Welche Schrittmotoren und Encoder für Dobson AltAz Antrieb?

Hallo zusammen,

ich würde gerne meinen 12" Dobson motorisieren. EQ Plattform habe ich schon gebaut. Die funktioniert auch soweit. An dem Dobson baue ich allerdings permanent herum und jetzt ist ein AlzAz Antrieb dran. Das plane ich über je ein Schrittmotor/Encoder Paar in beiden Achsen und einen Arduino mit einer IR Fernbedienung zu verwirklichen.

Das soll folgendermaßen funktionieren: ich richte den Dobson auf den Polarstern aus und resette über die Fernbedienung die Position. Ab jetzt messen die Encoder die Bewegung des Dobsons und ich kann daraus den Punkt am Himmel berechnen auf die der Dobson zeigt. Daraus kann ich wiederum ableiten wie schnell die Schrittmotoren im Höhen- und Azimutlager laufen sollen. Die Motoren treiben den Dobson über Zahnstanden oder Zahnriemen an.

Mit Schrittmotoren habe ich nicht so viel Erfahrung. Die beiden, die ich habe, entwickeln schon eine gewisse Lautstärke, wenn ich sie voll aufdrehe. Mir ist aber wichtig, dass die nicht so laut sind. Und sie müssen natürlich extrem fein auflösen und genug Drehmoment haben. Ich hätte an etwas in der Art gedacht:

STEPPERONLINE 27:1 Planetengetriebe Getriebe Nema 17 Getriebemotor 1.68A Schrittmotor für Bastelarbeiten CNC

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Und für die Encoder etwas in der Art:

600P/R Inkremental-Drehgeber, 2-phasiger fotoelektrischer Geber 5V-24V, Wellen-6-mm-Geber Breitspannungsnetzteile

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Taugen diese beiden Teile für mein Projekt? Habt ihr andere Empfehlungen?

Gibt es Erfahrung wegen Untersetzung des Motors? Was ist da empfehlenswert? Lieber die Untersetzung direkt im Motor oder per Zahnriemen/-rad realisieren?

Die Maximalgeschwindigkeit ist eigentlich egal. Ich will den Dobson nicht über den Motor ausrichten, sondern das so realisieren, dass ich die Motoren über eine einfache Mechanik auskopple, wenn ich auf ein neues Objekt schwenke. Der Encoder bleibt verbunden und misst dann ja trotzdem die neue Position. Die Motoren sollen bei normaler Nachführgeschwindigkeit am besten mehr oder weniger nicht hörbar sein.

Danke und Grüße

Joachim

Hallo Martin, Hartmut und Alex,

vielen Dank für die Antworten! Ich entweder visuell beobachten und fotografieren. EAA ist so eine Sache. Vorm Monitor sitzen und zuschauen wie das Bild entsteht mache ich nicht. Was ich aber mache, ist Live Stacking oder Kurzbelichtungen, für die ich dann aber normales Pre- und Postprocessing mache. Z.B. sowas, das ich mit der EQ Plattform gemacht habe:

Fokus ist aber Mond und Planeten, wenn es um Fotografie geht. Goto brauche ich keins.

Zitat von martin68

Wichtig wäre zu wissen, wie du die Kopplung Motor+Teleskopachse machen möchtest, wie viel Übersetzung kommt da noch dazu?

Viel Drehmoment solltest du nicht benötigen, Dobson sollte ja im "Gleichgewicht" sein.

Bei den Höhenlagern will ich außen ein Kreissegment anbringen, auf das ich einen Zahnriemen klebe. Der Motor kommt dann außen an die Wand von der Rockerbox und soll direkt ohne weitere Untersetzung über eine Riemenscheibe das Höhenlager antreiben. Den Motor will ich über eine Federmechanik an den Zahnriemen drücken. Ich habe mir das so vorgestellt, dass ich das auf zwei kleine Gleitschienen packe und mit Daumen und Finger die Feder zusammendrücke, um den Motor vom Riemen zu nehmen und dann mit einem einfach Hebel in der Position arretiere, sodass ich manuell verstellen kann. Der Encoder kommt direkt dahinter nach dem selben Prinzip, nur ohne den Lösemechnismus. Dann dreht der Encoder beim manuellen Verstellen weiter, sodass die Position immer bekannt ist.

Das Azimutlager will ich ähnlich machen. Unter die Rockerbox kommt eine Holzscheibe mit einem Zahnriemen, an die Rockerbox der Motor mit dem Lösemechanismus. Beim Encoder bin ich mir noch nicht sicher, ob ich den genauso wie beim Höhenlager mache, oder über den Drehstift in der Mitte der Rockerbox.

Der Arduino kommt dann mit dem Stromanschluss und dem IR Sensor an die Vorderseite der Rockerbox in eine Tasche. Der Strom kommt von einem Camping Akku, der mir von USB, über 12V DC bis zu 230V AC alles liefern kann. So betreibe ich auch schon meine EQ Plattform über die 5V des USB Ports.

Zitat von elythomaslumber

- Full Step Mode erzeugt laute Geräusche, am besten in 1/8, 1/16 oder gar 1/32 Step Mode Mode gehen

Was meinst du mit z.B. mit 1/8 Step Mode? Wird dann nur 1/8 Step ausgeführt oder nur jeder achte Step? Ich hatte mir das (naiv) so vorgestellt, dass ich den Delay zwischen den Steps berechne und über den Arduino dann jeweils den Step nach dem berechneten Delay auslöse.

Denke ich da zu einfach? Bisher verwende ich für die EQ Plattform einfach einen EQ2 Motor, den ich von der Platine abgelötet habe und mit einem vorgeschalteten PWM steuere. Das geht zwar auch, ich kann die Geschwindigkeit aber nicht so fein und stabil einstellen, dass sie genau passt. Etwas Drift in RA ist immer da.

Wenn das Teil kein Spiel hätte, wäre natürlich super. Es ginge aber auch mit Spiel. Ich habe vor die Pfeiltasten auf der IR Fernbedienung für Korrekturbewegungen in beiden Achsen zu verwenden. Eigentlich wollte ich die AltAz Motoren in Kombination mit der EQ Plattform verwenden um beim Fotografieren einfach Korrekturbewegungen machen zu können. Dann hat mir aber ein Forenmitglied den Floh mit dem AltAz Antrieb ins Ohr gesetzt. Die Plattform macht die Beobachtung in Zenitnähe schwierig, weil ich dann auf ein Klötzchen steigen muss...und leider ist die Plattform auch ziemlich schwingungsanfällig. Korrekturbewegungen beim Fotografieren mit der Barlow sind reine Glücksache. Naja, und ich baue halt auch gern

Große Unwuchten hat der Dobson nicht. Er läuft relativ leicht auf Ebony Formica und Teflon. Gerechnet ist er auf Beobachtung mit Bino. Wenn weniger dran ist, gleiche ich es meist einfach mit einer Schraubzwinge aus, die ich vorne an den Alustab am Hut hänge. Das ganze ist ein Gitterdobson. Auch selbst gebaut.

Grüße,

Joachim

Zitat von elythomaslumber

1/2 Step ist z.B. ein zusätzlicher Zwischenschritt im Hinblick auf einen Full-Step usw..., die Bewegungssprünge sind also kleiner und feiner.

Hierdurch sinkt das Geräusch stark ab.

Hallo Hartmut,

ok, also so wie ich das verstehe, können dann die Schrittmotoren nochmal deutlich höher auflösen als angegeben.

Wie ist denn die Auflösung mit Planetengetriebe zu verstehen? Z.B. den mit 27:1, den ich verlinkt habe. Der hat eine Schrittweite von 0,067° angegeben. Das ist dann schon inklusive der Untersetzung durch das Planetengetriebe oder? D.h. eigentlich hat der Motor selbst ohne das Getriebe 1/0,067*360/26,85=200 Elektromagneten. Richtig? Diese 0,067° erreicht er nur durch das Planetengetriebe. Was ich nicht verstehe ist, dass da auf der Website zwar 27:1 steht, aber untendrunter es wäre ein Planetengetriebe mit 5,18x Untersetzung integriert...

Wenn ich nun diese 0,067° nehme und eine GT2 Riemenscheibe mit 20 Zähnen, dann entspricht 1° Verstellung im Höhenlager 45° am Motor. D.h. das wären 671 Schritte pro Grad oder 1 Schritt entspricht 5,4". Im Azimutlager ist Radius der Lagerscheibe ca. 2/3 des Höhenlagers. D.h. dort entspricht 1 Schritt 8". Der Himmel bewegt sich aber mit 15"/pro Sekunde und das Teleskop hat eine Auflösung von ca. 0,4", an die ich auf Mondbildern durchaus ran komme. 8" pro Schritt wäre also viel zu grob. Da ruckt ja Jupiter alle halbe Sekunde ein viertel Durchmesser vor. D.h. ich müsste den Motor prinzipiell mit 1/32 oder besser noch kleiner laufen lassen? Dann müsste ich diese 1/32 Schritte aber 60x pro Sekunde tacken. Können die Teile das überhaupt?

Oder mache ich da einen generellen Denkfehler?

Grüße,

Joachim

Ich denke bei 1/64 bin ich schon auf der sicheren Seite was die Auflösung mit der Kamera bei Mond und Planeten angeht. Das Bild sollte dann auch ruhig laufen. Auf der Xbox sind 60fps auf jeden Fall wie geschmiert.

Zitat von elythomaslumber

Bezüglich des von Dir gewählten Encoders nehme ich an, dass die Auflösung zu gering ist. Bei Teleskop Express gibt es Encoder mit 10.000 Schritten pro Umdrehung.

Mit dem 600er komme ich auf eine Auflösung von etwa 45“. Für die reine Berechnung der Antriebsgeschwindigkeit ist das ausreichend. Das könnte dafür sogar noch deutlich gröber ausfallen. Im Prinzip reicht das sogar für goto. Der Fehler ist ja nur maximal die Hälfte des Intervalls. Genauer als ein halber Jupiter positioniert meine EQ6-R auch nicht. Da spielen andere Fehler eine größere Rolle. Bei den Encodern auf TEleskop Express darf man nicht vergessen dass die 1:1 über die Achsen laufen. Meine Lösung läuft ja über eine Riemenscheibe, die nochmal etwa 1:45 bzw 1:30 untersetzt. Da komme ich sogar auf eine höhere Auflösung.