Autor Tema: Cómo computarizar un telescopio dobsoniano a bajo costo con Arduino  (Leído 4427 veces)

Vladimir

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Los astrónomos aficionados desean saber a dónde está apuntando su telescopio. Por ésta razón, muchos telescopios comerciales vienen equipados con sistemas "push to" o "go to", que con frecuencia se basan en encoders ópticos de alta precisión conectados a la montura del telescopio, y una consola con una base de datos de Miles de estrellas y objetos estelares.

También existen kits comerciales (llamados DSCs) que un propietario de telescopio puede comprar para adaptar a su telescopio existente y así darle capacidad "push to" que permita saber a dónde está apuntando y conectarlo a un software de mapa estelar (Stellarium, SkySafari) en un PC o tableta. Éstos Kits comerciales suelen costar varios cientos de dólares.

Éste proyecto es una implementación de un sistema DSC que evoluciona de mis proyectos anteriores, en el que se usa un encoder óptico de bajo costo, poleas GT2 y un acelerómetro para lograr un sistema DSC integrado e inalámbrico de muy bajo costo.

Éste DSC logra lo siguiente:

  • Otorga funcionalidades "Push To" (no GoTo) al telescopio, para poderlo guiar con precisión usando una computadora o tablet, reduciendo a segundos el tiempo necesario para encontrar cualquier objeto, sean estrellas, nebulosas o galaxias.
  • Fácil y económico de construir, para un cacharrero o un entusiasta de Arduino.
  • Puede instalarse en cualquier telescopio dobsoniano, incluyendo los mini-dobs de sobremesa.
  • Alta resolución y alta precisión: 10.200 cuentas por revolución, muy comparable a las 11.748 CPR de los telescopios SkyWatcher goto.
  • En lugar de una consola de control cableada con teclado, éste sistema de comunicación vía WiFi con aplicaciones Android/iOS como SkySafari 5 plus, DSO browser, y otras.
Mi prototipo es una versión removible instala en mi telescopio Zhumell Z114 (mini-dob):
 


En la imagen puede verse el acelerómetro, cerca del centro del tubo del telescopio, las poleas en la base y el encoder a la derecha. Puede verse que he usado una tenaza de carpintero para sujetar el encoder en la posición requerida para mantener la tensión en la correa GT2. De ésta manera, el DSC es fácil de desinstalar sin dejar marcas permanentes en el telescopio.
 

Lista de partes:

USD$3.05   Placa de desarrollo NodeMCU ESP8266 (version 12E) (link)
USD$4.20   Acelerómetro LSM303DLHC (link)
USD$17.99 Rotary Encoder Signswise 600p/r 5 a 24V (link)
USD$9.99   Polea GT2 de 85 dientes, eje de 10mm (link)
USD$0.82   Polea GT2 de 20 dientes, eje de 6.35mm (link)
USD$1.05   Correa GT2 (el tamaño depende del telescopio), Yo usé una de 400mm para mi Zhumell Z114 (link)
Subtotal de partes: USD$37.1

Agrega un poco de soldadura, cables, una fuente de poder de 5V, un par de resistencias y tornillos para ajustar el encoder a la base de la forma que prefieras. Un entusiasta o cacharrero puede construír éste sistema DSC por mucho menos dinero que lo que cuestan dos encoders de alta resolución y una consola DSC comercial Nexus.
 
La clave para ésta nueva versión de mi sistema DSC es el uso de un encoder óptico de bajo costo para el eje azimutal. El encoder de USD$17.99 que uso tiene has 600ppr, que usuando decodificación de cuadratura producen 2400 conteos por revolución, que no sería una precisión suficiente para un buen sistema DSC, pero usando las poleas GT2 de 85 y 20 dientes (para una relación de 4.25 a 1) logramos tener 10200 conteos por revolución en azimuth, por una fracción del costo de un encoder de alta resolución/10k.

Así se instalan las poleas y la correa en la base del telescopio:



Para reducir costos y simplificar la instalación, el eje de altitud manejado con un acelerómetro de alta resolución, el LSM303DLHC que tiene más que suficiente resolución para equipararse al encoder azimutal.
 
El microcontrolador es un muy económico ESP8266, específicamente el nodeMCU que resulta tolerante a las entradas de 5V desde el encoder. Se puede usarse cualquier fuente de poder de 5V que de al menos 500mA. Yo estoy usando un power bank:



La caja grande es el power bank, la caja pequeña aloja el circuito principal con el ESP8266.
 
Para usarlo, sólo conectas tu tableta al access point WiFi created por el dispositivo, configure SkySafari 5 Plus (o Deep Sky Browser, u otro programa) para que se conecte a la dirección IP del dispositivo (por default es: 1.2.3.4 puerto 4030), selecciona "Basic Encoders" como tipo de telescopio, y listo! SkySafari ya está conectado al telescopio.

Circuito

El circuito es muy, muy sencillo:



Puede simplificarse alimentando el LSM303DLHC de la fuente de 5V usando en conector Vin en lugar del conector 3V3. Yo uso el 3V3 (alimentado el puerto 3V3 del ESP8266) porque reuso el sensor en otros proyectos.


He usado éste circuito DSC exitosamente en mi telescopio Z114, y la resolución y precisión no tienen nada que envidiarle a la de mi montura Skywatcher Virtuoso (goto).

El código fuente para el microcontrolador debe compilarse usando el entorno de desarrollo Arduino, y lo he publicado en GitHub.

« Última Modificación: agosto 27, 2017, 10:07:59 pm por Vladimir »