So nun noch einmal: Ich möchte Euch mein erstes AVR-Projekt vorstellen, welches ich vor einigen Jahren realisiert habe.
Damit jeder versteht worum es geht, hol ich ein wenig aus.
Wenn man mit einem Teleskop Astrofotografie betreiben möchte, setzt das voraus, dass das Teleskop während der geamten Belichtungszeit exakt dem Sternenhimmel folgt, sonst hat man keine Sterne sondern Striche. Da man im Amateurbereich nicht unbedingt ein fest montiertes Teleskop mit entsprechend anspruchsvoller Steuerung zur Verfügung hat, muss man da etwas nachhelfen. Wenn man ein Teleskop (auf Montierung und Stativ) aufstellt, muss man dafür sorgen, dass die Hauptdrehachse zur Polachse des Himmels ausgerichtet ist. Das ist je nach Aufstellungsort verschieden - hier spielt die geografische Breite rein. Ausserdem muss das Teleskop exakt in Waage sein. Wenn das alles stimmt, braucht man nur die eine Achse mit der Sterngeschwindigkeit zu bewegen, dann würde man theoretisch einen ins Visier genommenen Stern exakt folgen.
Da das alles im Amateurbereich kaum funktioniert, greift man zu einem Hilfsmittel - Guiding. Dabei verfolgt man durch ein zweites Fernrohr, welches parallel zum Hauptfernrohr befestigt ist, eine Stern z.B.: durch ein Okular mit Fadenkreuz. Sobald der Leitstern aus dem Fadenkreuz läuft, korrigiert man das mit den Bewegungstasten der Teleskopsteuerung - mühsam aber funktioniert. Mittlerweile ersetzt man das Fadenkreuzokular durch eine zweite Kamera. Mit entsprechender Software überwacht man den Leitstern und jede Abweichung wird erkannt und sofort eine entsprechende Korrektur an die Steuerung gesendet.
Jetzt komm ich auch endlich zur Sache. Für die Kommunikation der Nachführkontrolle mit der Steuerung gibt es standardisierte Protokolle (z.B.: LX200), die per serieller Schnittstelle übertragen werden. Meine derzeitige Steuerung könnte das eigentlich direkt über ihre serielle Schnittstelle - praktisch hat sie leider öfter versagt, da deren interner MP offensichtlich teilweise überlastet war. Also mußte eine Alternative her. Damals entschied ich mich für eine sogenannte Relaisbox - oder in Astrokreisen auch als Klapperbox bekannt. Dabei handelt es sich um ein Gerät, was per serielle Schnittstelle mit der Nachführsoftware verbunden wird und die Befehle dieser übersetzt und damit 4 Relais schaltet. Die Ausgänge der Relais werden mit den Richtungstasten der Steuerung parallel geschaltet - wenn man so will eine automatisierte Tastenbewegung.
Nun zur Umsetzung:
Als Mikroprozessor wählte ich ein Modul mit einem Atmega8 mit USB-Anschluss von Chip45. Der Vorteil dieses Moduls ist der bereits enthaltene Chip CP2102 von Silicon Laboratories (ein USB-UART Wandler), der gleichzeitig das gesamte Modul über USB mit Betriebsspannung versorgt. Das Modul findet auf einer Platine im DIL28-Format Platz.
Die 4 Steuerausgänge für die Relais werden mit einem Schaltverstärker-Chip an die Relaissteuerströme angepaßt. Zusätzlich ist je Relais eine LED parallel geschaltet, die signalisiert, wenn ein Relais gezogen hat. 2 kleine DIP-Schalter ermöglichen die Richtungsumkehr der beiden Achsen.
Folgende LX200-Befehle werden von meiner Relaisbox unterstützt:
Move-Befehle
:Me# - east
:Mw# - west
:Mn# - north
:Ms# - south
Stop-Move-Befehle
:Qe# - stop east
:Qw# - stop west
:Qn# - stop north
:Qs# - stop south
:Q# - stop alles
weitere Befehle
:GD# - aktuelle Position DE liefern
:GR# - aktuelle Position RA liefern
:GVP# - Produktname
:GVN# - Produktversion
Das Programm wurde in C geschrieben unter Verwendung des AVR-Studio.
Damit jeder versteht worum es geht, hol ich ein wenig aus.
Wenn man mit einem Teleskop Astrofotografie betreiben möchte, setzt das voraus, dass das Teleskop während der geamten Belichtungszeit exakt dem Sternenhimmel folgt, sonst hat man keine Sterne sondern Striche. Da man im Amateurbereich nicht unbedingt ein fest montiertes Teleskop mit entsprechend anspruchsvoller Steuerung zur Verfügung hat, muss man da etwas nachhelfen. Wenn man ein Teleskop (auf Montierung und Stativ) aufstellt, muss man dafür sorgen, dass die Hauptdrehachse zur Polachse des Himmels ausgerichtet ist. Das ist je nach Aufstellungsort verschieden - hier spielt die geografische Breite rein. Ausserdem muss das Teleskop exakt in Waage sein. Wenn das alles stimmt, braucht man nur die eine Achse mit der Sterngeschwindigkeit zu bewegen, dann würde man theoretisch einen ins Visier genommenen Stern exakt folgen.
Da das alles im Amateurbereich kaum funktioniert, greift man zu einem Hilfsmittel - Guiding. Dabei verfolgt man durch ein zweites Fernrohr, welches parallel zum Hauptfernrohr befestigt ist, eine Stern z.B.: durch ein Okular mit Fadenkreuz. Sobald der Leitstern aus dem Fadenkreuz läuft, korrigiert man das mit den Bewegungstasten der Teleskopsteuerung - mühsam aber funktioniert. Mittlerweile ersetzt man das Fadenkreuzokular durch eine zweite Kamera. Mit entsprechender Software überwacht man den Leitstern und jede Abweichung wird erkannt und sofort eine entsprechende Korrektur an die Steuerung gesendet.
Jetzt komm ich auch endlich zur Sache. Für die Kommunikation der Nachführkontrolle mit der Steuerung gibt es standardisierte Protokolle (z.B.: LX200), die per serieller Schnittstelle übertragen werden. Meine derzeitige Steuerung könnte das eigentlich direkt über ihre serielle Schnittstelle - praktisch hat sie leider öfter versagt, da deren interner MP offensichtlich teilweise überlastet war. Also mußte eine Alternative her. Damals entschied ich mich für eine sogenannte Relaisbox - oder in Astrokreisen auch als Klapperbox bekannt. Dabei handelt es sich um ein Gerät, was per serielle Schnittstelle mit der Nachführsoftware verbunden wird und die Befehle dieser übersetzt und damit 4 Relais schaltet. Die Ausgänge der Relais werden mit den Richtungstasten der Steuerung parallel geschaltet - wenn man so will eine automatisierte Tastenbewegung.
Nun zur Umsetzung:
Als Mikroprozessor wählte ich ein Modul mit einem Atmega8 mit USB-Anschluss von Chip45. Der Vorteil dieses Moduls ist der bereits enthaltene Chip CP2102 von Silicon Laboratories (ein USB-UART Wandler), der gleichzeitig das gesamte Modul über USB mit Betriebsspannung versorgt. Das Modul findet auf einer Platine im DIL28-Format Platz.
Die 4 Steuerausgänge für die Relais werden mit einem Schaltverstärker-Chip an die Relaissteuerströme angepaßt. Zusätzlich ist je Relais eine LED parallel geschaltet, die signalisiert, wenn ein Relais gezogen hat. 2 kleine DIP-Schalter ermöglichen die Richtungsumkehr der beiden Achsen.
Folgende LX200-Befehle werden von meiner Relaisbox unterstützt:
Move-Befehle
:Me# - east
:Mw# - west
:Mn# - north
:Ms# - south
Stop-Move-Befehle
:Qe# - stop east
:Qw# - stop west
:Qn# - stop north
:Qs# - stop south
:Q# - stop alles
weitere Befehle
:GD# - aktuelle Position DE liefern
:GR# - aktuelle Position RA liefern
:GVP# - Produktname
:GVN# - Produktversion
Das Programm wurde in C geschrieben unter Verwendung des AVR-Studio.