Hallo liebe Sternfreunde,
im neuen Jahr möchte ich hier mal beginnen, einzelne Komponenten meiner Balkonsternwarte vorzustellen. Auf dem Balkon steht eine LX200-Montierung auf einem kleinen Sockel. Das Gerät hatte 2013 einen Totalcrash in der Elektronik. Danach habe ich die Elektronik incl. der Servomotoren komplett entfernt und durch eine Eigenbau-Steuerung mit Schrittmotoren ersetzt. Den Tubus habe ich durch eine Experimentalplattform ersetzt. Die Steuerung des Gerätes erfolgt komplett durch eigenentwickelte Hard-/Software. Das ist im Einzelnen eine Handsteuerbox, sowie ein Konsolenprogramm, welches auf dem Laptop läuft. An dieser Stelle möchte ich damit beginnen, die Handsteuerbox vorzustellen. Wobei die Beschreibung der Box in drei einzelne Abschnitte gegliedert sein wird.
Vieles liegt in der Entwicklung inzwischen Jahre zurück, und so manches würde ich heute völlig anders machen. Nun, das Ganze läuft über die Jahre betrachtet außerordentlich zuverlässig, so dass ich da auch nichts daran ändern werde. Andererseits hatte ich von Beginn an auf Schlichtheit Wert gelegt.
Das Bild zeigt einen Blick ins Innere der Handsteuerbox.
Die Box ist Mikrocontroller-gesteuert. Der Prozessor ist ein ATMega8 (in einer PDIP-28-Variante, quer verbaut in einer Fassung). Das dazugehörige Programm ist in Assembler-Sprache geschrieben. So konnte ich gewährleisten, dass die Ressourcen des Prozessors (µC) optimal genutzt werden.
Der zweite Schaltkreis im Bild ist ein RS232-Pegelwandler für den Anschluss an die serielle Schnittstelle des Laptop. Diese Pegel müssen auf die 0V/5V-Pegel des µC angepasst werden.
Weitere Peripherie sind lediglich die Tasten und Schalter (Ein/Aus - Geschwindigkeit - Richtungstasten) sowie die Betriebs-LED. Ein ST4-Anschluss ist seitlich vorhanden.
Alle übrigen Funktionen der Box werden als Befehle vom Konsolenprogramm (Laptop) an die Box übermittelt. Der Befehlsaufbau folgt im Wesentlichen dem LX200-Protokoll als Zeichenkette. Zum Beispiel steht das Befehlkonstrukt " :Mw# " für: "Starte Bewegung mit aktueller Geschwindigkeit in westlicher Richtung." Der ":" kennzeichnet den Beginn eines Befehles, "#" das Befehlsende. Die Steuerung "versteht" die nachfolgend genannten Grundbefehle: M - Starte Bewegung; Q - Stoppe Bewegung; R - Setze Geschwindigkeit; F - Fokussierbefehle; J - Setze n/s-Backslash; K - Setze Rampenfaktor; L - verschiedene PEC-Befehle sowie V - Auswahl einer Montierung.
So sind zum Beispiel im dritten Byte der Befehlszeichenkette für die Fokussierung folgende Angaben möglich: "+" - starte Fokus rein; "-" - starte Fokus raus; "Q" - stoppe Fokusmotor; "G" - Fokussierung grob; "F" - Fokussierunng fein.
Der Rampenfaktor gibt die Beschleunigung der Schrittmotoren bei hoher Geschwindigkeit vor.
Die Platine ist vom Entwurf bis zur Fertigstellung in Eigenregie entstanden, also Platinenentwurf, Belichtung, Entwicklung, Ätzern, Bohren, Bestücken - fertig!
Abschließend möchte ich noch die Bestimmung der Schrittfrequenz im Tracking-Betrieb zeigen (Sonnennachführung!):
Beim LX200classic gelangt die Motorwelle über ein 1/60-Vorgetriebe auf die Schnecke. Die Schnecke greift in das Hauptzahnrad mit 180 Zähnen. Pro Tag gibt es genau eine Umdrehung des Hauptzahnrades. Das sind 180 x 60 = 10800 Umdrehungen der Motorwelle je Tag, oder 7,5 Umdrehungen je Minute. Die Schrittmotoren laufen im Halbschrittbetrieb mit 400 Schritten pro Umdrehung. Daraus folgen dann 7,5 x 400 / 60 = 50 Schritte je Sekunde. Das sind exakt 50Hz für die Sonnennachführung. Die Sternnachführung läuft geringfügig schneller. Die Schrittfrequenz ist hier 50,136895Hz. Und für die Mondnachführung: 48,322147Hz. Das sind die drei Sollfrequenzen beim Tracking. Im nächsten Teil werde ich versuchen zu beschreiben, wie die Ist-Frequenzen realisiert werden. Durch Vergleich von Soll und Ist kann man dann auch den systematischen Fehler in der Frequenz gut bestimmen.
Ich wünsche euch viele schöne klare Nächte
Micha