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[自制DIY] 黑洞赤道仪初步设想——4.5更新《仰角测试》

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gs3c 发表于 2020-1-23 13:35 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自： 中国–上海–上海 电信

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本帖最后由 gs3c 于 2020-4-5 12:48 编辑

先说说硬件吧：
1、由两个谐波减速器作为两轴刚性连接。好处是回差极小且刚性极好，坏处是不能手动推了。这对我来说无所谓，反正远程台是趋势。
    RA轴采用25-160谐波减速器   256细分  理论精度0.16秒
    DEC轴采用20-100谐波减速器   256细分 理论精度0.25秒
2、考虑到打退的问题，采用简介的圆筒式机身。也比较好收纳，一个箱子脚架带本体可以一起带走。
3、说说最关心的载重，根据ra轴谐波的上限（100NM=10kg偏心1m），保守估计不加重锤在20kg以上，加重锤至少翻个倍吧。不过这个还得等试了才知道

                               
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4、本体+带脚架 15kg内
5、亮点功能，自带仰角水平角电调功能，仰角-3~92° 水平角±1.5°。理论上，用软件可实现亚秒级精确自动对极轴（电子极轴镜可能还不够）
6、当仰角到90°时可用作自动经纬仪使用，也算AZ/EQ切换吧

再来说说主控

                               
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1、采用目前最成功开源的的赤道仪方案OnStep主控，再结合功能强大的MyFocuserPro开源调焦控制器。我把他们合在一起，强强联合，哈哈~
如果不用电调就用这个来控制赤道仪仰角调节。
OnStep：(https://onstep.groups.io/g/main)
支持手柄，支持手机控制，支持wifi连电脑，可GOTO及ASCOM导星，手柄最多6星定位，park home位自设，PEC校准，自带STT STF GCVS IC NGC Messier 赫谢尔400 Collinder等星表，预留编码器接口,支持AZ EQ模式切换
MyFocuserPro：(https://sourceforge.net/projects/arduinoascomfocuserpro2diy/files/)
支持调速，支持手控，支持测温，支持温差对焦，支持ASCOM，支持无线控制（本机不带）
2、预留了12V取电接口*2 USBHub*2
3、主轴电机考虑用MKS SERVO42B 闭环步进电机/并可兼容开环57步进电机
4、最大goto速度预计为12°/秒




                               
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独创的水平角调节对极轴原理
是不是很意外，通过调节脚架来实现水平指向。这种方式完全规避了传统本体旋转带来的风险。


                               
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猥琐的仰角高度刻度


                               
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手动/电动仰角调焦


                               
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水平角驱动电机


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欢迎讨论 黑洞群924739376  OnStep控制群580235326
PS：固件未做充分验证

GS2C改Onstep黑洞赤道仪V1.0.rar (2.89 MB, 下载次数: 735)




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购买望远镜就在牧夫天文商城
mf_blue 发表于 2020-7-6 11:49 | 显示全部楼层 来自： 中国–湖南–株洲 电信
期待中。关注小赤道仪，来个众筹吧
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zw1cha 发表于 2020-6-27 00:26 | 显示全部楼层 来自： 中国–四川 移动/数据上网公共出口
大佬建个群吧，方便学习
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 楼主| gs3c 发表于 2020-4-6 20:26 | 显示全部楼层 来自： 中国–上海–上海 电信
小武生 发表于 2020-4-6 20:17
手柄有两个屏？

一个显示赤道仪 一个显示调焦
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小武生 发表于 2020-4-6 20:17 | 显示全部楼层 来自： 中国–安徽–宿州 电信
手柄有两个屏？

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gs3c
一个显示赤道仪 一个显示调焦  详情 回复 发表于 2020-4-6 20:26
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 楼主| gs3c 发表于 2020-4-6 08:53 | 显示全部楼层 来自： 中国–上海–上海 电信
小武生 发表于 2020-3-28 09:39
赤道仪主控加了LX200协议后可以直接连电脑吗？大的那个为何不做一个天文电脑呢，实现导星 ...

可以直接连电脑
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 楼主| gs3c 发表于 2020-4-5 12:44 | 显示全部楼层 来自： 中国–上海–上海 电信
本帖最后由 gs3c 于 2020-4-5 18:22 编辑

东西各到了一部分 装起来试试~ 还有很多需要打印。正在进行中 gif5新文件.gif
大赤道仪仰角电调

Screenshot_2020-04-03-21-20-39-701.png

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hbyuxiang 发表于 2020-4-1 11:26 | 显示全部楼层 来自： 中国–上海–上海–青浦区 电信
看傻了
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小武生 发表于 2020-3-28 09:39 | 显示全部楼层 来自： 中国–安徽–合肥 电信
赤道仪主控加了LX200协议后可以直接连电脑吗？大的那个为何不做一个天文电脑呢，实现导星

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gs3c
可以直接连电脑  详情 回复 发表于 2020-4-6 08:53
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小武生 发表于 2020-3-19 12:20 | 显示全部楼层 来自： 中国–安徽–合肥 电信
第一次在牧夫上看到了视频……
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宋城冬叶 发表于 2020-3-18 18:26 | 显示全部楼层 来自： 中国–河南–商丘 电信
怎么后面的回复都看不到了？
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 楼主| gs3c 发表于 2020-3-18 16:51 | 显示全部楼层 来自： 中国–上海–上海–杨浦区 电信
本帖最后由 gs3c 于 2020-3-18 17:11 编辑

大谐波的一部分零件到了。先组了一下dec的谐波。减速比100的谐波接上电机后测试goto速度。是不是很快呢（空载测试可达3200X以上 约每秒13°）。

4eb5a8385569bbdbcfe5855ff46e31ba.gif

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弧矢七 发表于 2020-3-14 11:28 | 显示全部楼层 来自： 中国–湖北 移动/数据上网公共出口
那个小赤道仪还是配个平衡锤好看一些，小的成本多少？
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nesw 发表于 2020-3-13 10:49 | 显示全部楼层 来自： 中国–河北 电信
持续关注中
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 楼主| gs3c 发表于 2020-3-13 10:48 | 显示全部楼层 来自： 中国–上海–上海–杨浦区 电信
本帖最后由 gs3c 于 2020-3-13 10:50 编辑
小武生 发表于 2020-3-13 08:30
我只有一个问题，就是开头的goto和自动对焦由哪些芯片组成？从哪搞到比较靠谱？ ...

淘宝上都有的，都是成品模块
关键词 teensy3.2（赤道仪主控）   BS Micro（调焦主控）   NodeMCU-32S (手柄主控）
详见24楼
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 楼主| gs3c 发表于 2020-3-13 10:44 | 显示全部楼层 来自： 中国–上海–上海–杨浦区 电信
jia2shuo 发表于 2020-3-13 08:18
谈一下自己的一些粗浅看法，互相交流。
1.承重和精度没的说，我觉得这设计应该能够保证。
2.感觉仰角调节 ...

大赤道仪和小赤道仪两者的设计意图不同的。1、大赤道仪主要是远程，所以仰角调焦和水平调节都是电控的，靠的是重量和涡轮杆自锁

2、小赤道仪便携野战用，所以是靠手拧的，当然也是靠手动锁定
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小武生 发表于 2020-3-13 08:30 | 显示全部楼层 来自： 中国–安徽–宿州–泗县 电信
我只有一个问题，就是开头的goto和自动对焦由哪些芯片组成？从哪搞到比较靠谱？

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gs3c
淘宝上都有的，都是成品模块 关键词 teensy3.2（赤道仪主控） BS Micro（调焦主控） NodeMCU-32S (手柄主控）  详情 回复 发表于 2020-3-13 10:48
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jia2shuo 发表于 2020-3-13 08:18 | 显示全部楼层 来自： 中国–河南–安阳 联通
starman628 发表于 2020-2-27 12:24
仰角靠一個小齒輪支撐，看起來不夠強壯吧!

谈一下自己的一些粗浅看法，互相交流。
1.承重和精度没的说，我觉得这设计应该能够保证。
2.感觉仰角调节机构设计太复杂。这样设计好处是调节上可以做到足够精确，但负面影响也有，一是增加成本（这点最重要，一个好的设计既要廉价又要实用）；其次结构复杂可能带来未知或不确定的影响因素。
3.如果趋向于远程调节的话，就不应该有锁紧装置，总不能调一次跑去把锁紧松开再调，这样就失去了远程的意义。如果没有锁紧就会出现楼上所说的齿轮受力太大，长时间会出现疲劳。


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gs3c
大赤道仪和小赤道仪两者的设计意图不同的。1、大赤道仪主要是远程，所以仰角调焦和水平调节都是电控的，靠的是重量和涡轮杆自锁 2、小赤道仪便携野战用，所以是靠手拧的，当然也是靠手动锁定  详情 回复 发表于 2020-3-13 10:44
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 楼主| gs3c 发表于 2020-3-12 13:51 | 显示全部楼层 来自： 中国–上海–上海–杨浦区 电信
本帖最后由 gs3c 于 2020-3-12 18:11 编辑

       黑洞小赤道仪谐波步进电机闭环控制成功。目前方案是在电机端加上磁反馈模块（相当于磁码盘），使得电机成为伺服系统。可以有效避免丢步及负载后的微步偏移。目前运转很平滑，震动极小。   
微信图片_20200312124112.png
      原电机收来号称98新，虽然外观也很新，而且是18年以后的型号。但是在使用LV8729驱动，跟踪时（极低速）有固定频率震动。几个不同来源电机的电机都是如此。大致1整步1周期，用A4988在无此问题。但高细分性价比驱动模块选择并不多（LV8729 ST820 ）。严重怀疑是驱动芯片与谐波电机频响不匹配。不知道以前用这种谐波一体电机的朋友有没有遇到过。现在改用闭环控制后问题完美解决~

    步进电机的微步输出不是完全精确的，我们常用的1.8度步进电机实际整步输出可能是1.79度也可能是1.81度。32细分后理论是0.5625实际波动会更大，但总体平均下来接近理论值。所以我们赤道仪跟踪时波动有一部分来源于此。（负载加大后微步不准的现象更加明显，下图三色线之间的距离就是负载引起的）
2130.png
开环MC2130电机驱动模块， 负载影响很大，整步有明显波幅波谷，微步波动有明显方向性。


42b.png
闭环电机驱动  高负载几乎不受影响，整步波动几乎没有，微步波动也很小，总体呈一直线。

参考：https://hackaday.com/2016/08/29/ ... crostepping-really/
          https://onstep.groups.io/g/main/wiki/Stepper-Motor-Accuracy


我认为导星曲线的波动体现在硬件机械上，主要有两部分决定：
1、是传动机构的PE。传动机构的PE能造成一个长周期的明显波峰波谷，可造成5~15秒的波动。
2、是电机本身的微步PE。体现在导星上基本在3秒以内。进入到3秒内这个影响就比较细微了，会和视宁度，阵风，震动，热平衡纠结在一起。从这点上来说。用伺服电机可以实现前端闭环从也减少了电机本身的pe波动。
所以采用闭环思路会是更好的选择。
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 楼主| gs3c 发表于 2020-2-28 10:50 | 显示全部楼层 来自： 中国–上海–上海 电信
starman628 发表于 2020-2-28 09:28
為什麼麽仰角不用千斤頂來調節呢？更方便吧!

千斤顶的方式对于轻量级赤道仪真的好调吗？每次都要两个螺丝互相对顶很方便？
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starman628 发表于 2020-2-28 09:28 来自手机 | 显示全部楼层 来自： 中国–台湾 台湾之星
為什麼麽仰角不用千斤頂來調節呢？更方便吧!

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gs3c
千斤顶的方式对于轻量级赤道仪真的好调吗？每次都要两个螺丝互相对顶很方便？  详情 回复 发表于 2020-2-28 10:50
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