Cel Fosc Astrofotografía: enfocador casero

Hay cosas que demuestran que esta afición es grande, y una de ellas es compartir los conocimientos de unos y otros, y esta vez, gracias a Pablo Gafo cualquiera puede tener un enfocador electrónico en su telescopio por el modesto precio de 60 Euros. Ya que a tenido el detalle de hacer un tutorial para Negados a la electrónica y tal.

Al principio puede parecer un lío o pensar si uno sera capaz de llevar este proyecto a cabo con buenos resultados, pero es mucho mas fácil de lo que parece. Aquí os dejo todo el tutorial de Pablo y como he ido yo organizando mi enfocador.
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TUTORIAL ENFOCADOR ARDUINO (FOR DUMMIES)

Intro

Si eres absolutamente diáfano en programación, electrónica, Arduino, etc, pero te encantaría tener tu enfocador Arduino controlado por ASCOM hasta con sonda de temperatura (opcional) por menos de 50 € (los enfocadores comerciales aunque obviamente mucho mejores, superan los 250€), estas de enhorabuena. Este tutorial está pensado para ti.

La intención es ahorrarte todas las horas de buceo en paginas frikis de internet, en foros dedicados, consultas a amigos (yo agradezco aquí especialmente la ayuda de Jesús Magdaleno, un atentico crack)

Todo este tutorial está basado en el proyecto myfocuserpro2:
https://sourceforge.net/projects/arduinoascomfocuserpro2diy/

Insisto en que el objetivo de este tutorial es simplificar al máximo la construcción del enfocador. Como contrapartida de esta simplificación máxima, obviamente no será la mejor opción para todo el mundo y podría parecer demasiado pobre a aficionados avanzados.

No obstante, cualquier crítica constructiva será agradecida y tenida en cuenta para mejorar este tutorial.

Preguntas comunes:

¿Para qué sirve? Para enfocar desde el portátil con muchísima precisión y de forma automatizada.

¿Cuando lo voy a usar? Siempre que quieras enfocar, pero fundamentalmente en:

1. Equipos que necesitan reenfocar varias veces a lo largo de la noche por los cambios de temperatura (el telescopio va contrayéndose por el frío y hay que estar corrigiendo el enfoque).

2. Planetaria, al enfocar desde el portátil no hay vibración y el enfoque será muchísimo más cómodo y preciso.

3. Equipos controlados remotamente, como observatorios de aficionado.

¿Con que software se controla? Con cualquiera que utilice ASCOM prácticamente todo software de astronomía.

¿Cuánto me va a costar? Menos de 50 € y una tarde de cacharreo pero muy entretenida ¿ Pero funciona bien?

¿Merece la pena? Absolutamente sí.

Materiales necesarios:

Me dejo de divagaciones…Estos:

De arriba abajo y de izquierda a derecha:

A. Cable de alimentación. Según la alimentación que queráis poner. Vale cualquier clavija de potencia (minitamya, jack, TX60…) Yo tengo el típico jack unido al distribuidor de Álvaro Ibáñez

B. Caja para el controlador, yo he utilizado la típica caja eléctrica pequeña, (tuneada con una pegatina de StarWars

C. Cable USB tipo A a USB tipo B (típico de impresoras), seguro que tenéis por casa.

D. Correa de transmisión del motor al mando de enfoque del telescopio. (esta depende de la distancia de cada equipo, tendréis que medirlo y comprarla a medida.

E. Driver de motor para arduino. Recomiendo el L293D, este:
https://www.amazon.es/dp/B07C7X64NF/ref=cm_sw_r_tw_dp_U_x_ZkLYEbXRW3788

F. Cable de motor y motor a pasos (lo venden junto).De 12 V, 0.4A, 200 pasos. Recomiendo este
https://www.amazon.es/dp/B07M5HJVDM/ref=cm_sw_r_tw_dp_U_x_CZKYEb3XRRNGP

G. Arduino UNO R3, recomiendo marca genuina arduino, aunque los clones funcionan también bien. Este: https://www.amazon.es/dp/B008GRTSV6/ref=cm_sw_r_tw_dp_U_x_apLYEbYQ07N58

H. Pletina “en ele” para sujetar el motor junto al mando del enfocador del telescopio (esta no está en la foto, se verá en las fotos de la siguiente paginas)

I. Sonda de temperatura (opcional, no viene en la foto). Tiene que ser DS18B20, por ejemplo esta:
https://www.amazon.es/gp/product/B01MZG48OE/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o00_s00?ie=UTF8&psc=1

Software necesario

I. Obviamente, en primer lugar, necesitamos un programa para mover el enfocador y que trabaje por ASCOM (todos), seguramente ya lo tendremos instalado. Puede ser ATP astrophotography tools (es el que yo recomiendo vivamente), backyard EOS, astromatic (desarrollado por nuestro compañero y amigo Fernando Torres), …. También podemos utilizar el software de los desarrolladores de la plataforma original myfocuserpro2.

II. Plataforma arduino con sus librerías.

III. Plataforma (ASCOM) si no la tienes. Aquí:
https://github.com/ASCOMInitiative/ASCOMPlatform/releases/download/Build_2695/ASCOMPlatform64.exe

IV. Drivers ASCOM para el controlador.

Instalación

He subido a mi Dropbox solo lo que necesitais:
https://www.dropbox.com/sh/06f02sb6p2xmrdh/AACxtmNqHa-TtVgtZ_qgDfZya?dl=0

pero también lo podéis descargar todo, mucho más completo (pero más complicado) en el propio repositorio de los desarrolladores del proyecto aquí:
https://sourceforge.net/projects/arduinoascomfocuserpro2diy/files/

Instalamos todos los programas anteriores. Conectamos la placa Arduino UNO, con el driver de motor L293D al ordenador por el USB (no hace falta alimentación externa aquí)
Abrimos el archivo Focuserv271_L293D.ino que he dejado también en mi Dropbox en la carpeta: Arduino Firmware myFocuserPro2 271. Se nos debería abrir entonces con la aplicación de Arduino, y deberíamos ver el código fuente de control del motor. Seleccionamos (si no lo hace automáticamente) en Herramientas/Arduino UNO. Seleccionamos el puerto COM al que está conectada nuestra placa (si no aparece directamente, lo podemos buscar en administrador de dispositivos de Windows).
Instalamos las librerías necesarias, así: Programa/Incluir librería/Añadir librería zip y vamos añadiendo una por una todas estas: Bounce, myAFMotor, myDallasTemperature, myEEPROM, myHalfStepper, myI2cKeypad, myIRRemote, myMutex, myOLED, myQueue, myRotaryEncoder, myTFTv2, myUTFT, newliquidCrystal, OneWire. Estas las podréis encontrar en la carpeta compartida de mi Dropbox en la carpeta: myFocuserPro2libraries
En el código hay que tocar algunas cosillas (no os asustéis que es facilísimo).

Si vais a poner sonda de temperatura donde pone // To enable temperature probe, uncomment next line //#define TEMPERATUREPROBE 1 “descomentamos” (es decir borramos las dos barras del principio de la linea)
En la línea #define stepsPerRevolution 200 // NEMA17 motor Full steps aseguraos que pone 200 (son los pasos de nuestro motor)
En la línea #define Motor_Port 2 // use M3 and M4 as its easier to connect ponemos 2 si vamos a conectar el motor a las salidas M3/M4 (es lo normal) o 1 si vamos a conectar el motor a las salidas M1/M2 esto lo explico luego.

Con la placa Arduino y la del controlador del motor conectadas al ordenador, damos al botón Verificar de la aplicación Arduino, para compilar y comprobar que esta todo correcto. Si hay algún problema nos lo pondrá en la barra de abajo. Y si todo esta correcto, damos al botón Subir (al lado) para programar la placa Arduino.
Conectamos el motor a la placa así: el motor se puede conectar a las salidas M1/M2 (y entonces según explico en el punto 4, en el código marcamos la opción 1), o a las salidas M3/M4 (y entonces marcamos la opción 2). Esto solo depende de nuestra comodidad a la hora de conectar los cables. FIJAOS MUY BIEN EN LOS COLORES DE LA FOTO Y LOS CONECTAIS IGUAL, si los conectáis mal, veréis que el motor funciona mal o se bloquea. QUITAMOS EL JUMPER MARCADO CON LA FLECHA ROJA (este jumper se deja para que la placa tenga alimentación externa y se quita para que se alimente solamente con la potencia que le llega por el USB), pero no lo perdáis, guardadlo para ponerlo después.

Probamos a ver si funciona el enfocador. Lo podemos probar desde cualquier aplicación de las que hablo en el punto I. Con la aplicación myfocuserpro2 o por ejemplo ATP: abrimos ATP, en la pestaña Gear pulsamos Conectar Focuser mientras pulsamos la tecla Shift, para que nos de opción de configurar las opciones del driver ASCOM del enfocador. Seleccionamos myFocuserProASCOM y en propiedades marcamos las que se ven en la foto siguiente:

NOTA IMPORTANTE: MANTENER LA CASILLA COIL POWER ENCENDIDA, HACE QUE EL DRIVER SIGA ENVIANDO POTENCIA AL MOTOR AUNQUE ESTÉ PARADO. ESTO PUEDE SOBRECALENTAR EL DRIVER PELIGROSAMENTE. Así que esta casilla mucho ojo!. Para comprobar que esto no sucede simplemente intentamos mover el motor con los dedos cuando todo esta conectado, si no podemos girarlo (lo notamos bloqueado) , significa que esta opción está activada. Tendremos que buscar donde esta esto activado y desactivarlo.

Una vez que hemos comprobado que funciona bien (esto es lo que hace que compense todo este follón) vamos a conectar la alimentación de potencia externa al Driver. Para probar no hace falta alimentación externa, pero para funcionamiento normal es indispensable, para que el motor tenga fuerza suficiente) Conectamos 12 voltios(los sacamos de donde mejor nos venga según la configuración del equipo), al conector que muestro en la foto y etiquetado como PowerExterna en a propia placa L298D. Es importante poner aquí un fusible de 2A (aproximadamente), porque estas placas no tienen protección y podemos liarla parda si hay algún problema. Y PONEMOS EL JUMPER QUE HABIAMOS QUITADO EN SU SITIO

Sonda de Temperatura (Opcional)

Una opción muy sencilla que permite este enfocador, es poner una sonda de temperatura que mida la temperatura del tubo. Esto es superfriki, pero puede ser interesante por dos razones. Primera razón: mola mucho que en el ATP te ponga la temperatura. Segunda razón. El ATP o el programa que uses para controlar el enfoque tienen opciones para compensar a tiempo real la temperatura del tubo (que se irá contrayendo con el frío) con el enfoque.

Para instalar la sonda hay que tener en cuenta algunas cosas:

La sonda tiene que ser tipo DS18B20, como explico en el punto I.
Debemos activarla en el código de Arduino como explico en el punto 4.
Debemos activarla también en ATP (o el programa que usemos), dentro del menú Tools//ATP settings/Scope and focuser

¿Y cómo conecto la sonda a la placa? Así:

Parte mecánica

Por último conectar el motor al mando del enfocador del telescopio mediante una correa dentada. La parte mecánica depende mucho de mando del enfocador del telescopio que tengáis, así que solamente pongo algunas fotos para que cojáis ideas.

Y así me queda a mi:

Conclusión

Espero que este minitutorial, aunque muy poco formal y extremadamente simple (prefiero ser criticado por simple que no ser entendido) os sirva. Yo personalmente hubiera ahorrado muchas horas si hubiera dispuesto de esta documentación sencilla en lugar, de toda la documentación extensísima y completísima de los desarrolladores.

Mucha suerte con el proyecto!

© Pablo Gafo 2020

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Bueno y hasta aquí el tutorial de Pablo, ahora os iré enseñando como va queda el mio.

Ya tengo la sonda y el motor conectados...

Con un trozo de una regla de aluminio me he fabricado la pletina en ele para sujetar el motor al telescopio.

Y aquí ya terminada con todos los taladros para los tornillos hechos, a falta de pintarla.

Con este conector sujetare el motor paso a paso al enfocador.

¡¡OJO!! aunque ponga el enlace, tenéis que mirar que el diámetro de las barras de anclaje corresponde al de vuestro equipo, el motor paso a paso su barra es de 5mm tendréis que ver cuan es la medida de la barra del enfocador, en mi caso es de 4mm.

https://www.amazon.es/gp/product/B01913RU1S/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o02_s00?ie=UTF8&psc=1

Y así es como queda esta parte ya terminada.

Pantallazo de APT con el enfocador conectado y el sensor de temperatura a 20º.

Os dejo aquí el Driver de ASCOMmyFocuser2, por que yo tuve problemas con los otros y me tuve que descargar este, por si os pasa lo mismo. Solo tenéis que pinchar en la imagen para que se descargue.

Lo que vemos rodeado con el circulo rojo, ahí sera donde vamos a alimentar el enfocador. El negativo donde pone GND. Y ya con esto es todo, solo meter la placa en una cajita y listo.