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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik autoguiding mit atmega?


Autor: Thomas H. (merlin63)
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hallo leute

habe da mal eine idee, die zwar nicht ganz neu ist, aber mich schon arg 
beschäftigt.
was controller angeht, bin ich gerade mal so am anfang. hatte mir mal 
das buch von roland rowalt mit platine geholt und war echt begeistert, 
was alles so möglich ist.

in meiner freizeit betreibe ich neben der elektronik auch noch das 
schöne hobby der astronomie, bzw der astrofotografie. um das fernrohr 
auf das eingestellte objekt zu halten, benutzt man sg. guidingsysteme. 
man stelle sich das mal so vor. neben meiner hauptoptik, die dann die 
fotos durch meine canon 350d macht, befindet sich noch ein kleineres 
teleskop.
an diesem ist eine webcam befestigt. diese ist dann mit dem läppi 
verbunden, auf dem eine software läuft, die nun,(meistens 
erfolgreich;-)) über die rs232 die an der montierung angeschlossene 
motorsteuerung (für kenner eine sdi) entsprechene befehle zu senden.
das stelle man sich so vor. in dem guiding teleskop, wird ein stern 
eingestellt und fokussiert, der dem eigentlichen objekt der begierde 
möglichst nahe steht. auf dem bildschirm erscheint in einem fenster der 
stern, den man nun anklickt und der software sagt, sie möge den stern 
"verfolgen". die software gibt nun ihrerseits die steuerbefehle in LX200 
aus. es ist ein einfach gehaltenes steuerprotokoll für astronomische 
montierungen. die steuerbefehle gelangen in die steuerung(sdi), die dann 
wiederum die motoren in der montierung steuern.
so viel nun zum ablauf des systems.

man kann sich nun vorstellen, das da auf dem feld eine ganze menge kabel 
zusammenkommen, denn vom läppi wird auch noch die canon gesteuert und 
noch einiges mehr. es ist immer schon ein problem der stromversorgung, 
denn so ein läppi ist nicht gerade sparsam.

nun gibt es natürlich auch autonome guidingsystem, die völlig ohne läppi 
auskommen. bezahlbar sind diese system aber nicht wirklich, also nicht 
was den normalen hobbyastronomen angeht.

ich weiß ja das das ein thema ist was vieleicht nicht von einem anfänger 
lösbar ist. aber es wäre doch eine interessante aufgabe dies zu lösen.
ich stelle mir vor, das der datenstrom der webcam vom controller 
ausgewertet werden muß. denn es reichen ja völlig schwarz-weis 
informationen aus.
vieleicht gehe ich da ja auch zu grünäugig an das thema herran aber wenn 
ich so sehe was hier mit so einem kleinen "käfer" alles verwirklicht 
wird, dann könnte ich mir eine lösung schön vorstellen.

na mal sehen, was die profis dazu sagen
würde mich über zahlreiche staytments freuen
viele grüße
thomas

Autor: Realpotter (Gast)
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Die erste Frage ist die nach der Montierung. Falls die Montierung des 
Teleskopes entlang der Erdachse ist, ist der job leichter. Falls nicht, 
falls die montierung des Teleskopes horizontal/vertikal ist wird's 
schwierig, da sich dann das Gesichtsfeld dreht. Gehen wir mal von der 
Erdparallelen montierung aus. Dann muessen wir eine Eingabe haben, eine 
graphische Eingabe. Ja, einen Grafik LCD kann man ansteuern. Dann noch 
ein mausaehnlciches Zeigerinstrument zur Selektion. Der Rest, dh einen 
hellen fleck auf position zu halten mit Schrittmotoren ansteuern ist 
dagegen fast schon trivial.

Autor: Thomas H. (merlin63)
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hallo

also die monti ist eine eq-6 (deutsche montierung) und ich gehe mal von 
einer vernünftigen einnordnung aus.
eine grafische eingabe....nun ja muß die wirklich sein?
ich zentriere einen stern, der bei korrekter fokuslage als 
dunkler/heller fleck auf einem grafischen display erscheint. nun könnte 
der kontroller ja diesen fleck selber finden oder?

Der Rest, dh einen
hellen fleck auf position zu halten mit Schrittmotoren ansteuern ist
dagegen fast schon trivial.

huch.....so etwas nennst du trivial???
ich hätte nicht einmal den hauch einer idee so etwas umzusetzen. also 
gut die steuerung des motors übernimmt ja meine montierungsteuerung. der 
kontoller soll ja "nur" die kommandos in LX200 rausschicken und die sind 
ja gut kommentiert und gehen über rs232 raus.
aber wie man ein glcd ansteuert und dann noch einen lichtfleck verfolgen 
soll.......keene ahnung. da fehlt mir einfach noch ein bischen 
background.
ein normales lcd habe ich schon am laufen bekommen, das fand ich auch 
nicht so schwer, aber die auswertund einers cam signales (webcam) stellt 
für mich erstmal eine sehr große hürde dar.
na mal schauen was noch so kommt.

dir danke ich erstmal

ps:kennst du dich mit astronomie auch aus...klang zumindest so;-))

bis denne
gruß thomas

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Thomas Heilig wrote:

> aber wie man ein glcd ansteuert und dann noch einen lichtfleck verfolgen
> soll.......keene ahnung. da fehlt mir einfach noch ein bischen
> background.

Du sollst ihn ja auch nicht verfolgen.
Du sollst nur dafür sorgen, dass er am LCD immer an derselben
Stelle bleibt.

D.h. du hast dem Computer einmal die Sollposition gezeigt.
Ist der Fleck jetzt nach links ausgewandert, muss das Rohr
(die Camera) soweit nach rechts gedreht werden, bis der Fleck
wieder auf Sollposition ist. Für die anderen Richtungen
natürlich genauso.

Autor: Troll Blaubär (blaubeer)
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Karl heinz Buchegger wrote:
> Ist der Fleck jetzt nach links ausgewandert, muss das Rohr
> (die Camera) soweit nach rechts

Nicht nach links?

> gedreht werden, bis der Fleck
> wieder auf Sollposition ist.

..um ihn wieder "einzufangen"??

> Für die anderen Richtungen
> natürlich genauso.

MfG, blaues trolliges Bärli, ganz schnell wegrennend....
(Aua, nicht hauen....)

Autor: Klaus Huber (klaushuber)
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Hat schonmal jemand mit ner Webcam nen Stern 'eingefangen'?
Ist der Kontrast/die Auflösung der Cam so gut, dass man den (auf die 
Entfernung doch recht kleinen) Stern noch erkennen kann?
Möglicherweise wird mein Bild durch meine billig-Webcams ein wenig 
getrübt, aber ich denke da braucht's schon ne recht gute Kamera für, 
oder?

Autor: Troll Blaubär (blaubeer)
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Also das Auswerten des Webcam-Datenstroms mit einem Bastel-ATMega 
(8...32) halte ich für ein recht anspruchsvolles Projekt. Da ich das 
Format des Webcam-Datenstroms nicht kenne (und eigentlich momentan auch 
nicht brauche), wüsste ich jetzt nichtmal, wo ich da ansetzen sollte. 
Die Darstellung auf einem (zur Webcam kompatiblen) Display alleine 
reicht dazu noch lange nicht. Wenn die Position (in Koordinaten) des 
Objektes der Begierde auf dem Display erstmal bekannt ist, dann ist die 
Nachlaufregelung kein Problem mehr.

Anders gesehen sollte die Lösung recht trivial sein, praktiziert es doch 
die Bundeswehr täglich im Kampfpanzer Leopard beim Stabilisieren der 
Kanone und auch in anderen intelligenten Waffensystemen.

MfG, Heidelbär, trolliger

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Klaus Huber wrote:
> Hat schonmal jemand mit ner Webcam nen Stern 'eingefangen'?
> Ist der Kontrast/die Auflösung der Cam so gut, dass man den (auf die
> Entfernung doch recht kleinen) Stern noch erkennen kann?

Einen Stern (mit Ausnahme der Sonne) wirst du mit Hobbymitteln
sowieso nie als Scheibe sehen, sondern immer nur als Punkt
(der durch die Optik mehr oder weniger gross abgebildet wird).
Will man einen Stern in eine Scheibe auflösen, dann geht das
momentan sowieso nur mit Interferometrie und grossen Teleskopen.
Und das übersteigt das Budget der meisten Universitäten bei weitem.

Aber Webcams eignen sich vorzüglich zur Planetenbeobachtung.

Das wird von Nicht-Astronomen gerne missverstanden: Die
Vergrößerung ist bei einem Teleskop von eher untergeordneter
Bedeutung. Viel wichtiger ist das Lichtsammelvermögen! Und das
steigt mit dem Durchmesser der Optik. Deshalb baut man in erster
Linie immer größere Spiegel.

> Möglicherweise wird mein Bild durch meine billig-Webcams ein wenig
> getrübt, aber ich denke da braucht's schon ne recht gute Kamera für,
> oder?

Die Hobbyastronomen bauen meist sowieso eine andere Optik dran.
Entweder dient das Fernrohr als Optik oder es kommt ein neues
Objektiv dran. Das interessante an einer Webcam ist, dass man
für wenig Geld einen CCD Chip samt Auswertung bekommt.

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Schau doch mal bei den Robotterleuten... da gibts ja so 
Linienverfolger... müßte halt in einenn "punktverfolger" umgewandelt 
werden :)

Autor: thomas (Gast)
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hallo ihr lieben

also erstmal vielen dank für die anregenden kommentare (trolli)

also .....heute morgen, habe ich mal intelligenterweise die suchfunktion
des forums gebraucht....ja ein newbie ist ja lernfähig  LOL.
und siehe da, es gab und gibt schon ähnliche ansetzte in verbindung mit 
einem CCD oder CMOS sensor (webcam), zb. linienverfolgung.

nun muß ich mal meine aussage auch relativieren.

1. der AVR braucht sich nicht um die steuerung der motoren zu kümmern 
(berechnung der ausgabefrequenz zur nachführung), das übernimmt schon 
die steuerung der montierung.
er soll nur bei abweichung entsprechende steuerkommandos über eine 
serielle rs232 an die steuerung schicken(LX200) zB.#RA+#.

2. er muß keine 25 bzw. 30 frames/s verarbeiten.
es reichen schon 3-5 frames/s.

da ich null erfahrung im umgang mit GLCD habe, fällt es mir auch schwer, 
mir vorzustellen wie ich die darstellung und die auswertung der 
positzion des lichtpunktes hinbekommen könnte.

ist es richtig, das das display in X und Y koordinaten aufgeteilt ist?
also programmtechnisch?
dann würde das ja bedeuten, das der lichtfleck eine XY koordinate auf 
dem display einnimmt!

das problem das ich immo habe, ist das ich schon meine webcam benutzen 
müßte, weil die durch eine modifikation um einiges lichtempfindlicher 
ist, als eine standardcam.
denn mit einem modul von der "stange" findet man nicht genug 
"leitsterne".

im anhang habe ich mal ein bild, das mit einer webcam gemacht worden ist 
(leider nicht von mir...heul) um mal zu zeigen, was mit den kleinen 
dingern machbar ist.
natürlich nicht mit dem originalobjektiv lol und ein paar meter 
brennweite waren das latürnich auch.

die quallität des abgebildeten lichtpunktes, muß auch nicht so gut sein, 
weil es ja beim nachführen darauf ankommt eine abweichung zu erkennen 
und darauf zu reagieren.

@ karl-heinz
Viel wichtiger ist das Lichtsammelvermögen! Und das
steigt mit dem Durchmesser der Optik. Deshalb baut man in erster
Linie immer größere Spiegel.

spielt in der planetenfotografie eher eine untergeordnete rolle, denn 
hier ist brennweite gefragt.
aber du hast recht mit der aussage was die größe der optik angeht
mehr größe= mehr lichtsammelvermögen und was noch wichtiger...mehr 
auflösungvermögen.

also erstmal vielen dank
gruß thomas

Autor: Thomas H. (merlin63)
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so jetzt hat das auch mit dem anhang geklappt.....
he he....newbiemacke

bis denne

Autor: Realpotter (Gast)
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Thomas,
ja, ich habe etwas Ahnung von Astronomie, ein Kollege von mit hat eine 
kleine Sternwarte, und der bespricht auch immer solche Details mit mir. 
Auf die graphische Selektion kann man in de Tat verzichten, man kann 
sagen er soll das Zentrum so halten wie den ersten Schuss. Eine Webcam 
wuerde ich nicht nehmen. Da kann man zuwenig spielen. Eine CCD ist 
einfacher. Da hat man Zugriff auf das Timing. Die Anforderungen an ein 
Zielfernrohr sind : Hoehere Aufloesung als das Hauptrohr. Dies, da man 
ja zumindest ein Pixel an Positionsfehler zulassen muss, sodass geregelt 
werden kann. Dieses pixel sollte am Hauptrohr noch nichts ausmachen. Die 
Belichtung muss man dann so langsam einstellen, dass was gescheites 
belichtet wird, da man ja nicht immer auf den Sirius positionieren kann. 
Zum anderen muss es immerhin schneller sein als die Regelgeschwindigkeit 
des systems sein muss. Leider wird das erhaltene Zielbild nicht nur aus 
einem hellen punkt-pixel in der mitte von schwarz sein. Da ist auch noch 
ein Haufen Mist drauf. Ich wuerde die Verscheibung mit einer 
Kreuz-Korrelation rechen.

Autor: Rahul Der trollige (rahul)
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Nur so am Rande:
Lego-Mondstorms konnte das auch mal.
Bildverarbeitung mit einem AVR ist gar nicht sooo kompliziert.
Guck dir mal das hier an:
http://www.jrobot.net/Projects/AVRcam.html

Allerdings übernimmt da ein anderer Chip die Wandlung - wäre zu schön, 
wenn es sowas auch ohne Kamera-Modul, sondern FBAS-Eingang gäbe.

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