控制指令发送到电机控制板。
电机控制板上的单片机负责接收控制手盒发来的电机启停指令操纵相应电机进行动作、记录各电机运行步数、电源电压转换及供电。
由此列出下列材料清单进行分头采购,毕竟一个店很难买齐以上所有东西。
序号 | 名称 | 单价 | 数量 | 小计 | 说明 |
1 | STC12C5A60S2 STC12核心 开发 学习板 双串口 | 19.00 | 2 | 38.00 | 晶振11.0592M,自带USB编程口,排针未焊接,不要买51核心的,不然速度可能不够。 |
2 | 0.96寸OLED显示屏模块 12864屏 12864 SPI接口(白色) | 22.80 | 1 | 22.80 | 找不到红色的,不然效果更好,这个买贵了点,便宜的只要14元。 |
3 | 驱动板A4988步进电机驱动器模块 | 3.58 | 2 | 7.16 | 之前没仔细找,觉得这个就不错了,现在看来应该买32细分的就更好了,这个只有16细分。其实128细分的也不贵,但估计51级别的单片机可能带不动,所以先这样子吧。 |
4 | 28BYJ48步时电机+ULN2003驱动板 | 5.20 | 1 | 5.20 | 调焦电机就不细分了吧,根据经验用这个就足够了 |
5 | MCU mini RS232 MAX3232电平转TTL电平转换板 | 0.70 | 2 | 1.40 | 本来想直接TTL电平连接,但大部分资料显示,TTL不可以超过1米距离,所以还是转换一下为好。这类板子价格差别比较大,这个是最便宜的了,好在能用。 |
6 | BJ07步进电机 35BYJ212H减速步进电机 12v | 5.80 | 2 | 11.60 | 赤经、赤纬驱动电机,力量足够,就是原装的同步轮不好拆,费了很大力才拆掉 |
7 | DC-DC 电源模块3A降压模块24V 12V 9V 转5V 固定输出 | 4.56 | 1 | 4.56 | 降压到5V供电机控制板和手盒 |
8 | Mini360航模电源降压模块 DC DC超小电源模块 | 1.45 | 1 | 1.45 | 降压到7V供调焦电机,12V直接供也行,但电机温度有点高,5V又力量不太够,7V刚刚好。 |
9 | 优质电解电容 25V4700UF | 0.90 | 1 | 0.90 | 为断电自动保存参数时减缓电压下降时间之用 |
10 | CH340G模块USB转TTL STC单片机下载线 | 6.56 | 1 | 6.56 | 单片机板已自带USB下载口,此线用作导星数据线接手盒串行2口,不导星就没用了。 |
11 | Gaston经济型 电木板 5*7cm 洞洞板 | 0.33 | 5 | 1.65 | 手盒及电机控制盒电路基板。所有模块焊接固定在洞洞板上后飞线连接,手盒基板为多块粘合后裁切。 |
12 | 1.5米长公对公USB2.0数据线 | 3.30 | 1 | 3.30 | 连接电机控制盒和手盒,手盒供电及通信,为RS232信号,非USB信号。 |
13 | USB A型插座 母座 扁口 A母 90度 弯脚直插卷边 | 0.09 | 2 | 0.18 | 电机控制盒和手盒一边一个 |
14 | DC-005电源插座 5.5*2.1mm | 0.17 | 1 | 0.17 | 12V电源插座 |
15 | 12*12*7MM 微动开关 立式 轻触开关 按键开关((20只) | 2.80 | 1 | 2.80 | 用不了那么多,但店家不散卖 |
16 | 电阻1K2个,10K、24K各一个、发光二级管2个 |
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| 废旧电路板上拆的 |
17 | 40齿6mm孔2GT同步轮 | 9.00 | 1 | 9.00 | 安装在赤经调节轴上 |
18 | 40齿5mm也2GT同步轮 | 9.00 | 1 | 9.00 | 安装在赤经电机轴上 |
19 | 200mm 2GT闭口环形带 6mm宽 | 3.00 | 3 | 9.00 | 多买2条备用 |
20 | 铝合金弹性联轴器5mm-5mm | 5.00 | 1 | 5.00 | 连接调焦电机和调焦轴 |
21 | 铝合金弹性联轴器6mm-5mm | 5.00 | 1 | 5.00 | 连接赤纬电机和赤纬调节轴 |
22 | U型 775电机支架 | 6.00 | 1 | 6.00 | 赤纬电机安装 |
23 | 200*300*2.7MM 亚克力模型板材 塑料板 | 9.50 | 2 | 19.00 | 制作手盒,电机控制盒架,调焦电机支架等。最后只用了一块。 |
24 | 铜柱m3 六角铜柱 25+6 | 0.24 | 3 | 0.72 | 赤纬电机安装 |
25 | 铜柱m3 六角铜柱 6+6 | 0.07 | 8 | 0.56 | 电机控制盒、调焦电机支架安装 |
26 | 铜柱m3 六角铜柱 10+6 | 0.11 | 4 | 0.44 | 电机控制盒安装 |
27 | 铜柱m3 六角铜柱 双通空心 6mm | 0.05 | 5 | 0.25 | 手盒制作 |
28 | 铜柱m3 六角铜柱 双通空心 25mm | 0.25 | 4 | 1.00 | 手盒制作 |
29 | 8.8级发黑六角螺母M3 100粒 | 1.10 | 1 | 1.10 | 用不了那么多,但店家不散卖 |
30 | M3*8 圆头螺丝 3MM螺丝 100粒 | 1.50 | 1 | 1.50 | 用不了那么多,但店家不散卖 |
31 | GB834高头滚花手拧螺丝 M3*6 | 0.18 | 4 | 0.72 | 安装调焦电机支架 |
32 | GB834高头滚花手拧螺丝 M3*8 | 0.18 | 8 | 1.44 | 电机控制盒上盖板,赤纬电机支架安装 |
33 | GB834高头滚花手拧螺丝 M4*8 | 0.20 | 1 | 0.20 | 固定电机控制盒底板到赤道仪 |
34 | GB834高头滚花手拧螺丝 M5*8 | 0.31 | 1 | 0.31 | 固定电机控制盒底板到赤道仪 |
35 | 报废的会议座席牌位卡(捡来的) |
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| 制作电机控制盒底板和赤纬电机支架,这个比较厚目测3mm+ |
36 | AB胶一套 | 8.00 | 1 | 8.00 | 手盒制作和其他很多点的固定基本靠粘,所以胶用了不少。 |
37 | 细导线、1mm,3mm热缩管若干,排针若干 |
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| 排针用买单片机送的足矣,热缩管是以前用剩下的,导线拆废旧USB线、网线等,用于飞线和电机连线加长。 |
38 | 12V聚合物锂大容量电瓶电池音响移动电源 4800mah | 61.00 | 1 | 61.00 | 之前用3S1300mah航模锂电,结果一不小心调试时用了一天,过放导致电池报废,还是上个专用电池吧,这玩意看来也不是很省电。 |
总计 | 246.97 |
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以上这些东西的电子部分按下列接线方式连接,如果要直接使用本贴后续提供的代码,就必须按此连接,改变连线就要修改相应的代码才能正常运行。