DobControl - Dobsonsteuerung mit RasPi

    Hallo zusammen,


    da es mein erster Beitrag hier im Forum ist, möchte ich mich zuerst kurz vorstellen. Ich bin der Martin, ne [;)], und was die Astronomie angeht, noch ein ziemlicher greenhorn, aber es kann ja noch werden. Zu meiner Ausrüstung zähle ich ein 10 Zoll Dobson und ein wenig Zubehör.


    Nun aber zum Thema.


    Ich bin aktuell dabei mir für mein Teleskop eine Rockerbox mit auf RaspberryPi basierender Steuerung und vor allem Nachführung zu bauen. Meine Anforderungen sind wie folgt:


    2 Schrittmotoren für die horizontale und vertikale Bewegung
    1 Getriebemotor für den Okularauszug
    Anzeige und Bedienen über ein kleines Touch-Display
    Bewegungssteuerung über ein Nunchuk-Kontroller


    Das Projekt ist mittlerweile so weit fortgeschritten, dass ich erste Ergebnisse Präsentieren kann:



    So in etwa war der Plan...



    ... und so der Prototyp-Aufbau.


    Für die Software wollte ich neben der eigentlichen Steuerung auch einen Katalog mit Sternen und DS-Objekten haben, mit dem ich zum einen Abfragen kann, was ich da aktuell im Okular sehe und zum anderen das Teleskop per GoTo auf ein Objekt ausrichte.


    Beim Aufbau soll mir eine Wasserwaage helfen das Teleskop gerade hinzustellen und anschließend will ich über die Ausrichtung auf einen Stern der Steuerung die benötigten Initialwerte übergeben.


    Im Moment sieht das Programm so aus:


    Der Startbildschirm


    Steuerungsbildschirm


    Wasserwaage


    Katalog



    Aktuell bin bei beim Bau der Rockerbox und des Antriebs. Dabei sollen die Schrittmotoren über Zahnriemen um die Basis und ein Höhenrad das ganze bewegen. Die "Auflösung" pro Schritt wird dabei wohl um 11" in der horizontalen und 20" in der vertikalen Bewegung betragen. Da ich nur visuell beobachte, sollte es (hoffentlich) fein genug sein. Sobald ich da auch etwas vorzeigen kann, werde ich es hier reinstellen.


    Wenn jemand zu dem aktuellen Stand mehr erfahren möchte, auf meiner kleinen Webseite befindet sich eine ausführlichere Beschreibung: http://www.mkoto.de/j/index.ph…zeitprojekte/6-dobcontrol


    Vielleicht kann jemand ein paar der Ideen für sein Projekt gebrauchen. Fragen beantworte ich gerne ;)


    Grüße und ein wolkenfreies Wochenende,


    Martin

    Hallo Martin


    es ist ein tolles Projekt was du da vorgestellt hast. Da du ja vom Computerfach bist wird es dir gelingen. Einige solche Projekte habe ich schon gelsen, aber meistens hat man danach nicht mehr viel mitbekommen deine Seite habe ich mit interesse gelesen und mir als Lesezeichen vorgemerkt. Ich hoffe das man später auch mal den Programmcode bekommen kann.
    Zur Zeit läuft bei meinem Dobson der Vixen Skysensor 2000PC noch aber wie lange weiß man nicht und ein umbau währe für mich und andere keine Problem aber bei sowas wie dem Display sind die meisten nicht mehr in der lage dieses zu lösen.
    Also zum Schluß nochmal viel Erfolg.


    Gruß Rolf

    Hi Martin,


    ich finde dein Projekt auch sehr gut. Man sieht, welch Potential in den neuen RasPi Modulen und Co steckt. Meine Frage ist, welcher RasPi ist das und welches Display Modul ist das?


    Viel Erfolg beim Fertigstellen
    Nils

    Vielen Dank für die positive Rückmeldung. Den Sourcecode kann ich gerne zur Verfügung stellen. Es sei nur gesagt, dass es im Moment nur für den Eigengebrauch bestimmt war und ich somit nicht viel Wert auf Form und Lesbarkeit gelegt habe. Die abschließende Version habe ich noch vor aufzuräumen, das aber wirklich als letzten Schritt.


    (==>)Nils


    Es handelt sich um ein Raspberry Pi Model B mit 512MB und 2xUSB, beim Display um das folgende: http://www.ebay.de/itm/-/28153…geName=ADME:X:AAQ:DE:1123


    Grüße,


    Martin


    Nachtrag: Ich hab jetzt die Dateien, so wie sie im Moment sind, auf der Seite zum Download hinterlegt.

    Hallo Martin,


    Prima Projekt!
    Der Raspi hat ja mehr als genug Power für eine Teleskopsteuerung.
    Ich finde es prima, dass Du bereit bist, den Sourcecode zu veröffentlichen.
    Welche Programmierumgebung verwendest Du?


    Mein Wunschtraum wäre, dass mehrere Leute zusammen eine modulare Plattform entwickeln, die sich die Anwender nach eigenen Wünschen konfigurieren können. Vielleicht könnte dein Projekt als "Initialzündung" dienen? Es hat ja in der Vergangenheit schon einige Anläufe in dieser Richtung gegeben. Ich denke, die waren teils schon am Anfang zu ambitioniert.


    Für meinen 18" Dobson hätte ich auch gern noch einen elektronischen Helfer, allerdings bin ich eher ein Fan von "Muskel-Goto", d.h. ohne Antriebsmotoren, nur mit Encodern.


    Für ernsthafte Deepsky-Beobachtung halte ich nicht viel von dem verwendeten Display, das ist viel zu hell und verhindert vernünftige Dunkeladaption. Ich würde ausschließlich ein gut dimmbares rotes LED Display verwenden oder wenigstens ein monochromes LCD mit roter LED-Hintergrundbeleuchtung. Fotos der Objekte anzuzeigen, ist ein netter Gimmick, hilft aber beim Beobachten nix, wenn es die Dunkeladaption stört.


    Der Raspi bietet so viel Rechenpower und Anschlussmöglichkeiten, dass sogar der Anschluss von Kamera, GPS-Modul und elektronischem Kompass denkbar wäre, um die Ausrichtung vollautomatisch zu machen.


    Auch die Steuerung einer Astrokamera und vielleicht sogar die Bildspeicherung sollte kein großes Problem sein, zur Not wird einfach der "große" Raspi genommen.


    Stichwort Raspi 2: Könnte man darauf nicht einfach ein Linux mit Stellarium oder Cartes du Ciel laufen lassen und bräuchte dann nur noch ein Interface für die Encoder-Signale und ggfs. die Motorsteuerung zu programmieren?


    Gruß,
    Martin

    Wenn man das ganze mal aus ner anderen Ecke mit GPS etc betrachtet, kann man alternativ fast auf den SkyScout zurückgreifen, der das alles ja auch schon macht. Ist halt etwas teurer aber schon fertig entwickelt.
    Soll heißen, dass für reine Beobachtungszwecke bereits sowas am Markt ist. Für Dobsons mit Steuerung allerdings noch nicht. :)


    Gruss Nils

    Hallo Martin,


    zuerst habe ich versucht mit Eclipse zu entwickeln, aber auf dem Rasberry war es so langsam, dass ich dieses Vorhaben aufgeben musste. Bin dann halt bei IDLE geblieben. Für so ein kleines Projekt geht es ganz gut.


    Die Befürchtung, dass das Display zu hell sein wird, hatte ich auch schon, muss ich dann mal in der Praxis sehen. Ganz so hell wie es auf den Bildern wirkt ist es aber nicht. Wenn's wirklich zu hell sein sollte, werde ich die Anzeigen anpassen, das geht relativ einfach. Wobei jetzt kommt mir die Idee, man könnte optional umschaltbar einen Nachtmodus, wie z.B. bei Stellarium, einbauen... ;)


    Mit der ernsthaften DeepSky-Beobachtung ist das in einem Stadtteil von Dortmund so eine Sache.... Deshalb auch die Abbildungen in dem Katalog, damit ich wenigstens weiß, was ich hätte sehen müssen ;) Aber ich gebe Dir Recht, ist nur ein netter Gimmick.


    Ein Kompass ist im Übrigen schon eingebaut.


    Über die Steuerung mit einem Laptop oder mit dem Raspberry und einer fertigen Software habe ich nur kurz nachgedacht. Bei mir ist es halt so wie bei vielen von euch, die ihre Optiken selber herstellen. Das Machen ist eigentlich wichtiger als das Haben. Da mir aber die Geduld und die nötige Feinmechanik einen Spiegel zu schleifen fehlt, beschränke ich mich auf das, was ich kann. Mit Python, Kivy und Raspberry hatte ich bis zu diesem Projekt nichts am Hut, der Lerneffekt kommt also auch so nicht zu kurz, auch nicht zuletzt was die notwendigen Berechnungen angeht.


    Grüße,


    Martin

    Hallo Martin,



    Das ist wirklich ein sehr schönes Projekt. Der Entwicklungsstand ist auch sehr beachtlich.


    Ich habe auch mal angefangen sowas auf dem RaspPi zu bauen (auch Modell B mit China Touch). Ich bin aber leider, wegen meinen weniger guten Programmierkenntnissen, noch lange nicht so weit. Ich muss erstmal wieder in's Python rein kommen, dass ich das gelernt habe liegt auch schon wieder zu viele Semester zurück.


    Auch einen herzlichen Dank an dich für den Sourcecode. Ich würde mich gerne mal da einfuchsen und mich inspirieren lassen ;)


    Was evtl. für dich auch interessant sein könnte:
    Ich bin mittlerweile vom RaspPi von einen Intel Edison umgestiegen. Der ist um einiges kleiner als der RaspPi (hat in etwa SD Karten Format), hat einen Dual Core Atom prozessor, 1Gb RAM und 4Gb internen Speicher. Abgesehen davon hat er ein integriertes WLAN und Bluetooth Modul und 70 GPIO Pins.
    Die Rechenleistung ist zwar, genau wie beim RaspPi ein wenig Overkill, aber gerade die Größe und die WiFi bzw. Bluetooth Anbindung machen ihn echt interessant.


    Wenn es bei dem Projekt weiter geht werde ich hier auch mal berichten!



    Grüße,



    Sebastian

    Hallo zusammen,


    Der nächste Meilenstein ist erreicht. Die Rockerbox ist fertig, die Kabel sind gelegt und der erste Test ist erfolgreich verlaufen.


    Nachdem ich die Teile der Rockerbox in der heimischen Garage fertiggezimmert hatte, wurden diese zu einer Einheit verleimt. Ich hab lange zwischen verleimen und verschrauben hin und her überlegt, hab mich aber am Ende für das Verleimen entschieden auch mit der Hoffnung auf mehr Stabilität.





    Anschließend kam das Innenleben dran. Zuerst die Schlitten mit den Motoren. Von der ursprünglichen Idee mit Federn zum Spannen der Zahnriemen musste ich abrücken weil zum einen nicht so viel Platz im Gehäuse war und zum anderen gaben alle getesteten Federn so weit nach, dass der Zahnriemen zu rutschen begann. Nun werden die Motorschlitten über festgeschraubte Winkel eingestellt und so der Zahnriemen unter spannung gehalten.



    Dann kam der RasPi und der Rest der Elektronik auf die andere Seite. Auch da ist der Platz knapper als gedacht, es passt aber alles noch rein.



    Nachließend wurde die Software kalibriert um die endgültige Auflösung pro Schritt zu ermitteln. Die Motoren werden über BigEasyDriver gesteuert und im 1/16 Schritt betrieben. Die Kalibrierung ergab in der horizontalen eine Auflösung von 4,3" pro Mikroschritt und in der vertikalen 8,2".




    Ein abschließender kurzer Nachführungstest an der Sonne hat auch einwandfrei funktioniert und gezeigt das die Auflösung für mich subjektiv betrachtet visuell vollkommen ausreichend ist.



    Durch die Anmerkung von Martin (MartinB) bezüglich der Helligkeit des Displays hat die Steuerung (neben anderen kleineren Optimierungen) einen Nacht-Modus bekommen:



    Als nächstes bekommt der OAZ noch einen kleinen Motor und die Rockerbox noch ein paar Kleinigkeiten wie Okular-/Nunchukhalter.


    Am Wochenende werde ich den aktuellen Sourcecode auf meiner Seite zur verfügung stellen.


    Grüße,


    Martin.

    Hallo Martin,


    ein tolles Projekt und Glückwunsch zum ersten erfolgreichen Test.


    Könntest Du bitte mal den Antrieb genauer beschreiben.


    Welcher Steppermotor, Zahnrad mit Riemen und welches Übersetzungsgetriebe ist da auf den Fotos zu sehen.


    Welche Stromversorgung ist im Einsatz.


    Das wäre für einen Nachbau noch sehr interessant.


    Viele Grüße und weiterhin viel Erfolg Fiddi

    Hallo Fiddi,


    Danke. Die Antriebsbox (ich denke, die ist mit Getriebe gemeint) ist relativ eifach gemacht. Auf der einen Seite sitzt der Schrittmotor mit einem 10-Zahn Zahnrad auf der anderen eine 8mm Welle, auf der ein Zahnrad mit 40 Zähnen und eins mit 15 Zähnen montiert sind. Der Schrittmotor ist mit dem 40 zähnigen, das 15 zähnige mit der Grundplatte bzw. dem Höhenrad verbunden. Die Zahnräder und Zahnriemen sind vom Typ XL mit 9,53mm breite. Das wars auch schon. Fast alle Teile habe ich über ebay bestellt. Einzig die längeren Zahnriemen (124,4cm und 191,5cm) wurden bei Keilriemenexpress bestellt, da ich bei ebay die passende Länge nicht finden konnte.


    Schrittmotor:
    Nema 17 59Ncm Haltemoment http://www.ebay.de/itm/DE-Ship…62687?hash=item4d2b6bbc7f


    Zahnriemen:
    2x120XL http://www.ebay.de/itm/120XL-S…-60-Zaehne-/171631286724?
    1x490XL037 http://www.keilriemenexpress.d…90-xl-breite-9-53-mm.html
    1x754XL037 http://www.keilriemenexpress.d…54-xl-breite-9-53-mm.html


    Zahnriemenscheiben:
    2x8mm 15 Zähne http://www.ebay.de/itm/Direkt-…-Schrauben-/181603550769?
    2x8mm 40 Zähne http://www.ebay.de/itm/8mm-XL-…usstattung-/181603535901?
    2x5mm 10 Zähne http://www.ebay.de/itm/2x-Zahn…eugmaschin-/181603535926?


    4xLagerblock 8mm für die Wellenbefestigung http://www.ebay.de/itm/Metall-…-Maschinen-/181617324831?


    Um das Rutschen der Zahnriemen in der Holznut zu verhindern, habe ich dieses Moosgummiband eingeklebt, funktioniert supper.http://www.ebay.de/itm/10x2mm-…-Moosgummi-/251205437089?


    Die horizontale Drehung ist über eine Drehscheibe Ø 302 mm realisiert http://www.ebay.de/itm/Drehkra…84867?hash=item51d18aca43 Nachdem ich die Plasikrollen entfernt und nur die Kugellager gelassen habe, läuft es sehr ruhig und stabil.


    Die Höhenräder (mit Nut) liegen auf diesen Rollen http://www.hornbach.de/shop/Un…aege/8675796/artikel.html, die störenden "Montagewinkel" habe ich weggeschnitten.



    Als Stromversorgung nutze ich ich ein 12V Netzteil oder alternativ ein 12V 4,5Ah Akku, reicht für ca. 4-5 Stunden.


    Ich hoffe, es hilft weiter, bei weiteren Fragen einfach fragen ;)


    Grüße,


    Martin.

    Hallo Martin,


    das ist ja Supi, vielen Dank für die Angaben und Quellen.


    Auf deiner Homepage gibst Du eine Genauigkeit von horizontalen 4,3" und vertikalen 8.2" pro Mikroschritt an, das verstehe ich nicht.


    Grob überschlagen habe ich für die horizontale (1:36) pro mikroschritt 0,05° ausgerechnet, habe ich da einen Denkfehler ?


    Für die vertikale fehlt mir der Durchmesser der Antriebsscheibe den die ist auf den Bildern deutlich kleiner als die horizontale.


    Weiter viel Erfolg, Gruß Fiddi

    Hallo Fiddi,


    die endgültige Auflösung pro Schritt habe ich nicht gerechnet, sondern direkt an der Steuerung ermittelt, in dem ich beide Achsen 10 mal im Kreis hab drehen lassen und dabei die Schritte gezählt, bzw. vom Programm hab zählen lassen. Ergebnis am Ende natürlich wieder durch zehn geteilt. Rechnerisch sieht es ca. so aus: Der Schrittmotor braucht im Vollschritt-Betrieb 200 Schritte für eine ganze Umdrehung 1/16 Mikroschrittmodus sind es also 200x16=3200. Auf die 8mm-Achse habe ich eine Übersetzung von 4:1 also braucht der Schrittmotor 12800 Mikroschritte für eine Umdrehung der 8mm Achse. Das 2. Zahnrad, das an der 8mm Achse hängt, hat 15 Zähne (weniger wichtig) und ca. 23,75mm Durchmesser (wichtiger). Die Grundplatte hat einen Durchmesser von ca. 580mm was eine Übersetzung von ungefähr 24,5:1 ergibt, insgesamt braucht also der Motor 313600 Mikroschritte für eine 360° Drehung des Teleskops. Ergibt: 360*60*60/313600 = 4,13. Die Antriebsscheibe in der Vertikalen hat ca 30cm Durchmesser.


    Grüße,


    Martin.

    Hi, der Grund bei mir war ganz einfach: Ich hab bei ebay geschaut, was es für welches geld gibt. Die größte Auswahl war dann halt xl, kein tieferer Sinn dahinter. Ich hab mir dann zwei Zahnräder und einen Zahnriemen zum Testen bestellt, alles machte einen brauchbaren Eindruck. Breitere als 10mm wollte/konnte ich nicht nehmen um sie noch bei einer Brettdicke von 18mm "rein"-kriegen zu können.


    Grüße,


    Martin.

    Hallo Martin,


    Ein tolles Projekt!
    Was die Riemen angeht, kann ich nur die htd Typ empfehlen.
    Es ist viel geeigneter für diesen Zweck.
    Präziser und fast spielfrei.


    Gruß
    Igor

    Hallo Martin,


    bezüglich : 360*60*60/313600 = 4,13


    Ich habe das noch nicht verstanden, warum wird 360*60*60 gerechnet und was ist 4,13 dann für ein Wert.


    MfG Fiddi

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: fiddi</i>
    <br />
    bezüglich : 360*60*60/313600 = 4,13


    Ich habe das noch nicht verstanden, warum wird 360*60*60 gerechnet und was ist 4,13 dann für ein Wert.


    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    360° sind eine volle Umdrehung. Jedes Grad ist dann noch unterteilt in 60' (Minuten) und diese wieder in je 60" (Sekunden). Damit hat man die Sekundenzahl für eine volle Umdrehung. Die 313600 sind die Schritte, die der Schrittmotor für die volle Umdrehung des Teleskops macht. Mit der Rechnung erhält man also wieviele Gradsekunden pro Motorschrit überstrichen werden.

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