Beiträge von AQR66 im Thema „Nachführung selber bauen“

Moin,

ja, im Prinzip kommt das hin.

Den Schrittmotor musst du in jedem Fall in den Griff bekommen.

Die Drehzahl muss man immer präzise einstellen können, egal, welche Art Mechanik man letztlich baut.

Wie genau es geht, hängt von der Hardware und der erforderlichen Dynamik (Drehzahlbereich) ab.

Genauer als der Schrittwinkel von den typischen 1,8° geht schon. Eben im µ-Schritt-Betrieb. Die Steuerfrequenzen steigen.

Beliebig genau geht nicht, da es mit steigender Last Winkelabweichungen gibt. Auch ist eine Auflösung deutlich unter der Vollschritt-Schrittwinkel-Toleranz imho wenig sinnvoll.

Da einen Einstieg zu finden halte ich für sinnvoll.

Die Arduinos sind imho eine gute Basis. Es gibt eine große Menge Softare, auf die man zurückgreifen kann.

In jedem Fall ist die Programmierung der µ-Controller "anders", als vom Desktop-Rechner gewohnt. Es lauern Fallstricke, die man (ich) aus dem Umfeld der PCs nicht kennt.

Bei den kleinen Arduinos kann z.B. der kleine Speicher schnell zum Problem werden. Größere, etwa der mit dem Armega 2560, sind da deutlich unkritischer.

Die Arduino-Bibliotheken, die ich gesehen habe (Jahre her) waren auf "normalere" Drehzahlen abgestimmt. Die Einstellung von (willkürlich gewählt) 1,357/min z.B. ging da nicht. Das kann man aber anpassen. (Habe ich mal für eine Bibliothek für einen TOS100-Arduino-Shield gemacht. Bei den Feinheiten wurde es "spannend", da es zuerst beim nachmessen der tatsächlich erzeugten Frequenzen nicht passte.)

Man muss allerdings den heruntergeladenen Code schon lesen und verstehen, um ihn nach eigenen Bedürfnissen anpassen zu können.

Bei den Arduino finde ich den TOS100-Shield (bekannt) und den TMC5160-BOB interessant, da sie komplett in Software zu steuern sind. Konkret Mikroschrittauflösung und Strom.

Der 5160 erlaubt auch ein Motor-Tuning. Also eine Anpassung des Choppers an den Motor. (Den Treiber habe ich noch nicht benutzt). Es ist aber erwartbar ein Vorteil, wenn man es in den Griff bekommt. Der TOS 100 lief akustisch immer deutlich vernehmlicher als etwa das TMCM1110-Modul, das augenscheinlich auch eine Motoranpassung vornimmt. (Bei niedrigen Drehzahlen ist das TMCM1110 (für mich) unhörbar)

Wenn du da "weiter" bist, kannst du besser entscheiden, wie du weiter machst.

Etwa, ob ein Rückstellen über den Motor läuft oder über eine Schlossmutter. Motorisches Rückstellen erfordert eine hohe Drehzahldnamik. Man will ja nicht nach einer Stunde wieder eine Stunde warten bis, man wieder in der Startposition ist. Auch erfordert es einen größeren Motor, da die erreichbaren Drehzahlen bei Schrittmotoren eher klein sind. Deren Nachteil ist dann (bei Batteriebetrieb) der höhere Strombedarf ....

Aber alles machbar.

Die Zeit rechnen darf man nicht. Wenn Zeit Geld ist, ist man mit einem kommerziellen Tracker besser bedient.

Da die Preise für den Elektronik-Kleinkram auch mächtig angezogen haben, lohnt sich ggf. vorher mal nachzurechnen.

CS

Harold

Moin

imho ist der (alte) Astrotrac eine Barndoor.

Mit dem Biegen von Gewindespindeln würde ich keine Versuche machen. Jedenfalls nicht, wenn eine präzise Nachführung gefordert wird.

Der Verlauf müsste sehr exakt rund sein und die Aufhängungen exakt dem Radius entsprechend platziert sein. Letztlich mit den gleichen Anforderungen wie beim normalen Getriebe. Auch passt die Mutter anschließend nicht mehr exakt. Dazu kommt, dass dann die Mutter angetrieben werden muss, was die Sache nicht leichter macht.

Dagegen einen Referenzschalter für eine bekannte Startposition zu haben und dann von dieser Position in z.B. 30 s Abschnitten (dT) zu sagen:

Das durch die Hebelarme (fix) und die momentane Länge der Spindel aufgespannte Dreieck hat einen momentanen Öffnungswinkel von X Grad.

In 30s muss der Winkel also um (ca.) 30s * 15''/s also 450'' kleiner (oder größer, ich würde aber "ziehen" vorziehen) sein.

Damit lässt sich nun einfach die erforderliche Änderung der Länge (dL) der "Spindelseite" im Dreieck ermitteln. Die Soll Drehzahl der Spindel ist dann über deren Steigung s zu bestimmen. (während dieses Zeitabschnittes) dL/dT/s.

Die Drehzahl muss im Bereich sehr geringer Drehzahlen sehr fein variiert werden können. Das ist vielleicht der größte "Pferdefuß". Zumindest wenn man auf fertige Schrittmotorbibliotheken zurückgreifen will (die kann man aber auf andere Zeitskalen umbauen).

Wenn du auf die kleine Brennweite beschränkt bleiben willst, kannst du die Spindel auch direkt mit dem Motor antreiben.

(Nema 14 sollte gut reichen. Das erforderliche Drehmoment kann kann man aber bei festgelegter Geometrie rechnerisch abschätzen)

Wenn die Drehzahl nicht exakt genug eingestellt werden kann, was der Fall sein wird, wird die beste Annäherung gewählt. Der Zeitabschnitt darf dann nur so groß sein, dass der resultierende Fehler den zulässigen Fehler während des Zeitabschnittes nicht übersteigt.

Auf Grund der effektiven Geschwindigkeit ist die Geometrie am Ende des Intervalls bekannt. Von da aus wird die Geschwindigkeit zum erreichen der Soll-Zielposition am Ende des nächsten Intervalls bestimmt. Daraus ergibt sich die erforderliche Drehzahl etc.

Klingt vielleicht kompliziert, ist aber (imho) viel einfacher realisierbar als präzise Mechanik.

CS

Harold

Edit:
Eine progrmmierte TMCM 1110 liegt hier seit Jahren. Gedacht für eine EQ-Plattform, die ich aber auch wie eine Barndoor antreiben will (würde, ...)
Ich beobachte einfach zu wenig, so dass ich die Mechanik bisher nicht gebaut habe.

Das "Kernprogramm" ist natürlich davon abhängig, was man für Hardware hat und welche Funktionen die haben soll.
Die Berechnung der Steuerwerte habe ich mit Excel gemacht. Natürlich ohne Gewähr, da nicht realisiert und daher nicht praktisch getestet.
Vielleicht hilft das als Anregung:

Im Diagramm sieht man die Abweichung bei konstanter Geschwindigkeit (Hängebauch).

Ebenso die Abweichung (Steuerwert) von der mittleren Geschwindigkeit.

Den rechnerisch verbleibenden Fehler sieht man auch. Allerdings ist der im Beispiel verschwindend klein (Maximalausschlag <0,1''. Gewichtet < 0,01'')

Moin,

ich würde mit der Mechanik anfangen.

Ich bin nicht der Foto-Crack. Wenn ich die Infos (z.B. hier: Wie berechne ich maximale Belichtungsdauer?) richtig lese, gehen ohne Nachführung mit einer Digi-Cam um 0,5s im schlechtesten Fall ohne merkliche Striche.
Oder andersherum: Nachführfehler unter etwa 8'' sollten OK sein.
8'' an einem 100Z M0,7 Schneckenrad erfordert Geometrieabweichungen unter grob 3µm also 3/1000 mm. Für Schnecke und Schneckenrad zusammen.

Die Größe hängt also auch von der gewünschten Gang-Genauigkeit und der erzielbaren Fertigungsgenauigkeit der Teile ab. Je kleiner, um so stärker wirken sich Abweichungen aus.

Wenn goto kein Muss ist und Nachführzeiten unter 6 h ausreichen, würde ich eine Barndoor bauen. Die lässt sich ggf sehr platzsparend bauen (vergl. astrotrac) Auch die Genauigkeit sollte gut sein, da die Hebel im vergleich zu Getrieben sehr groß sind und die Spindelgenauigkeit (Vorzugsweise Trapez - z.B. TR 8x1,5) typisch gut bis sehr gut ist.

Die Motorauswahl und Drehzahlsteuerung bei Schrittmotoren ist imho das geringste Problem.

CS

Harold

Moin,

ich denke auch, dass zuerst die Anforderungen klar sein müssen.

Also: wie lange soll mit welcher Brennweite auf welchen Chip fotografiert werden.

Daraus ergeben sich die Anforderungen an die Nachfürgenauigkeit.

Generell würde ich die relevanten Getriebeteile nicht mit einem Heim-3D-Drucker herstellen wollen. Zumindest das, was ich an 3D-gedruckten Teilen gesehen habe, würde imho keinen präzisen Gleichlauf eines gedruckten Getriebes ermöglichen.

ich würde auf fertige Getriebeteile zurückgreifen. (Wenn Schneckengetriebe z.B. Mädler, Framo-Morat, Kremp-wetzlar, oder ...)

Wenn eher kurzbrennweitige Optiken nachgeführt werden sollen, tut es ggf ein Industrie-Planetengetriebe (Neugart, Witttenstein, ... oder vergleichbar) 1:100 oder 1:200 (Größe 40-60mm Ø) + Schrittmotor.

Die kann man ab und zu im NOS-Zustand z.B. bei e..y um 20€..30€ bekommen.

(Was die Fernost-Noname Getriebe taugen, weiß ich nicht.)

Was spricht gegen eine Barndoor?

Außer GoTo geht damit imho alles. Bis etwa 4 Stunden Nachführung sollten ohne größere Probleme mit quasi (rechnerisch) Fehler 0 gehen, wenn die Drehzahl des Motors kontinuierlich an die sich während der Nachführung ändernden geometrischen Verhältnisse angepasst wird (Schrittmotor).

CS

Harold