collapse

* Links de Robótica

* Posts Recentes

Organizar fios por josecarlos
[Hoje às 12:19]


Pendentes de compras colectivas por Hugu
[Hoje às 00:51]


Preços e fabricantes de pcb por vasco
[Ontem às 23:18]


Palavras Cruzadas por LVirtual
[Ontem às 20:54]


[Projecto] Bomba Airsoft por jm_araujo
[Ontem às 19:01]


Apresentação por Tech_JA
[23 de Setembro de 2017, 09:19]


Medir Agua que está no Poço por filjoa
[21 de Setembro de 2017, 20:58]


URGENTE - display de 7 segmentos com backpack por helderjsd
[20 de Setembro de 2017, 12:30]


Isaac Asimov - I, Robot por senso
[18 de Setembro de 2017, 03:41]


ic SL440 da Plessey? por senso
[16 de Setembro de 2017, 13:11]

Autor Tópico: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda  (Lida 6673 vezes)

0 Membros e 1 Visitante estão a ver este tópico.

Offline Astrodude

  • Mini Robot
  • *
  • Mensagens: 12
Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« em: 03 de Março de 2013, 13:46 »
Ora boas

Como indiquei no tópico de apresentação, vim parar a este fórum por ter desoberto que ia precisar de aprender algo de robótica para um projetozito que tenho tido em mente e queria começar a fazer.

Um dos meus hobbys é, nas raras noites em que o trabalho ou a família não se impõem, pegar no telescópio, cravá-lo no jardim e ver o que consigo encontrar. Apesar de gostar da ideia de poder fotografar o que vejo, não estou muito virado para torrar uns milhares de euros em equipamento especializado, sobretudo quando o meu objetivo é ser tão forreta quanto possível.

Assim, estive a dar uma vista de olhos a diversas implementações caseiras, umas mais sofisticadas do que outras, e acabei por chegar a +/- o que precisava.

Para facilitar a compreensão do que pretendo, preciso de explicar umas coisas básicas de astronomia:

O movimento de rotação da terra faz-se em redor de um eixo, alinhado com os pólos celestes Norte e Sul. Podem imaginar isto como uma representação no céu do sistema geográfico de latitude e longitude na terra, só que a latitude chama-se declinação e a longitude ascenção recta.

Ora, como a terra roda 360º em 23h56m4s, temos na prática cerca de 15º de arco/hora, 15 minutos de arco por minuto e 15 segundos de arco por segundo, salvo erro.

Para uma fotografia do céu não aparecer com riscos causados pelas longas exposições necessárias à captação de imagem com pouca luminosidade, a máquina fotográfica/CCD/o que for terá de acompanhar este movimento, com erros inferiores aos do limite de resolução óptica. Caso contrário, temos fotos assim:



em vez de assim:




As montagens amadoras comerciais boas têm erros à volta dos 5 segundos de arco, mas estão preparadas para levar um telescópio em cima, com grandes ampliações (e consequentemente, grandes aumentos aparentes dos erros de seguimento) - eu só preciso que aguente a minha SLR e a objetiva, neste caso uma de 400mm ou 210mm, devendo o conjunto pesar menos de 1,5kg.

Também preciso apenas de siga o alvo pouco tempo, já que normalmente se tiram várias exposições para processamento posterior. Normalmente, o máximo seria 30 minutos.

Ou seja, se quiser ter uma precisão da ordem de uns 10" de arco, talvez. Pensei fazer isto recorrendo a um motor stepper, fazendo a redução ou por engrenagens, ou por uma worm gear.

Se utilizasse um motor stepper com 0.9º +/- 5% por rotação (400 passos/rpm) iria precisar de uma redução de 1:324, no mínimo.

Agora agradecia a vossa ajuda:

1. Que tipo de motor aguentaria a força necessária para mover a plataforma da máquina e sustentar o peso dela?
2. Têm alguma sugestão quanto à transmissão do motor para a engrenagem final?
3. Qual a melhor forma de controlar isto? Através de um Arduino a controlar o stepper?

Deixo-vos um esquema (melhor, um gatafunho) da estrutura da coisa. Quando tiver tempo faço um desenho em CAD e ponho aqui.


Offline c3dr1c

  • Mini Robot
  • *
  • Mensagens: 846
Re: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« Responder #1 em: 03 de Março de 2013, 15:05 »
Um optimo projecto para eu acompanhar que adoro astronomia (so nao tenho dinheiro para um telescopio :P)

Mas sim consegues fazer isso que queres de certeza com uma boa precisão e preços baratos.

O peso penso que nao seja problema para o motor, ainda por cima precisas de reduções o que vai aumentar o torque que o motor aguenta. Um stepper motor é o ideial talvez NEMA 17 chegue ou NEMA 21, mas nao tenho muito conhecimento sobre as cargas que suportam. Não sei se nao deves usar um contrapeso na estrutura, mas se apoiares os veios em rolamentos com chumaceiras talvez nao seja preciso.

Para controlar o motor de passo vais precisar de um driver de potencia (uma pcb com alguns componentes electronicos) que depois podes ligar a um arduino e programar para o motor dar X passos por segundo ou minuto, etc...

Quanto às engrenagens é rodas dentadas pequenas ligadas a grandes. Precisas mais ou menos rodas dentadas conforme o diametro máximo que uses nas rodas para um determinada redução. Talvez haja metodos mais eficientes.


As rodas no paint sao estas:

« Última modificação: 03 de Março de 2013, 15:07 por c3dr1c »
"O único modo de descobrir os limites do possivel é aventurarmo-nos um pouco para além deles em direcção ao impossivel."

Uma das Três Leis de Arthur C. Clarke

Offline Astrodude

  • Mini Robot
  • *
  • Mensagens: 12
Re: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« Responder #2 em: 03 de Março de 2013, 16:46 »
Obrigado pela resposta  8)

Olha que não é preciso gastar fortunas para se apreciar um bocadinho de astronomia - só se gasta dinheiro a sério quando se parte para AF em prime-focus, ou seja, acabas com dois telescópios, cada um com sua câmara, uma a tirar a imagem e outra a alimentar a imagem a um autoguider. E claro, não podes ver por nenhum deles :)

Falando menos a brincar, o primeiro telescópio que comprei foi para mim e para o meu miúdo e custou €35 e picos numa promoção - para o básico que é, é excelente. Agora tenho um refractor de 120mm, e os 8 kg de tripé + tubo óptico estão no limite do que considero prático para arrastar se tiver 30 minutos para dispender - maior não é sempre melhor. Acabo por ver mais ou menos as mesmas coisas, só que com mais detalhe e mais esforço.

Em princípio não creio que necessite de contrapesos (é uma montagem bastante leve para um aparelho também leve, que vão ficar muito bem presos a um tripé ou pilar), e já tinha pensado em utilizar rolamentos, possivelmente com teflon.

Já tinha pensado no Easydriver, mas não sei é capaz disso ou não - estou quase a zero nisto.

O método mais utilizado nas montagens comerciais mais a sério é uma worm gear, algo tipo isto:


Não sei se há versões económicas disto, mas as que tenho visto custam bastante, ou são bastante grandes, para aplicações em materiais mais pesados.

Alternativamente, posso procurar rodas dentadas enormes  :)


Offline Hugu

  • Mini Robot
  • *
  • Mensagens: 5.488
  • Keyboard not found. Press any key to continue.
    • [url=www.g7electronica.net]G7 Electrónica.net[/url]
Re: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« Responder #3 em: 03 de Março de 2013, 17:02 »
esse conjunto é um sem-fim com uma roda coroa...esses sistemas aparecem em moto-redutores/redutoras...normalmente o sem-fim é feito em aço e a roda coroa em bronze...

Esse sistema é bloqueador ou seja, o movimento so entre por um lado e sai pelo outro. O invés ja nao acontece.

Para sistemas suaves, usam-se engrenagens obliquas, nao rectas, pra evitar saltinhos e ruido... sistemas com polias e correia, tb se consegue boas reduçoes/ampliaçoes sem ruido, aguentem menos esforços e podem patinar, mas pode-se usar polias trapezodais..com ranhuras pra aumentar aderencia.

Offline c3dr1c

  • Mini Robot
  • *
  • Mensagens: 846
Re: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« Responder #4 em: 03 de Março de 2013, 17:11 »
Essa worm gear parece um excelente montagem. Se calhar com alguma imaginação consegues fazer uma. Eu acho que tenho por aqui coisas dessas mas em plastico, que tirei de fotocopiadoras. Não deve é ter a precisão que precisas, mas depois sempre podes associar rodas dentadas para reduzir ainda mais.

Mas ha ai pessoal mais experiente nisto e ja te respondem.


Nao conheço esse easydriver. Mas para comprares um driver de potencia deves ter em conta a corrente que o motor consome (o driver de potencia tem de aguentar com essa corrente) e se o motor é do tipo unipolar e/ou bipolar (o driver tem de ser compatível com o tipo). Depois deves usar um driver de potencia que possibilite usar o modo half-step/meio-passo para aumentar a tua resolução.

Não sei qual o teu conhecimento de electronica mas podes montar um driver de potencia barato numa breadboard. Ate podes usar samples de algumas marcas.


Edit: Ja te responderam :P

"O único modo de descobrir os limites do possivel é aventurarmo-nos um pouco para além deles em direcção ao impossivel."

Uma das Três Leis de Arthur C. Clarke

Offline Astrodude

  • Mini Robot
  • *
  • Mensagens: 12
Re: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« Responder #5 em: 03 de Março de 2013, 17:31 »
Sem ter de andar numa de "dumpster diving" (o que até deve ser giro), a Vex Robotics vende um kit (carote) com estas engrenagens em plástico.

Com a engrenagem de 24 dentes, consegue-se uma resolução de 24*400=9600 (assumindo um motor de step de 0,9º). Suponho que isto mais um par de rodas dentadas grandes devam fazer a coisa lá chegar.

Quanto ao Easy Driver, vi na net muita coisa com ele associado a Arduinos (incluindo telescópios completamente comandados por esse arranjo). Sem intenções de publicidade, refiro-me a isto.

Fica aqui



Offline TigPT

  • Administrator
  • Mini Robot
  • *****
  • Mensagens: 5.234
    • Tiago Rodrigues
Re: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« Responder #6 em: 04 de Março de 2013, 10:34 »
Estou de olho no projecto ;)

Força.

Offline senso

  • Global Moderator
  • Mini Robot
  • *****
  • Mensagens: 9.390
  • Helpdesk do sitio
Re: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« Responder #7 em: 04 de Março de 2013, 10:57 »
Eu ia para um driver de stepper mais potente e avançado, que faça micro-stepping, e um stepper Nema23, a fazer ai 1:32 micro-passos, e consegues mais precisão no movimento, não esquecer que não se pode apenas adicionar carretos ad infinitum sem ter um bom binário.
Avr fanboy

Offline Astrodude

  • Mini Robot
  • *
  • Mensagens: 12
Re: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« Responder #8 em: 04 de Março de 2013, 11:00 »
A minha dificuldade de momento prende-se em escolher o material, nomeadamente as engrenagens. A parte das reduções é fácil, já escolher os materiais e as especificações, ui ui.

Entretanto estive a pensar e os primeiros passos vão ser construir um protótipo da estrutura em madeira e tentar montar a electrónica da engenhoca. Para a segunda fase estou na parte de orçamentação, mas basicamente estou a pensar (como não tenho mesmo nada disto, só tenho ferramentas):

1. Arduino Uno
2. EasyDriver x 1
3. Breadboard
4. Fios (recomendações aceitam-se)
5. Motor Stepper 400 steps/rotação

A questão das engrenagens preocupa-me quanto a dois factores: A precisão que as mesmas possam ter no corte (não me parece que vá gastar €€€€ em engrenagens) e a resistência das mesmas.

Quanto ao arranjo, estou a pensar em ir para uma combinação de sem fim com roda de coroa acoplada a uma roda dentada de 100+ dentes ligada ao eixo a motorizar, e usar o EasyDriver para fazer o microstepping ao ritmo necessário, via Arduino.

Como  isto apenas tem de rodar numa direção, e a máquina vai ficar assente num apoio que lhe permite apontar para onde quiser, o facto de só ter um sentido de marcha não incomoda, e o não ser reversível até ajuda, suponho.

Novamente, sugestões aceitam-se.

@senso: podes sugerir-me modelos específicos, sou um bocado nabo nisto, e estou a tirar ideias do que já vi feito

Offline filipe89

  • Mini Robot
  • *
  • Mensagens: 163
Re: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« Responder #9 em: 04 de Março de 2013, 13:46 »
Ok consigo adiantar algum trabalho disso, fiz uma cena do género em low cost, anda para ai um topico disso meu, tenho um atmega328 uma bussula digital e um acelarometro, de forma a dar-me azimute e altitude. tudo isto a comunicar com o stellarium. logo ou amanha já digo mais alguma coisa.

tem: LCD
ligação PS2 (teclado)
ligação bluetooth (canal serie para ligação sem fios ao stellarium)
ponte H a controlar os motores de azimute e altura
DC-SS503V100 (bussula)
e um acelarometro que não sei dizer a referencia agora.

este projecto tem erros, erro de 0,5 graus +- e estou sempre a medir em ralação aos periféricos, agora se fizeres várias médias ficas com o norte celeste certo, depois disso usas motor passo a passo para a precisão
« Última modificação: 04 de Março de 2013, 13:51 por filipe89 »

Offline Astrodude

  • Mini Robot
  • *
  • Mensagens: 12
Re: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« Responder #10 em: 04 de Março de 2013, 14:26 »
Ok consigo adiantar algum trabalho disso, fiz uma cena do género em low cost, anda para ai um topico disso meu, tenho um atmega328 uma bussula digital e um acelarometro, de forma a dar-me azimute e altitude. tudo isto a comunicar com o stellarium. logo ou amanha já digo mais alguma coisa.

tem: LCD
ligação PS2 (teclado)
ligação bluetooth (canal serie para ligação sem fios ao stellarium)
ponte H a controlar os motores de azimute e altura
DC-SS503V100 (bussula)
e um acelarometro que não sei dizer a referencia agora.

este projecto tem erros, erro de 0,5 graus +- e estou sempre a medir em ralação aos periféricos, agora se fizeres várias médias ficas com o norte celeste certo, depois disso usas motor passo a passo para a precisão

Isso é giro. Eu não preciso de ligação ao Stellarium (safo-me bem a apontar sozinho para o céu), e considerando os meus conhecimentos limitadíssimos de eletrónica, quanto mais simples melhor. Contento-me com uma precisão aceitável para a maior objetiva que planeio usar, uma acromática de 400mm f/6.3 (eu disse que era forreta).

0,5º não é nada mau para um sistema GoTo caseiro (ou seja, que se aponta sozinho ao objeto da tua escolha no Stellarium ou outro programa) onde depois refinas o centro à mão, mas é demasiado amplo para fotografia. Para dar uma ideia a quem não virado para astronomia, 0,5º equivale à Lua ou ao Sol em termos de ângulo.


Para terem uma ideia do que esta lente faz quando agarrada a um CCD de jeito (a minha ficou em €30 no EBay), devidamente alinhada e numa montagem decente, deixo-vos esta imagem , de 2x240s de exposição:



(não é minha, e se algum dia tirar uma parecida ficaria MUITO contente)

Online jm_araujo

  • Mini Robot
  • *
  • Mensagens: 2.127
  • NERD!
Re: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« Responder #11 em: 04 de Março de 2013, 15:50 »
Não sei se já conheces, mas há uma montagem low cost muito usada em astrofotografia, com montes de exemplos DIY na net.
Procura no Google por "barn door tracker".


Offline Astrodude

  • Mini Robot
  • *
  • Mensagens: 12
Re: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« Responder #12 em: 04 de Março de 2013, 15:57 »
Não sei se já conheces, mas há uma montagem low cost muito usada em astrofotografia, com montes de exemplos DIY na net.
Procura no Google por "barn door tracker".



Conheço sim. aliás, a ideia começou por aí. O problema das montagens Scotch ou Haig, ou "barn door" (à americana) é que funcionam muito bem para fotografia "wide field" (digamos objetivas até 100mm), mas a partir daí já não são tão boas. O máximo recomendável para essas montagens creio que são 200mm, e mesmo assim só por alguns minutos.

Há versões motorizadas dessa montagem que se podem fazer com mais ou menos os mesmos recursos desta, mas depois sofrem de um erro de tangente (pela forma como são construídas) ou então é necessário complicar o desenho para o evitar.

Em todo o caso, obrigado pela dica.

Offline metRo_

  • Administrator
  • Mini Robot
  • *****
  • Mensagens: 3.726
Re: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« Responder #13 em: 04 de Março de 2013, 17:00 »
Eu ia para um driver de stepper mais potente e avançado, que faça micro-stepping, e um stepper Nema23, a fazer ai 1:32 micro-passos, e consegues mais precisão no movimento, não esquecer que não se pode apenas adicionar carretos ad infinitum sem ter um bom binário.

Tens algum driver de stepper que recomendes?

Offline senso

  • Global Moderator
  • Mini Robot
  • *****
  • Mensagens: 9.390
  • Helpdesk do sitio
Re: Montagem para astrofotografia - Ajuda é bem-vinda
« Responder #14 em: 04 de Março de 2013, 17:05 »
Tens estes bichinhos da TI, mas o microstepping terá de ser com um micro-controlador :(
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8828.pdf

E App-note sobre micro-stepping:
http://www.ti.com/lit/an/slva443/slva443.pdf
Avr fanboy