汎用自動導入モータードライブ完成です

近畿地方も、もうすぐ梅雨明けになりそうですが、この梅雨の時期は、物作りに
励んでおりました。
その中で、ファームウェアの開発が、途中で、長い間ペンディングしたりで、
ボチボチ作っていた汎用自動導入モータードライブが、ついに完成しました。
といっても、ハードウェアは、以前GP赤道儀用に作った物と同じです。
イメージ 1


ご覧のように回路の構成は、マイコン1個、ステッピングモータードライバーIC2個
シリアル通信用IC1個だけです。これだけで自動導入モータードライブを作ることが
できるのですよ。
イメージ 2


ハードは、制御に使っているマイコンは、AtmelのATmega128-16AU、ステッピング
モータードライバーICは、東芝のTB62209FGで、バイポーラ駆動マイクロステップ16分割。
ステッピングモーターの加減速制御は、GP赤道儀用は、ガウス曲線制御でしたが、
今回は、サイン曲線制御を採用しました。

モータードライブの基本機能は、ガイドレートは、1.5倍速、微動モードは、32倍速、
高速モードは、設定ソフトから可変になってます。
制御コマンドは、LX-200コマンドを使用しいて、ASCOMでは、スカイセンサー2000の
ドライバーを使います。
東西南北の移動と停止コマンドも持たせてあるので、ドリフト法の動作もシリアル
通信で、行えます。

独自の機能は、自動導入の時に東向きと西向きを切り替えるスイッチと自動導入時に
緊急停止できるように自動導入停止スイッチを持っています。
また、自動導入の緊急停止は、LX-200コマンドの停止コマンドも持っているので、
ASCOMのスカイセンサー2000のドライバーからも行えます。
この他に赤経モーターも回転の起動と停止のコマンドを持たせたので、シリアル通信で
モータードライブを停止させたり復帰させたりすることもできます。

モータードライブの設定は、Visual Basic 2010 Express で作ったソフトで、PCから
行います。設定値は、最高速のスピードと赤道儀の赤経、赤緯のウォームギア数、
接続ギア比、モーターの減速ギア比、ステッピングモーターのフルステップ数だけで
これらの値から、必要な設定値と加減速のデータを計算して、シリアル通信で、モーター
ドライブを制御しているマイコンのEEPROMに書き込みます。
イメージ 3


設定ソフトは、まだ、開発に使うためのもので、余分なボタンなどもあります。
最終的には、設定値をファイルに保存できるようにしようと考えています。

梅雨が、明けたらいろいろテストを行うことになりますが、テスト結果から多少のファーム
の修正と追加が出ると思います。
また、これは、試作機なので、このデータを元にもっと小型の物を作ろうと考えています。


汎用の自動導入モータードライブをゼロから作ったことで、いろいろな技術とノウハウを
得ることが、できました。

汎用の自動導入モータードライブを作るというのは、難しいように思われますが、作ってみて
分かったことは、マイコン制御の方法を理解していて、初歩的な数学の知識と理解が、あれば
それほど難しいことではないということです。
海外では、天文屋が、AVRマイコンを使ってモータードライブやフォーカサーを作りVisual Basic
やC#を使ってドライバーや制御ソフトを作られて公開されていますが、日本では極わずかです。

このモータードライブで、使ったAVRマイコンは、開発環境は、全てフリーで、構築する
ことが、できますし、最近では、AVRマイコンを使ったArduinoというマイコンボードが、
世界的に普及しています。
Windowsのソフト開発もマイクロソフトが、ユーザー登録すればフリーで、使用することの
できるVisual Studio Expressという統合開発ツールを提供していますし、Androidoアプリの
開発環境もフリーで、作ることが、できます。
また、ハードやソフトを作る情報もネット上に沢山あります。ただし、天文関係は、海外が
中心なので、英語ですが。
今は、ハードもソフトも作る敷居は、とても低くなっているので、日本の天文屋も電子機器
やソフトを作って欲しいものです。
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[ 2014/07/20 04:58 ] 電子工作 | TB(0) | CM(4)

No title

ドイツのFS2をうんと小さくしたようなイメージの汎用自動導入モータードライブユニットの完成ですね。こういうのが自作できる技術をお持ちでうらやましいです。
私のG11のモータードライブ制御に1台お願いしたいと思いました。
秋葉原を回っているとおっしゃるように広く普及しているAVRのマイコンを多く見かけますので、プログラムができるとハードの方は敷居が低いのでできそうな雰囲気は伝わってきます。こういう技術を少しづつ勉強したいですが、どこかで実際に教わらないと本とかネットだけではどうも駄目です。何かいい方法ないのでしょうか?
[ 2014/07/20 05:43 ] [ 編集 ]

No title

おはようございます。仕事が全く畑違いなのと、電気の知識がキットのアンプを
作った事しかないのでとても羨ましく思います。
でも何時かは、自分で自由自在にコントロ-ル出来る望遠鏡が欲しくなりますね。
Androidoアプリで操作する時代なのかもしれません。
[ 2014/07/20 08:38 ] [ 編集 ]

No title

NGCさん、こんにちは。
使えそうなケースが、これしかなかったので、確かにFS2を小さくした感じですね。
頒布するかは、これから自分で、いろいろ使ってテストしてからですね。
私もそうでしたが、マイコンは、”習うより慣れろ”なので、自分で、使ってみる
のが、一番だと思います。
Arduinoは、入門書も沢山ありますし、秋葉原でしたら秋月電商や千石電商で、
お店の人に相談されるのもよいと思います。
Arduinoは、拡張ボードも豊富にあるので、使い始めると結構面白いので、是非
はじめてみてください。
[ 2014/07/20 14:37 ] [ 編集 ]

No title

hiroshihasさん、こんにちは。
海外では、LX-200望遠鏡やEQ6などをArduinoのスマホやタブレット
からBluetoothで操作するアプリを作られている方が、おられます。
スマホやタブレットで、自動導入させるのでしたらBluetoothで、
SkySafari Plusで、できます。
ソフトを作ることが、できるとオリジナルの物が、作れるので、
新しいことを始められるきっかけにされてはどうでしょうか?
[ 2014/07/20 14:48 ] [ 編集 ]

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