Polohovací zařízení

[aleshonsa]

Dobrý den,
mam dotaz, který se netýká přímo CNC strojů, ale z principiálního hlediska je to v podstatě stejné. Proto mě napadlo se obrátit sem, jestli by někdo znal odpověď.
Před cca rokem jsem na eBay koupil motorizovanou ekvatoriální montáž k dalekohledu. Ta byla prodávána jako nefunkční, já jsem si jí koupil s cílem, že jí opravím, nebo přebuduju. Tato montáž vypadá tak, že jedna osa je paralelní s osou zemské rotace a na této ose se úhel nastavení měří v hodinách - to je tzv. rektascenze. Na tu je kolmá druhá osa, na které se úhel natočení měří ve stupních - to je deklinace. Vtip této montáže je v tom, že když máte dalekohled správně postavený a seřízený (správné nasměrování os), tak pak stačí, když objekt na obloze zaměříte jednou pomocí z hvězdné mapy odečtené deklinace a rektascenze a pak už stačí jen korigovat rektascenzi tím, jak se Země postupně otáčí - deklinace zůstává stejná, proto se rektascenze udává v hodinách. Dá se použít i hodinový strojek, který rektascenzi postupně koriguje sám. V případě motorizované montáže je pak na každé ose jeden elektromotorek, které jsou řízeny ovladačem - osy se dají otáčet pomocí tlačítek, dá se nastavit na panelu poloha na kterou se pak dalekohled sám nasměruje, řeší se tímto hodinový strojek, existují i dalekohledy napojené na počítač přes USB kde se polohování dělá přímo pomocí SW mapy apod. To je pro vaší představu jak zařízení o které mi jde vypadá.
V Ne jsem se konečně dostal k tomu zjistit co s jednotkou je. Po odmontování krytu jsem jednak zjistil jaké je vnitřní uspořádání. Pak jsem zkusil přímo na konektory motorků přivést 12DCV proud a zjistil jsem, že jsou v pořádku. Problém tedy bude zřejmě v řídící desce - to jsem i očekával. V prvé řadě chci ovládání montáže zprovoznit tak, že jí budu prostě ovládat analogově přiváděním proudu přímo do motorků a stupně budu odečítat na kruzích. Nicméně do budoucna bych chtěl zprovoznit jednak především hodinový posuv (ten je důležitý pro fotografování s dlouhou expozicí) a pak také číslicové ovládání - a to je právě důvod proč sem píšu a kolem čeho budu mít dotazy.
Vypadá to tak, že motůrky budou normální DC motory, ty mají relativně velké otáčky a jsou napojeny na převodovku z ozubených kol hodně do pomala - výstupní otáčky jsou tak 1/min nebo možná ani to ne. Na hřídelce je nasazeno plechové kolečko s obdélníkovými zuby kolem dokola, které prochází třmenem senzorů, co zřejmě měří počet otočení (nebo částečných otočení) tím, že generují pulsy pro čítač. Zřejmě to tedy funguje tak, že řídící deska pustí do motůrku proud a čítače pak zajišťují zpětnou vazbu, jestli už došlo k otočení o požadovaný úhel - řídící deska potom proud odpojí. A mě zajímá následující:
1. Proč jsou u každého motůrku dva senzory? Dále jsem si všiml, že od senzorů vedou 3 dráty - proč to, proč nejsou jen dva?
2. Potřeboval bych doporučit nějaké vhodné a levné čítače pulsů. Koukal jsem se na eBay a našel jsem jen čítače, co zobrazují ve formátu např. 9999 nebo 99.99. Já bych ale potřeboval jednak čítač co bude zobrazovat ve stupních (rozsah je 0 --- +/- 90st), tj. StSt.MM.SS, a dále pak čítač co bude zobrazovat v hodinách (0 --- 24H) ve formátu HH:MM:SS. Stejně tak abych na čítači mohl ve stejném formátu nastavit cílovou hodnotu, na které dojde k odpojení proudu. Tj. čítače by jednak sloužily k zobrazení aktuálních souřadnic při manuální zaměřování dalekohledu a jednak by sloužily k nastavení cílových souřadnic pro automatické nasměrování dalekohledu.
3. Jak vyřešit hodinový strojek? Nepředpokládám, že by se toto dalo řešit změnou napětí na motorech. Jediné, co mě napadlo je následující řešení: V momentě kdy se pustí hodinový stojek, dojde ke spuštění zdroje časového signálu, který bude postupně počítat čas od 0s řekněme po 0.1s (to by mělo stačit) a tato hodnota kontinuálně přičítat k cílové hodnotě rektascenze. Motůrek tak bude po drobných krůčcích korigovat hodnotu rektascenze tak, aby souhlasila s časovým posuvem. Nicméně otázka je jak toto zařídit - co jsem viděl tak, čítače umožňují nastavení cílové hodnoty na které dojde k vypnutí jen pomocí tlačítek, nevšiml jsem si možnosti nějakého elektronického vstupu. Napadá mě jen použít pro rektascenzi ještě jeden čítač (aby se nerozhodila správná hodnota rektascenze na ukazateli), kde se bude časový signál od aktuální hodnoty rektascenze odečítat a tím vlastně vznikne odchylka, kterou bude motůrek korigovat pootočením. Jak byste toto prosím řešili, šlo by to řešit takto?

Děkuji mnohokrát

Aleš Honsa

[robokop]

kdysi jsem se tim zabyval a dokonce v hradci byl kouknout na upraveny cnc ridici system ktery mel suplovat toto rizeni
jicmene problem je tak specificky ze je potreba mit na to system opravdu staveny
doporucuju prostudovat stranky pana Grecnera
urcite najdes na google
ten to kdysi vyvijel a myslim ze by to mohlo byt i kompatibilni
pak tu byl jeste jeden vyvojar na ktereho si ted nemuzu vzpomenout ale ten to resil tusim vyhradne na svych komponentech a bylo to takove spis profi reseni zadne bastleni

co se tech citacu tyce
asi to vse speje k tomu vyrobit si neco vlastniho treba na bazi arduina
doporucuju taky prostudovat

[aleshonsa]

Dobrý den,
díky za rychlou odpověď a doporučení. To Arduino vypadá zajímavě. Ani jsem nevěděl, že něco takového existuje a myslím, že bych tím mihl řešit i jiné věci. Asi tedy celou řídící jednotku postavím na bázi Arduino - co jsem koukal tak se k tomu prodávají různé displeje, kde nebude problém zobrazovat souřadnice v požadovaném formátu a našel jsem i malou číselníkovou klávesnici, takže by to pak mohlo běžet bez PC. Jediné kolem čeho mam nejistotu je výstup ze senzorů od motorků - nevím jaká z toho leze frekvence, protože ani nevím, jaké mají motorky otáčky, abych jí určil, ale předpokládám, že to zase nic závratného nebude a Arduino to snad zvládne zpracovávat.

Aleš Honsa

[robokop]

jo melo by, toho bych se moc nebal
ja nato ted narazil u snimace z ktereho leze cca 1MHz, to uz je vcelku narocnejsi

[gnat]

Ty senzory jsou 2 proto, aby se dal určit směr otáčení. Jsou vzájemně posunuté a z fáze signálů se určuje směr rotace.

[ledvinap]

Pro rizeni je treba viceneme vytvorit servodriver, ale v tomto pripade s daleko pomalejsi casovou konstantou. Ze signalu od senzoru si dopocitas, kde prave motor je (http://en.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder" onclick="window.open(this.href);return false;, incremental rotaty encoder) a z nejake casove zakladny + korekcnich tlacitek spocitas, kde by mel byt. Pokud je pozadu, tak se proud prida, pokud je napred, tak se snizi. Vetsinou se pouziva PID regulator, v pripade dalekohledu nechces zadne velke vibrace, takze by se proud pokud mozno nemel moc menit.
Arduino a par tranzistoru by na to melo celkem s rezervou stacit.

Pocitej s tim, ze mechanika nebude dokonala, takze pro dlouhe foceni by to chtelo zpetnou vazbu od nejake jasne hvezdy blizko (guide star?). Existuji zarizeni, ktere pouzivaji pomocny dalekohled a cernobilou kameru, neni to ani moc drahe. Vystupem je korekce rektastenze a deklinace.

Take jsou motory vetsinou dost zprevodovane, takze zakladni nastaveni pozice se dela rucne. Proste se rozpoji posledni prevod, rucne se nastavi dalekohled do spravneho mista a az pak se dojede presne.

U senzoru jsou tri draty - napajeni (je treba krmit led diodu a vetsinou i zesilovac v prijimaci) a vystup.

[aleshonsa]

jo melo by, toho bych se moc nebal
ja nato ted narazil u snimace z ktereho leze cca 1MHz, to uz je vcelku narocnejsi

Já myslím, že v mém případě bude frekvence řádu kHz. Musím si alespoň odpočítat kolik segmentů na plechovém kolečku je.

[aleshonsa]

Ty senzory jsou 2 proto, aby se dal určit směr otáčení. Jsou vzájemně posunuté a z fáze signálů se určuje směr rotace.

T omě napadlo také, ale proč to neurčují prostě podle polarity přívodu proudu. Jedině, že by to bylo pro zpětnou kontrolu.

[aleshonsa]

Pro rizeni je treba viceneme vytvorit servodriver, ale v tomto pripade s daleko pomalejsi casovou konstantou. Ze signalu od senzoru si dopocitas, kde prave motor je (http://en.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder" onclick="window.open(this.href);return false;, incremental rotaty encoder) a z nejake casove zakladny + korekcnich tlacitek spocitas, kde by mel byt. Pokud je pozadu, tak se proud prida, pokud je napred, tak se snizi. Vetsinou se pouziva PID regulator, v pripade dalekohledu nechces zadne velke vibrace, takze by se proud pokud mozno nemel moc menit.
Arduino a par tranzistoru by na to melo celkem s rezervou stacit.

Pocitej s tim, ze mechanika nebude dokonala, takze pro dlouhe foceni by to chtelo zpetnou vazbu od nejake jasne hvezdy blizko (guide star?). Existuji zarizeni, ktere pouzivaji pomocny dalekohled a cernobilou kameru, neni to ani moc drahe. Vystupem je korekce rektastenze a deklinace.

Take jsou motory vetsinou dost zprevodovane, takze zakladni nastaveni pozice se dela rucne. Proste se rozpoji posledni prevod, rucne se nastavi dalekohled do spravneho mista a az pak se dojede presne.

U senzoru jsou tri draty - napajeni (je treba krmit led diodu a vetsinou i zesilovac v prijimaci) a vystup.

- A bude na to stačit Arduino Duemilanove nebo Uno?
- Výsledné otáčky montáže jsou odhadem tak 1 o/min, nebo možná i o něco méně. Tady bohužel převod odpojit nejde, je to celé zakryté.
- Ok, takže 2 drátky jsou vstup 12V (běhá to celé na 12V) - jeden pro vlastní senzor a jeden pro zesilovač, a jeden je výstup?

[popopepe]

Přívodu proudu čeho?
Jukni třeba sem:
http://elektronika.kvalitne.cz/ATMEL/ne ... coder.html" onclick="window.open(this.href);return false;

[aleshonsa]

Přívodu proudu čeho?
Jukni třeba sem:
http://elektronika.kvalitne.cz/ATMEL/ne ... coder.html" onclick="window.open(this.href);return false;

Já myslel přívodu proudu do motorku - polaritou je přeci dán směr otáčení, a aktuální polarita by měla být známa.

[popopepe]

Já bych na to šel trochu od lesa.
Na řízení motoru určitě H-bridge. Pokud k motoru připojíš plné napájecí napětí, tak poskočí kupředu, ale o kolik je věcí náhody. To samé po odpojení.
Takže určitě PWM, pro plynulý rozběh a doběh.
Ten H-bridge řídit tou Atmega (arduino či jiné).
Druhý čítač Atmega připojit na hodinový krystal, a máš k dispozici opravdové hodiny. Nebo nějaký obvod reálného času.
Na nějakém vstupu Atmega číst ty pulsy z dekodéru, tím víš o kolik se co posunulo. Pokud počítáš s otáčkami řádu jednotek za minutu, tak ta atmega bude naprostou většinu svého času spát . Nejlépe připojit ty pulsy přes přerušení.
Pak pár tlačítek pro rychloposuv, dopředu, zpět, zadání hodnot atd.
Jeden LCD displej. Na něm zobrazovat, co potřebuješ, a hlavně co zadáváš.
Protože budeš mít k dipozici reálný čas, není problém korigovat dráhu podle uplynulého času plně automaticky.
Co dál... naprogramovat to

[aleshonsa]

Já bych na to šel trochu od lesa.
Na řízení motoru určitě H-bridge. Pokud k motoru připojíš plné napájecí napětí, tak poskočí kupředu, ale o kolik je věcí náhody. To samé po odpojení.
Takže určitě PWM, pro plynulý rozběh a doběh.
Ten H-bridge řídit tou Atmega (arduino či jiné).
Druhý čítač Atmega připojit na hodinový krystal, a máš k dispozici opravdové hodiny. Nebo nějaký obvod reálného času.
Na nějakém vstupu Atmega číst ty pulsy z dekodéru, tím víš o kolik se co posunulo. Pokud počítáš s otáčkami řádu jednotek za minutu, tak ta atmega bude naprostou většinu svého času spát . Nejlépe připojit ty pulsy přes přerušení.
Pak pár tlačítek pro rychloposuv, dopředu, zpět, zadání hodnot atd.
Jeden LCD displej. Na něm zobrazovat, co potřebuješ, a hlavně co zadáváš.
Protože budeš mít k dipozici reálný čas, není problém korigovat dráhu podle uplynulého času plně automaticky.
Co dál... naprogramovat to

Otáčky řádu jednotek za minutu jsou až na výstupu z převodovky - je to rychlost otáčení vlastních os dalekohledu. Převodovka je několikastupňová a je hodně do pomala a vlastní motorky točí poměrně rychle (zatím nevím kolik, to nakonec zjistím, až změřím výstup ze senzorů) a na každém plechovém kotoučku co prochází senzorem je odhadem tak 20 segmentů (to ještě spočítám), takže kdyby motorek točil řekněme 50 o/s tak je výstup ze senzoru 1000 pulsů/s. Ten kotouček je samozřejmě hned na rotoru motorku.
Jinak v podstatě tak nějak si představuji, že by ovládání mohlo vypadat.

[gnat]

T omě napadlo také, ale proč to neurčují prostě podle polarity přívodu proudu. Jedině, že by to bylo pro zpětnou kontrolu.

Snímače pracují i když s tím točíš ručně.

[aleshonsa]

T omě napadlo také, ale proč to neurčují prostě podle polarity přívodu proudu. Jedině, že by to bylo pro zpětnou kontrolu.

Snímače pracují i když s tím točíš ručně.

S tím se ručně točit nedá. Převod je moc těžký a bez motorku z opačné strany proti převodům se s tím vůbec nedá hnout - jedině elektrické otáčení.