09 自作小物(カメラ) Feed

2016年4月 7日 (木)

三カ月間の成果・・・・・・

昨年の12月中旬の遠征以来まともに撮影していない期間が3カ月以上になってしまいました。
5月の連休が待ち遠しい毎日ですが、はたして天候にめぐまれるかどうか・・・・・。

この三カ月間、ひたすら機材の改造などでお茶を濁してきたのですが、手がけたものもほぼ完成形に近づいてきました。

まずは、GPD赤道儀用コントローラ(7号機)です。 私としては非常にコンパクトに仕上がったと思っています。

20160401_33047号機本体コントローラ外観

20160401_3310同内部(ぎゅうぎゅうです)

20160401_3307同 コネクタ部(シールが不揃いなのはご愛嬌??)

20160401_33137号機 手元コントローラ

ステッピングモータドライバーは、結局秋月電子製の品切れ状態に待てなくなり、ストロベリーリナックス製としました。

※現在は、秋月電子製の品切れは解消されたみたいです(先日いったときには店頭にはありませんでしたが)。

現在、ソフトウェアのブラッシュアップ中で、主に天体導入補助機能について機能の改善を目指しています。

※先日書いたOnStepのASCOMドライバーについては、通信手順が思った以上に煩雑で、苦労しても効果はそれほどではないかと中断しています。

次は、SP赤道儀改造の一軸制御コントローラ(8号機)です。

20160401_33028号機コントローラ外観

20160402_3314同 内部

これは、7号機以上にコンパクトになりましたが、実はモータドライバーをモータ横の部分に追いやっただけのことです。
これで、極軸調整用に追加したボルトとも干渉せずにとりつくはずです。

実際の取付には、タップ立てやアルミ板の切断が必要ですので、自宅に帰ってからの作業になります。

最後は、D5000のバルブ撮影をdigiCamControlで制御するたの外部トリガー用USBリレーボックスです。

20160401_3300USBリレーボックス外観

20160401_3299同 内部

前回の掲載したものから作り替え、当初のケースに納まり、結構小さくなりました。

連休までの作業は、SP赤道儀のPEC機能を使った追尾精度の検証ですが、これは天候次第となります。

2016年3月28日 (月)

digiCamControlの外部トリガー用リレーボックスの製作

PDH2でのディザリングを調べていたら、以前書いたニコンカメラをコントロールできるフリーソフトのdigiCamControlとの組合せで自動ディザリングができることがわかりましたが、私の天体写真撮影の主力機のNikon D5000がdigiCamControlでのバルブ撮影に対応していない(USB経由でのバルブ撮影コマンドがない)ので、利用はできないものと思っていました。

しかし、さらに調べてみると、digiCamControlには外部トリガーを使用するための仕掛けが用意されており、USB経由で可能となることがわかりました。
その接続方法は、下図のとおりです。

Photoこれ用の外部トリガー用リレーボックスに相当するものとして、digiCamControlのホームページにも対応製品の紹介がありますが、簡単そうなので自作してみました。

digiCamControlの設定は、「setting」の「Devices」を選択し、「add」をクリックして、下の画面で新しいデバイスを登録します。

Digicamcontrol_deviceConfiguration na・・・適当な名前を入力
Driver・・・・・・・・・・・・・・USB Relay Releaseを選択
Com port・・・・・・・・・・・有効なポートを選択
Init sequence・・・・・・・適当な数値を16進数で入力①
Shutter On・・・・・・・・・・適当な数値を16進数で入力②
Shutter Off・・・・・・・・・・適当な数値を16進数で入力③
でOkをクリックすれば、デバイスの登録は終了です。

天体写真モードで「EXTERNAL SHUTTER RELEASE」でUse configuを設定したデバイスを選択し、Enableにチェックを入れれば、動作するようになります(下の画面)。

Digicamcontrol_device2実際のシャッター動作では、シャッターオン時に上記で入力した①②のデータが送信され、シャッターオフ時には③のデータが送信されます。

これをArduinoのシリアル通信で受けて、シャッターを開閉するリレーを動作するようにすればよいことになります。

これを最近使い慣れているArduino nanoで動作させるようにしてみました。シリアル通信ができればなんでも良かったのですが・・・。

スケッチ(プログラム)は非常にシンプルで、LEDチカチカに毛の生えた程度です。

--------------------------------------------------------------------------------------------
// リレー接続ピン
#define RELAY_1             4
// モニターLED接続ピン
#define RED_1                2
#define INIT_CODE1   0x51
#define INIT_CODE2   0x00
#define SHUTTER_ON  0x41
#define SHUTTER_OFF 0x40

void setup() {  
     Serial.begin(9600);  
// USB接続では、この待ちルーチンが必要
     while(!Serial);
     pinMode(RELAY_1,OUTPUT);
     pinMode(RED_1,OUTPUT);
}

void loop() {
  unsigned char val[4];
  int              i,n;
  n = 0;
  while(1){
       while ( Serial.available() > 0 ) {
          val[i] = Serial.read();
          n += 1;
       }
       if ( n != 0 ) {
          // シャッター開動作
          if ( (val[0] == INIT_CODE1) && (val[1] == INIT_CODE2) && (val[2] == SHUTTER_ON) ){
                 digitalWrite(RELAY_1,HIGH);
                 digitalWrite(LED_1,HIGH);
          }
          // シャッター閉動作
          else  if ( val[0] == SHUTTER_OFF ){
                 digitalWrite(RELAY_1,LOW );
                 digitalWrite(LED_1,LOW);
          }
          n = 0;
      }
  }
}
------------------------------------------------------------------------------------------------

でも、最初setup()の「while(!Serial);」の待ちルーチンが必要だということが分からず、1回目の動作部分の通信データが取れなかったり、データの先頭0x51が取れなかったりと動作が不安定でした。

Arduino IDEのスケッチ例を見てみたら、この注意書きをみつけました。
この待ちルーチンを挿入すると、嘘みたいに安定して全てのデータが受信できました(当然なんでしょうが)。

このリレーボックスの出来上がりの写真です(用意したボックスに納まらず裸のままです)。

20160328_3297Arduino nanoを使うまでもなかったのですが、これだけでUSB経由のシリアル通信が出来ること、互換品ですので750円と安いことから、まあーいいかです。

これで、天体写真メイン機のD5000でもdigiCamControlでの撮影が可能になり、PHD2と連携してディザリング撮影もできることになります。

でも、実際の撮影で有効かどうかは試してみるまでわかりません。

それと、この撮影方法では、USBが3ポート(PHD2,digiCamControl,リレーボックス)必要になりますが、私のレッツノートは2ポートしかありませし、せっかくコントローラの7号機でケーブルの整理をしたはずなのに、またまたケーブルが増えてしまいます・・・・・。

ですから、作ってはみたものの実働するかどうかは未定です。

実は先日コメントいただきましたリュウさんのブログで、OnStepと言う望遠鏡コントロールソフト(Arduinoベースでプログラムはオープンソース)を知り、そのASCOMドライバを使えば、自分のコントローラでも自動導入ができるのではないかと思ったこともあって、Arduinoでのシリアル通信にトライして見たわけです。

最初はうまく送信されてくるデータを拾えませんでしたので、半ばあきらめたけていたのですが、先に書いた待ちルーチンできっちり受信できるようになりましたので、試してみる素地は出来上がりました。

まあ、これについては、おいおいと進めることにして、また別の機会に書きたいと思います。

2015年11月26日 (木)

BKP150 改造(4) 結露対策

改造とはいえませんが、BKP150の結露対策です。

ヒータを使った結露対策用品は既に4本持っていますが、反射望遠鏡へは適用できないので、新たに乾燥空気を使う装置を取付ました。

まず、乾燥空気を送り込むエアポンプについては、Webでの評判を参考に、ある程度吐出容量と運転時間に余裕を持たせるべく、乾電池式 Hapyson YH-735Cを選択しました。

Photoこのエアポンプは、吐出量が強1.3L/分、弱0.6L/分の二段切替で、単1乾電池2本を使用します。

単1乾電池は、前にナノトラッカーの電源用に買ったエネループがありますので、単3乾電池3本を入れて単1乾電池として使えるケースを購入して使用することにしました。

台所用品のシール付きタッパにシリカゲルを入れて乾燥空気製造ボトルとしています。

BKP150への送風は、外径φ6mm用クイック継手(PT1/8ネジ付きL型)を使用し、PT1/8ネジ(下穴はφ8.1mm)を主鏡セルの底の部分にタップでねじ切りして取り付けています。

20151123_2631_3

※PTネジ1/8とは、通常のボルトネジとは違い、所謂ガス管(SGP配管)の規格で、PTはテーパーネジを意味しています。1/8(一分と通称)は外径10.5mm(内径6mm)のガス管となります。

BKP150の主鏡セルは底の部分が大きく空いていますので、この部分からの光の進入防止も兼ねて低発泡ウレタンのシートで穴を塞いでいます。

ポンプに付属しているセラミックストーンは縦型で用意したシリカゲル容器(取扱やすいよう口広のものにしました)に収まりが悪いので、円形の平型に変更しています。

20151123_2632

今回の製作で気づいたことがひとつ。

水槽用品のエア配管部品にはホースを含め、径についての記載がありません。
別途アマゾンから買ったチューブは、0.6cm×5mの記載がありました。 すべて同径だと思っていたのですが、さにあらず。

まずエアポンプに付属してしたチューブは、ホームセンターで買った水槽用品のニップルに適合しています。
ただし、外径は6mmより若干大きいようです。

空気挿入口として使っているφ6mm用クイック継手にはエアポンプ付属のチューブは嵌まりません。
別途購入のチューブ外径6mmの表記どおり、当然ながらぴったりと適合し、抜き差しも簡便です。
ところが、ホームセンターで購入した水槽用品の継手(ニップル)は、逆にポンプ付属のチューブにはちょうど適合していますが、別途購入のチューブはきつく(内径が小さい)、抜き差しはできないくらいです。

どうも水槽用品のサイズは、エア工具類などの規格とはチョット違う見たいです。

さて、肝心の効果ですが、22~23日にかけてぶっつけ本番でやってみたところ、鏡筒を含めべったりと露がつく環境でしたが、一晩をとおして、主鏡、斜鏡とも結露はしませんでしたので、効果は十分ではないかと思っています。

あとは、フードを作成して万全を期したいと思います。

2015年11月 6日 (金)

クローズアップレンズを使ったBKP150用コマコレクタの作成

前回に書いたようにケンコーのACクローズアップレンズをコマコレクタの代用にする件ですが、ニコン用のT2リングでは、適用出来ないことに気づいて唖然としたわけですが、今回なんとかなりましたので、それについて書いておきます。

用意したのは、天文ハウストミタの48mmカメラマウントとM48-2インチスリーブ(短)と言うものです。

20151101_2477 これがM48-2インチスリーブ(短)ですが、すでに途中で切断した後の写真です。

これには、主鏡側にM48のネジが切ってあり、ここにギリギリACクローズアップレンズが入ります。

最初は、ここにクローズアップレンズを取り付けてみたのですが、バックフォーカスが長すぎて、全くピントが合いません。

そこで、途中で切断し、方向を逆転させて取り付けることを試してみました。

このままでは、48mmカメラマウントへの取付はゆるゆるとなるので、レンズの固定を兼ねて、52mm→48mmステップダウンリング48mm→52mmステップヲップリングを噛ませ、48mmカメラマウントへ取付けました。

使った部品です。

20151101_2482※写真中の文字は48mm→52mmステップアップリングの間違いでした。 

構造は、下図のとおりです。

1

※図中の文字は48mm→52mmステップアップリングの間違いでした。 

組み付けが終わった姿です。

20151101_2490 固定は、写真のようにイモネジをM3ネジに取り替えました。
52mmのリングでも若干あそびがありますので、できるだけセンターになるよう3点のネジで調整しながら取り付けています。

さて、実際に望遠鏡に取り付けてみると、わずかにピント位置が主鏡側すぎて、合焦しません。
そこで、主鏡を5mm程度前へ移動したところ、5mm程度の余裕を残し、めでたく合焦しました。

早速、試写したのですが、唯一のチャンスであった11/3日の夜半までの空の状態は最悪で、晴れているにも関わらず霞がかかったように透明度が悪く、満足な写真が撮れませんでした。

一応前回のコマコレクタなしと今回のコマコレクタ有りの写真を比較しておきます。

Photo コマコレクタなし(撮影D5000)

Photo_2 コマコレクタ有り(撮影D7100)

撮影カメラが違うなど、全くの同一条件ではありませんが、コマコレクタの効果は確かに認められます。

ただし、左上の部分だけはコマ収差が目立っており、光軸の狂い、あるいはスケアリングの狂いがあるものと思われ、さらに調整が必要みたいですが、とりあえずはこれでよしとします。

費用は、
・ACクローズアップレンズNo.4(49mm)・・・ 1,745円 
・T2リング・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・  1,709円
・48mmカメラマウント・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2,500円
・M48-2インチスリーブ(短)・・・・・・・・・・・・・・・2,500円
52mm-48mmステップダウンリング・・・・・・   390円
・48mm-52mmステップアップリング・・・・・・・  390円
合計・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・8,844円

内、T2リングは使用しなかったので、7,135円の製品価格ですか? 。 

結果的には48mmカメラマウントを利用することで、T2リングでのケラレの心配はなくなりましたが、当初の目論見より2倍の費用がかかってしまいました。

<追記>

記事中で52mm→48mmステップダウンリングの記載はすべて48mm→52mmステップアップリングの間違いでした。
要するに、48mmオスねじ、52mmメスねじがついたリングが正しいものです。

52mm→48mmステップダウンリングは別の目的で両方を購入したので、勘違いしてしまいました。

<追記-2>

その後、口径変換リングについて調べてみました。
すると、今回私がやった方法は回り道だったみたいです。

48mmカメラアダプタは48mmメスネジが切ってあります。ACクローズアップレンズ49mmは、カメラ側が49mmオスネジです。
これを繋ぐ48→49mmステップアップリングがありました。
ですから、48mmカメラアダプタ、48→49mmステップアップリング、ACクローズアップレンズとつなげばいいことになります。

ACクローズアップレンズの外径が2インチドローチューブに入るかどうかギリギリみたいですが。

私の場合、よく点検せずACクローズアップレンズを外す際に、外枠を削って壊してしまっていましたから、この方法に気づいていてもつかえませんでした。

【教訓】
やはり、事前によく調べ、検討することが重要です。

2015年8月23日 (日)

パソコンの電源

PHD Guidingを使うためには、パソコンが必須となり、その電源の確保が必要になります。
通常ですと、12Vバッテリー → インバータ → ACアダプター → パソコンとなり、インバータで一端交流に変換し、その後ACアダプタでDC17Vに変換するため、それぞれで変換ロスが発生し、無駄な電力を使ってしまいます。
そこで、12Vバッテリー → DCDCコンバー → パソコンとすることで、ロスを少なくすることにしました。

適当な昇圧型DCDCコンバータを探して見たところ、「DCCSU3-35V」と言う製品を千石電子で見つけ、使うことにしました。

20150801_1515_2バソコン側端子は、使わなくなった「Let's Note CF-T2」のものを切断して使用しています。

DCCSU3-35Vは可変型ですので、これを調整し17Vで使用しています。

※どこで勘違いしたのか、正規のACアダプターの出力は16Vです。


定格は入力側が20V以下で75Wとなっていますが、電流計で計測したところ、PHDGuiding中で、12V入力で1~1.5A、18W程度と余裕を持って使用できるみたいです。

前回の撮影遠征で使用しましたが、特に問題なく動作しました。

2015年1月31日 (土)

D610用電源の製作

またまた、どうでもよさそうな小物を作ってしまいました。

D610にパワーコネクタ(EP-5B)を使って、私が天体写真撮影用のメイン電源にしている12Vバッテリーから、カメラ電源をとるためのアダプタです。

タイマー撮影をしていると、いつのまにかバッテリーがからになってしまい、途中で撮影されていない場面が往々にしてあります。

そこで、パワーコネクタ(EP-5B)を使えば何とかなりそうな感じでしたので、調べてみると、

パワーコネクタ用純正ACアダプターの電源は出力9V、4A程度。

パワーコネクタ(EP-5B)の端子は4ピンの特殊なものですが、実際は電源の2ピンのみの接続(コードも2芯)。

ということがわかりました。

20150131_36668パワーコネクタ(EP-5B)の接続端子を2.1mmジャックに変更したもの

これなら簡単!!と、3端子レギュレターを使い、端子を2.1mmジャックに代えて製作、但し9Vの3端子レギュレタが1.5Aのものしか手に入らなかったので、とりあえず、これで作りました。

製作そのものは、いたって簡単にでき、慎重にチェックしながら、D610に接続、シャッタを押すと、全く快調に動作しました。

しかし、連写すると3枚目でERR表示でそれ以上動きません。

一瞬、壊したかとひやりとしたのですが、いろいろ試してみた結果、結局電流不足が原因のようです。

まあ、これでも、通常の撮影(インターバル撮影等を含め)は正常に動作するので、これでも良かったのですが、どうもイマイチ感が残ってしまいました。

そこで、あらためて電流を増やしたものを作成することにしました。

いくつかの候補のなかから、SI-8008HFEを使ったスイッチング電源キット(秋月電子製)を使うことにしました。

最大5.5Aを流せるとのことです。

ただし、オリジナルは、高さが50mm以上となって、ケースが大きくなりそうなので、放熱板を背が1/2のものにし、電解コンデンサも背の低いものに載せ換えてスリム化をはかりました。

放熱板を1/2しても、定格ギリギリでの使用ではないので、特に問題にはならないと判断しました。

20150131_36663組立完了後の写真

これで、連写も含めすべてうまく動作するようになりました。

連写は結構な電流を食うんですね。

でも、ニコンのコネクタはなんでこんなに特殊なものを使うんでしょうか、それなりの理由があるんでしょうか。

でも、私の場合、ほとんどを2.1mmジャックにしていますので、差し間違えないよう十分注意しなければなりません。

 

 

2014年8月 9日 (土)

ケーブルレリーズ

お盆休みに向けて機材調整中ですが、試写中にケーブルを引っかけて、ケーブルレリーズの端子を壊してしまいました。

幸い、カメラ本体側は異常がなかったのですが、ケーブル端子は完全に引き抜けてしまいました。

新しくケーブル端子を調達するには、互換品のケーブルレリーズを調達して、端子とケーブルを使うわけですが、どうも新品を買って、すぐにケーブルを切断するのを躊躇していたところ、ヨドバシカメラで、こんな製品を見つけました。

20140809_33441

本体側端子を2.5mmミニステレオジャックでつないでいます。

今まで、MC-DC2の端子が特殊で、調達出来なかったのですが、このジャックなら調達可です。

大きなお世話かもしれませんが、普通の使用で考えた場合、こんなふうに分割する意味がわかりません。

いっそのこと端子付きコードとして販売してくれたほうが良かったのですが。

1700円と安ももの互換品なら2つ以上を買えますが、これなら、コードを切らずに済む他、延長コードも使用でき、私の目的にはピッタリです。

赤道儀のコントローラも、現行で特に不満はないのですが、赤道儀の駆動、タイマー、結露防止ヒータの温度コントロールと、撮影全般を一体化したものに変更すべく、製作中です。

今回は、やはりCでのプログラムのしやすさから、Arduinoの環境を使うこととし、ATMEGA326を使って、基板も新たにおこしました。

20140809_33445

感光基板の製作も大分慣れてきましたので、割と見れる基板になっていると自己満足しています。

あとは、お盆休み中の天候が良いことを祈るのみです。

2014年7月 1日 (火)

ナノトラッカーのコントローラの置き換え(その後)

ナノトラッカー用コントローラの完成形です。

Nano7ナノトラッカー購入後、そのピリオディックエラーをキャンセルする機能を持ったコントローラに置き換えるべく改造中でしたが、コントローラは完成したもののピリオディックエラーをキャンセルするための位相合せをやるための撮影がままならず放置状態でしたので、コントローラの詳細を紹介します。

(1)機能

・ナノトラッカーのコントローラ機能を置き換え、ピリオディックエラーをキャンセルするため1分毎に回転速度を微調整する。

・ピリオディックエラーキャンセル機能は、オン・オフ可能。

・1周期(約28分)の位相位置を秒単位で保持し、1分毎に回転数の調整値を変化させる。

・高速モードあり(40倍速)。

・D600/5000/7100をレリーズできるタイマーコントローラ機能を付加。

・タイマーコントローラは、ミラーアップ撮影、ディレイモード撮影の両方に対応。

・位相を示すカンウター数、タイマーコントローラの設定値は、デフォルト値として保存可能。

(2)構成

・コントローラ本体のマイコンは、ATMega 326

・基盤は新たに感光基盤で作成、回路・部品数を簡素化

・プログラムはArduino開発環境で作成

・バイポーラ型ステッピングモータコントローラは、秋月電子製L6270モータドライバーモジュール

・タイマーコントローラは、リードリレーを使用、ATMega 326で直接ドライブ

・ディスプレイは小型16字×2行の液晶キャラクターディスプレイ

・電源は1.2V×8=9.6V ニッケル水素電池

Nano5ATMega326用基盤部

Nano6秋月電子製L6270ドライバーモジュールを載せた状態

PhotoATmega326の基盤部分の回路図(回路図の作法がわかりませんので自己流です)

オリジナルのコントローラに比べ、大分大きくなりましたが、タイマーコントローラ付き、より長時間駆動可ということで納得しています。 いずれ、ピリオディックエラーのキャンセル機能を活かした実写を紹介できると思いますが、こればかりは天候との相談になります。

2014年3月 4日 (火)

ナノトラッカーのコントローラ置き換え(結果)

ナノトラッカーのコントローラ置き換えのその後です。


Arduino+L6470モータドライバーによるコントローラは出来上がったのですが、天候が悪く、なかなか調整が進みませんでしたが、一応の調整を完了した結果をやっと得ることが出来ました。
その結果は、次のとおりです。
前掲のものを比較のために並べてみました。

Nano_error2オリジナル時

Nano_errorD600+Ai Nikkor 135mm F11 ISO160 15secで撮影し合成し、ピクセルリサイズで切り出したもの。
上の写真で後半に像が欠落しているのは、雲に邪魔された分をカットした部分です。

ごらんのように、オリジナルでは33ピクセルの幅であったものが、7ピクセル程度と約1/5に収束しており、まずまずの結果と自己満足しています。

置き換えたコントローラの概要は、前回に書いたとおりなのですが、回転速度を規定するのにL6470のステップクロックモードを使用することにしていたのですが、Arduinoの割込によるパルス周波数の調整が構想のようにはうまくいかず、結局L6470のRUNコマンドによる方法に変更しました。

L6470のRUNコマンドは、回転方向と速度数によりなっており、L6470のデータシートによれば、回転速度は、
  回転速度(ステップ/sec) = 速度数×2(-28乗)÷250ナノセカンド
の式で、得られるとしています。

このときのステップは、マイクロステップではなく、本来のステップです。
ですから、前回求めた回転速度6.5ステップ/secを適用すると速度数は436となります。


これで、試験撮影を試みたのですが、結論から言うと、この速度では速すぎであり、実際は416(= 6.2ステップ/sec)でほぼ日周運動と同じという結果でした。


ギア比が推定であることもあるのですが、自作赤道儀の際も、この計算式より早くなっているのではないか疑ってもおります。


こうして求めた速度数を、28.72分周期で増減させてナノトラッカーのピリオディックモーションを打ち消す様にしました。


具体的には、29分を1周期とし、1分毎に速度数を変化させ全体として±10変化させることとしました。


ただし、この補正では、ナノトラッカーのピリオディックモーションと補正する速度変化の位相があっていないといけませんので、試写で位相を決め、開始時に位相を調整することにしています。


また、一度決めた位相を毎回調整する必要がないよう、撮影終了時(モータを停止した時)電源を切る前にEEPMROMにその時の位相を書込み、次回の起動時に読み込むようにしました。


あとは、これに見合う精度で極軸設定をする方法をどうするかですが、こちらの方が難問です。


まあ、この改造自身、あまり実用性のないお遊びの範疇ですから、気が向いたら続けるつもりです。


本当は、チャチなプラ製ギアボックスをやめて、自作赤道儀で使っているモータに換装し、ウォームギアをほぼダイレクトにステッピングモータで動かすよう改造したいところなんですが。


L6470のステップクロックモードと1/128マイクロステップを使えば、50回/日の超低速回転は実現できるし・・・・・。

それぐらいするなら、最初から自作したほうが早いですね(でも、あと数mmウォームギアのシャフトに余長があれば、間違いなくやってしまっていると思います)。

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2014年2月 8日 (土)

ナノトラッカーのコントローラの置き換え

今日は朝から雪か降り続き、首都圏は大雪です。

ベランダの手摺りには、10cmくらい積もっています。

割とさらさらの雪で風か強く屋根の雪は吹き飛ばされて、それほど積もっていません。

20140208_24447

部屋に閉じこもっていて、ナノトラッカーのコントローラを置き換えのための準備中です。

構想は、ArduinoをベースにL6470ステッピングモータドライバでコントロールし、ピリオディックモーション分の回転補正を加えれるようにしてみようかというものです。

まず、Arduinoは、既製品を購入すると3000円近くしますので、秋月電子の互換基盤で作ります。

USBシリアル通信モジュール以外では、1000円以下でできるのが味噌です。

Unoこの写真をとって気づいたのですが、三端子レギュレターの型番が7806になっています。

これは明らかに間違いで、7805を買って付けたはずなんですが、なぜか7806でした。

組み立てた時のチェックで6Vが出ているのでおかしいとは思っていたのですが、まさか部品がまちがっているなんて思いもしませんでした。

なお、写真のATMEGA 328P-PUは、Arduino用ブートローダ書き込み済のものですが、その後は、書き込み方法も習得できましたので、自分で書き込みもできるようになりました。

なお、X3等の端子は、この目的には使用しないので、デフォルトで短絡またはピンヘッダーを立てていません。

これに、LCDキャラクタディスプレイ、操作スイッチとL6470モジュールを接続するための基盤をArduino用ユニバーサル基盤を使いワイヤ配線したものを載せ、さらに秋月電子製のL6470ドライバーキットを載せました。

L6470

今回使用した秋月電子製のL6470ドライバーキットは、前に使ったストロベリー・リナックス製とほとんど同じですが、大きさが大きいこと、値段が1800円と安くなっています。

このL6470ドライバーの使い方は、赤道儀の自作で概要はわかっていたつもりだったのですが、今回、あらためてマニュアルを読み直し、試行錯誤した結果、その多機能ぶりに改めて驚かさせられましたし、間違った理解をしていたこともわかりました。

さて、肝心のナノトラッカーの内部構成ですが、

Nano2写真のように、バイポーラステッピングモータとギヤボックス、ウォームギア+ウォームホイールでなっており、モータからは4線が直接コネクタに出ています。

コントローラ側は、

Nano4

PIC18F1220を中心としたもので、バイポーラステッピングモータをコントロールしています。

ですから、簡単にコントローラを置き換えることができる構成です。

さて、ウォームギア+ウォームホイールのギア比が1/50であること、モータの駆動電圧が3~4.5V程度であろうこと、以外公表されていませんから、駆動するための諸元を探ることになります。

試行錯誤した結果、必要な諸元は、次のとおりと推測できました。

モータ 20ステップ/回転 18度/ステップ

ギアボックスのギア比 1/560(推定)

モータ駆動電圧は最高でも4.5Vと考えられますが、L6470ドライバーのモータ駆動電源の電圧は8V~45Vですので、高すぎるようですが、そこは、L6470の多機能さ、駆動電圧を設定できるので、コントロール用レジスタの値を、

KVAL_HOLD(停止中の電圧設定)

KVAL_RUN(定速回転中の電圧設定)

KVAL_ACC(加速中の電圧設定)

KVAL_DEC(減速中の電圧設定)

を0x40~0x60程度に設定すれば、モータ電源電圧12Vの時で、4.5V以内で駆動できます。

実際の駆動でも、脱調したり、熱を持つことなく駆動可能でした。

駆動方法は、回転速度の補正が可能でなければなりませんので、Arduinoからステップパルスを出力し、そのパルスで駆動するステップクロックモードし、パルスは、MsTimer2を使った割り込みで発生させます。

なんとかこの方法で可能なパルスの周波数は50Hz程度と想定し、このパルスで目的の回転数を得るようにしました。

1436min/day ×1/50 × 1/560 × 60 sec/min = 3.077秒/モータ回転数

モータ1回転には20パルス必要ですから

20 p/回 ÷ 3.077sec/回 = 6.500p/sec

これを50パルス/sec程度にするマイクロステップは

50 ÷ 6.500 = 7.692 ですので、1/8マイクロステップで動作させる

としました。

すると、

20 × 8 = 160pを3.077秒となるので、

160p/回 ÷ 3.077 秒/回 = 52.00p/秒 = 19.2msec/p

のパルスを出せるように設定することとしました。

割り込み時間を9msecで駆動すると若干早くなりますが、あとは、パルスを中抜きすることで調整・補正する余地をのこすことにしています。

あとは、実際に撮影、補正値の設定を繰り返し詰めていけばいいのではないかと思っています。

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