Controllo focheggiatore (lungo)

Marco Paolilli

Sto finalmente lavorando sull'interfacciamento di un focheggiatore alla camera CCD UAI ( http://www.uai-ccd.com ) in modo da poter comandare la messa a fuoco all'interno del programma di acquisizione.

In questo modo, sarà possibile sviluppare funzioni di ricerca automatica del fuoco ottimale e la funzione di messa a fuoco potrà essere eseguita all'interno di sequenze automatiche di acquisizione.

Il focheggiatore sarà collegato direttamente alla camera tramite la porta seriale presente sul CCD UAI.

Avrei l'intenzione di autocostruire anche il sistema di controllo del focheggiatore : dovrebbe bastare un PIC "piccolo" come il 16F628 e la cosa non dovrebbe essere particolarmente complessa. Il micro, oltre ad interpretare il protocollo, dovrebbe occuparsi di gestire il movimento del motore che potrebbe essere di tipo passo-passo o a corrente continua.

Ci sono in rete degli ottimi progetti già pronti e non voglio quindi riscoprire l'acqua calda. Vorrei solo intervenire sulla parte software (firmware).

Poichè vorrei rendere il tutto il più generico possibile, in modo da poter eventualmente anche utilizzare dei focheggiatori commerciali, mi piacerebbe mantenere la compatibilità col protocollo LX200 ( anche se è decisamente povero come funzionalità ), ma nello stesso tempo vorrei scambiare più informazioni col focheggiatore di quanto permesso dal protocollo standard.

Credo che per far questo basti aggiungere dei comandi non previsti dal protocollo LX200, nella speranza che un dispositivo LX200 quando riceve qualcosa che non capisce non faccia niente.

Se così non fosse dovrebbe bastare disabilitare da programma l'invio dei comandi del protocollo esteso.

Il focheggiatore dovrebbe contenere abbastanza intelligenza da ricevere e convertire i comandi seriali ed eseguire almeno le funzioni base del protocollo LX200.

I comandi base del protocollo LX200 sono :

:F+# Start Focuser moving inward (toward objective)
Returns: None

:F-# Start Focuser moving outward (away from objective)
Returns: None

:FQ# Halt Focuser Motion
Returns: Notrhing

:FF# Set Focus speed to fastest setting
Returns: Nothing

:FS# Set Focus speed to slowest setting
Returns: Nothing

Avrei pensato almeno ai seguenti comandi aggiuntivi :

:F?# Verifica la presenza del focheggiatore
Returns: Nothing ( il focheggiatore non c'è )
Returns: 0 se il focheggiatore c'è ed è di tipo step , 1 se il focheggiatore c'è ed è di tipo DC

:FMnnnnn# Definisce di quanto deve spostarsi il focheggiatore al prossimo comando Start Focuser
se nnnnn=00000 il comando Start Focuser avvia il movimento continuo del focheggiatore alla velocità impostata da Set Focus Speed
se nnnnn<>0 il comando Halt Focuser Motion non ha effetto finchè non è stato completato il movimento
il valore nnnnn è il numero di passi richiesti al focheggiatore se è di tipo passo passo
il valore nnnnn è il numero di millisecondi di durata dell'impulso di alimentazione se il motore è di tipo DC

:FP# Chiede al focheggiatore la posizione assoluta
Returns: nnnnn corrispondente al valore di posizione assoluta in una scala arbitraria

e alle seguenti estensioni dei comandi esistenti :

:F+# Start Focuser moving inward (toward objective)
Returns: B ( Busy ) al ricevimento del comando
Returns: K ( ACK ) al completamento del posizionamento

:F-# Start Focuser moving outward (away from objective)
Returns: B ( Busy ) al ricevimento del comando
Returns: K ( ACK ) al completamento del posizionamento

Rimane da capire se è utile gestire anche il cambio di velocità con i comandi Set Focus Speed che, come estensione del protocollo standard potrebbero essere usati come un cambio marcia ( :FF# aumenta la velocità di 1, :FS# scala la velocità di 1 ) e potrebbero restituire la velocità corrente impostata.

Se avete avuto la pazienza di leggere fino a qui, vi chiedo se vi sembra che la cosa possa funzionare o se ci sono evidenti controindicazioni.

Mi sono dimenticato delle funzionalità importanti ?

Ciao e grazie,

Marco

Marco Paolilli

Mi fanno notare che ( grazie Haegar

), con l'obiettivo di comandare più dispositivi ausiliari di supporto ad una sessione di ripresa ( ed una futura possibile remotizzazione del tutto ), sarebbe interessante poter controllare da programma il disassamento del telescopio di guida rispetto al tele di ripresa, per la ricerca di una stella sufficientemente luminosa per la guida.

L'idea mi sembra interessante ( e anche abbastanza facilmente realizzabile ).

Sapete se esistono degli accessori commerciali che svolgono questa funzione ?

Ciao,

Marco

Keyb

Marco Paolilli ha scritto:

sarebbe interessante poter controllare da programma il disassamento del telescopio di guida rispetto al tele di ripresa, per la ricerca di una stella sufficientemente luminosa per la guida.

Magari!!

Insieme ad un mio amico abbiamo realizzato un focheggiatore passo-passo controllato da una PIC e la differenza adesso e' incredibile. Il controllo del disassamento sarebbe stato il prossimo passo.

Complimenti e continua a tenerci aggiornati!

alniyat

ciao Marco ...
non so se ti sono già arrivate voci o qualcosa, ma cè già un focheggiatore, con tanto di progetti, schemi etc, che potrebbe fare al caso nostro ...
io lo posseggo da qualche mese ed è veramente un oggetto all'altezza del mitico CCd UAI ..
parlando con l'ideatore si è avanzata l'ipotesi di renderlo compatibile con il protocollo LX200 per il controllo tramite pc ...
ovviamente faccio il tifo in questa direzione visto che già posseggo tale focheggiatore e mi piacerebbe una sua prossima evoluzione ...

pensi sia fattibile?

io per la cronaca ancora aspetto di testare il CCd UAI, però l'8 gennaio postero sulla ML le foto della camera e se riesco anche qualche dark ...

a presto e cieli sereni!

Marco Paolilli

Ciao Alniyat,

immagino tu faccia riferimento all'ottimo progetto di Tiziano.

In questo caso puoi stare tranquillo perchè sto lavorando assieme a lui e a haegar per cercare di riutilizzare al massimo quanto già sviluppato.

Stiamo cercando di capire come gestire l'interfacciamento tra la camera ed il focheggiatore, non tanto per quel che riguarda il protocollo ( sarà sicuramente LX200 compatibile con delle estensioni, così come illustrato in cima al post ), ma sulla logica architetturale complessiva.

Infatti, alla fine, vorrei utilizzare la porta della camera per comandare non solo il focheggiatore, ma anche altri eventuali dispositivi ausiliari.

Probabilmente la soluzione più flessibile è creare una specie di centralina che smisti i comandi ricevuti dalla camera verso i vari dispositivi esterni ( una specie di HUB ), ma sicuramente è anche quella più complicata.

Un'architettura integrata simile all'LX200 è sicuramente più semplice da realizzare, ma pone molti vincoli sulla scelta dei singoli dispositivi.

Sono molto interessato anche al tuo punto di vista !

Ciao e a presto,

Marco

alniyat

interessante Marco ...
son contento che hai già preso in considerazione il lavoro di Tiziano ...

io sono dell'opinione che una cosa più è semplice,meglio è ...

quindi se l'LX200 è più facile prendiamo quella strada, al massimo per eventuali altri dispositivi troveremo altre soluzioni ...

cmq ricordiamoci che deve essere qualcosa che tutti possono riuscire a realizzare, per rimanere nel pieno concetto e spirito del CCD ...

purtroppo non posso dare una mano nella progettazione ma di sicuro sarò un buon tester

che ne pensate (pensi) ?

Marco Paolilli

Mi sto muovendo nella direzione della soluzione integrata che è quella che dovrebbe permettere di semplificare al massimo l'elettronica.

Il sistema relativo al focheggiatore potrà essere composto da 3 integrati + il motore : un driver rs232 , un microcontrollore, un driver per motori passo-passo.

Le funzioni che dovranno essere svolte dal sistema sono minime perchè tutta la parte di display e di gestione delle funzionalità avanzate ( controllo movimento, memorizzazione di posizioni, eventuale autofocus ) saranno svolte dal PC.

Per i singoli componenti pensavo di usare :

MAX233 come driver rs232 ( non necessita degli elettrolitici esterni come il classico Max232 )

PIC16F877A come microcontrollore per avere una grande quantità di risorse ( pin e memoria ) per poter interfacciare, in futuro, altri dispositivi (tra l'altro è lo stesso microcontrollore usato nella camera).

MC3479A per il pilotaggio del motore passo passo. E' un integrato "storico" che ha il grosso vantaggio di poter gestire da solo entrambi gli avvolgimenti di un motore bipolare, sia in modalità full-step che in half-step, e di essere gestito utilizzando poche linee di controllo. Costa anche molto poco. Non è adatto per correnti elevate, ma dovrebbe essere adeguato per motore di un focheggiatore.

Il motore sarà il solito passo-passo bipolare recuperato da qualche stampante.

Ciao,

Marco

inZet

Marco, io ti suggerisco di aggiungere solo il comando di verifica del focheggiatore. Difficile che via software serva sapere se il motore è un passo-passo o un DC: è una informazione utile solo al firmware.

Se vuoi proprio sapere il tipo di focheggiatore allora aggiungi un comando
che ritorni una stringa o un codice-tipo.

Peccato che il protocollo non ritorni un codice di errore nel caso di impossibilità di movimento: per sapere se un focheggiatore è presente sarebbe stato sufficiente muovere avanti-indietro di uno step il motore.

Riguardo al comando :FP# ti riferisci ad una posizione assoluta, ma se ho ben capito tu vorresti tenere conto dei passi del motore senza feedback. E se un passo si perde per qualsivoglia motivo? Potrebbe essere utile utilizzare un encoder e di conseguenza conoscerne la posizione relativa.

Per il comando Set Focus Speed ho qualche perplessità che sia utilizzato da qualche software esistente. Lo vedo più utile ad un firmware, per esempio implementato nella tua bella estensione :F+# quando l'intervallo di step sia molto grande ossia: lento all'inizio, veloce nel mezzo, lento alla fine, come il videoregistratore quando schiacci il tasto fast-forward.

Ciao,
Gianluca

Marco Paolilli

Ciao Gianluca,

grazie per la pazienza di leggere tutto !

Cita:

Marco, io ti suggerisco di aggiungere solo il comando di verifica del focheggiatore. Difficile che via software serva sapere se il motore è un passo-passo o un DC: è una informazione utile solo al firmware.

Se vuoi proprio sapere il tipo di focheggiatore allora aggiungi un comando
che ritorni una stringa o un codice-tipo.

In effetti l'indicazione serve a poco : concordo con la tua valutazione. Non mi vengono in mente motivi per cui possa essere utile avere l'informazione sul tipo di motore usato da parte del software sul PC.

Cita:

Riguardo al comando :FP# ti riferisci ad una posizione assoluta, ma se ho ben capito tu vorresti tenere conto dei passi del motore senza feedback. E se un passo si perde per qualsivoglia motivo? Potrebbe essere utile utilizzare un encoder e di conseguenza conoscerne la posizione relativa.

Su questo invece sono solo parzialmente d'accordo. Contare il numero dei passi ( o i millisecondi di attivazione ) del motore, sicuramente non dà una misura affidabile dello spostamento del focheggiatore ( anche per ragioni puramente meccaniche ) , ma dà comunque un'indicazione di massima sul suo spostamento.

In ogni caso, penso sia necessario e molto utile approfondire la possibilità di misurare la posizione fisica del focheggiatore, chiudendo il loop.

Ho l'impressione che la misura da fare non sia però possibile con degli encoder.

La grandezza che si vorrebbe misurare è lo spostamento lineare del focheggiatore e la misura andrebbe fatta con una certa precisione. Supponendo che un focheggiatore si muova di circa 1 mm per ogni giro della manopola di comando e che il motore usato sia uno stepper da 200 passi ( 1.8° per step ), possiamo aspettarci che il focheggiatore si muova di 1/200 di millimetro ogni passo.

Anche rimanendo a livelli di precisione inferiori ( diciamo di un ordine di grandezza ? ) non so se esistano sensori economici che permettano questo tipo di misura. Idee ?

A me l'unica cosa che è venuta in mente è quella di utilizzare un sistema con un'induttanza variabile , che si muove in modo solidale col focheggiatore, utilizzata come elemento L in un LC di un VCO a frequenza sufficientemente elevata da produrre una variazione significativa della tensione di uscita per ogni spostamento. Sicuramente ci sono modi più semplici .....

Marco

Edo-IK3BEW

Ciao Marco e un saluto a tutti

i sensori che cerchi sono gli LVDT li uso a lavoro praticamente tutti i giorni e sono in pratica dei sensori di spostamento lineare induttivi , la precisione massima ottenibile non la conosco ma devo avere dei data sheet in laboratorio e comunque basta fare qualche ricerca per avere le info che servono , se hai un pò di pazienza ti faccio avere qualche foto e la documentazione_
Per le dimensioni , che sono ovviamente importanti , siamo sull ' ordine di una batteria ministilo per i modelli più piccoli che ho avuto modo di usare_
Da qualche parte devo avere il progetto di un visualizzatore con il solito 16F84_

A presto

Edo

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