Open HW/SW Steuerung - HW Pflichtenheft

a_treff · 3. Juni 2010

Hallo,
habe aus den Vorschlägen und Wünschen in diesem Thread:
http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=101776
mal versucht ein vorläufiges Pflichtenheft für die Hardware des Projekts zusammen zu stellen.
Diskussion bitte im obigen Thread.

Pflichtenheft Hardware: (Entwurf)

Vorwort:

Code

Bei diesem Projekt soll eine modulare und leistungsfähige Teleskopsteuerung für amateurastronomische Zwecke entstehen.


   Priorität hat der kostengünstige Nachbau mit Amateurmitteln und nicht die industrielle Fertigung.


   Durch ein modulares Konzept sollen sowohl verschiedene Entwickler Teile des Projekts unabhängig von anderen Teilbereichen entwickeln können, als auch eine Erweiterbarkeit gewährleistet werden.

Generell:

Code

- Open Source / Open Hardware Projekt mit GPL-Lizenz frei für Jedermann
   - Sofern möglich nur Nutzung von freien Entwicklungsumgebungen und Tools wie z.B. Yagarto oder  die Freeware-Version von Eagle für das Platinendesign


   - Praxistauglichkeit:
      - Augenmerk auf Steckverbinder (Steckzyklen , Abdeckung bei Nichtbenutzung)
      - Energieeffizienter Aufbau (Schaltregler, etc.)
      - ausreichender Schutz vor Feuchtigkeit, Kälte


   - Nachbaubarkeit:
      - Möglichkeit des Nachbaus mit Amateurmitteln
      - Keine BGA Bausteine, möglichst nur zweilagige Platinen
      - Bei SMD nur Bausteine, welche sich noch von Hand löten lassen


   - Modularität und Erweiterbarkeit
      - kein monolithisches Design
      - mehrere Platinen für die jeweiligen Funktionsblöcke mit def. Schnittstellen (interner Bus)

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Hardware: (Maximalausbau)

Code

- Antriebsparameter (zwei Achsen):
      - 1/64 Mikroschritt (ermöglicht kleine Getriebeübersetzungen)
      - 600 RPM max.  (10 U/sec)  (für schnelles GoTo)
      - 30V / 3A pro Motorendstufe für große Stepper und hohe Geschwindigkeit 


   - Kontroll-Schnittstellen Richtung PC bzw. Handbox:
      - RS232 -&gt; Handbox
      - RS232 -&gt; PC
      - USB -&gt; PC
      - Ethernet (10Base-T) -&gt; PC bzw. Netzwerk, WLAN-Router


   - Ext. Steuerprotokoll:
      - LX200


   - Schnittstellen für ext. Erweiterungen:
      - CAN


   - Autoguider-Eingang:
      - ST4


   - SD-Karte für Objektkataloge


   - zwei zusätzliche Schrittmotorcontroller samt Treiber für Motorfokus und Bildfeld-Derotator


   - Erweiterbarkeit
      - Intern: 
         - Bus:
            - SPI
            - I2C
      - Sandwich-Aufbau der Platinen
      - Extern: 
         - Bus:
            - CAN


   - Stromversorgung:
      - 12V (- 24V ?) Eingangsspannung
      - interner Wandler, 120W, 12V -&gt; 30V für die Schrittmotorendstufen 
      - Versorgung von zwei 56'er Flansch-Schrittmotoren mit je max. 50 Watt soll möglich sein

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ostermann · 7. Juni 2010

Vorsicht! Mikroschritt erhöht nur die Auflösung, nicht die Genauigkeit. Vom Drehmoment mal ganz abgesehen. Ob man damit wirklich die Getriebeuntersetzung reduzieren kann, wird man bei jedem Hardware-Setup testen müssen.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

Luengel · 7. Juni 2010

Hallo Thorsten,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Vorsicht! Mikroschritt erhöht nur die Auflösung, nicht die Genauigkeit.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

das ist so nicht korrekt! Die Auflösung wird durch Mikroschritt nicht erhöht. Ein Motor mit 200 Schritte pro Umdrehung bleibt ein Motor mit 200 Schritte pro Umdrehung!

Der Mikroschritt soll die bessere Ansteuerung des Motors (Sinusförmig) gewährleisten sodass ein Steppermotor einen sehr sauberen Lauf erreicht. Mit Erhöhung des Mikrosteps pro Vollschritt ist es durchaus möglich kleinere Getriebe zu verwenden!
Als Beispiel nehme ich die G42 Monti wo die Motoren ohne Getriebe an der Schneckenwelle "hängen"! Die Steuerung die das am Besten händeln kann (und deshalb wird sie auch für diese Monti empfohlen) wäre die Pulsar, weil sie 256er Mikrostep hat!

Das Drehmomentproblem kann man abmildern in dem man bei höheren Geschwindigkeiten in den Halb oder Vollschritt wechselt und die Eingangsspannung eben nicht bei 12V verbleibt.

ThomasWest · 7. Juni 2010

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Vorsicht! Mikroschritt erhöht nur die Auflösung, nicht die Genauigkeit. Vom Drehmoment mal ganz abgesehen. Ob man damit wirklich die Getriebeuntersetzung reduzieren kann, wird man bei jedem Hardware-Setup testen müssen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Da kann ich nur zustimmen. Geringere Getriebeauflösung geht damit kaum. Allerdings wird der Motorlauf deutlich ruhiger bei der normalen Nachführung. Man sollte allerdings bei schnellem GoTo tunlichst auf Fullstep schalten, weil sonst Drehmoment und Geschwindigkeit verloren gehen.

a_treff · 7. Juni 2010

Hallo,
<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">habe aus den Vorschlägen und Wünschen in diesem Thread:
http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=101776
mal versucht ein vorläufiges Pflichtenheft für die Hardware des Projekts zusammen zu stellen.

Diskussion bitte im obigen Thread.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Grüße
Michael

Open HW/SW Steuerung - HW Pflichtenheft

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