Schrittmotor für Nachführung zur Astrofotografie

[dussel07]

Eine Frage nach dem Display und den Sockel/Stiftleisten kam auf -
Hier mal auch für Andere:
Wichtig ist HD44780 oder Industriestandart - normalerweise nimmt man (wenn es günstig werden soll) 16x2 oder halt 20x4.
Anschluß des Displays ist eigentlich durch die Platinen vorgegeben - Pin 1-16 des Wannensteckers ist Pin 1-16 des Displays. Entweder lötest Du ein Flachbandkabel direckt am Display (andere Seite dann die 16polige Pfostenbuchse) an oder Du nimmst den Adapter (16poliger Wannenstecker auf 16polige Stiftleiste) neben der eigentlichen Platine und kannst dann ein Flachbandkabel mit zwei Pfostenbuchsen benutzen.
Die Anschlüsse direckt über und unter dem Atmega würde ich mit den Sockelstreifen bestücken - Ausnahme bilden die Pins mit dem weißem Rechteck - da soll ein Jumper drauf also braucht es da die normalen Stiftleisten. Genauso würde ich die Pins für Drehcoder / I2C mit Stiftleisten bestücken - hier kannst Du dann mit den passenden Buchsensteckern externe Bauteile anschließen. Kurz und gut: Alles was man auf der Platine verdrahten kann mit Sockelstreifen - Alles was externe Bauteile erfordert mit Stiftleisten.
Die rote und blaue Kennzeichnung ist nur zur Übersicht - rot ist +5V - blau ist Gnd (die Vier nebeneinander stellen einfach nur +5V und Gnd für Versuche zur Verfügung).
Wenn Du mit externen Potis arbeitest, solltes Du die 3er Schraubklemmen bestücken. Auch hier wieder ein einzelner Pin des Sockelstreifens hinter den Schraubklemmen und Du kannst mit Klingeldraht eine Brücke zu den ADC Anschlüssen herstellen.
Mal am Rand: Man könnte pauschal auch alles mit Stiftleisten bestücken aber dann hast jede menge Arbeit diese blöden Buchsenstecker an Käbel zu fummeln.
Hier mal zwei Links zu Buchsensteckern LINK1 LINK2 - habe keine Ahnung ob Reichelt sowas auch führt?? Habe sie zumindest noch nicht im Sortiment entdeckt.

[dussel07]

Hier mal ein Verdrahtungsbeispiel:

Die weißen Striche ist Klingeldraht.
Jetzt sind die Pins PD3 und PD4 des Atmegas mit den entsprechenden Schraubklemmen und LEDs verbunden (mit den LED kannst Du auch ohne Schrittmotorkarte sehen ob dein späteres Programm läuft). Dies werden die Ausgänge für die Ansteuerung deiner Schrittmotorkarte. D3 soll die Richtung (dir)bestimmen und D4 den Tackt (clock) die Geschwindigkeit.
Die Pins PD0 und PD1 sind mit den Onboardtastern verbunden und verstellen später zB. die Geschwindigkeit oder auch die Richtung??
und mal ein kurzes Testprogramm, das alle 100ms den Pegel an PortD.4 wechselt und alle 200 Impulse den Pegel an PortD.3 wechselt:

$regfile = "m8def.dat"
$crystal = 16000000 'ohne verändern der Fusebits $crystal = 1000000


'Ausgang Richtung an PD3
Richtung Alias Portd.3
Config Richtung = Output

'Ausgang Geschwindigkeit an PD4
Tackt Alias Portd.4
Config Tackt = Output

'TASTER1 an PD0
Taster1 Alias Pind.0
Config Taster1 = Input
Portd.0 = 1 'PullUp-Widerstand einschalten

'TASTER2 an PD1
Taster2 Alias Pind.1
Config Taster2 = Input
Portd.1 = 1 'PullUp-Widerstand einschalten

Dim A As Byte


Do
Toggle Tackt
Waitms 100
A = A + 1
If A = 200 Then
Toggle Richtung
A = 0
End If
Loop

End

Im Anhang die .hex Datei

[Dandan]

Hab das ganze rauf geladen und die led D4 wechselt alle 2sec das licht und D3 leuchtet immer.

musste das Programm mit copy paste einfügen. Irgendwie öffnet der mir das nicht richtig.

hier sieht man es vllt. besser:
http://www.abload.de/img/aaaaaaaauce28.png

[dussel07]

Schreibe mal "$crystal = 1000000" statt $crystal = 16000000 und berichte was passiert.
Ansonsten mußt Du die Fusebits ändern auf externen Quarz.
Im Zip ist nur die HEX, da kann sich in Bascom nichts öffen! Das ist das compilierte Programm das so diereckt in den Controller geladen wird.

[Dandan]

jetzt blinkt die untere Led schnell und die obere blinkt aber nur alle 15 sekunden oder so (also 15sec an 15sec aus)

[dussel07]

Dann ist Alles richtig!
Wenn Du jetzt Deine Schrittmotorkarte anschließt, sollte sich der Motor im Vollschrittbetrieb eine Umdrehung nach Rechts, und dann eine Umdrehung nach Links drehen.
Morgen bastele ich Dir dann eine Geschwindigkeitsverstellung mit den Tastern - -

[Dandan]

Jap Motor dreht sich. Hatte am Anfang zwar Probleme das er sich erst gedreht hatte und dann nach den 15sec stecken geblieben ist aber nachem Neustart ging dann alles.
Ich werd aber an der Motorkarte nur 1/8 Umdrehungen einstellen dann ruckelt es nicht so wie bei 1/1. Hoffe mal das die Leistung dann noch ausreichend ist aber die Gewindestange dürfte sich ja leicht drehen lassen.

Ach ja hast du eine Ahnung wie viel Strom das ganze am ende verbraucht? Brauch ja noch eine Batterie^^ aber eine 12v Autobatterie dürfte ja langen für ein paar stunden.

[darxon69]

Hallo Zusammen.

Ich hab mal hier mitgelesen und möchte mal ein paar Kommentare dazu geben.
Eine Nachführsteuerung für Astrofotografie ist so ziemlich das komplizierteste, was es im Bereich Robotik gibt.

Klar könnte man bei einer parallaktischen Montierung http://de.wikipedia.org/wiki/Montier...e_Montierungen einfach einen Schrittmotor mit konstanter Geschwindigkeit dran hängen. Das funktioniert für visuelle Beobachtungen und Fotografie mit sehr kurzer BRennweite ausreichend gut. Dafür gibt es aber preiswerte Steuerungslösungen um die 50€ im gut sortierten Astronomiefachhandel.

Will man aber mit einem Teleskop fotografieren (Langzeitbelichtung und lange Brennweite) dann ist es absolut notwendig, dass die Sterne über lange Zeit die selben Pixel auf dem CCD-Chip der Kamera treffen. Da wird es dann schon nicht mehr trivial, da die Montierung dann je nach Brennweite mit Bogensekunden- bzw. sogar Subbogensekundengenauigkeit nachgeführt werden muss. Ist da die Mechanik (insbesondere einfache Zahnräder) mit zu viel Spiel, kann man es gleich vergessen. Da nützt dann die genauste Motorsteuerung nichts mehr.

Ein weiteres Problem bei der Astrofotografe ist die Tatsache, dass die Objekte sich halt eben nicht mit konstanter Geschwindigkeit bewegen. Kometen, Asteroiden usw. bewegen sich ohnehin nicht mit der normalen Sterngeschwindigkeit. Von daher muss für diese Objekte speziell die Geschwindigkeit und der Vektor errechnet werden. Dazu ist neben der genauen Position des Beaobachters auf der Erdoberfläche (GPS-Koordinaten und Höhe) auch die exakte Zeit nötig. Die Bahnparameter der Objekte bekommt man aus Datenbanken im Internet. Dazu sind aber recht aufwändige Berechnungen nötig und somit kann man einen ATTiny indiesem zusammenhang gleich ausschließen. Aber auch Sterne bewegen sich nicht wie man annehmen könnte gleichformig. Durch die Atmosphäre wird nämlich die Wahre Position verschoben und es ergibt sich eine Scheinbare Position. Diese wird durch die Atmospärische Refraktion bestimmt http://de.wikipedia.org/wiki/Astronomische_Refraktion. Auch ein Problem bei langen Optiken wie Refraktoren ist die Durchbiegung des Tubus und damit je nach Lage eine Drift des Sternenlichtes auf dem CCD-Chip.
Viele Astronomische Montierungen verwenden ein Schneckengetriebe um die nötige UNtersetzung hin zu bekommen. Vorteil ist auch, dass man durch etwas einseitige Beladung der Montierung sicherstellt, dass die Schnecke immer an einer seite des Schneckenrades läuft und so kein Spiel entsteht. Aber die Schnecke selbst induziert einen periodischen Schneckenfehler von einigen Bogensekunden. Der muss herausgerechnet und der Motor entsprechend mal langgsamer oder mal schneller gedreht werden.
Ganz wichtig bei astronomischen nachführungen ist Microstepping. Im ungünstigsten Fall bei geringer Untersetzung (die man ohnehin vermeiden sollte)lässt der Motor beim Fullstep betrieb und langsamen bewegungen die Montierung aufschwingen.

Andere Einflüsse wie Nutation und Präzession spielen bei einer einfachen Nachführung glücklicherweise eine untergeornete Rolle, da sie sich nur in sehr langen Zeiträumen abspielen. Bei robotischen Teleskopen müssen sie aber berücksichtigt werden, da diese Sternpositionen direkt aus dem Stand anfahren können. In Sternkatalogen sind die Koorinaten aber meist mit einem definiertem Julianischen Datum angegeben (J1950, J2000). man muss dan die Objektdrift seit diesem Zeitpunkt einberechnen.

[Dandan]

Ich will ja kein Teleskop dran hängen sondern nur eine Spiegelreflex Kamera. Und die Bilder werden ja auch nicht am Stück mit 2h belichtet sondern immer nur ein paar minuten und das dann verrechnet.
Für eine richtige Nachführung kommt man schnell in den 4stelligen Bereich und das ist mir für den kleinen Hobbyzweck viel zu teuer.

[darxon69]

Ok für Sternfeldaufnahmen mag das Gehen. Aufsummieren der Bilder ist eine Option, aber ich denkte trotzdem, dass wenn es nur darum geht, Du mit einer Nachführung aus dem Astronoomieladen günstiger kommst. Was hast du für eine Montierung?
Die Preise für die guten Montierungen sind schon irgendwo gerechtfertigt auch wenn es weh tut sowas zu bezahlen. Wir haben für unsere ASA DDM-160 auf der Sternwarte fast 30000€ Löhnen müssen.