Autoguida universale con WebCam Home-Page - next

Questo progetto consente di utilizzare una qualsiasi web-cam per guidare le proprie pose in modo automatico, per mezzo di diversi programmi shareware e di un circuito da collegare tra il PC e la propria pulsantiera.

Esistono diversi programmi shareware capaci di "guidare" e molti di questi forniscono una uscita sulla porta seriale del PC con un codice che generalmente puo' essere impostato. Il piu' comune e' il protocollo LX200, i cui comandi verranno decodificati dal circuito e trasformati in semplici impulsi di correzione che saranno inviati alla pulsantiera AR/DEC.

Per potervi spiegare meglio il principio di funzionamento, e' necessario capire che la logica del circuito simula la pressione dei tasti della pulsantiera AR/DEC sulla base dello spostamento della stella guida (acquisita dalla web-cam). Il circuito provvede infatti a interpretare il segnale ricevuto via seriale (dal PC) e per mezzo di 4 uscite collegate ai 4 pulsanti AR/DEC della pulsantiera opera le correzioni necessarie a mantenere la stella guida al centro del reticolo "virtuale" visualizzato sullo schermo.

Il controllo del circuito e' parallelo a quello dei pulsanti e pertanto sara' possibile sempre e comunque anche l'intervento umano, che potra' avvenire come di consueto com la pressione degli stessi pulsanti.

Per poter realizzare questo progetto e' necessario:

  • Un PC con un qualsiasi modello di web-cam
  • Un programma shareware di guida
  • Un circuito elettronico basato su PIC
  • Un collegamento alla pulsantiera AR/DEC

    La variante possibile a questa soluzione e rappresentata dall'utilizzo di un sistema autonomo di autoguida (tipo Pictor o simili) formato da un CCD e da un relativo "box" di controllo dotato di protocollo LX200. Questo tipo di sistema e' utilizzabile direttamente solo con telescopi della serie LX ma utilizzando il mio circuito di decodifica potra' essere applicato a tutte le montature dotate di classica pulsantiera AR/DEC.

    Vorrei far notare subito che il collegamento alla pulsantiera richiede necessariamente un intervento a "cuore aperto" sulla stessa e questa operazione fara' decadere l'eventuale garanzia. Valutate bene questo aspetto prima di aprire la pulsantiera.
    L'intervento sulla pulsantiera e' molto semplice e non pregiudichera' il suo normale funzionamento. Si trattera' di collegare alcuni fili in corrispondenza dei 4 pulsanti in modo tale da poter collegare per mezzo di un connettore il nostro circuito. Il connettore consentira' di staccare i fili dal circuito quando quest'ultimo non viene utilizzato. La pulsantiera potra' essere usata normalmente con o senza il circuito attaccato.

    Lo schema con la "soluzione 2" propone una alternativa per quanti non abbiano la necessita' di utilizzare il protocollo LX200 e come visibile e' sufficiente realizzare l'interfaccia a 4 rele' che sara' direttamente collegata alla porta parallela del PC.

    I programmi shareware

    I programmi utili per i nostri scopi sono, in linea di massima, tutti quelli capaci di guidare con una web-cam (o CCD dedicato) e di fornire una uscita su porta seriale con protocollo di guida LX200 o su porta parallela con parametri configurabili.

    I programmi shareware:

  • 1 - QC guider - (per soluzione 1)- di Martin Niemi - specifico per la sola QuickCam in bianco e nero.
    Esce su porta seriale con protocollo LX200 ed ha il limite di funzionare solo con la QC indicata. Il vantaggio (enorme) e' pero' dato dalla possibilita' di gestire a piacere i tempi di esposizione della QuickCam, di poter sottrarre il darkframe e di acquisire e salvare immagini anche durante la guida. Il controllo dell'esposizione offre la invidiabile possibilita' di raggiungere stelle di guida praticamente invisibili ma determina ovviamente la correzione automatica solo dopo ogni esposizione. Il tempo massimo suggerito (piu' che sufficiente per raggiungere le piu' piccole stelle) e' di 2 secondi. (L'intervento umano di correzione e' di circa 3 secondi...).
    Download QCguider (54 Kb - formato .zip) - Nota: gira in DOS e funziona solo con QuickCam in b/n

  • 2 - Iris - (per soluzione 1) probabilmente uno dei piu' noti e diffusi programmi si elaborazione delle immagini astronomiche che integra anche la funzione di autoguida con protocollo LX200. Download del programma dalla home page di IRIS.

  • 3 - StarTrack - (per soluzione 1 o 2) - Questo programma funziona con qualsiasi web-cam o periferica di acquisizione video (quindi anche con eventuali schede e telecamere) e permette di configurare l'uscita seriale o parallela sia con protocollo LX200 che con parametri impostabili a piacere. Tramite il programma e' anche possibile aprire il pannello di controllo della web-cam installata per poterne modificare i parametri.
    Download StarTrack dal mio sito (45 Kb - .zip). O vai al sito originale per vedere se sono uscite nuove versioni del programma.
    NOTA: questo programma ha ancora qualche problemino di affidabilita' su alcuni sistemi. Seguire il sito originale per verificare l'uscita degli aggiornamenti.

    I miei test

    Disponendo di una QC in b/n ho basato quasi tutte le prove di funzionamento usando il programma QC guider. Ho avuto conferma del funzionamento del mio circuito usando anche il protocollo LX200 di StarTrack con una web-cam3 Creative ma non ho ancora testato con efficacia Iris.
    L'amico Carlo Martinelli ha compiuto alcune prove autonome con Iris usando un programma per PIC sviluppato parallelamente e ha riscontrato un diverso tipo di funzionamento. Iris infatti per consentire anche il puntamento del telescopio sulla base delle proprie mappe dialoga in modo bidirezionale con il vero LX200 da cui "legge" anche tutti i parametri di posizione e di sistema.
    Il mio circuito lavora attualmente seguento il solo protocollo standard di movimento necessario per la guida e pur agendo anch'esso in modo bidirezionale non e' ovviamente in grado di fornire informazioni sulla posizione del telescopio. Pare che alcune di queste mancate risposte alle "chiamate" di Iris compromettono il corretto funzionamento.
    Mi riservero' di eseguire anch'io dei test con Iris per capire se esiste la possibilita' di limitare le funzioni del protocollo LX e/o se queste vengono gia' limitate da sole al momento della guida. In ogni caso ho gia' contattato Christian Buil (autore di Iris) per avere notizie sul modo con il quale gestisce il protocollo di guida.

    Il circuito di conversione LX200

    Il circuito e' composto da 3 stadi:

  • 1 - stadio di ingresso con il quale vengono ricevuti i dati dalla porta seriale del PC
  • 2 - elaborazione del segnale, interpretazione dei comandi ricevuti
  • 3 - stadio con 4 uscite logiche (0-1) corrispondenti ai 4 movimenti

    Lo stadio di uscita dovra' essere collegato al successivo circuito:
  • 4 - circuito con ingresso logico e uscita con 4 rele' ciascuno dei quali collegato ad uno dei pulsanti della pulsantiera AR/DEC.

    Il secondo stadio decodifica i comandi del protocollo LX secondo le seguenti specifiche ufficiali dichiarate dalla Meade:
    #:Mn# attiva il movimento a nord
    #:Ms# attiva il movimento a sud
    #:Me# attiva il movimento a est
    #:Mw# attiva il movimento a ovest

    #:Qn# interrompi il movimento a nord
    #:Qs# interrompi il movimento a sud
    #:Qe# interrompi il movimento a est
    #:Qw# interrompi il movimento a ovest

    In pratica, se la stella guida esce dal reticolo di riferimento, il PC invia il relativo comando di correzione sulla porta seriale. Il circuito interpreta il comando e lo traduce nella pressione del relativo tasto sulla pulsantiera.

    Da notare, che l'invio di un comando di attivazione del movimento simula la pressione del relativo tasto sulla pulsantiera fino a quando non viene ricevuto il corrispondente segnale di stop.

    Per poter interpretare i comandi ricevuti ho realizzato un apposito programma per PIC (da installare sul PIC come gia' spiegato in precedenza in altri progetti che utilizzano questo microcontrollore). Il programma per PIC, presente alla pagina successiva, prevede anche la gestione di spostamenti in contemporanea su due assi, (anche se tale funzione non e' implementata su tutti i programmi di guida per PC) e contiene una protezione che evita il sovrapponimento accidentale (per disfunzione o blocco del PC) di movimenti opposti e contemporanei sullo stesso asse.

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