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2016年3月 4日 (金)

SP赤道儀用一軸制御コントローラの改造(準備/SP赤道儀の追尾精度の検証)

SP赤道儀用一軸制御コントローラの改造について(8号機)についてです。

8号機は6号機の機能(カメラのシャッターコントロールとそれに伴って必要なボタン及びLCDキャラクターディスプレイ)を削除するものですので、コントローラの基板は転用の形となりそれほど手間をかけずに済みます。

そこで、SP赤道儀用一軸改造版(ポタ赤化とはいいにくい大きさ)での追尾精度について検証してみました。

検証環境は、
ガイドスコープ φ60mm F240mm
ガイドカメラ     QHY5L-II
ガイドソフト    PHD2
を載せて(撮影用カメラは載せず)、赤道上の子午線付近にセットして、若干の東側ウェイトで行ってみました。

テストでは、北極星が望めませんので、PHD2のドリフト機能を使い極軸をセットした上で、ガイドをオフにして追尾精度を記録しました。

まず、未調整での追尾精度です。

Photo4回分のデータについて、ある程度位相が揃うように並べています。
ログファイルの「RARawDistance」を使っていますので、+側に振れた場合追尾遅れを示しています。

このグラフを見ると、
・ピリオディックエラーは大きい(±30秒?)が、グラフ毎の個々の凹凸は、結構相似していること。
・全体として右上がり傾向で、追尾速度が遅くなっている。
・近似直線でみると、0.028秒/秒(1.67秒/分)程度速度が遅い。
ことなどが見て取れます。

そこで、まず、この追尾速度の調整からすることにしました。

モータコントローラは3号機以来、同じ手法によっていまして、モータドライバ(L6470)のステップモードを使用し、モータの回転速度は、PIC12F629(20MHz動作)のTimer1割り込みを使って、TMR1レジスタの初期値を設定し、割り込み間隔を調整して一定の周波数で発生させたパルスによって制御していますので、このTMR1レジスタの初期値をわずかに増減させて試してみました。

調整値を入れた結果が次のグラフです。

1今度は、過修正で、0.042秒/秒(2.50秒/分)速くなってしまいました。

この時はTMR1レジスタの初期値を+30していますので、両方の結果から+12でほぼ速度誤差がなくなるものと考えられます。

駆動用パルスの周波数については、正確な周波数カウンタを持っていませんので、テスタと簡易型オシロスコープで0.1Hz単位で見ていました。

パルス周波数は
計算値(設定値) = 85.57Hz              
テスタ計測値     = 85.5Hz
で、漠然と合っているだろうと思っていたのですが、実は、駆動用パルスの周波数の0.1Hzの誤差は、1.04秒/分の速度差となり、赤経軸の1周期(10分間)では10秒の誤差となって現れることになります。

改めて微妙な世界であることを痛感しました。

上記の速度誤差を修正するためのTMR1レジスタの「+12」については、実は、こうしたクリティカルなパルスを割り込み処理でつくる際には当然考慮しておくべき、PICの割り込み処理においる必要なCPUクロック分だと思われます。

取りあえず、総体的な追尾速度についてはこれで解決するものと思っていますが、ピリオディックエラーが大きく、かつバラツキもありますので、次の段階に進む前に、SP赤道儀の分解・調整をやり直してみます。

今回から、ガイドフソトとしてPHD2を使っていますが、前にちょっと使ってみてPHDに比べ設定項目が多くとっつきにくかったのですが、今回の検証作業で、実用上支障が内程度まで習熟でき、PHDより使い勝手がよいことがわかりました。

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