Комментарии 69
Как вариант, купить пруток и нарезать резьбу уже после гибки.
Удачных наблюдений.
Люфт практически полностью отсутствует в шарико-винтовой передаче с преднатягом, пока натяг не выбран, люфта не будет, а низкое трение качения позволяет делать натяг весьма значительным. Гнуть такие ШВП можно только с очень большим радиусом)).
Больше всего, вызывает сомнение шпилька на 6мм. Точность у неё, мягко говоря, не очень. Где-то гайка пролетает, а где-то ключ не мог провернуть.
Смажте шпильку машинным маслом (в качестве СОЖ) и шуруповёртом прогоните по ней лерку (плашку). В шуруповёрт зажимать шпильку! а то были прецеденты :-)
Не советую этот шаговый двигатель. У него (у редуктора в нем) люфт почти 10 градусов.
Делал (сделал https://habr.com/ru/post/412479/) 3D сканер. Пробовал с этим двигателем. Отвратительная точность и повторяемость.
Достаточную точность и повторяемость дает нормальный шаговый двигатель. Редуктор (понижающий) — ременной.
У шестеренок, тем более самодельных, то же приличный люфт.
Поскольку движение в одну сторону, то люфтами можно пренебречь.
Пренебречь можно всем. Смотря что хотите получить. Я намучился с этим шаговиком.
И с попытками выставить начальный 0. И с тем что шаг у него неравномерный по факту.
Все это для задач 3D сканера где требовалось на расстоянии 2 метра иметь равномерные отметки луча лазера с шагом ~2 мм.
Мне в принципе, все равно. Я поделился своим практическим опытом.
Поскольку движение в одну сторону, то люфтами можно пренебречь.
Я то же так думал, когда собрал сканер на этих шаговиках. Потом выкинул и поставил нормальные.
Но!!! он себя еле еле крутит. Или шаговик бракованный попался или он и правда такой.
Не бракованный.
Они действительно очень слабые. Особенно в режиме не полного шага.
Характеристикам, приведенным китайцами верить нельзя. Уже при нагрузке на валу 50 грамм на 3 см рычага (для наглядности из своих опытов) начинает пропускать шаги. Что существенно меньше заявленных. Существенно… раза в 3
12в от 5в сособо не отличаются по этому параметру.
Вашу конструкцию скорее всего не потянет даже без нагрузки (фотоаппарат).
У меня таких шаговиков много было… максимум — поворотная платформа с легкой камерой для видео наблюдения.
Берите
- нормальный шаговик типа Nema 17.
- плату управления типа A4988 (или аналоги)
- муфта. Обязательно. Иначе в Вашей конструкции будет подклинивать.
Не настолько уже это и дорого… Чем пытаться из г… на и палок что то соорудить. В конечном итоге дешевле выйдет.
И да… С нормальным шаговиком и платой в режиме 1/8 Вам похоже и шестеренки не нужны будут.
Полный шаг — 1.8градусов. режим 1/8 соответсвенно 1.8/8
Чудес не бывает.
28BYJ48 — дохлые и для таких задач не тянут.
Но, подозреваю, что более дешевый аппаратно вариант: управление коллекторным движком + энкодер.
Вам с ходу не дастся (PID алгоритм. Обратная связь по току обязательно, аппаратный декодер).
Так что… я бы рекомендовал нормальный шаговик с запасом по моменту. А блок питания на 12-24в 500ма — это рублей 300 всего. Было бы что экономить…
Или вообще от старого ноута. 12в это минимально. Шаговик током управляется. Т.е. любой БП от 12в и до максимально напряжения платы контроллера (вольт 30 кажется у A4988)
Типичный powerbank больше 2A не выдает (а китайские часто 1А с трудом).
Ток для шаговика формата Nema 17 должен быть не менее 300 мА на 12В. Иначе совсем дохло будет.
5В 2А ->80% КПД->12В * 0.6А
В принципе да… должно работать.
Но, если автор хочет автоном, то без снятия тока удержания никакой "батарейки" на долго не хватит. А если снимать ток, то при такой конструкции будет пусть и небольшой, но "откат"/проворот будет и будет накапливаться ошибка.
Я бы сделал на коллекторном движке с экондером и червячным редуктором. Если не требуется скоростные перемещения то PID коэффициенты подобрать просто и даже обратную связь по току можно не делать.
Главное учесть что для экодера нужно использовать аппаратную коррекцию дребезга. Иначе плыть координата будет.
Я же правильно понимаю, что суть "Астротрекера" — это позиционировать объектив как функцию от времени?
Т.е. в момент фотографирования должен быть строго определенный угол?
Это же не непрерывная съемка видео. Дискретная функция..
Конечно можно надеяться на "стабильность вращения" но это частный случай реализации дискретной функции a=f(t) (a — угол, t — время съемки)
Под координатами, я имел в виду угол съемки (полярная система координат).
Впрочем, все равно… Можно добиваться "плавностью вращения", а можно контролем фактических координат (угла).
Напрашивается для оптимизации использование двигателя в шаговом режиме, если речь не идёт о съёмке видео и можно подгадать дискретный поворот монтировки «между кадрами».
Тут хочется отметить, что на фоне прочего оборудования для астро-съёмки мощный китайский, возможно самосборный павербанк не будет играть решающей роли ни по массе ни по стоимости, по этой причине мощный шаговик с удержанием — вполне рабочая схема.
PID регулятор, энкодер, пропорциональное управление, необходимость калибровки, мне кажется, сильно усложняют схему по сравнению с использованием шаговика.
Почему нельзя решать проблему за счет увеличения передаточного числа шестеренок? Ведь при большом передаточном числе становится неважной дискретность шага (тупо деленный на передаточный коэффициент угол шага поглощается погрешностью и низкой добротностью трансмиссии). Можно быстро и достаточно энергоэффективно крутить шаговик и за счет большого передаточного числа получить мощное и плавное движение монтировки. Ну да, придётся делать большую шестерёнку, или ещё одну дополнительную, но простота и предсказуемость…
рассчитывает на 5V повербанки
А на страйкбольные/коптерные аккумы не проще рассчитывать?
У любой пары шестерней есть люфт. А уж тем более у самодельных, распечатанных на принтере.
Вопрос только каким люфтом можно пренебречь.
И да. Вариант с самодельными шестернями я то же использовал во многих своих конструкциях. Благо ЧПУ станочек станок позволяет пилить прямозубые эвольвентные шестерни с модулем 2 из стеклотекстолита (фреза 0.8мм) с точностью 0.02мм (микрометром измерял)
Люфт пальцами не ощущается но по дает болтанку луча +-1мм на 2м расстояния.
И это с механизмом регулировки прижима шестерней и шестерни подшипниках (гнездо под подшипник в шестерне). Просто так вручную ось и расстояние между осями… Я бы посмотрел на такого умельца.
Редуктор на ремне дает существенно большую точность и проще в регулировке.
Впрочем, глядя на конструкцию с дверной петлей…
Снимаю свои замечания.
В данном случае, никакая точность и не требуется.
Сейчас полно китайских повышающих модулей вроде такого:
Или даже вот вариант совсем уж люксовый:
А современные павербанки отдают приличный ток и, мне кажется, его на шаговик с избытком хватит. Я бы, кстати, попробовал заюзать шаговик от старого принтера. Их там много и они довольно мощные, причем уже с шестерёнкой на валу. 12 вольт для них не проблема, как я уже сказал, поскольку повышайки 5->12 достаточно эффективны, а недорогого павербанка хватит, мне кажется, на всю ночь работы такого трекера, еще и останется.
Ещё я бы использовал прямую шпильку. Тот конец, который сейчас закреплен жестко — закрепить на шарнире (навернуть гайку и просверлить шпильку вместе с гайкой надев затем на ось, которая, в свою очередь, закреплена на поворотной плоскости).
Мне кажется прямую шпильку пропускать через гайку будет проще и стабильнее по усилию, от этого будет меньше люфта, а за счет большого плеча посадку концевого шарнира можно сделать очень плотной, что тоже позволит избежать лишнего люфта шпильки.
UPD.
Осторожно, кому важно, ссылки на али, похоже, получились с кэшбеком. У меня какое-то расширение для этого в браузере стоит. Но там таких модулей полно и можно выбрать похожие. Эту плату я покупал — работает отлично, крутит не шибко мощный 12V насос от павербанка. Со шнурочком повышайку только заказал, не знаю какой ток отдаст, не пришла еще.
UPD2.
Чуть не забыл. Сейчас павербанки умеют отдавать через USB больше 5 вольт. На али стали появляться специальные переходники, которые сигнализируют источнику о том, что примут 12 или 20 вольт и сами не повышают напряжение, что позитивно сказывается на КПД и надёжности. Для применения в такой самоделке, ИМХО, КПД не сильно важен, поскольку условия не походные и трекер сам по себе довольно громоздкий. Экономить на массе павербанков не приходится.
вы его как включаете? попробуйте драйвер А4988 и ток поставьте 200 мА
какой pps вы ему даете?
максимальные характеристики в районе 80-100pps
переделка в биполярный www.youtube.com/watch?v=-9Ghv99BeiA
я не люблю нежные шаговички крутить через Н-мосты :( уж очень они от этого греются… оч. сильно греются
Работает хорошо и с усилием на валу проблем нет, но у меня был косяк с распиновкой, т.е. в скетче оно выглядело так:
#define motorPin1 8 // in1 на ULN2003 driver
#define motorPin2 10 // in2 на ULN2003 driver
#define motorPin3 9 // in3 на ULN2003 driver
#define motorPin4 11 // in4 на ULN2003 driver
Попробуйте также, возможно в этом проблема.
1. Добиться хорошей точности и равномерного «зацепа» между двумя зубчатыми колесами при 3D печати — задача научной диссертации. Малейшая разница в углах зубов будет приводить к достаточно ощутимым ускорениям/задержкам/биению. Так же важна центровка гайки, вставленной в в основное колесо: 0.1 мм от центра и будет биение.
2. Если верить фото — в качестве шаговика планируется что-то типа 28BYJ-48. У него большой люфт оси, пластиковые шестерни, дробное передаточное число и, самое главное, малая нагрузочная способность, как следствие — неравномерная скорость каждого шага.
3. Дверная петля: однозначные проблемы соосности независимо от стоимости петли. Доски пойдут на изгиб, пусть и небольшой — но все же.
4. Шпилька: шпильки из строймага имеют ужасную точность шага. Не знаю чем их нарезают, но каждый экземпляр шпильки — полностью уникален :) Даже в идеальном случае проблемы начнутся после изгиба шпильки — неравномерный ход гайки.
5. Стабильность конструкции: При креплении средней зеркалки с объективом ( средний вес — 2кг) возникают две проблемы. а) поперечная устойчивость( с одной стороны широкая петля, но с другой — точечное крепление в виде шпильки. 2) Неравномерное распределение веса камеры из-за того, что она будет стоять под углом к горизонту.
6) Точность отверстий под шпильку — очень важный параметр. Учитывая изгиб шпильки, отверстия должны быть просверлены очень точно.
7) Парусность конструкции: Малейший ветерок — и трекер оправдает свое название: на фото будут треки, а не точки.
8) Постоянное накопление ошибки угла. Немного можно скомпенсировать другой конструкцией — гуглить «double-arm trackers»
Это только некоторые недостатки данной конструкции. Максимум что удастся достичь — минуту на 50мм(это если очень повезет). 95% снимков можно будет смело удалять.
про 120мм+ речь вообще не идет: предел — 10-15сек при 98% брака. Ни о каком накоплении сигнала можно даже не думать.
P.S. Я пробовал несколько таких конструкций. Начинал с таких же, заканчивал тяжеленными монолитами, в которых детали точились под заказ на станке у токаря(дорого) и чпу(очень дорого). Закончился весь этот балаган покупкой нормальной монтировки Star Adventurer. Правда, пока пропало желание выезжать ночью в поле — еще не отошел от плясок с бубном с прошлыми сарайками.
Совет автору: не трать зря время и деньги. Если это реальное хобби, а не попытка поснимать че-нибудь — купи специализированный трекер, либо, на крайняк, любую EQ-монтировку от телескопа версии 3+, прицепи туда свой шаговик и наслаждайся процессом. 99% что твоя разработка после первой съемки улетит в мусорку или будет пылиться в подвале/кладовке.
Все учимся на своих ошибках.
<сарказм>
Извините, но вот зачем учат сопромат, механику? Гораздо проще инженерам учится на ошибках. Причем желательно исключительно на своих.
</сарказм>
И надо всегда помнить — «Титаник» построили профессионалы.
Я просто таки ждал этой цитаты!: )))
Имхую, что сопромат вашим оппонентом не использовался. :):):) да и механика — на уровне здравого смысла.
В его посте — здравый смысл и большой опыт.
Здесь, наверное, важнее хорошее воображение — что и почему будет люфтить и болтаться и опыт.
Я, правда, не в теме. Так уж мне кажется, с точки зрения бывш. препода сопромата, механики и пр.
Может быть проблемы люфтов дешевых самодельных монтировок можно решать автоматической пост-обработкой? Всё-таки звёздное небо — это не длинный плавный гиперлапс, его трекать и стабилизировать алгоритмически, как мне кажется, куда проще.
Всего 4 секунды на фокусном 135 — это из-за вращения Земли? То есть звёзды уезжают на условный пиксель за 4 секунды на таком фокусном расстоянии. Так?
Так вот, я это к тому, что и хрен с ними, пусть уезжают. На 30 секундной выдержке статичной камеры у нас будут приличных размеров дуги вместо точек. Однако, камера же фиксированная, Земля вертится достаточно предсказуемо, звёзды — это довольно статичные (мягко говоря) в наших масштабах объекты.
Если мы знаем очень точно по какой траектории проехала каждая звезда, то можем чисто алгоритмически провести обратную свёртку и «собрать» свет из дуги в точку. Причем задача, вроде бы, хотя я не очень уверен, но жопой чую, достаточно однозначно решается. Зная длительность экспозиции (а затвор же отрабатывает очень точно) и центр вращения (а его по большому количеству дуг тоже можно найти достаточно точно простым усреднением), можно понять какой точке статичной картинки принадлежит какое количество света каждой точки кадра. Блин… так себе объяснил, да?
Сейчас камеры с цифровой стабилизацией умеют по данным акселерометра нивелировать алгоритмически дрожание рук. А здесь никаких акселерометров не надо, земля движется очень стабильно и предсказуемо.
Это без астро трекера. В прошлом году. Но если посмотреть — нет глубины. есть только яркие точки.
Попробуйте найти резкую такую фотку с «глубиной» и обработать ее радиальным motion blur в Фотошопе. Если при этом «глубина» пропадет также, то, скорее всего, фотку можно улучшить цифровыми методами.
Тогда описанную мной процедуру нужно проделать над каждым кадром по отдельности, а потом выровнять по максимальной корреляции и перемножить.
Извините, я тоже нуб в астосъёмке… Вы могли бы объяснить совсем на пальцах, откуда берутся эти волшебные цифры 4 секунды на 135мм? Я как-то привык считать, что экспозиция зависит от светосилы объектива, а телевики обычно темнее шириков. Почему тогда на 50мм нужно 12 секунд? Или мы про разные секунды говорим (время и угол)?
Но иногда действительно используют деконволюцию, если нужно поправить расплывшиеся на пару пикселей звёзды.
1) Шпильку такую длинную делать не нужно, достаточно 10 сантиметров, такой длины должно на час хватить, чем больше у вас шпилька, тем больше неустойчивости в конструкции.
2) Дёрганий от неравномерности движения гайки, будет намного меньше если стянуть двумя резинками половинки трекера.
3) Нужно обязательно две петли, будет намного меньше погрешности в кручении.
4) Лучше использовать ремень, чем шестеренки.
Ок, я понял так, что, скажем, цветовое разрешение монохромного пикселя =12бит. При этом, чтобы накопить хотя бы малый процент от чувствительности пикселя, нужно определенное количество фотонов. Видимо без монтировки это количество слишком мало и не отличается камерой от шума.
Простите, я совсем далёк от темы астротрекеров. Но первое, что пришло в голову — червячная передача, DC-двигулёк и большая шестерня… Соответственно, обеспечить линейность на движке постоянного тока несложно, мощность там не нужна будет вообще, червяк даст нужное усилие и лютую стабильность. Что я упустил?
Вторая проблема — разрешение фотокамер. Например, у вас объектив имеет угол обзора 10 градусов (это что-то около 200мм фокусного), разрешение матрицы вашей камеры пусть будет 24мп(6000х4000) т.е. на один пиксель приходится участок неба 10/6000 = 0,0016 градуса… т.е. при сдвиге камеры больше чем на 0,0016 градуса(ветер, вибрация т.д.) то, что у вас накапливалось одним пикселем — будет на соседних. Даже астрокамера с большим размером пикселя(меньше разрешение) в данной ситуации не спасет положение — нужна нормальная устойчивая монтировка и точный механизм вращения.
Upd: червяк, конечно, увеличит линейность, но в любом случае нужен мотор с контролем скорости вращения и механизмом ее быстрой и точной корректировки, т.к. воздействие веса камеры, крепления, ветра, вибраций, оказываемых на вал — будет неравномерно.
По следам «Астротрекер за два вечера» — мой опыт