DSC27 A DSC 70 V PRAXI NA MONTÁŽI DOBSON

AMATÉRSKÉ SNÍMAČE POLOHY V PRAXI

KONSTRUKCE VYZKOUŠENÁ NA MONTÁŽI DOBSON

DSC27 & DSC70 & DSC100 & DSC1 & DSC1K

Pro potřeby tohoto příspěvku je zavedena definice zkratek a následující označení:

DSC27 - Rotační inkrementální snímač polohy s modulačním kolem z myši PC o 27 modulačních zubech (generuje 108 pulzů /360°).

DSC70 - Rotační inkrementální snímač polohy s nově vyrobeným modulačním kolem se 70-ti modulačními otvory (280 pulzů /360°).
DSC100 - Rotační inkrementální snímač polohy s modulačním kolem vyrobeným frézováním se 100 modulačními zuby (400 pulzů /360°).

DSC1 - Elektronický obvod je univerzální pro snímače polohy DSC27-DSC70-DSC100 využívající optické polovodičové prvky z myši PC.

DSC1K - Inkrementální rotační snímač polohy firmy Agilent má 1000 rysek a je dodávaný bez osy otáčení, proto je nutná konstrukční úprava.

SOUČASNÝ STAV
Vývoj DSC27, DSC70 a DSC1 byl ukončen, snímače jsou ve stádiu zkoušek. Všechny podklady jsou uvolněny a několik vzorků je zájemcům k dispozici.

Hřídel a ložisko čidla DSC1K jsou zadány do výroby. Předpokládaný termín testování čidla DSC1K je v červenci t.r.

ÚVODEM

Amatér zajímající se o nebeskou navigaci brzy zjistí, že podmínkou nutnou pro úspěch je získání kvalitních inkrementálních snímačů a jejich pečlivá a stabilní instalace na montáž. Správná funkce navigačního systému začíná u snímačů, které detekují a snímají pohyby obou os dalekohledu. Až následně v našich elektronických modulech NAVIGATOR-1 & PC (nebo v NAVIGATOR-2 bez PC) se vyhodnocuje a indikuje skutečná momentální poloha dalekohledu.

Blokové schéma zařízení pro snímání polohy dalekohledu a princip konstrukce snímače na na AZ montáži.

Po zdárném ukončení vývoje elektronických modulů NAVIGATOR byla proto soustředěna pozornost na vývoj dostupných a kvalitních inkrementálních snímačů polohy. Vhodným technologickým řešením snímačů se navigační systémy stanou dostupnými širšímu okruhu amatérů - uživatele montáží DOBSON nevynímaje.

Kliknutím na obrázky v příspěvku získáte jejich zvětšení.
Příspěvek si můžete stáhnout ve formátu PDF - s malými obrázky.

DSC27 - DIGITAL SETTING CIRCLE 27 COUNTS

Inkrementální rotační snímač polohy DSC27 používá původní modulační kolo z myši PC mající 27zubů a pomocí optických prvků rovněž z myši generuje v kvadraturním módu 108 pulzů /360°. Je vhodný zejména pro instalaci na montáže DOBSON, kde není problém snímat např. třecím převodem pohyb obou os z kotoučů velkého průměru.

Konstrukční provedení snímače DSC27 ilustruje série fotografií:

Konstrukce ložiska
Důraz je kladen na mechanickou robustnost uložení osy, ložiskové pouzdro proto obsahuje vedle sebe dvě kuličková ložiska 4/13 mm (nebo 5/16 mm).

Konstrukční řešení uložení osy ve dvojici kuličkových ložisek umožňuje radiální tlak na osu při třecím převodu na velký kotouč.

Pohled na zakrytovaný snímač DSC27

Víko snímače (dural tl. 2mm) nese ložisko a PLS s elektronikou.

Na vyčnívající ose průměru 4 mm je upevněna termální bužírka vhodná pro spolehlivý třecí převod.

Přečnívající okraje víka zapadnou mezi kolmé lišty zajišťující kolmý pohyb snímače.
Plastikový kryt je polovina krabičky typu KPZ1 rozměrů 67*47*26mm, je k dostání v prodejně GES.

Příklad konstrukce třecího převodu
Převod se jako celek upevní na osu ALT montáže DOBSON:

- Osa snímače je přitlahována jedinou pružinou ke kolu průměru 127 mm (materiál Al-dural) ze kterého je snímána výška.

- Kolmý pohyb snímače je veden v postranních lištách - nutno nastavit minimální stranovou vůli.

- V ose velkého kola je upevněna pryžová spojka zapadající do nosného taliřku osy ALT na tubusu dalekohledu.

Stejně dobře lze použít jiný typ převodu - např. pomocí ozubeného soukolí, nebo ozubeného, či plochého řemene.

SNÍMAČ DSC27 NA DOBSONU.

Příklad instalace snímače DSC27 s modulem NAVIGATOR-1 na osu ALT montáže DOBSON.

Konstrukce je robustní, v praxi se osvědčila..

Na stejném principu lze instalovat i snímač na osu AZ.

Obdobně lze konstrukčně řešit i instalaci snímače DSC70.

Snímač DSC1K lze tímto způsobem instalovat buďto přímo na osu, nebo s malým převodovým poměrem.

V elektronické části DSC27 jsou použity z myši pouze tři tři hlavní optoelektronické součástky:

- Dioda LED vyzařující soustředěný paprsek v infračervené části spektra: typ KM-4457F3C,

- Zdvojený fototranzistor typ: L-610MP4BT/BD, (URL s dalšími údaji lze získat přes vyhledávač GOOGLE).

- Modulační kolo s 27 zuby o rozměrech:

Rrozměry zubů a mezer modulačního kola
bezprostředně souvisí s použitými optickými prvky - s typem fototranzistoru.

Zájemci o snímače typu DSC27 se tudíž mohou pokusit nalézt vyřazené kuličkové myši stejného typu jako na fotografiích.

Je oprávněný předpoklad, že elektronika DSC1 bude fungovat i s obdobnými optickými součástkami z jiného typu myši.

Fotografie použité myši:

Detaily vnitřku myši PC uvádím pro zájemce mající možnost sehnat a využít součástky z tohoto typu myši.

NABÍDKA
Autor může nabídnout několik snímačů DSC27 (stavebnici nebo hotové) amatérům a zájemcům spolu s elektronikou NAVIGATOR.

Z P Ě T NA ZAČÁTEK TÉTO STRÁNKY

DSC70 - DIGITAL SETTING CIRCLE 70 COUNTS

Inkrementální rotační snímač polohy DSC70 obsahuje nové modulační kolo, které má však vyšší počet: 70 zubů, takže generuje v kvadraturním módu 280 pulzů /360°. Testy prokázaly 100% -ní opakovatelnost načítání pulzů ve funkci natočení hřídele.

Pro správnou funkci snímače a pro dané optoelektronické součástky, bylo nutno respektovat a dodržet rozměry (šířky) mezer a zubů stejné jako u originálního modulačního kola z myši PC použitého ve snímači DSC27.

Montáž modulačního kola na osu je provedena středovým otvorem 2,6 mm tak, že kolo je sevřeno na plocho mezi dva kotouče cuprextitu tl. 0,5 mm

Kolo bylo vyrobeno firmou spoj v Praze odleptáním fosfor-bronzové folie tl. 0,2 mm obdobnou technologií jako u PLS. U této firmy lze kola objednat přímo v ceně cca 60.-Kč/kus.

Fotografie znázorňují jednotlivé etapy výroby perforovaného kola a konečný výrobek v porovnání s původním kolem.

Pohled na zakrytovaný a odkrytovaný snímač DSC70, jehož hřídel průměru 5 mm je rovněž uložena ve dvou kuličkových ložiskách. Po natažení termální bužírky je průměr hřídele 5,5 mm.

Snímač DSC70 je vybaven stejnou elektroniku jako typ DSC27, na stejném plošném spoji označeném DSC1 a vyrobeném firmou SPOJ Praha. Optické prvky jsou získané ze stejné myši PC.
Plastikový kryt tvoří krabička typu KP 50 U rozměrů 77*58*28 mm, která je k dostání např.v GES, nebo u výrobce A&A Petřvald: info@plastovekrabicky.cz.

Snímač DSC70 je vhodný např. pro instalaci třecím převodem na kotouče obou os montáže DOBSON. Vzhledem k většímu průměru a většímu počtu generovaných pulzů, vyžaduje menší převodový poměr než snímač DSC27.

NABÍDKA
Autor může nabídnout několik snímačů DSC70 (stavebnici nebo hotové) amatérům a zájemcům spolu s elektronikou NAVIGATOR.

Z P Ě T NA ZAČÁTEK TÉTO STRÁNKY

DSC100 - DIGITAL SETTING CIRCLE 100 COUNTS

Detailní pohled na modulační kolo o vnějším průměru 56 mm se 100 frézovanými zuby.

DSC1 - ELEKTRONIKA SNÍMAČŮ POLOHY DSC27 a DSC70

Původní elektronika z myši PC je ve snímačích DSC27 a DSC70 nahrazena novou elektronikou vycházející z návrhu kolegy Ing. Zdeňka Řehoře.

Plošný spoj typu DSC1.
Pro snímače DSC27 (a DSC70) byl navržen nový jednostranný plošný spoj označený DSC1 rozměrů 43*21,5*0,75 mm. Byl vyroben a zájemcům je k dispozici přímo u fy SPOJ Praha v přijatelné cenové úrovni. Použité součástky jsou standardní, montáž elektroniky je tudíž snadná a amatérsky zvládnutelná bez problémů. Elektronika nemá žádné nastavovací prvky a s dobrými součástkami funguje na první zapnuti.

Poloha modulačního kola.
Do zářezu mezi dvěma čerchovanými čarami na PLS nutno umístit modulační kolo tak, aby optika generovala pulzy. Osa vedena středním vývodem snímacího fototranzistoru tvoří přibližně tečnu ke kružnici modulačních zubů. Fotografie znázorňují variantní možnosti polohy snímacích optoelektronických prvků.

Kabel od DSC27 (DSC70) k modulu NAVIGATOR
má na straně DSC27 (DSC70) stejné (standartní) zapojení jako mají snímače US-Digital typu S1 /S2.

Na závěr kapitoly ještě uvádím, že v laboratorních testech opakovatelnosti a rozlišovací schopnosti snímače DSC27 a DES70 uspěly na 100%.

Tudíž lze říci:

* Opakovatelnost a přesnost snímání polohy dalekohledu je určena způsobem a stabilitou instalace snímače na montáži.

* Rozlišovací schopnost snímání (zpravidla v arcmin) je určena převodovým poměrem mezi hřídelkou snímače a snímaným kolem.

V každém případě se vyplatí robustní a přitom precizní mechanická konstrukce.

Z P Ě T NA ZAČÁTEK TÉTO STRÁNKY

DSC1K - DIGITAL SETTING CIRCLE 1000 COUNTS - ENCODER

Inkrementální rotační snímač polohy fy Agilent: modulační kolo má 1000 rysek a generuje v kvadraturním módu 4000 pulzů /360°. Četnost 4000 generovaných pulzů představuje rozlišovací schopnost 5,4 arcmin, což umožňuje instalaci DSC1K přímo na osy montáže DOBSON (t.j. bez převodů).

Použijeme-li mechanický převod mezi osou dalekohledu a hřídelkou snímače, pak maximální přípustný počet generovaných pulzů je dán hodnotou 32768 - což umožňuje rozlišovací schopnost cca 40 arcsec.

Jelikož snímače typu HEDM-5500 J12 jsou dodávány bez hřídelí, vyvstal úkol navrhnout kvalitní uložení osy, vyrobit a vyzkoušet univerzální konstrukční řešení, které ochrání dosti "křehký" encoder před působením vnějších sil či tlaků, ale i povětrnostních vlivů. Uložení osy musí umožnit velký radiální tlak na osu, ke kterému dochází např. v případě použití třecího převodu na větší kotouč.

Právě při výskytu radiálních tlaků na osu čidla s kluzným ložiskem (např. typu S2), toto čidlo funkčně selhává a snadno může dojít k jeho poškození. Proto jeho výrobce v technických podmínkách opatrně definuje přípustnou hodnotu radiálního tlaku na osu čidla. Tento údaj nemá pro nás valný význam, neboť se obtížně měří za provozu. Pro náročné aplikace výrobci nabízí uložení osy v kuličkovém ložisku (ovšemže za příplatek cca 10 USD).

Inspirativní a předběžný náčrtek představuje originální konstrukční řešení umožňující vývod osy encoderu s uložením ve dvojici kuličkových ložisek. Snímač se tudiž dobře hodí i pro snímání třecím převodem z velkých kotoučů na montáži DOBSON a pro velké hodnoty radiálního tlaku na osu otáčení. Dokument lze stáhnout - je ve formátu PDF.

Ložiskové pouzdro je opatřeno přírubou pro uchycení k čelnímu panelu a centrální maticí M16x1 pro instalaci snímače na montáž dalekohledu. Celek bude zakrytován polovinou standardní plastové krabičky typu KPZ1 (stejné jako pro snímač DSC27).

Definitivní konstrukční řešení bylo upřesněno, doplněno, fotograficky zdokumentováno a v praxi vyzkoušeno.

Zůstal zachován princip "dvou ložisek" což je považováno za kvalitativní přednost této konstrukce.

Detailní konstrukční popis DSC1K je publikován na stránce WEB.

Z P Ě T NA ZAČÁTEK TÉTO STRÁNKY

Očekávám a budu vděčen
za Vaše poznámky, připomínky, doplňky či konstrukční náměty a nápady. Pokud jich bude více, budou soustředěny na konec této stránky. Popsaná řešení jsou vyzkoušena v praxi, ale ne v širším měřítku, což je aktuální výzva amatérům - experimentátorům.

Z P Ě T DO MENU

Praha dne 01.06.2005