Einfache Steuerung einer parallaktischen Montierung

Die Betonung des Projektes liegt auf Einfachheit. Der Code wird nicht mehr weiter entwickelt da ich mittlerweile auf eine AstroEQ umgestiegen bin (https://www.astroeq.co.uk/).

Verwendete Komponenten:

• Arduino UNO
• L298H Dual H Bridge Driver
• DS3231 AT24C32 Real Time Clock Module IIC
• 2 phasiger (!) Stepper max. 12V

Libraries

• Sodaq library

Status /Features

• Besonderheit: IRQ-Steuerung zur Verwendung einer Real Time Clock (Beta) korrigiert Ungenauigkeiten des Arduino
• manuelle Steuerung über Buttons (nur Rektaszenion - West / East) möglich. Geschwindigkeit über 3. Button (Stufen 1-4)

Anschlusshinweise

• der Stepper wird entsprechend der Anweisungen des L298H an den seitlichen Anschlüssen befestigt
• der L298H bietet einen 5V Ausgang für den Arduino, wenn 12V angelegt werden (Standard für Astro-Equipment z.B. via Blei-Gel-Akku)
• Im Verzeichnis "docs" wird im PDF "Arduino Interrupt 2017-10-07.pdf" der Anschluss des IRQ erklärt

Anpassungen an eigene Montierungen

• Zeile 44: gearWheelToothRAEQ5 (Anzahl der Zähne des Hauptgewinderades, z.B. 144 bei EQ-5 Montierungen)
• Zeile 55: transmissionRatioRA (Untersetzung durch die Pulleys) und transmissionRatioRAinv (invertiert) - hier z.B. "7.8125" bei einer 1:2 plus einer 1:3.125 Untersetzung. In der Regel (EQ-5) genügt eine 16 Zahn plus 50 Zahn GT-2 Kombination und liefert dann eine Untersetzung von 1:3.125
• Zeile 60: stepperRADefaultDegreePerStepRA (Grad pro Step, z.B. 0.9, 1.8, ...)

Berechnung der Steps / Microsteps

Mittlere Sternzeit: 86164,091 sec An einem Tag wird in RA um 360° bewegt, in einer Stunde um 15°, in vier Minuten um 1°, in einer Minute um 0,25°, in einer Sekunde um 0,00417°

Eine volle Umdrehung 360° in 86164,091 sec x 2,5 Schnecke [1] 900° in 86164,091 sec x 7,8125 Zahnriemen 7031,25° in 86164,091 sec

=> am Motor müssen 7031,25° bewältigt werden, um an der RA-Achse eine volle Umdrehung zu bewerkstelligen.

Pulleys and Belts

Zur Berechnung verwendet:

• https://www.bbman.com/belt-length-calculator/

180mm / 90T

Speed Ratio 0.32 ( 3,125:1 ) Pitch Diameter - Large Pulley (A) (mm) 31.8 (50 teeth) Pitch Diameter - Small Pulley (B) (mm) 10.2 (16 teeth) Next Available Belt Pitch Length (mm) 180 Next Available Number of Teeth - Belt 90

• Center Distance Using Next Available Belt (mm) 56.0

110mm / 55T

Speed Ratio 0.50 ( 2:1 ) Pitch Diameter - Large Pulley (A) (mm) 25.5 (40 teeth) Pitch Diameter - Small Pulley (B) (mm) 12.7 (20 teeth) Next Available Belt Pitch Length (mm) 110 Next Available Number of Teeth - Belt 55

• Center Distance Using Next Available Belt (mm) 24.2

Umrechnung auf Grad pro Sekunde am Motor

Umrechnung für ein Grad am Motor pro Sekunde:

7031,25° [A] / 86164,091 sec [B] ~= 0,081603019 °/sec [C]

Halfstep Modus (0,9° pro Step, 400 Steps pro Umdrehung, HALFSTEP)

Bei 0,9° für einen Microstep müssen für 1 Grad jeweils entsprechend mehr Steps eingeplant werden:

Umrechnung von °/sec in Steps/sec

0,081603019 °/sec / 0.9 °/Step ~= 0,09067002169 Steps /sec [D]

Umrechnungsfaktor von [D] auf einen runden Wert:

E = 1 / D ~= 1,103 [E]

Umrechnung auf einen Microstep (zusätzlich Faktor 10)

0,09067002169 Steps / 1000 msec | * ~1,103 [E] => 0,1 Microstep in 1102,900365 msec | / alle 1,1 s => 1 Microstep in 11029,00365 msec | * 10 / alle 11 s => 3 Microstep in 33087,01094 msec | * 30 / alle 33 s => 10 Microsteps in 110290,0365 msec | * 100 / alle 110 s => 100 Microsteps in 1102900,365 msec | * 1000 / alle 18 min

18 Bogenminuten können als ausreichende Genauigkeit sowohl visuell als auch für die Astrofotografie angesehen werden. Die Abweichung beträgt in dieser Zeit nur 0,365 Microsecunden für 10 Steps.

• Steps mitzählen
• Millisekunden mitzählen
• Nach 110290 (100 Microsteps) und 110290 msecs (1000 Microsteps) kontrollieren und ggf. korrigieren.

if (actMillis >= 110290 ) {

}

Legende

[1] Die EQ-5 hat ein Zahnrad mit 144 Zähnen. Das entspricht einer Untersetzung von 360/144 = 2,5. D.h. 10 Scheckenumdrehungen entsprechen 25°.

[A] - [D] Variablen