Neue Motoren für die H-EQ5 gefunden

Hallo,

nach längerer Suche habe ich doch noch ein paar gute Schrittmotoren mit Getriebe gefunden, die in die H-EQ5 passen.

Nun sind sie angekommen, eingebaut, sie funktionieren, und es waren auch noch genung Sterne am Himmel, um die Dinger mal zu testen [:p]

Vor ein paar Tagen habe ich schon einmal vorsorglich die Fehlerkurve mit den alten Motoren aufgenommen, das sah dann so aus:

Beide Diagramme wurden mit einem Intes Micro M703 + 2x Barlow aufgenommen. Das heisst: rund 9,5kg Zuladung + 10Kg Gewichte. Aufgezeichnet mit TouCam und K3CCD. Die Barlow bringt zusammen mit der TouCam etwas über 2x, in K3CCD habe ich das allerdings nicht berücksichtigt. Daher sind die absoluten Werte etwas kleiner als in den Diagrammen dargestellt. Die effektive Brennweite lag über 3,6m.

Die alten Motoren produzieren also rund +/- 30", und irgenwie nicht wirklich periodisch. Sieht eher aus, wie mehrere überlagerte Perioden...

So sieht das mit den neuen Motoren aus:

Die Montierung war etwas schlampig ausgerichtet, ich war ja neugierig [:I] Die Kurve steigt mit DEC ein wenig an. Normalisiert habe ich das jetzt noch nicht, aber pi * Daumen dürften das etwa +/- 12" sein, vielleicht sogar nur +/- 10" (Anzeigefehler wegen falschem Verlängerungsfaktor der Barlow). Die Kurve ging noch was weiter, allerdings bin ich dann gegen das Stativ gestossen... nunja. Daher hier nur der "saubere" Teil. Das Ganze ist jetzt recht schön periodisch, man kann es auch an der kurzen Kurve schon erahnen, der weitere Kurvenverlauf nach dem Tritt gegen das Stativ bestätigt das.

Auch im Stromverbrauch sind die Motoren genügsam: Den Phasenstrom für die Nachführung habe ich auf etwas unter 50mA eingestellt - das reicht dicke, und spart Akku. Die MTS3 ermögicht in der Variante 2.1, daß der Phasenstrom mit zunehmender Frequenz ansteigt. Testweise habe ich nun 256x Geschwindigkeit für das Goto eingestellt, dabei fliesst dann ein Phasenstrom von rund 220mA. Erst mal auf Nummer sicher also...

Das Ergebnis: Wow. 256x ist schon angenehm schnell, da kann man schon mit leben. Und die Genauigkeit: Angefangen von Arcturus zu M13. Passt, im 25mm Plössl (71x) genau mittig. Von da aus zum Jupiter, dabei Seitenwechsel für das Teleskop - also ein sehr weiter schwenk. Passt auch, immer noch mittig. Nun zu M101, M81 (geil, geht das flott [:p]), und nun wieder zurück zu M13. Nach dem Schwenk stand M13 zwar nicht mehr genau mittig - wenn die Mitte 0,5 entspricht, dann stand er bei 0,3. Das kann man gelten lassen, würde ich sagen [:D]

So, und was geht noch? Die Motoren haben einen sehr flachen Frequenz/Dremomentsverlauf, bei etwa 550x Geschwindigkeit geht die Kurve etwas herunter. Allerdings wird's dann mit der MTS3 etwas eng. Die erlaubt nämlich beim Betrieb beider Motoren nur 400mA je Motor (sagt das Datenblatt). Die MTS3 dürfte so bei etwa 440x Geschwindigkeit an ihre Grenzen stossen. Steuerungen, die mit 24V an die Motoren herangehen, und bis zu 900mA Phasenstrom liefern können, sollten mit etwa 800x Geschwindigkeit keine Probleme haben - eventuell geht's auch bis zu 1000x.

Am Wochende werde ich mal auskegeln, wie flott es mit der MTS3 geht, und - wenn es das Wetter ermöglicht - noch mal eine saubere Kurve aufzeichnen. Und dann auch mal schauen, was PEC noch bringt.

Ach so, auch nicht unwichtig: Der Umbau ist unbedingt Kit-fähig. Die Motoren passen komplett in die Montierung, ohne dass gebohrt oder gefräst werden muss. Die Original-Zahnräder können weiterbenutzt werden. Man könnte ein Kit basteln: Motoren, Getriebe, neue Motorflansche, und Adapterhülse für die Zahnräder, Kabelkram. Der Umbau währe dann kinderleicht in 15 Minuten erledigt
Die Motoren sind aber leider keinen deut billiger als die guten Escaps oder ähnlichen, wie sie in den Kits für die EQ6 angeboten werden.

cu - Arndt

Hallo,

die Motoren habe ich direkt beim Hersteller bestellt - ich bin jetzt in der Firma und habe die Unterlagen nicht greifbar. Sind Schrittmotoren mit 200 Vollschritten/U mit 10x Getriebe. Ich habe zwar einige Motoren gefunden, die in etwa hinkamen - die meisten waren aber quadratisch im Grundriss, während die original-Motoren rund sind - daher passten die dann nicht, weil sie irgentwo aneckten. Diese hier sind etwas länger, aber schmaler, und passen an allen Vorsprüngen vorbei. Auch der Polsucher wird nicht abgeschattet.

Der Umbau sieht so aus:

1a) Wenn die Original-Elektronik noch drinn ist - die muss 'raus, und anstelle dessen ein Sub-D Stecker für die MTS montiert werden. Ein entsprechendes Kit währe bei Boxdörfer zu bekommen.

1b) Wer die H-EQ5 schon umgebaut hat, oder wie ich gleich mit MTS bestellt hat, kann sich den Schritt sparen.

2) Alte Motoren 'raus (je 4 Schrauben je), Zahnräder ab (2 Schrauben je).

3) Um die Motoren ordentlich zu befestigen, braucht man eine passende Montageplatte. Die braucht 4 Langlöcher, damit man durch verschieben das Zahnradspiel einstellen kann, 4 Löcher für den Motor und eines für die Getriebewelle. Das Teil dann an das Getriebe schrauben.

5) Nun braucht man Reduzierhülsen, da die Getriebewelle etwas dünner ist als die Zahnradbohrung. Waren nicht aufzutreiben die Dinger, daher habe ich selber welche aus Messing gemacht. Die passen stramm in die Zahnradbohrung. Nun kann man die Motoren schon mal grob montieren (wieder 4 Schrauben), und dann die Zahnräder aufstecken und in der Höhe so verschieben, dass sie genau mit dem Zahnrad der Schneckenwelle übereinstimmten. Dann mit den beiden Madenschrauben festziehen. Das ganze lässt sich nun in den Langlöchern so verschieben, dass die Zahnräder gut greifen.

6a) Nun kann man die Motor-Zuleitungen gleich an den Sub-D Stecker löten, wenn man sich das Boxdörfer-Set sparen will... Und dann den Stecker in der Abdeckung oder sonstwo einbauen.

6b) Oder - wie in meinem Fall - die Motorzuleitungen mit passenden Steckern versehen, und plug-and-paly

7) Parameter in die MTS programmieren, das wars.

Grundvoraussetzung ist eine Steuerung, die in den Steuerfrequenzen und den Strömen programmierbar ist - also z.B. die MTS3 mit der Software 2.1. Mit älteren Softwareständen der MTS müsste man alternativ Widerstände anbringen, die den Strom begrenzen. Wie sich das dann verhällt, müsste man probieren...

Benötigt werden also:
2 Motoren + Getriebe
2 Montageplatten
2 Reduzierhülsen
2 Kabeladapter

Für den Umbau bräuchte man dann einen Kreuzschlitz und einen kleinen Innensechskant, 15 Minuten und einen Lappen, um den China-Honig wieder von den Fingern zu bekommen...

Wenn interesse besteht, einfach 'ne Info schicken. Wenn ein paar Stück zusammenkommen, lohnt es sich sicherlich, die Montageplatten vorbereiten zu lassen, und bei mehreren Motoren werden da die Preise sicherlich besser. Wenn ich alles durchgetestet habe, mach ich auf jeden Fall eine Webseite mit der Beschreibung und ein Config-File für die MTS3 fertig.

Ach so, preislich: Die Motoren mit Getriebe lagen für das Paar mit Proto etc. etwa bei 450 Euro. Mit allem Kleinram sollte man also unter 500 Euro wegkommen, denke ich. Dazu käme dann noch die MTS, falls noch nicht vorhanden...

cu - Arndt

Hallo Rajiva,

ich hatte meine Montierung gleich mit MTS bestellt, die original-Elektronik war entsprechend schon ausgebaut. Die neuen Motore sind satt 15mm länger als die Originalen. Soo viel Platz ist da nicht, ich vermute, mit vorhandemer Steuerplatine werden die Motore nicht passen. Aber es dürfte wohl ein leichtes sein, die Steuerplatine in ein externes Gehäuse auszulagern.

cu - Arndt

Hallo,

ich habe nun die Einstellungen für die MTS3 optimiert, und neue Erkentnisse zum Schneckenfehler.

a) Nachführbetrieb

Hier wirkt in erster Linie der ohmsche Widerstand der Motorwicklungen, da die Nachführfrequenz
mit etwa 8Hz recht klein ist. Die MTS3 würde hier über 1,5A durch die Wicklungen jagen wollen -
was sowohl die MTS als auch die Motoren auf Dauer killen würde. Zwar schützt sich die MTS mit
einer Strombegrenzung, was aber auf Dauer auch nicht gut ist, und die Motoren laufen auch alles
andere als "rund" dabei.

Zum Glück kann bei der MTS3 per PWM der Strom eingestellt werden. Ich habe diesen Wert nach
einigen Versuchen auf 15% eingestellt. Im Nachführmodus liegt die Stromaufnahme der MTS3 dann
bei etwa 75mA. Dieser niedrige Wert ermöglicht lange Akkulaufzeiten, mit einem 4Ah - Akku
könnte man also über 2 Tage lang nachführen.

Trotz des kleinen Stroms reicht die Motorleistung aus: Mein Teleskop (ca. 9,5kg) habe ich
letzte Nacht mal ohne Gegengewichte von der Nachführung hochziehen lassen, was ohne
Probleme funktioniert hat. Die Motoren haben also für den Normalbetrieb noch genügend Kraftreserve.

b) GoTo-Betrieb

Bei höheren Frequenzen erhöht sich die Impedanz der Motorwicklungen, daher muss die Steuerung
nun ein bischen mehr "drücken", um genügend Strom durch die Wicklungen zu bekommen. Auch müssen
die Motoren mehr Kraft aufwenden, die Gefahr von Schrittverlusten steigt. Insbesondere das
Beschleunigen und Abbremsen ist hier kritisch.

Die MTS3 in der Version 2.1 kann dem entgegenwirken: zum einen kann eine Grenzfrequenz eingestellt
werden. Mit steigender Frequenz erhöht die MTS3 dann den Strom, bis er bei dieser Grenzfrequenz
100% erreicht. Das ist ein schönes Feature - nur leider auch ein begrenzender Faktor. Die maximale
Grenzfrequenz liegt bei 3,6kHz. Leider saugen die Motoren auch bei dieser Frequenz noch zu viel
Strom, und die MTS3 geht in die Strombegrenzung - und dann klingen die Motoren bei dieser
Geschwindigkeit sehr ungesund. Laut Datenblatt darf die MTS3 beim gleichzeitigem Betrieb von
beiden Motoren mit 400mA belastet werden. Bei einer Fast-Frequenz von 2,9kHz fliessen 380mA.
Unter Belastung (Teleskop ohne Gegengewichte) werden die 400mA gerade eben überschritten.
Dabei bewegen sich die Achsen mit 350x Geschwindigkeit, was ein sehr flottes GoTo ermöglicht.

Wem das nicht reicht: Man könnte per Widerstand für eine Strombegrenzung sorgen, und sollte
so auf etwa 500x Geschwindigkeit kommen. Die Widerstände werden dabei schön heiss, 2W je
Widerstand sollte man schon einplanen. Geheizt werden sie aus dem Akku... Da ich mit der
350x Geschwindigkeit sehr zufrieden bin, und eine lange Akkulaufzeit auch kein Fehler ist,
spare ich mir Versuche in dieser Richtung.

Nach Datenblatt sinkt das Drehmoment des Motors von 3kHz bis 10kHz nur um etwa 30% ab, die Leistung
sollte dabei immer noch gut ausreichend sein. Das währe dann etwa 1200x Geschwindigkeit.
Mit der MTS3 wird das aber nichts, denn die Motoren müssten dann mit 24V angesteuert werden, und
rund 700mA Phasenstrom sollte es dann auch sein. Die MTS3 schafft weder den Strom, noch die
Frequenz - also müsste eine andere Steuerung verwendet werden, denn auch die MTS auf 24V
zu jagen hilft nicht weiter.

Wer es wirklich wissen will: Mit 48V Konstanntstromtreibern bei 700mA währen auch 1700x
erreichbar, dann müsste man wohl die Okulare gut festschrauben, und den Schwenkbereich des
Teleskops mit Flatterband sichern, damit keine Besucher vom schwenkenden Rohr erschlagen werden

Ach so, alle Angaben beziehen sich auf den Halbschritt-Modus der MTS3. Vollschritt-Steuerungen
brauchen nur die halbe Frequenz.

Die Beschleunigung begrenzt die MTS3 mit einer Rampensteuerung. Die sorgt dafür, das die
Motoren nicht einfach auf "volle Pulle" gestellt werden, sondern erhöhen/verkleinert die Frequenz
langsam bis zum eingestellten Wert. Dadurch wird das Teleskop schön langsam beschleunigt und
abgebremst. Die Steilheit dieser Rampe lässt sich per Parameter einstellen, wie steil die
Rampe dann aber wird, darüber schweigt sich die Anleitung der MTS3 aus. Also nach Gefühl und
Gehör eingestellt: Rampe Nummer 2 scheint das Rennen zu machen. Ich habe ohne Gegengewichte 2
benachbarte Sterne wiederholt angefahren, und das Ergebnis im 10mm Fadenkreuz beobachtet - der
erste Stern kehrte immer wieder schön in das Kästchen des Doppelkreuzes zurück, das ist wohl ok so.

Damit sieht das Konfig-File für die MTS3 so aus:

-------snip--------
Device = MTS-3SXX
RAMG = 5333 ; 400 (Halbschritte) * 10 (Getriebe) * 4/3 (Zahnräder)
DEslow = 8.356158 ; RAMG * 135 (Schneckenrad) / 86164
;DEfast = 2924.655273 ; 350 * DEslow
DEfast = 267.397056 ; 32x * DEslow
RAslow = 8.356158
;RAfast = 2924.655273
RAfast = 267.397056
Corrfactor = 1.500000 ; Faktor im Nachführmodus
Acceleration = 2 ; Rampensteuerung
Stepsize = 1/64 ; Microschrittbetrieb
DEpwm = 15.0% ; Pulseweite für slow
RApwm = 15.0%
DElimit = 3600 ; Grenzfrequenz für 100% PWM
RAlimit = 3600
-------snip--------

Da es etwa mühsam ist, mit 350x Geschwindigkeit mit dem Okular am Auge das Objekt einzustellen,
sollte man die FAST-Frequenz besser etwas kleiner wählen. Ich finde dabei 32x angenehm.
Für den Goto-Betrieb kann man im Ascom-MTS-Treiber dann eine höhere Geschwindigkeit wählen.

c) der Schneckenfehler

Nun habe ich die Brennweite Teleskop+Barlow+Webcam auf 3985mm gemessen, und noch ein bischen
die Nachführfehler beobachtet.

Die gute Nachricht ist, dass der periodische Schneckenfehler
aus den Kurven zu lesen ist. Er beträgt bei mir +/- 11" und verteilt sich als sinusähnliche
Kurve auf eine Schneckenperiode. Damit sollte kein Autoguider ernsthafte Probleme haben.
Testfotos folgen, wenn mein Off-Axis-Guider eingetrudelt ist

Die schlechte Nachricht: Es gibt eine 2. Fehlerperiode. Betrachtet man den Kurvenverlauf
über 3 Schneckenperioden, wird eine 2. Kurve erkennbar, die über diese Periode genau einen
schönen fetten "Hügel" von 30" über 6min produziert. Immer in positiver Richtung. Das würde
zu den Zahnrädern passen, die alle 3 Schneckenperioden gleich zueinander stehen. Beim Umbau
ist mir ein alter Motor mit Zahnrad heruntergefallen, vielleicht hat das dabei einen mitbekommen.
Ich werde mal die Zahnräder von RA und DEC austauschen, hoffentlich hilft das.

Andernfalls könnte man die MTS etwas betuppen, und die Schneckenperiode umdefinieren. Die
PEC würde dann eben über 3 Schneckenperionden aufgezeichnet... Das währen aber rund 1920 Sekunden,
die MTS würde dann alle 60Sekunden einen Messwert aufzeichnen. Ob das dann noch ausreichend
genau ist - mal sehen.

cu - Arndt

Hallo,

hm, mit den "schnellen" Motoren wird das dann auch nix. Die ragen gut 9mm über die Achse. Da bleibt auch nur die "externe-" oder die "MTS-" Lösung.

cu - Arndt