RD-Scan mit ASCOM-Montierung

Neben der Ansteuerung der noch im Bau befindlichen neuen Radioteleskopmontierung haben wir uns das Ziel gesetzt, mit der Steuersoftware auch kommerzielle Montierungen per ASCOM-Treiber ansteuern zu können. Wie man an folgendem Video sehen kann, ist dies uns gelungen.

Was man sieht, sind die Scanbewegungen eines sogenannten RD-Scans, bei dem der Bereich um eine Himmelsposition gescannt wird.

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First FindHome

Schrittmotorsteuerung führt nach Anbau eines Lichtschrankensensors für die Mittenposition das erste Mal erfolgreich ein „FindHome“ aus.

Bei einem „FindHome“ versucht die Teleskopsteuerung die Positionsrückmeldung durch Anfahren eines Indexpunkts zu eichen. Der Indexpunkt ist in diesem Fall der Übergang von „Lichtschranke unterbrochen“ zu „Lichtschranke frei“. Der Indexpunkt befindet sich in der Mitte des Schwenkbereichs der X-Achse. Das heißt, durch Auswerten des Lichtschrankensignals weiß die Motorsteuerung in welche Richtung die Achse bewegt werden muß um den Indexpunkt zu finden. Prinzipiell könnte man somit auf weitere Endanschlagsensoren verzichten.

Zustandsbericht zur Sommerpause 2013

Seit dem Verfassen des letzten Blogeintrags im Januar hat sich einiges getan. Da der „hauptamtliche“ Blogschreiber mit der Programmierarbeit an der neuen Software beschäftigt war, mußte der Blog etwas warten. Die bevorstehende Sommerpause soll Anlaß sein, einen kleinen Zwischenbericht zum Stand unseres Projekts abzuliefern.

Antriebstechnik

Die angestrebte Genauigkeit von 0,1 Grad und die erforderliche Dynamik von Nachführtempo bis Positioniertempo (10°/sec) macht eine Ansteueuerung mit Schrittmotoren erforderlich.  Wir haben uns entschieden hierfür ein Arduino-Board einzusetzen. Der Arduino ist ein 8-Bit Mikroprozessor der in C programmiert werden kann. Über kostengünstige Treiberbausteine wie den A4988 lassen sich Schrittmotoren, die zum Glück auch nicht zu teuer sind, komfortabel ansteuern. Zum Glück haben wir auch eine Arduino-Treiberbibliothek gefunden (AccelStepper), mit der die Schrittmotoren so angesteuert werden können, wie wir es brauchen.
Obwohl wir schon auf geeignete Hard- und Softwarekomponente zugreifen konnten, war der eigene Programmieraufwand nicht unerheblich. Die Arbeit hat sich aber gelohnt, denn gegenüber der ersten Montierung, welche mit Gleichstrommotoren angetrieben wird, ist die neue Schrittmotorsteuerung ein enormer Zugewinn an Präzision. Kleine Meilensteine haben wir auf Video festgehalten und als Youtube-Filmchen hochgeladen.

Siehe First FindHome

Steuersoftware

Die Entwickung der neuen Steuersoftware ist in den letzten Monaten gut vorangekommen. Sie ist zwar noch nicht komplett, aber für Tests der neuen Montierung schon einsatzbereit.

Screendump BHBR2-Steuersoftware

Screendump BHBR2-Steuersoftware

Bericht vom Extratreffen 05.01.2013

Am 5. Januar trafen wir (Detlef und Dirk) uns mit Sternfreund Roland, unserem Montierungsbauer und erfahrenen Astrofotografen, um ihm unsere vorhandene Technik und die Zukunftspläne zu präsentieren. Das Treffen war sehr interessant und für die weitere Arbeit bestimmt befruchtend.

Zu Dirks Überraschung wollte Roland uns auch einen Kettenantriebslösung vorschlagen. Der von Detlef schon an einem Testaufbau demonstrierte Kettenantrieb traf bisher nicht auf ungeteilte Zustimmung. Um es mal diplomatisch auszudrücken.

Roland machte uns desweiteren darauf aufmerksam das der Antrieb eine „Geschwindigkeitsdynamik“ von mindestens 1 zu 400 aufweisen sollte. Die Spanne reicht von Nachführtempo (ca. 0,25 Grad pro Minute) bis zu einem ausreichenden Schwenktempo (ca. 5 Grad pro Sekunde). Die schlauen Rechner werden bemerkt haben, das die eben genannten Werte ein Verhältnis von 1 zu 1200 aufweisen. Der Faktor 400 ist  ein Kompromisswert, bei dem die gewünschte Positionier bzw. Nachführgenauigkeit von 0,1° noch erreicht wird.
Unter diesem Aspekt kommt eine Schrittmotorsteuerung wieder ins Gespräch. Dies hat wiederum zur Folge, daß Dirk seine angedachte lineare Motorspannungssteuerung nicht mehr weiterentwickeln muß.

Neben der Geschwindigkeitsproblematik hat Roland auf ein paar mechanische Schwachstellen am Testaufbau hingewiesen.

Fazit:

  1. Falls Detlefs Kettenantrieb sich durchsetzt, wird dieser wahrscheinlich durch einen Schrittmotor angetrieben.
  2. Es muß geklärt werden, wie der Stangenantrieb für die Y-Achse (Höhe) angesteuert wird um die angestrebte Positionier- und Schwenkgeschwindigkeit zu erreichen.

Lebenszeichen Januar 2013

Seit dem letzten Artikel (Zukunftspläne) ist es im BHBRadio-Blog „etwas“ ruhig geworden.  Nicht so in unserem Radioteleskopteam. Denn zwei Sternfreunde sind in der zweiten Jahreshälfte (2012) zu uns gestoßen.

Weiter zum aktuellen Stand der Dinge.  Die Auswertung der Meßdaten der bisherigen Messkampagnen hat gezeigt, daß es noch viel zu tun gibt. Neben einer besseren Positioniergenauigkeit muß auch der Daten-Output erhöht werden. Besonders der letzte Punkt macht ein komplettes Neudesign der Steuersoftware erforderlich. Die Entwicklungsarbeiten an der bisherigen Software wurden daher eingestellt und mit der Implementierung des neues Konzepts Anfang Dezember 2012 begonnen.

Als Positioniergenauigkeit haben wir uns 1/10 Grad bzw. 6 Bogenminuten zum Ziel gesetzt. Um dieses Ziel zu erreichen, wird es wohl erforderlich sein die Montierung komplett umzubauen.

Zukunftspläne

Bei der Arbeit mit der Software haben wir viel dazu gelernt und nützliche Zusatzfunktionen implementiert. Mittlerweile ist aber ein Punkt erreicht, an dem es erforderlich geworden ist „aufzuräumen“. Vielleicht läßt sich hierbei auch die Standfestigkeit der Software weiter verbessern.

Nach Umsetzung der Aufräumarbeiten ist geplant folgende Teilprojekte einzubinden:

ASCOM-Schnittstelle

Neben der vorhandenen Eigenbaumontierung soll es auch möglich sein per ASCOM-Schnittstelle  Standardmontierungen anzusteuern.

BHBRduino

Basierend auf der Mikrokontrollerplattform Arduino und einer Ethernetshield genannten Zusatzplatine wurde ein Steuerungsmodul namens „BHBRduino“ entwickelt. Dieses Steuerungsmodul enthält weiterhin einen 18-Bit A/D-Wandler (MCP3421) mit dem es möglich sein wird, die Signalspannung hochgenau zu messen. Dank Ethernetshield können die Meßwerte per Netzwerkverbindung abgerufen werden. Somit können wir die Empfangsspannung in direkter Nähe der Antenne messen.

Juni-Zustandsbericht und Sonnenscan

Aus Zeitgründen war es uns leider nicht möglich zu berichten, daß die Reparatur der Antriebssteuerung im April gelungen ist. Nach wie vor schlagen wir uns mit einem Standfestigkeitsproblem herum. Nach ca. 45 min kommt die Positionsbestimmung der Y-Achse ins straucheln. Dies führt zu einem Abbruch des Y-Scans und verhindert ein komplettes Scanbild, wie man an unserem Sonnenscan vom 08.06.2012 erkennen kann. 😦

  • Beobachtungsobjekt: Sonne
  • A/D-Wandler: DAQ-1200
  • Wetterbedingungen: leicht bis stark bewölkt, 22,4°C, Luftfeuchte 59%
  • Azimut 187,3°
  • Zeitmarke 0 = 08.06.2012 – 12:40:17
  • Zeitmarke 2424 = 08.06.2012 – 13:20:25