פלטפורמה משוונית - סיום פרוייקט, וחלוקת התוכניות לכולם

[nirzon]

בשעה טובה סיימתי לבנות את הפלטפורמה המשוונית החמישית שלי, והיא אכן יצאה יותר טוב מכל הקודמות.

עקיבה מעולה. יציבה מאד. נוחה לתפעול. החזרה אוטומטית, ומותאמת במיוחד למדינת ישראל (וגם דרום קליפורניה, טקסס, וכל מי שבאזור קו רוחב 32).

הכנתי וידאו באנגלית (לטובת הצופים שאינם דוברי עברית) המסביר קצת על הפלטפורמה, ואני מפרסם בהדרגה (כי זה המון קבצים, ואני לא רוצה לעשות טעויות) את התוכניות המלאות של הפלטפורמה, ככה שכל אחד עם יכולות טכניות יוכל לבנות לעצמו כזו. אשמח לעזור ולייעץ לכל אחד שיהיה מעוניין לבנות.

בנוסף גם פתחתי דיון ב-Cloudy nights על אותו הנושא.

אז הנה הקישורים השונים

התוכניות המלאות לבניית הפלטפורמה מתפרסמות כאן (כמו שאמרתי, בהדרגה, מדי יום אוסיף עוד עד שהכל יהיה כאן): https://www.thingiverse.com/thing:6541079

הדיון ב-CN נמצא כאן: https://www.cloudynights.com/topic/915233-my-equatorial-platform/?p=13337449

והסרטון שמסביר:

 

 

[nirzon]

סתם עדכון, בנושא החשוב של צריכת הספק.

גיליתי שהפלטפורמה החדשה צורכת הספק הרבה יותר גבוה מאשר הקודמת. שמתי לב לזה כשראיתי שאחוזי הסוללה (הפלטפורמה מופעלת על ידי פאוור בנק 30000mAh של בזוס) יורדים בקצב כמעט כפול, וגם שהזרם שעליו הסוללה מדווחת גדול יותר (כמובן שההספק הוא פונקציה של המתח והזרם, לא רק הזרם). ההבדל מספיק גדול על מנת שיתעורר חשש שסוללה כזו בקושי תמשוך את הפלטפורמה תצפית של שתי לילות רצופים (שזו המטרה). בפלטפורמה הישנה אני מניח שהיה אפשר למשוך עם הסוללה הזו לפחות 3-4 לילות בלי בעיות.

לצורך הבנת הבעיה ותיקונה ערכתי מחקר קטן, ולהלן המסקנות:

1. הגורם העיקרי לצריכת ההספק הגבוהה של הפלטפורמה החדשה הוא המנוע. אני מפעיל את שתי הפלטפורמות עם מנוע צעדים שקוראים לו NEMA 17 (המספר 17 זה למעשה הגודל שלו, 1.7 אינטש על 1.7 אינטש). אלו מנועים מאד פופולריים וזולים שמשתמשים בהם במדפסות תלת מימד ומכונות CNC. למרות שמדובר במנועים טיפה שונים בשתי הפלטפורמות, הממשק דרכו הם פועלים זהה, ואין לי בעיה להחליף את המנועים בין שתי הפלטפורמות פשוט ע"י חיבור המנוע השני לאותו מחבר (4 חוטים). בקיצור - גיליתי שהמנוע בפלטפורמה החדשה, למרות שהוא נראה יפה יותר, קטן יותר (יותר צר), פשוט מתחמם מאד וצורך הספק גבוה. הסיבה לכך היא אחד הפרמטרים של המנוע, שנקרא phase resistance. במנוע עם ההספק הנמוך הוא 2.6 אוהם, ובמנוע הבזבזני הוא מעל ל-4 אוהם. בקיצור - הזמנתי כבר מנוע זהה (כמעט) למנוע החסכוני יותר, וברגע שיגיע, אתקין אותו במקום הבזבזני.

2. הגורם המשני לצריכת ההספק הוא המרת המתח. את הפלטפורמה המקורית הזנתי ב-20 וולט (ע"י כבל PD ל-20 וולט שמתחבר לפאוור בנק), וממיר מתח הוריד את המתח הזה ל-12 וולט, שהזינו את הארדואינו. הסיבה לצורך ב-20 וולט היא הדרייבר שמפעיל את המנוע שאותו צריך להזין בלפחות 20 וולט (יכול לקבל עד 50 וולט). את הפלטפורמה החדשה רציתי שיהיה אפשר להזין ב-12 וולט - שזה מקור מתח שיותר קל להשיג, ותאורטית, אפשר גם לקבל אותו על ידי 8 סוללות אצבע, ולכן שמתי בה ממיר מתח שמעלה את ה-12 וולט ל-24 וולט, שמזין את הדרייבר. ובכן, גיליתי שני דברים - אחד, שהעלאת מתח מלווה בבזבוז הספק גבוה יותר מאשר הורדת מתח, ובנוסף, ברגע שהדרייבר מקבל מתח גבוה יותר, הוא נעשה בזבזני יותר. צריכת ההספק בפלטפורמה החדשה היתה כל כך גבוהה, שבנק של 8 סוללות אצבע לא הצליח לתת מספיק זרם בשביל להפעיל את הפלטפורמה (עם כבל PD ל-12 וולט מפאוור בנק של בזוס אין בעיה).
לבעיה הזו יש שני פתרונות - אחד, לחזור לשיטת ההזנה המקורית (20 וולט), והשנייה, שאני מעדיף, לעבור לממיר מתח שמעלה מ-12 וולט ל-20 וולט. למזלי, היה לי במקרה (בין כל שאר השטויות שרכשתי מסין) ממיר מתח מתכוונן, כלומר, אחד כזה שאפשר ע"י סיבוב פוטנציומטר, לכוון איזה מתח יציאה הוא נותן. כיוונתי אותו ל-20 וולט בדיוק, והרכבתי אותו על הפלטפורמה הישנה (עם המנוע החסכוני).

לסיכום

הצלחתי להביא כרגע את הפלטפורמה הישנה למצב שצריכת הזרם שלה הוא 0.4 אמפר (לפי מד הסוללה) ב-12 וולט, שזה אומר הספק של 4.8 וואט, לעומת צריכת הספק של 0.1-0.2 אמפר ב-20 וולט או בין 2 עד 4 וואט מקודם (עם הזנה של 20 וולט) - זה אומנם קצת יותר, אבל היתרון הגדול הוא שהצלחתי גם להפעיל אותה עם 8 סוללות אצבע נטענות, כלומר, אפילו עם פחות מ-12 וולט, ונראה שהיא עובדת ככה יפה מאד. אני ממתין כרגע למשלוח של ממיר מתח אחר מ-12 וולט ל-20 וולט שאמור להיות בעל נצילות יותר טובה מזה שמצאתי, ואז יש סיכוי שהמצב רק ישתפר.

רק להשוואה, הפלטפורמה החדשה, עם המרת המתח ל-24 וולט והמנוע הבזבזני לקחה זרם של בין 0.6 ל-0.7 אמפר ב-12 וולט, כלומר הספק של בין 7.2 ל-8.4 וואט. יכול להיות שהמספרים הללו טיפה מטעים (כי אני מסתמך על הדיווח הזרם של הפאוור בנק, שאולי הוא לא הכי מדוייק) - כי ההרגשה שלי שאחוזי הסוללה במצב הבזבזני ירדו הרבה יותר מהר מאשר יחס ההספק שמדדתי.

[Artyom]

ממש עשית מחקר מעמיק. החלפת מנועי צעדים גם מאוד מעניין.

[nirzon]

מספר עדכונים לגבי הפלטפורמה החדשה.

החלפתי את מעלה המתח למעלה מתח ממש זול, כזה:
https://www.aliexpress.com/item/4000003691452.html

היתרון שלו שיש לו פוטנציומטר שאיתו אפשר לכוון את מתח היציאה - שקבעתי אותו ל-20 וולט.

בנוסף החלפתי את המנוע הבזבני במנוע חדש שקניתי:
https://www.aliexpress.com/item/1005006568308689.html

שלפי המפרט שלו הוא אמור היה להיות זהה למנוע בפלטפורמה הראשונה שבניתי עם מנוע צעד.

ההחלפה של המנוע היתה קלה, כצפוי, לחבר את הכבל, וזה מייד עובד אותו הדבר.

הוצאתי את הפלטפורמה אתמול בערב בנסיון לעשות סשן EAA ארוך על M51. אחרי בערך 2.5 הרצות מלאות (כמעט 3 שעות), שבסופו של דבר נתנו לי כשעה וחצי של זמן חשיפה מצטבר על האובייקט, גיליתי שקיבלתי תמונה ממש גרועה שלו. לא ממש באשמת הפלטפורמה. גם הפוקוס היה גרוע, וגם סמכתי יותר מדי על זה שהעקיבה תהיה מושלמת, לא השגחתי על המערכת, ולמעשה צברתי מספר לא קטן של פריימים בהם האובייקט היה לא ממש במרכז התמונה.

אם זאת - יש לי כמה מסקנות ובשורה התחתונה אני מאד מרוצה ממש שעשיתי.

1. המנוע החדש, או אולי איך שהרכבתי אותו (החלפת מנוע דורשת פירוק ממש של כל המתקן שמחזיק אותו, והרכבה מחדש), הרבה יותר שקט מכל המנועים הקודמים שניסיתי. ההחזרה האוטומטית של הפלטפורמה שקטה בצורה שלא חוויתי עד עכשיו. לדעתי, בתצפית במדבר, הרעש הקל שהיא תעשה בזמן ההחזרה לא יפריע לאף אחד - גם במהירות החזרה מקסימלית. זמן ההחזרה הוא פחות מ-2 דקות.
2. הציפצופים של הבאזר לקראת סיום המחזור מאד עוזרים (יש שלושה, ב-5 דקות, בדקה אחת, וב-15 שניות). שערוך זמן הפעולה המוצג על המסך מדוייק להפליא. כשהשעון יורד לאפס, הפלטפורמה לוחצת על המיקרו סוויטש של הסיום, ומתבצעת החזרה.
3. ההספק שהפלטפורמה צורכת נמוך משמעותית יחסית למצב הקודם, אם כי נראה שהמנוע הזה צורך טיפה יותר הספק מהמנוע שיש לי על הפלטפורמה המקורית. מדובר על זרם של בין 0.4 ל-0.5 אמפר בזמן עקיבה, כשהפלטפורמה המקורית יציבה על 0.4 אמפר. הוא גם מרגיש טיפונת חם יותר. זה עם הזנה של 12 וולט. זה עדיין לוקח טיפה יותר הספק מאשר ההזנה ב-20 וולט, והורדת המתח ל-12 - אבל נראה לי שהמצב בהחלט מקובל. עם סוללת בזוס של 30000mAh, ראיתי ירידה של 7% של הסוללה לאורך מחזור פעולה שלם (הלוך וחזור), כלומר, סוללה אחת כזו אמורה להספיק לקצת יותר מ-14 שעות פעולה רציפה של הפלטפורמה. זה די והותר לשתי לילות תצפית רצופים, ומעשית להרבה יותר, במיוחד אם עוצרים את הפלטפורמה מדי פעם, כשלא מתצפתים. בנוסף, אפשר גם להפעיל את הפלטפורמה ככה על 8 סוללות אצבע - לא בדקתי לכמה זמן הן ימשכו, אבל אני מעריך שזה יהיה בין שעתיים לשלוש, תלוי בסוללות.
4. אחרי איפוס מדוקדק לצפון - העקיבה של הפלטפורמה מעולה. בתצפית ויזואלית, עם הגדלה בינונית, האובייקט ישאר בעינית לאורך כל מחזור הפעולה.
5. מבחינת EAA - גם עם איפוס מדוקדק, עם המצלמה שלי, SV705C, גודל השדה קטן מאד, ולכן נוצר דריפט, שחייבים לתקן ידנית לפחות פעם ברבע שעה, מה שלא ממש הקפדתי עליו אתמול בלילה (האובייקט אגב נשאר בתוך השדה לאורך כל מחזור הפעולה, אבל הדריפט דוחף אותו לאחת הפינות). בנוסף, כדאי גם לנסות להקטין את הדריפט על ידי שינוי מהירות ידני לאורך מסלול הפעולה, כשצריך להגביר טיפה מהירות בהתחלה ובסוף. כמו כן, יש לי הרגשה שאולי הייתי צריך לקבוע מהירות טיפה גבוהה יותר של הפלטפורמה. כרגע מהירות המחדל של המנוע היא 6.90 סיבובים לדקה. אולי צריך להעלות את זה ל-7 או משהו כזה. כמו שאמרתי, זה רק ל-EAA בשדה צר - עם שדה רחב שנותנת עינית בהגדלה בינונית, לא מרגישים בזה.
6. בפלטפורמה החדשה יש טיפונת יותר רעידות מאשר בישנה, במיוחד בחצי הראשון של מחזור הפעולה. נאלצתי להקטין את זמני החשיפה של כל פריים ל-6 שניות בשביל לא לאבד יותר מדי פריימים. בפלטפורמה הישנה הגעתי די בקלות ל-10 או 16 שניות. שוב, זה רלוונטי רק ל-EAA. הרעידות הללו לא מורגשות כלל בויזואלי. אני חושש שזה נובע מאיזשהו חיכוך של המתקן שמחבר את המשטח העליון לבורג החלזוני. אולי צריך קצת לשייף אותו או משהו כזה. יכול להיות ששיוף כזה יקרה בצורה אוטומטית, אחרי כמה הפעלות של הפלטפורמה - וזה אולי גם מה שקרה אצלי בישנה. אני אנסה גם לחשוב על מכניקת חיבור יותר טובה. החיבור הנוכחי נועד במקור לאפשר החזרה ידנית קלה - מאחר וכרגע הפלטפורמה עם החזרה אוטומטית, אני אנסה לחשוב על איזשהו חיבור קבוע, שיהיה פחות רגיש לחיכוך ורעידות.

יאללה - בא לי כבר לקחת את הפלטפורמה למדבר. כבר הרבה זמן לא עשיתי לילה של תצפית ויזואלית כמו שצריך.

 

[Guy]

נראה מעולה! לא יכול לחכות לשחק איתה קצת

[nirzon]

לאחר התצפית האחרונה במדבר @Guy דיווח שהפלטפורמה החדשה שבניתי לו מרגישה לא מספיק יציבה עבור Star hopping.

הדבר הפתיע אותי קצת, מאחר ואני הרגשתי שהיא מאד יציבה, לפחות עם הדובסוני הישן שלי.

לאחרונה רכשתי דובסוני חדש. 10 אינטש של GSO, ששוקל כמעט פי 2 מהישן, וכהתחלתי להשתמש בו עם הפלטפורמה שלי (שזהה פחות או יותר לזו של גיא), גם אני שמתי לב לחוסר יציבות. הרגשה שכל נגיעה או כיוונון של הטלסקופ גורמת לנדנוד שמאד מציק. ברור שהדבר נובע מהמשקל, שמגביר מאד את הנדנודים.

ההשערה הראשונית שלי היתה שקוביות הטפלון, עליהן הקשתות של המשטח העליון נעות, שהן למעשה מחליקי רהיטים, גמישות, ועובדות כמו קפיצים, שמביאים לנדנוד. הקוביות הללו בנויות משכבה דקה של טפלון, שמודבקת לפלסטיק, שהוא די גמיש, והכי גרוע - בתחתית יש פס דבק דו-צדדי שהוא מעשית כמו ספוג, מאד רך וגמיש.

בהתחלה ניסיתי להחליף את קוביות הטפלון בקוביות זהות שהדפסתי מ-PETG. ניסיתי לבצע הדפסה כמה שיותר חלקה, ולשייף אותן קצת, על מנת להגיע לחיכוך מינימילי. כששמתי את הטלסקופ על הפלטפורמה עם הקוביות הללו במקום הטפלון, ההרגשה השתפרה (פחות נדנודים), אבל נוצר חיכוך סטטי כזה שלמעשה הביא את הפלטפורמה לעבוד עם תקיעות. כלומר, היא היתה מפסיקה קצת לנוע, עד שלחץ המנוע מתגבר על החיכוך, ואז קופצת למיקום חדש וחוזר חלילה - כמובן שככה אי אפשר לעבוד, והחזרתי את קוביות הטפלון המקוריות, וניסיתי לחשוב על פתרון אחר.

חשבתי לעצמי שאם רק הייתי יכול לצפות את הקוביות המודפסות שלי בשכבה דקה של טפלון, זה יקטין את החיכוך ויאפשר לי להשתמש בהן. עלה לי הרעיון פשוט להשתמש בסרט טפלון שמשמש לשרברבות (למי אין), בתקווה שהוא לא יקרע מהלחץ שיופעל עליו. עטפתי כל קוביה מודפסת בכמה סיבובים של סרט הטפלון הזה.

גיא טען, שהבעיה היא בגלל שהקשת הצפונית של הפלטפורמה יושבת על שני מחזיקים שקרובים מדי אחד לשני, ועדיף היה להרחיק אותם זה מזה, גם במחיר של זמן עקיבה קצר יותר. הרחקה של המחזיקים תיתן לקשת בסיס רחב וכך היציבות תגבר. הבעיה היא שזה פתרון מורכב יותר שדורש תכנון תלת מימד והדפסה מחדש של חלקים.

מצאתי קצת זמן ואכן עשיתי סוג של הרחבה של מחזיקי הקשת הצפונית, בסופו של דבר, בצורה שלא תקטין את זמן הפעולה של הפלטפורמה.

ככה זה נראה:

החלקים שמרחיבים את האחיזה הן ההדפסות השחורות שצמודות למחזיקי הטפלון הישנים. השארתי גם שני מחליקי רהיטים מקוריים שלא מופעל עליהם יותר מדי לחץ. רוב הלחץ נופל על הקוביות התחתונות - ניתן לראות את סרט הטפלון הלבן שמלפף את הקוביות המודפסות.

ככה זה נראה מהצד, כשהקשת מונחת על המחזיקים.

וככה נראית עכשיו הפלטפורמה שלי (פחות יפה מהחדשה ביותר), עם כל התוספות הללו, במבט מלמעלה:

 

הנחתי את הטלסקופ על הפלטפורמה וניסיתי להרגיש מה מצב היציבות. 

השיפור היה מורגש, אבל עדיין ראיתי שיש קצת נדנודים כשאני מזיז את הטלסקופ.

נשכבתי על הרצפה והסתכלתי על הפלטפורמה בזמן הנדנוד, ואז ראיתי שלמעשה המשטח התחתון, שמורכב מלוח בירץ', מתכופף כולו תחת הלחץ. המשטח עומד על 4 רגליות (כמו שרואים בתמונה), שנמצאות ממש בקצוות שלו, והחלק המרכזי שלו פשוט עולה ויורד וגורם לנדנודים.

הפתרון הפעם היה מאד פשוט - להוסיף עוד 2 רגליות במרכז המשטח (שפירקתי מהפלטפורמה הישנה שלי, שאני מתכנן לשפץ בקרוב - נזמין עוד רגליות מסין).

ככה זה נראה בסוף:

ומסתבר, שהדבר הקטן הזה, תוספת תמיכה במרכז המשטח התחתון, נתן בסופו של דבר את השיפור הגדול ביותר.

ההרגשה עכשיו דומה למדי לאיך שהרגשתי עם הדובסוני הישן והקל יותר שלי על הפלטפורמה. עדיין זה לא יציב כמו דובסוני שעומד על הרצפה, אבל זה ברמה שבהחלט מאפשרת לי לעבוד איתו בתצפית ויזואלית ולעשות star hopping. למעשה, זה מה שעשיתי איתו בלילה האחרון בקטן.

צפיתי וצילמתי קצת את הירח, צפיתי בעפילית הטבעת, וצילמתי קצת את ערפילית המשקולת:

בצילום של ערפילית המשקולת הצלחתי להגיע לחשיפות של 4 שניות לפריים, עדיין יש רעידות קלות מדי פעם שגורמות לי לאבד פריימים, אבל זה לגמרי בתחום הסבירות. עם הדובסוני הישן הייתי מצליח להגיע גם ל-8 או 16 שניות לפריים, אבל בהתחשב באיך שה-10 אינטש התנהג על הפלטפורמה לפני השינויים לאיך שהוא מרגיש עליה עכשיו, זה שמיים וארץ.

בצילומים פלנטריים (ירח כרגע - זה מה שיש) - אין בכלל בעיה - גם את זה צילמתי אתמול.

 

הדבר היחיד שאני שוקל עדיין זה לבדוק את נושא מלבני הטפלון. אתמול הפלטפורמה עבדה עם הריבועים המודפסים וסרט הטפלון המלופף סביבם למשך כמה שעות, והסרט לא נקרע.

עקרונית, בעלות הזניחה של סרט כזה, אין בעיה, מדי פעם ללפף אותם מחדש. מצד שני - לא בטוח שאי אפשר לחזור למחליקי הריהוט הישנים. אולי להוריד רק את שכבת הספוג של הדבק הדו צדדי (שלא באמת נחוץ). יש לי גם מלבנים דומים שקניתי מסין שמגיעים ללא שכבה גמישה כזו, עם איזה דבק פחות איכותי - אז אולי לנסות אותם.

כמו שאמרתי - השיפור הכי גדול הגיע פשוט מהוספת תמיכה למרכז המשטח התחתון.

[givoly]

יש לי דבק דו צדדי חזק ודק מאוד - אפשר להשתמש בטפלון ללא גמישות ולהוסיף את הדבק הדו״צ החזק - וכך נהנים מכל העולמות.

[nirzon]

לפני 3 שעות givoly אמר:

יש לי דבק דו צדדי חזק ודק מאוד - אפשר להשתמש בטפלון ללא גמישות ולהוסיף את הדבק הדו״צ החזק - וכך נהנים מכל העולמות.

מעשית לא צריך בכלל להדביק את הקוביות. זה בנוי ככה שפשוט אפשר לדחוף אותן למקום והן ישארו שם.