Автор: Илья Асламов. 2009

Немногие науки могут похвастаться таким всемирным фанклубом, как астрономия.
В мире чуть больше 10 тысяч профессиональных астрономов —столько же, сколько
любителей в одной только России (например на сайте [1] на 28.01.10 зарегистрировано
11576 пользователей, а на сайте [2] внесено в базу данных 1529 обсерватории,
находящиеся на территории бывшего СССР). Современная любительская астрономия —
это престижное высокотехнологичное хобби, в которое многие вкладывают тысячи долларов:
покупают телескопы, оборудуют обсерватории, путешествуют в погоне за редкими небесными
явлениями. Конечно же ・・пропуском・・ в мир астрономии является наличие телескопа.
В советское время любителям приходилось строить телескопы самостоятельно.
Это являлось очень длительным процессом, отнимающим у начинающего астронома месяцы,
если не годы. До конца пути доходили лишь единицы. На Западе все начиналось сходным
образом, но там телескопостроители быстро перешли к изготовлению инструментов на заказ.
И уже в 1960—970-х годах появились компании, специализирующиеся на изготовлении
любительских телескопов и аксессуаров к ним. В числе самых известных производителей
можно назвать Meade [3] и Celestron [4]. Они первыми внедрили систему автоматического
наведения на небесные объекты (так называемая система GoTo). Любителю нужно только
установить телескоп на монтировке (опорно- поворотном устройстве для телескопа),
навестись на пару ярких звезд, а дальше система сама производит привязку системы
координат и готова в кратчайшее время найти на небе любой объект из встроенной базы
данных. Предлагаемое нами устройство относится как раз к системам класса ・・GoTo・・
и может быть использовано как неподготовленными любителями астрономии, так и
профессионалами. Производством и разработкой такого рода инструментов в настоящее
время занимается с десяток фирм по всему миру (Meade, Celestron, Sky-Watcher,
Orion, Losmandy, siderealtechnology и др.). Но т.к. целью практически всех
производителей является изготовление телескопов “под ключ”, поэтому они не
занимаются отдельной реализацией своих систем GoTo. По этой же причине их
системы не являются гибкими в настройке, т.к. уже предназначены под конкретные
модели монтировок. По типу моторов, которыми они управляют, системы GoTo можно
разделить на 3 вида:

1. Для шаговых двигателей

2. Для бесколлекторных двигателей постоянного тока (BLDC).

3. Для коллекторных двигателей с энкодером на валу

Наиболее распространенными являются системы первого вида и наша система
・A&I GOTO SYSTEM・также относится к нему.
Такие устройства обладают рядом преимуществ:

1. Точность и плавность хода при дроблении на микрошаг более 16

2. Относительная простота управления

3. Для любительской астрономии нет необходимости использовать дорогостоящие энкодеры
для точного позиционирования, так как простой пересчёт микрошагов ШД позволяет
достаточно точно высчитывать углы поворотов.

4. Небольшое потребление электроэнергии, что весьма актуально в полевых условиях.

5. Относительно невысокие цены драйверов управления ШД. Специалистами Тверского
астрономического клуба ( www.astrotver.ru ) был проведен сравнительный обзор
современных систем GoTo, работающих на шаговых двигателях, в который также вошла
и наша система [5]. Список конкурентов в нашем секторе рынка, не так уж велик [5]:

1. Системы управления EQ5 SynScan и EQ6 SynScan производимые китайской компанией
Synta и серийно устанавливаемые ей на свои монтировки, продаваемые под
торговой маркой SkyWatcher.

2. Немецкая система управления FS2, выпускаемая под маркой Astro Electronic.

3. Система LittleFoot Elegance Photo, также разработанная в Германии фирмой
Rajiva's Astroprojects. Казалось бы, что все, что необходимо для астронома-любителя
в существующих системах уже реализовано, но при более подробном рассмотрении вопроса,
можно увидеть, что на настоящий момент времени системы еще далеки от идеала и имеют
множество недостатков. Требования современных любителей астрономии растут с каждым годом.
И теперь уже совсем недостаточно простой возможности управления осями телескопа с кнопок
пульта и его автоматического наведения на объекты. В век всеобщей компьютеризации и
автоматизации пользователь хочет иметь как минимум следующие возможности:

1. Возможность настройки системы под редуктор с любым передаточным отношением

2. Возможность настройки в широком диапазоне тока двигателя для разных режимов его
работы (таким образом можно адаптировать системы под любой ШД)

3. Выравнивание не только по одной, но и двум трем и произвольным количествам звезд
с учетом ошибки конусности.

4. Поиск планет солнечной системы и Луны

5. Возможность самостоятельного составления и редактирования каталогов.

6. Идентификация объекта, на который в данный момент наведен телескоп

7. Возможность ведения со звездной, лунной и солнечной скоростью, а также ведение
на произвольных скоростях, одновременно по обеим осям (для наблюдения за кометами или,
например, искусственными спутниками земли)

8. Запоминание текущих координат после выключения системы, чтобы при повторном
включении не производить процедуру выравнивания заново.

9. Наличие встроенного или подключаемого приемника GPS, для точной временной и
пространственной синхронизации телескопа.

10.Управление дополнительными устройствами, например: фокусером или куполом.

11. Возможность управления телескопом с ПК через программы ・・Астроатласы・・

12.Система должна иметь функцию коррекции периодической ошибки.

13.Поддерживать как аппаратное, так и программное автогидирование.

14.Должна быть возможность подключения внешних энкодеров, для компенсации ошибок
вносимых редуктором

15.Система должна иметь функцию автофокуссировки с термокомпенсацей

Очевидно, что ни одна из существующих систем, не удовлетворяет даже этому,
далеко не полному списку потребностей. По этой причине, 2 года назад,
нам было сделано предложение на разработку современной GoTo системы от
российско-украинских разработчиков профессиональных монтировок [6,7].
За первый год мы вошли в курс дела, и собрали первый вариант системы.
После ее обкатки, заказчики выдвинули новые пожелания по модернизации прибора,
и уже к лету 2009 года была выпущена первая серия устройств, которая успешно
разошлась по просторам страны. Подробное описание системы приведено в приложении 1.
Несмотря на несомненный успех, наша система еще имеет множество недостатков и
позиционируется как ・・бета версия・・. Недоработано и не реализовано еще множество
запланированных функций и возможностей. Хотя она уже составляет реальную
конкуренцию существующим аналогам. Параллельно к работе над проектом был подключен
программист ПК,который начал разработку собственной программы для ПК
(под названием Astrokinethik), которая бы управляла нашим устройством,
и являлась одновременно связующим звеном (драйвером) между программами
・・планетариями・・ и нашей системой.
В приложении 2 приведены скриншоты разрабатываемой программы.
В данный момент, для успешной коммерциализации нашего устройства необходимо решить
еще следующие задачи:

1. Ввести поддержку внешних энкодеров

2. Реализовать алгоритмы выравнивания по двум звездам и более

3. Написать процедуры идентификации объекта

4. Ввести функции коррекции периодической ошибки.

5. Ввести возможность автофокуссировки с термокомпенсацей

6. Довести программу Astrokinethik до логического завершения

7. Провести испытания системы в широком диапазоне температур.

Возможно ввести подогрев дисплея с терморегуляцией. Добиться стабильной работы
системы вплоть до -30C. Также, для более глубокого вхождения на рынок GoTo систем,
было выдвинуто предложение разработать систему, работающую на BLDC моторах
(сервоприводах).Такие устройства намного сложнее и дороже и, как правило,
используются в профессиональных обсерваториях.
Наиболее известными экземплярами в этом секторе рынка являются:

1. MKS 4000 от американской фирмы Paramount ME[8]. Цены только на электронную начинку
этой системы превышают 2000$. А полный комплект обойдется любителю в целых 5000$.

2. Мини-система от SideralTechnology[9], также производства США, цена которой за сам
контроллер составляет 350$, и столько же за беспроводной пульт управления. Итого 700$ за электронику.

3. Losmandy Gemini Servo System с ценой в 1595$[10]. Система продается как отдельно,
так и в комплекте с монтировками Losmandy.

Основными преимуществами использования систем такого вида являются:

1. Лучшая плавность хода при ведении (т.к. отсутствует дискретность, как в шаговых
двигателях). Это очень критично для астрофотографии.

2. Высокий крутящий момент на всем диапазоне скоростей. Позволяет достигать больших
скоростей наведения.

Но при этом получается относительно сложная система управления двигателем,
и как следствие,высокая стоимость.
Проанализировав и изучив методы управления BLDC двигателями, мы решили
рискнуть, и реализовать их управление на собственном контроллере, без
использования дорогих готовых решений. Таким образом, мы хотим установить
в систему еще 2 дополнительных цифровых сигнальных процессора на управление
каждой осью телескопа. Если у нас все получится, то мы сможем реально снизить
себестоимость системы. Заказы на разработку такой системы у нас уже имеются,
а это значит, будет и свой рынок сбыта. В существовании последнего сомневаться
не приходится, ведь далеко не каждый любитель-астроном может позволить себе
выкладывать ни одну тысячу долларов на покупку систем управления такого типа.
Наша же разработка позволит потребителям выбирать между двумя системами
управления (на шаговых двигателях или BLDC моторах) находящимися примерно в одной
ценовой категории. Список использованных источников:

1. http://www.astronomy.ru/forum/index.php?action=mlist

2. http://astromap.ru/region/

3. http://www.meade.ru/

4. http://celestron.ru/

5. http://www.astrotver.ru/downloads/comparison.pdf

6. http://www.astromagazin.net/product_info.php?currency=USD&products_id=727

7. http://www.astromagazin.net/product_info.php?currency=USD&products_id=840

8. http://www.bisque.com/help/paramountme/control_system_specifications.htm

9. http://www.siderealtechnology.com/ 10. http://www.optcorp.com/product.aspx?pid=1343

 
Онлайн
Сейчас 20 гостей онлайн
Баннер
Баннер
Баннер
Астроновости
Счетчик посещений
Валюта
visitors
Посетители


Карта сайта