OnStep on NES赤道儀

2016年1月5日火曜日

あけました!おめでたい!
今年も星を観る!!

天文熱再発中・・(+_+)の主であるリュウさんご紹介OnStep と言う赤道儀コントロールソフトを少しずついじっていました。
OnStepは簡単に言うと、ステッピングモーター駆動化された赤道儀を自動追尾、自動導入するための制御プログラムです。
NES赤道儀のモーターに元々ついてたコントローラ Q.M.D. TWIN CONTROL BOX をそっくり置き変えて、しかも自動導入とオートガイドI/Fまで付けてしまおうという目論見です。

マイコンチップを使って自作コントローラーを作っておられる方も多いと思います。自動追尾の仕組み自体は簡単なのですが自動導入となると敷居が高くなります。
OnStepは核となる部分にLX200プロトコルサーバーがあって、シリアル通信をつかったコマンドで駆動系を制御することが可能になっています。
また、モータードライバさえ用意すれば、ほぼどのような赤道儀でもコントロールできるはずです。
  • 恒星自動追尾
  • 天体への自動導入
  • フリー。改造し放題
  • モーターなど駆動環境に合わせてパラメータが設定できるので対応環境が広い
  • シリアル通信による外部アプリからの制御が可能
  • オートガイドI/F
  • 既存のLX200プロトコルを使用するアプリならほぼそのまま使用できる
これだけできれば、自作コントローラをわざわざ設計する必要はありませんよね。
今回使用した部品は、コアとなる Arduino Mega 2560とモータードライバモジュール、Bluetoothシリアルモジュール、電源で合計1万以下です。(モーターは別途)
ほとんどモジュール化された部品を組み合わせるだけなのでとても簡単。
すごい時代です。

で、正月休み、時間が取れたので動くところまで作りこみました。

CPUボードは Arduino Mega 2560互換ボードです。
この互換品が曲者で、最初組んだときシリアル通信がうまくいかないと散々悩みました。
リファレンスのピンアサインと現物を比較確認したところ、原因はシルク印刷のTXとRXが逆!!
そりゃ通信できへんわー(>_<)
他にもUSBコネクタが異様に硬いとかありますが、そのほかには特に問題なく動いてるし激安互換ボードなので許します(^_^;

モータードライバはリュウさんオススメのDRV8825を使用しています。
これイイですね。元のQ.M.D. TWIN CONTROL BOX の中身と比べるとその小ささがよく分かります。

BluetoothシリアルコンバータはRN-42です。
実はBluetoothシリアルとAdruinoのシリアルレベルが合ってません。5V->3.3Vだけ分圧してレベルコンバータとか入れない手抜き仕様(^_^;

写真はとりあえず1軸(赤径)だけテストで駆動している状態です。
スマホアプリのOnStep2を使えばBluetooth経由でコントロールできます。SkySafari4からのコントロールが可能であることも確認しています。

すごいなー。
旧型赤道儀でもモーター付ければこんなに簡単に外部制御できるようになるんだ。
まだまだ、捨てたもんじゃないです。

ちなみに、NES赤道儀のステッピングモーターは
三龍社 ギヤードモーター P43G
ユニポーラ, 12V, 24step, 100Ω, ギヤ比1/500
です。

ギヤ比が1/500と低いので高速回転に全く向きません。
実験で回してみると、せいぜい24倍速くらいが限界でそれ以上だと脱調して動きません。ハーフコイルのハーフステップ駆動でゼロ負荷だと遅れることなく赤道儀を回しているようです。
負荷実験はまた今度。

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