e-Focus

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L'e-Focus è un focheggiatore elettrico, per telescopi, autocostruito.

Ora con la funzione di autofocus!

Il progetto nasce in seguito ai primi tentativi di fotografia digitale, al fuoco diretto, con una webcam. Infatti, una volta trovata la "zona del fuoco" (cioè quella zona in cui l'oggetto si trova abbastanza a fuoco, a meno di piccole correzioni), risulta molto lungo e difficile trovare il punto di focheggiatura esatto (o quasi!).

Il principale problema è dato dal tipo di focheggiatore utilizzato: è sufficiente sfiorare la manopola per distruggere tutto il lavoro di messa a fuoco fatto sino ad allora. Altro problema sono le vibrazioni dello strumento. Infatti, ogni volta che si va a toccare la manopola del fuoco, bisogna successivamente lasciare 3-4 secondi di tempo, affinchè lo strumento smorzi le vibrazioni.

Quanto illustrato sino ad ora significa(va):

1. "circa-focheggiare", cioè trovare la "zona del fuoco";
2. far assestare lo strumento;
3. aggiustare il tiro, effettuando piccole correzioni;
4. far assestare lo strumento;
5. si... il fuoco sembra ok, ma... aspetta che sposto ancora un pochino;
6. far assestare lo strumento;
7. acc...!! sono andato oltre. Torno un po' indietro;
8. far assestare lo strumento;
9. di nuovo: si, mi sembra ok, ma...
10. far assestare lo strumento;
11. nooo, troppo, troppo!!
12. far assestare lo strumento;
13. forse ci sono;
14. far assestare lo strumento;
15. ancora un micro-giro della manopola...
16. far assestare lo strumento;
17. ECCOLO!!!!

Se va bene, i passaggi sono "solo" 17, ma, se va male, si impiegano anche 10-15 minuti... Se poi, inoltre, si pensa che le pose di messa a fuoco durano 3-4 secondi mediamente (per il cielo profondo)...   ...Ecco da dove nasce la necessità del focheggiatore motorizzato! Un altro importantissimo fattore è la possibilità di stare vicino allo schermo del pc, così da riuscire a controllare bene le immagini di messa a fuoco.

Le principali caratteristiche sono:

1. controllo fine della posizione (step by step);
2. autofocus;
3. 10 differenti velocità;
4. 10 posizioni memorizzabili;
5. controllo di fine corsa;
6. Azzeramento posizione in un qualsiasi punto.

Ed ecco il telecomando in tutto il suo "splendore" (si fa per dire). Costruzione molto spartana, ma funziona! Si nota il velcro utilizzato per appendere il telecomando alla montatura...

Non è stata prevista la gestione del backslash (memoria del PIC esaurita), infatti questo crea qualche piccolo problema, ma nulla di insormontabile. Personalmente, ho risolto la cosa con un accorgimento meccanico (foto qui sotto: è una "U" che mantiene in tensione l'albero del motore, evitando un gioco fastidiosissimo, in su o in giù, dell'albero stesso).

E' disponibile una versione, per PIC 16F84A, che non prevede il display LCD; prevede 3 posizioni in memoria, due diverse velocità, quattro led e quattro pulsanti. Lo schema elettrico di base è a cura di Riccardo Ricci ed è relativo al controllo del moto di AR per una montature equatoriale.

Download e-Focus v1.0

Ma dopo questa lunga e noiosa premessa procedo alla descrizione tecnica del progetto. Se ci fossero indicazioni suggerimenti, consigli, ecc, ecc, vi prego di contattarmi.

Invito alla lettura COMPLETA di quanto scritto di seguito.

Parte elettrica

Attenzione:

• i firmware sono compilati per due frequenze dell'oscillatore (4MHz o 20MHz); a voi la scelta.

• In sede di programmazione (utilizzando il PIC 16F876A ed ICPROG), è necessario disabilitare il "CP", ovvero "Code Protect", in quanto sono stati riscontrati problemi.

• Una volta acceso l'e-Focus, se tutto è andato per il meglio, è necessario fare un "Erase memory", per pulire la memoria da eventuali valori casuali che vi possono essere immagazzinati. N.B.: questa operazione va fatta solo una volta, subito dopo aver programmato il PIC, ed è bene ripeterla ogni volta che il PIC viene programmato.

Download e-Focus v2.0

Ringrazio Armando per avermi mandato una sua versione del PCB.

verrà probabilmente realizzata una versione SMD del circuito, così da ridurre peso e dimensioni della pulsantiera.

Spendo un paio di parole sui file contenuti nel download qui sopra:

• il file pdf contiene tre diversi schemi. Il primo è la scheda madre di tutto il sistema, ed è quella che effettivamente controlla i pulsanti, il motore ed il display. Questo schema è sufficiente per chi non voglia l'autofocus;

• il secondo schema è riferito ad una scheda aggiuntiva che serve, appunto, per aggiungere la funzione di messa a fuoco automatica tramite protocollo LX200;

• il terzo schema, infine, è riferito ad un classico MAX232, necessario per collegare la porta seriale con la scheda al punto precedente.

• Sono presenti due ulteriori pdf, con i PCB relativi alla scheda madre (grazie Armando!).

• Tenere presente, per l'incisione, che la scritta sul pcb ,quando si piazza il master per la fotoincisione, affinché sia messa dal lato giusto, deve essere leggibile.
  Il master sulla piastra ramata deve essere messo in modo che la scritta sia leggibile.

Firmware ed istruzioni

La pulsantiera si compone di 6 pulsantini e di un led rosso. I pulsanti "Destra" e "Sinistra" permettono di scorrere le voci dei vari menù e sottomenù. Il pulsante centrale seleziona le voci e permette di accedere alla voce scelta. Il pulsante in basso a destra è il pulsante "Cancella" e permette di uscire dal sottomenù e di tornare al menù precedente. Infine, i pulsanti "Su" e "Giù" permettono di muovere il motore.

Sulla prima riga del display sono mostrate le voci, i messaggi, i parametri ecc..., mentre sulla seconda riga sono mostrati i pulsanti attivi, cioè quelli che possono essere premuti:

• ENT ---> Enter, pulsante centrale;

• L   ---> Left, pulsante di sinistra;

• R   ---> Right, pulsante di destra;

• Up  ---> Su, pulsante in alto;

• Down ---> Giù, pulsante in basso;

• CLR ---> Cancella, pulsante in basso a sinistra.

Il led rosso serve ad indicare quando il focheggiatore ha raggiunto il fondo corsa (viene visualizzato anche un messaggio sul display), oppure indica che il PIC è occupato a scrivere o a leggere la EEPROM interna, sulla quale è memorizzata la posizione del focheggiatore.

E' stata aggiunta una voce nel menù d setup che permette di impostare il valore massimo di fine corsa, rendendo il sistema personalizzabile. Tale valore, per il mio accoppiamento motore-ingranaggi, è di 1420. Per impostare un valore personalizzato è sufficiente mandare il focheggiatore a fondo corsa e leggere il valore in questione nel menù "Show position". Quindi, impostare la cifra desiderata nel menù "Set max" e premere Enter per confermare.

In questo menù è ora possibile scorrere velocemente i valori del fine corsa (da 0 a 10000000), tenendo premuto il relativo tasto:

• Up --> incrementa di 10000;

• Down --> decrementa di 10000:

• L --> decrementa di 10;

• R --> incrementa di 10.  

Parte meccanica

Non mi dilungo nella descrizione della parte meccanica, in quanto è un lato del progetto che dipende dal telescopio utilizzato.

Il motore che ho utilizzato è stato recuperato da una stampante HP rotta; è un motore unipolare pilotato in modalità Half-Step, così da ridurre le vibrazioni e da aumentare la precisione. E' chiaro che, in questa maniera, diminuisce anche la coppia fornita. Tuttavia, ho fatto alcune prove e, a basse velocità, il motore riesce a sollevare carichi considerevoli: circa 3-4 kg.

Allego solo un paio di fotografie che mostrano il motore nella sua sede. Semplicemente, il motorino è avvitato alla scatola di plastica nera che, al suo interno, è rinforzata da pezzi di legno. Questo accorgimento è pensato in modo da evitare flessioni della scatola, che possono provocare giochi molto fastidiosi.

Con pochi euro di spesa ho ottenuto uno strumento piuttosto valido ed adattabile a quasi tutte le esigenze.

Voglio ringraziare Antonio e Fabio che mi hanno segnalato alcuni bug e mi hanno dato suggerimenti su come migliorare il firmware. Ringrazio Armando per il PCB ed ancora Antonio per aver testato l'autofocus...

Pagina con le foto dei telecomandi realizzati da chi ha intrapreso la costruzione.