Foucault-Tester

Berenike · 27. Januar 2013

Hallo.

Beim Aufräumen fand ich heute meinen Foucault-Tester wieder und den möchte ich gerne mal näher vorstellen.
Ich hatte damals den Einfall, einen Messschlitten über eine Feingewindestange mit einem Schrittmotor anzutreiben und die gefahrene Strecke nicht mit einer Messuhr, sondern mit einem Microcontroller auszuwerten und die zweite Version, mit der ich meinen 12-Zöller parabolisiert habe, zeige ich hier.

Ich weiss nicht, ob es jemanden interessiert: Das wäre das Programm dazu, das ich damals geschrieben habe:

Code

'******************* PROGRAMM FOUCAULT-TESTER V2.1 *****************************


'                 ATMEL 89S8252  74HC540   ULN 2803


'               von G.H. / Version 2.0 / 13. 01. 2006




'======================== Programmbeschreibung =================================


'FOUCAULT - TESTER für den Newton-Teleskop-Spiegelschliff.
'Messung der Schnittweitendifferenz mit einem Stepper , Schrittweite 3.6° in
'Verbindung mit einem selbstgebauten Mess-Schlitten , der mit einer
'M6-Feingewindestange bewegt wird.(1 Umdrehung = 0.5 mm)
'LCD - Zeile 1 zeigt die Bewegungsrichtung des Steppers , bzw. den Status nach
'dem Loslassen der Links- oder Rechtstaste an.
'LCD - Zeile 2 zeigt die Differenz in mm vom Krümmungsmittelpunkt aus an.


'Die Speed-Taste dient in Verbindung mit der Rechts- oder Linkstaste zur
'Grobeinstellung der Mess-Strecke.


'Verwendet wird ein Stepper Howard Ind. P/N 1-19-4202 , baugleich mit JAMECO
'SM4202 , unipolar , 12V , 150mA. green = P2.2 , white = P2.3 , brown = P2.4
'red = P2.5 , black = common.
'A=white , B=red, A- = green , B- = brown
'Schrittschema für Rechtslauf:
'step1 = A + B , step2 = B + A- , step3 = A- + B- , step4 = A + B-


'================== verfügbare Tasten und Optionen =============================


'Links-Lauf-Taste
'Rechts-Lauf-Taste
'Schnell-Lauf-Taste
'Reset-Taste
'Rechts- und Linkstaste gleichzeitig gedrückt, bewirken ebenfalls ein Reset
'Auto-Reset-Taste  :  automatische Rückkehr zur Startposition
'Ausgabe der Schrittanzahl über RS232 (z.B. an Hyperterminal / Baudrate 9600)


'============================= Controller ======================================


$large
$regfile = "89s8252.dat"                  'verwendeter Controller (ATMEL 8051)
$crystal = 11059200                       'Quarzfrequenz in Hertz (11.059 MHz)




'============================ LCD-Display ======================================


Config Lcdpin = Pin , Db4 = P1.4 , Db5 = P1.5 , Db6 = P1.6
Config Lcdpin = Pin , Db7 = P1.7 , E = P1.0 , Rs = P1.1
Config Lcd = 16 * 2                       'verwendetes Display (hier:2 x 16 Characters)


'=========================== Tastenbelegung ====================================


Linkstaste Alias P0.0                     'hier wird Port 0 für die Tasten verwendet
Rechtstaste Alias P0.2
Speed_taste Alias P0.1
Reset_taste Alias P0.3
Auto_reset Alias P0.4


'============================ Sonderzeichen ====================================


Deflcdchar 0 , 32 , 32 , 32 , 4 , 10 , 17 , 31 , 32       ' Delta
Deflcdchar 1 , 4 , 10 , 21 , 4 , 4 , 4 , 4 , 4       ' Vorlaufpfeil
Deflcdchar 2 , 4 , 4 , 4 , 4 , 4 , 21 , 10 , 4       ' Rücklaufpfeil


'============================== Integers =======================================


Dim Schrittanzahl As Integer
Dim X As Integer                          'Schrittanzahl , formatiert für LCD
Dim Y As Integer
Dim Z As Integer
Dim Intervall_faktor As Integer           'Motorgeschwindigkeit


'=============================== Bytes =========================================


Dim Intervall As Byte
Dim Lcd_blink As Byte
Dim Lcd_blink2 As Byte


'=============================== Bits ==========================================


Dim Schritt_1 As Bit
Dim Schritt_2 As Bit
Dim Schritt_3 As Bit                      'Zeitflags
Dim Schritt_4 As Bit
Dim Wechsel As Bit                        'LCD - Blinken des Richtungspfeiles bei Autoreset
Dim Wechsel2 As Bit


'========================== Timer0 konfigurieren ===============================


Config Timer0 = Timer , Gate = Internal , Mode = 1       '16-Bit Modus
On Timer0 Timer_0_int
Enable Timer0
Enable Interrupts
Priority Set Timer0


'========================== Initialisierung  ===================================


Schritt_1 = 0 : Schritt_2 = 0 : Schritt_3 = 0 : Schritt_4 = 0
Schrittanzahl = 0 : Intervall = 0
Linkstaste = 1 : Rechtstaste = 1 : Speed_taste = 1 : Reset_taste = 1
Auto_reset = 1
X = 0 : Y = 0






Cls
Cursor Off                                'Cursor unterdrücken
Set P2.2 : Set P2.3 : Set P2.4 : Set P2.5
Locate 1 , 1
Lcd "startposition   "
Gosub Ausgabe                             'Anzeigen der Grundposition beim Einschalten


'=========================== Hauptprogramm =====================================


Do






'................... Geschwindigkeitseinstellung ...............................


     If Speed_taste = 0 Then
        Intervall_faktor = &HFA00         '11111010 00000000
        Else
        Intervall_faktor = &H61A8         '01100001 10101000
     End If


'....................letzten Schritt "speichern"................................




     If Rechtstaste = 1 And Linkstaste = 1 Then
         Stop Timer0
         Set P2.2 : Set P2.3 : Set P2.4 : Set P2.5
     End If


'.......................... Rechtslauf .........................................




   If Rechtstaste = 0 Then                'Mess-Schlitten läuft vorwärts


          Start Timer0


       If Schrittanzahl = 0 Then
         Locate 1 , 1
         Lcd "startposition   "
         Else
         Locate 1 , 1
         Lcd "direction: " ; Chr(1) ; "    "
       End If
       If Schritt_1 = 1 Then
          Reset P2.2 : Set P2.3 : Set P2.4 : Reset P2.5       '1
          Incr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
          Reset Schritt_1
       End If
       If Schritt_2 = 1 Then
          Set P2.2 : Reset P2.3 : Set P2.4 : Reset P2.5       '2
          Incr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
          Reset Schritt_2
       End If
       If Schritt_3 = 1 Then
          Set P2.2 : Reset P2.3 : Reset P2.4 : Set P2.5       '3
          Incr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
          Reset Schritt_3
       End If
       If Schritt_4 = 1 Then
          Reset P2.2 : Set P2.3 : Reset P2.4 : Set P2.5       '4
          Incr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
          Reset Schritt_4
       End If




    End If                                'Vorlauf








'.......................... Linkslauf ..........................................




    If Linkstaste = 0 Then                'Mess-Schlitten läuft rückwärts




         Start Timer0




       If Schrittanzahl = 0 Then
         Locate 1 , 1
         Lcd "startposition   "
         Else
         Locate 1 , 1
         Lcd "direction: " ; Chr(2) ; "    "
       End If
       If Schritt_1 = 1 Then
         Reset P2.2 : Set P2.3 : Reset P2.4 : Set P2.5       '4
         Decr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
         Reset Schritt_1
       End If
       If Schritt_2 = 1 Then
         Set P2.2 : Reset P2.3 : Reset P2.4 : Set P2.5       '3
         Decr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
         Reset Schritt_2
       End If
       If Schritt_3 = 1 Then
         Set P2.2 : Reset P2.3 : Set P2.4 : Reset P2.5       '2
         Decr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
         Reset Schritt_3
       End If
       If Schritt_4 = 1 Then
         Reset P2.2 : Set P2.3 : Set P2.4 : Reset P2.5       '1
         Decr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
         Reset Schritt_4
       End If




     End If                               'Rücklauf






'............................... Auto-Reset ....................................






  If Auto_reset = 0 And Schrittanzahl &lt;= 0 Then       'Zurück zur Startposition
          Start Timer0


          Intervall_faktor = &HFA00       'Stepper schnell


        Do


            If Wechsel = 1 Then           'blinkender Richtungspfeil
               Locate 1 , 1
               Lcd "auto-reset      "
               Reset Wechsel
               End If
            If Wechsel2 = 1 Then
               Locate 1 , 1
               Lcd "auto-reset " ; Chr(1) ; "    "
               Reset Wechsel2
            End If


            If Schritt_1 = 1 Then
               Reset P2.2 : Set P2.3 : Set P2.4 : Reset P2.5       '1
               Incr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
               Reset Schritt_1
            End If
            If Schritt_2 = 1 Then
               Set P2.2 : Reset P2.3 : Set P2.4 : Reset P2.5       '2
               Incr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
               Reset Schritt_2
            End If
            If Schritt_3 = 1 Then
               Set P2.2 : Reset P2.3 : Reset P2.4 : Set P2.5       '3
               Incr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
               Reset Schritt_3
            End If
            If Schritt_4 = 1 Then
               Reset P2.2 : Set P2.3 : Reset P2.4 : Set P2.5       '4
               Incr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
               Reset Schritt_4
            End If


         Loop Until Schrittanzahl = 0


           Locate 1 , 1
           Lcd "startposition   "
           Stop Timer0
           Set P2.2 : Set P2.3 : Set P2.4 : Set P2.5
   End If






   If Auto_reset = 0 And Schrittanzahl =&gt; 0 Then       'Zurück zur Startposition
           Start Timer0


           Intervall_faktor = &HFA00




        Do


          If Wechsel = 1 Then             'blinkender Richtungspfeil
               Locate 1 , 1
               Lcd "auto-reset      "
               Reset Wechsel
          End If
          If Wechsel2 = 1 Then
               Locate 1 , 1
               Lcd "auto-reset " ; Chr(2) ; "    "
               Reset Wechsel2
          End If
          If Schritt_1 = 1 Then
             Reset P2.2 : Set P2.3 : Reset P2.4 : Set P2.5       '4
             Decr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
             Reset Schritt_1
          End If
          If Schritt_2 = 1 Then
             Set P2.2 : Reset P2.3 : Reset P2.4 : Set P2.5       '3
             Decr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
             Reset Schritt_2
          End If
          If Schritt_3 = 1 Then
             Set P2.2 : Reset P2.3 : Set P2.4 : Reset P2.5       '2
             Decr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
             Reset Schritt_3
          End If
          If Schritt_4 = 1 Then
             Reset P2.2 : Set P2.3 : Set P2.4 : Reset P2.5       '1
             Decr Schrittanzahl : Gosub Ausgabe
             Reset Schritt_4
          End If


       Loop Until Schrittanzahl = 0


          Locate 1 , 1
          Lcd "startposition   "
          Stop Timer0
           Set P2.2 : Set P2.3 : Set P2.4 : Set P2.5


   End If




'...................... Ausgangs-Position des Testers ...........................




     If Reset_taste = 0 Then              'Ausgangspositon des Motors
         Schrittanzahl = 0                'Messwert auf Null setzen
         Locate 1 , 1
         Lcd "startposition    "
         Gosub Ausgabe
         Set P2.2 : Set P2.3 : Set P2.4 : Set P2.5       'alle Ausgänge auf high
     End If






'................ Reset mit Links- und Rechtstaste (alternativ) ................


     If Linkstaste = 0 And Rechtstaste = 0 Then
        Set P2.2 : Set P2.3 : Set P2.4 : Set P2.5       'alle Ausgänge auf high
         Schrittanzahl = 0                'Messwert auf Null setzen
         Locate 1 , 1
         Lcd "startposition    "
     End If




Loop


'======================== Hauptprogramm Ende ===================================








'......................LCD-Ausgabeformatierung .................................




Ausgabe:




        X = Abs(schrittanzahl) / 2
        Z = Abs(schrittanzahl) / 2


       If Schrittanzahl &lt; 0 Then


          Locate 2 , 7
          Lcd "-"
          Else
          Locate 2 , 7
          Lcd " "
       End If


       Locate 2 , 1
       Lcd Chr(0) ; "2f = "


       If X &lt; 10 Then                     'LCD - Anzeige für Strecke unter 1/10mm Weg


          Locate 2 , 8
          Lcd "0.0" ; X ; " mm  "
       End If


       If X &gt; 9 And X &lt; 100 Then          'LCD - Anzeige für Strecke über 1/10mm


          Locate 2 , 8                    'Weg unter 1mm
          Lcd "0." ; X ; " mm  "
       End If


       If X &gt; 99 Then                     'LCD - Anzeige für Strecke über 1mm Weg
          X = X / 100
          Y = Z Mod 100
          If Y &lt; 10 Then                  'LCD-Anzeige für Weg unter 1/10mm (über 1mm Weg)


             Locate 2 , 8
             Lcd X ; ".0" ; Y ; " mm  "
          Else


             Locate 2 , 8
             Lcd X ; "." ; Y ; " mm  "
          End If


       End If




Return




'........................ Interrupt - Routinen .................................


Timer_0_int:




   Counter0 = Intervall_faktor            'Vorladewert für Timer0
   Start Counter0
   Incr Lcd_blink
   Incr Intervall
   If Intervall = 10 Then
      Print Schrittanzahl                 'Ausgabe über RS232
      Set Schritt_1
   End If
   If Intervall = 20 Then
      Print Schrittanzahl
      Set Schritt_2
   End If
   If Intervall = 30 Then
      Print Schrittanzahl
      Set Schritt_3
   End If
   If Intervall = 40 Then
      Print Schrittanzahl
      Set Schritt_4
   End If


   If Intervall &gt; 40 Then Intervall = 0


   If Lcd_blink = 250 Then                'Ausgabe bei automatic-reset
      Set Wechsel
      Lcd_blink = 0
      Incr Lcd_blink2
   End If
   If Lcd_blink2 = 2 Then
      Set Wechsel2
      Lcd_blink2 = 0
   End If


Return




'.......................... Programm-Ende ......................................

Alles anzeigen

Vielleicht will ja jemand so etwas Ähnliches machen.

Viele Grüsse

Gerhard

post skriptum: Ich habe noch etwas vergessen: Das Programm wurde mit BASCOM 8051 erstellt. Damit editiert, sieht das gleich bunter und übersichtlicher aus. Simulation ist damit natürlich auch möglich.

andi1234 · 28. Januar 2013

Hallo Gerhard,
schon toll was man alles so machen kann. Ich denke aber die Genauigkeit wird sich zur Messuhr aber nix nehmen, oder?

Bei dem Aufwand den man da hat wäre ein Interferometer aber auch gebaut, möglicherweise sogar schneller. Die Auswertung ist dann sogar genauer. Aber wenns kein Bath etc. gäbe wäre ein solcher Tester schon was feines. Zumal man den Tester nicht anfassen muss und somit nix wackelt. Dazu noch eine fotografische Auswertung und das Ding ist als Foucaulttester sicher Top.
Schön das du das Teil vorgestellt hast. Da sieht man was man alles automatisieren kann und was man so alles basteln kann.
Gruß, Andreas

Berenike · 28. Januar 2013

Hallo Andreas!

Du hast selbstverständlich ganz recht! Nur, damals hatte ich -ehrlich gesagt- keine Ahnung, dass es auch noch etwas anderes als einen Foucault-Tester gibt.

Als ich mit 18 meinen ersten Spiegel schliff (6"), habe ich noch mit der punktförmigen Lichtquelle gearbeitet. Eine 12V Glühlampe in einem Messingrohr mit selbstgedrehtem Holzdeckel und mit einer Rasierklinge auf einem kleinen Holzständer mit Metallgrundplatte und Lineal zur Wegmessung. Es war im wahrsten Sinne des Wortes keine "helle Freude".

2006 war das Jahr, als ich nach Jahrzehnten wieder mit Begeisterung zur Astronomie zurückkehrte. In dem Jahr hatte ich mich noch mit Microcontrollern befasst und deshalb entstand diese Konstruktion.
Für den nächsten Spiegel würde ich ganz bestimmt andere Messmittel verwenden, keine Frage.

Viele Grüsse

Gerhard

andi1234 · 28. Januar 2013

Hallo Gerhard,
so ähnlich ging es mir auch. Als ich meinen erster Spiegel machte war Interferometrie irgendetwas was man schon mal gehört hat aber ja so fremd und schwer verständlich, dachte ich. Ich verstehe es zwar immer noch nicht und so rtichtig erklären könnte ich es nicht aber es ist nun für mich einfacher und sicherer geworden als die Vermessung per Foucaulttester.
Und mit Micocontroller etc. hätte ich erst recht keine Ahnung, dann lieber wieder zum einfachen Selbstbau mit Messuhr.
Gruß, Andreas

Berenike · 28. Januar 2013

Hallo Andreas,

dank Deines Hinweises bin ich auf diesen Thread gestossen:

http://www.astrotreff.de/topic…CHIVE=true&TOPIC_ID=96810

Mit der Materie muss ich mich erst befassen. Die Methode schaut aber wirklich sehr vielversprechend aus! Nun stellt sich mir die Frage, vergleichbar mit "welches Teleskop?": Wo setze ich am besten an, welche Interferometer-Version ist am leichtesten zu realisieren und am preisgünstigsten? Wo kriege ich das PDI-Plättchen her usw.

Von diesem OSLO-Programm gibt es eine gratis light-Version. Passt die? Das OpenFringe ist ja Freeware?

Hast Du ein paar (leichtverständliche) Tipps für mich?

Mit der µC-Programmierung befasse ich mich schon länger. Ich fand's immer spannend. Auch jetzt noch.

Viele Grüsse

Gerhard

RogerZi · 28. Januar 2013

Hallo Gerhard

siehe hier
Diverse Links siehe ganz unten.

Gruss

Berenike · 28. Januar 2013

Hallo "Roger"!

Vielen Dank für den Link! Die Bezugsquelle weiss ich also jetzt.

Viele Grüsse

Gerhard

andi1234 · 28. Januar 2013

Hallo Gerhard,
da ich ein Bath-Interferometer habe und zugegeben nix anderes kenne, schwöre ich natürlich auch darauf. Der PDI ist wohl für schnellere Spiegel nicht mehr zu gebrauchen. Aber wo die Grenze liegt weiß ich nicht.
Der Bath ist aber (denke ich) einfach aufzubauen.
Da gabs in den letzten 1-2 Jahren viele Threads zum Thema Bath. Nutze mal die Suchfunktion da gibts Quellen zu allem was man braucht.
Als Auswertungsprogramm nehme ich open fringe 12.3 (gibt schon eine noch neuere Version)
Interessantes Thema.
Viele Grüße Andreas

Berenike · 28. Januar 2013

Hallo Andreas,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Da gabs in den letzten 1-2 Jahren viele Threads zum Thema Bath.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">Ja, da gab es eine Dreiergruppe, die sich intensiv damit befasst hatte.
Dass ein PDI-Interferometer für schnelle Spiegel nicht mehr so richtig geeignet ist, wusste ich z.B. nicht.

Viele Grüsse

Gerhard

madonius · 30. Januar 2013

Hallo Gerhard,

tolles Projekt, und man könnte es auch weiterverbessern was hällst du davon das ganze auf github oÄ hochzuladen. Dann kann man kollaborativ daran arbeiten und es geht nicht in der Historie des Astrotreffs unter.

Grüße,
Emmanouil

PS: Ich gehe davon aus dass das Projekt public domain ist?

Berenike · 2. Februar 2013

Hallo Emmanouil,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ich gehe davon aus dass das Projekt public domain ist?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">Ja sicher. Wenn es jemand braucht und weiter dran was tun möchte, kann er es ohnehin jederzeit herauskopieren aus dem Thread.

Das mit dem Hochladen ist keine schlechte Idee, nur müsste ich das Ganze noch verbessern und Platinenlayout, Bestückungsplan und Bauteile-Liste mit einbeziehen, sonst wird das eine halbe Sache.

Zu dem Zweck müsste ich erst mal meine "CD-Sammlung" durchforsten, obwohl, die Schaltung ist ja nicht besonders schwierig.
Fertigst Du Deine PCB's auch selber an?

Viele Grüsse

Gerhard

post skriptum:

Ich muss da unbedingt noch etwas anhängen seit dem gestrigen Astro-Klubabend. Friedrich, unser Gastgeber, hat ganz grosse Zweifel an der Auswertungsmethode mit der LED. (Moving Light Source, slitless) Er meint, dass man mit der Methode niemals ein genaues Ergebnis erzielen könne und will exakte theoretische Fakten, die das Gegenteil belegen.
Ehrlich gesagt, ich habe heute gut eine Stunde im Netz nach einer wirklich genauen Analyse dieser Methode gesucht und nichts wirklich Konkretes gefunden.
Aufbauten der Tester massenweise, ja.

Friedrich versteht natürlich die Wirkungsweise des Slitless-Testers, er zweifelt aber dessen Genauigkeit an und nicht nur wegen der halben Weglänge bei der Messung zum Unterschied zu einer feststehenden, punktsternförmigen Lichtquelle.

Vielleicht liest ja auch Alois aus Vorarlberg hier mit. Ihn wollte er diesbezüglich näher fragen.

Berenike · 2. Februar 2013

Dass man in dem Forum sofort im Mainstream untergeht, weiss ich natürlich

Es gibt ja Wichtigeres.

madonius · 3. Februar 2013

Hallo Gerhard,

ich fertige meine PCBs nicht selber, dafür habe ich mich bisher nur auf Softwareprojekte fokussiert. Ich habe es schonmal gemacht um mal Eagle benutzt zu haben aber das wars.
Wenn du die Layouts findest wäre es natürlich sehr nett.

Grüße,
Emmanouil

Berenike · 3. Februar 2013

Hallo!

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wenn du die Layouts findest wäre es natürlich sehr nett.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">Bin noch beim Suchen. Ein Printfilm muss auch noch existieren.
Soll ohnehin demnächst für mein neues Controller-Projekt eine Platine ätzen. Ginge dann gleich mit.

Ich melde mich dann bei Dir via PN, ok?

Viele Grüsse

Gerhard

Achja, noch etwas: Die 8051er Serie von Atmel ist ziemlich out. Gefragt wäre ein AVR, aber da müsste man Einiges modifizieren.

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