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Astrofotografia

Focheggiatore elettronico per il telescopio con Arduino

L’astrofotografia è un hobby costoso, oggi vedremo come costruire un focheggiatore elettronico per il vostro telescopio con Arduino. 🙂

La necessità di autocostruirmi tale accessorio per il mio telescopio nacque soprattutto dal fatto che, fare la messa a fuoco ruotando la manopola del focheggiatore, era un’esperienza laboriosa e frustrante.

Ottenere stelle puntiformi e dettagli ben a fuoco da elaborare in seguito su PixInsight, era più qualcosa dettato dal caso e dalla fortuna che da un metodo che funzionasse sempre in maniera sistematica.

Così, grazie al suggerimento del mio amico Nicola Bugin che aveva già avuto lo stesso problema mio e risolto con del sano fai-da-te, ho deciso di seguire il suo consiglio e costruirmi un focheggiatore elettronico da solo.

E’ difficile costruirsi un focheggiatore elettronico da soli?

Questa domanda me l’ero posta anche io e pensavo (erroneamente) che fosse più complesso di quello che poi si è rivelato!

In realtà è molto semplice ed anche molto economico: con 30€ circa riuscite a mettere su il tutto. Tempo di lavoro richiesto poco, soprattutto se sapete come attaccarlo al vostro telescopio. 🙂

Focheggiatore elettronico su telescopio rifrattore
Il focheggiatore elettronico con Arduino montato sul tubo rifrattore di Nicola.

Cosa occorre per costruire un focheggiatore elettronico con Arduino?

Vediamo nello specifico cosa serve per la lista della spesa per costruire il vostro focheggiatore elettronico fai-da-te

  • Ovviamente Arduino. 🙂 Oppure la versione Nano che è più compatta e facile da inserire in una scatolina.
  • Un motore passo-passo da 5V ed il driver per controllarlo. Spesso il driver è fornito con il motore.
  • Una puleggia da fissare sul braccio del motore e una piccola cinghia che collegherà la puleggia alla manopola micrometrica del focheggiatore. Le trovate entrambe qui.
  • Un case stampabile in 3D gentilmente consigliatomi da Salvo, un ragazzo iscritto al canale. In alternativa una scatola per circuiti va altrettanto bene.

Per quanto riguarda lo schema di assemblaggio del tutto fate riferimento a questa immagine in basso.

Schema di assemblaggio del focheggiatore elettronico con Arduino
Schema di assemblaggio del focheggiatore elettronico con Arduino.

Come vedete i pin da 4 a 7 vanno collegati ai rispettivi ingressi del driver del motore (IN1 -> IN4). Al driver va inoltre collegato lo stepper motor con il connettore bianco del quale è provvisto. La grande comodità del motore 5V è che viene alimentato direttamente da Arduino e non ha bisogno di alimentazione esterna, al contrario dei più potenti NEMA 17 che richiedono un’alimentazione a 12V.

Una volta collegato il tutto scaricate l’IDE di Arduino per flashare il firmware del vostro focheggiatore elettronico. Sulla pagina Download e Risorse trovate tutto l’occorrente software ad eccezione della IDE di Arduino. 🙂

Scaricato il firmware e dopo averlo unzippato, aprite il file .ino con l’IDE e flashatelo sul vostro Arduino. Una volta fatto potete chiudere il programma ed il vostro focheggiatore è già tecnicamente pronto!

Come vedere se il focheggiatore elettronico funziona

Utilizzando il software standalone della Moonlite che avete scaricato prima, apritelo e provate a connettervi al vostro focheggiatore elettronico. Ovviamente Arduino deve essere collegato tramite cavo USB al PC. 🙂

Se la connessione va a buon fine, una volta individuata la porta COM giusta dove è collegata Arduino, provate ad impartire i comandi facendolo ruotare in senso orario ed antiorario. Se il motore gira allora funziona tutto alla grande!

Il software Moonlite per controllare il focheggiatore senza driver ASCOM
Il software Moonlite per controllare il focheggiatore senza driver ASCOM.

Adesso dovrete montare il motore sul vostro telescopio facendo attenzione che la puleggia sia in asse con la manopola del focheggiatore. Inoltre montatelo vicino, in modo tale da avere un rapporto corto e una maggiore forza esercitata dal motore 5V, che sicuramente non brilla per la sua potenza. 🙂

Come collegarlo dipende molto dal proprio setup e sarebbe impossibile coprire tutti i casi su questo articolo. Per il mio ho usato due L e una piastra per fissare il motore parallelo all’asse del focheggiatore.

Montaggio del motore sul focheggiatore del telescopio.
Un esempio di montaggio del motore sul focheggiatore del telescopio.

Et voilà! Il vostro focheggiatore elettronico è pronto all’uso! Non era poi così difficile vero? 🙂

Come utilizzare il focheggiatore elettronico Arduino con altri software

Se volete utilizzare questo focheggiatore con altri software al di fuori di quello della Moonlite, allora avrete bisogno di installare i driver ASCOM.

Tuttavia è necessario uno step preliminare prima di questo, ed è quello di aggiungere un condensatore al vostro Arduino che faccia da ponte tra GND e RESET. Senza questo condensatore non funzionerà con i driver ASCOM!

Basta un piccolo condensatore da un centinaio di uF (micro Faraday), come quelli classici forniti nei kit Arduino.

Condensatore elettrolitico
Un classico condensatore elettrolitico.

Collegando il negativo al GND e il positivo al pin RESET sarete pronti per utilizzare il vostro focheggiatore elettronico con software come APT, SGP, Voyager e N.I.N.A.!

Conclusione

Questo è un hobby costoso e bisogna ingegnarsi per risparmiare dove possibile. 🙂

Non è solo una questione di risparmio però, personalmente trovo l’autocostruzione una cosa molto bella e soddisfacente, sapere di aver creato qualcosa per sé stessi credo sia molto appagante!

Bene, ora siete pronti per fare una messa a fuoco precisa e soprattutto senza dover toccare il vostro telescopio e farlo muovere tutto!

In attesa del prossimo articolo vi auguro cieli sereni!

26 risposte su “Focheggiatore elettronico per il telescopio con Arduino”

Prima di tutto dico: spettacolo, adoro cimentarmi in questo tipo di oggetti! ho una domanda: il fatto di utilizzare una cinghia di trasmissione ha un obiettivo particolare?? l’unica cosa che mi viene in mente è la precisione, nel senso che un giro dell’albero del motore passo passo, essendo le pulegge di dimensioni, differenti corrisponderebbe ad una frazione di giro dell’albero del focheggiatore.
Tuttavia se si guarda la connessione del mototre del focheggatore dalla ZWO (EAF) sono connessi con un connettore/accoppiatore direttamente tra l’albero del motore passo passo e l’albero del focheggiatore del telescopio. questo si tradurrebbe in un rapporto 1:1 quindi un giro del morore corrisponderebbe ad un giro del focheggiatore.
La mia domanda è questa: se si volesse accoppiare le parti attraverso il connettore accoppiatore come ZWO, si otterrebbe un livello di precisione scarso oppure la cosa sarebbe possibile senza perdere in precisione??
Grazie

Ciao Daniele! La mia perplessità è sulla forza che riuscirebbe ad applicare un motorino come quello direttamente sull’albero del focheggiatore, una cinghia in tal senso aiuterebbe! Con un motore 12v invece non avrebbe senso e come dici giustamente tu parlando dell’EAF viene installato direttamente al posto della manopola micrometrica 🙂

Ciao Marco! Già realizzato!! ho usato l’Arduino Nano e funziona alla grande. Con gli ASCOM però niente da fare. Il driver non vede nulla di collegato, ho montato il condensatore e provato varie misure ma niente… Qualche suggerimento?

Ciao Alessandro! Mmmh è strano, sei sicuro che stia usando la porta COM corretta e che non sia già collegato con il software della Moonlite? Stai usando ASCOM 6?

Ciao Alessandro, io sto utilizzando arduino nano 33 iot ma non funziona qualcosa. Ho collegato i cavi come in descrizione e per alimentare il motore ho collegato i 5V e Gnd. Su Vin una 10 di volt e connetto al pc.
Avvio il programma per il foc ma non funziona, mi da un errore quando connetto.
Ho provato con il tester mi da 0v in uscita al pin dei 5v e mi sembra strano.
Sapresti aiutarmi?
Grazie mille

Ciao Marco, un piccolo aggiornamento: dopo varie ricerche ho scoperto che Arduino Nano Every(la nuova versione di Arduino Nano) gestisce la lettura della porta seriale in maniera diversa, per questo motivo bisogna implementare parte di codice per farle interpretare i comandi (ascom o stand-alone) che arrivano da Usb. Credo che con Arduino Uno non ci siano problemi

Ciao Marco. Come dice Daniele, mi sono posto lo stesso dubbio anche per facilitá di costruzione. L’Eaf della zwo usava in giunto che arrivava direttamente all’albero motore (parte opposta della micrometrica). Però giustamente, con la cinghia sulla micrometrica é piú o meno preciso? Ho visto le foto. Non ci vorrebbe forse una puleggia piú grande? (Quella che si attacca al motore ?) . Grazie. Gianluca p.S. Anche a me con il condensatore non funziona Ascom. Si accende solo Apt (si connette, ma non funziona)

Ciao Gianluca! Secondo me un motorino 5V non ce la fa direttamente dentro la manopola, la cinghia con un rapporto corto aiuta molto. Per la puleggia quella che ho usato io è andata benissimo, anche come precisione non ho avuto grossi problemi! 🙂

Ciao a tutti ragazzi!
Avendo notato che l’Arduino Nano EVERY (la nuova versione) ha un comportamento diverso per la gestione degli eventi seriali, ho messo il link alla vecchia versione del Nano. 🙂
Perdonatemi, ma non potevo immaginare che avessero cambiato una cosa così cruciale nella nuova versione..Arduino UNO invece non è affetto da tale problema ed il firmware dovrebbe funzionare senza problemi!

Buonasera Marco. Ho realizzato con successo l’ottimo progetto del focheggiatore elettronico gestito da arduino attraverso l’interfaccia moonlite
A te va un ringraziamento speciale anche per gli articoli di astrofotografia curati nel minimo dettaglio. Ora volevo farti una domanda forse banale, mi è balzata l’idea di costruirmi un’ulteriore focheggiatore da usare con il tele di guida ,quindi la mia idea è quella di gestire in un’unica sessione astrofotografica i due motorstep arduino con moonlite è possibile? e se si quale sarebbe la procedura? Grazie
Cordiali saluti Giorgio

Ciao Giorgio e ti ringrazio delle parole molto belle nei confronti del lavoro che cerco di portare avanti. 🙂
Non ho mai esplorato quella soluzione, credo si possa fare se usi un software al quale puoi collegare due focheggiatori, ma per il tele guida onestamente non userei un focheggiatore elettronico, un elicoidale va più che bene!
Un caro saluto!

Buonasera Marco. Riguardo alla domanda che ti avevo fatto sulla possibilità di usare due focheggiatori elettronici in una unica sessione astrofotografica,uno di ripresa e uno di guida ho scoperto che è possibile
usare entrambi con l’interfaccia moonlite, l’importante però una volta assegnata la porta COM eseguire la connessione uno alla volta ,quindi una volta eseguita la focheggiatura per uno bisogna disconnetterlo inserire il numero di porta COM del successivo e connettere di nuovo. Così funziona alla grande. Giustamente come tu osservavi un focheggiatore motorizzato con arduino nel tele di guida non è così importante come in quello di ripresa ma nel mio caso visto che la montatura Gemini G42 mi permette carichi ben guidati con oltre i 30 Kg
sopra all’ottimo RSS200 della vixen come guida uso un 100×500 sky-watcher fissato saldamente senza anelli per il basculamento alla ricerca della stella di guida con questa apertura trovo sempre una stella adatta alla guida, vista la struttura tradizionale di questo focheggiatore l’ho dotato di motore. Quello che mi ha colpito di più con l’interfaccia moonlite è la capacità di fare movimenti finissimi cosa che manualmente è molto difficile ottenere. Un cordiale saluto e di stima Giorgio

Ciao Giorgio! Ottima notizia questa, spero che la leggano anche gli altri frequentatori nel blog e nel caso se dovessero aver bisogno potrebbero chiederti più info a riguardo. 🙂

Ciao Lele!
Mi hanno detto che con i driver INDI funziona senza problemi, prova a vedere sul video del canale, dovrebbe esserci un commento a riguardo (o era qui sul blog? 😀 )

Ciao Marco.
Vista la tua esperienza sul campo avrei bisogno di una dritta.
Dopo aver realizzato il progetto del focheggiatore elettronico che tu hai messo a disposizione ho dovuto scontrarmi con un imprevisto ostacolo e cioè la potenza o coppia data dal buon motorstep 28BYJ-48 andato molto bene sul newton vixen RSS200,altrettanto bene sul rifrattore di guida .Il problema è sorto con il pentax 75 apo che in extrafocale aiutato dalla gravità risponde bene ,mentre in intrafocale fa una fatica notevole a muoversi. Certo il piccolo apo pentax è rispetto agli altri due che ho menzionato strutturalmente massiccio e con l’aggiunta di una di una fotocamera o un CCD corposo muoverlo è tutta un’altra storia.
Ho guardato in giro nel web e ho notato un motorstep interessante in termini di potenza esercitata il nema 17. Ora non ho chiaro però se è possibile pilotarlo in modo simile al 28BYJ-48 ovviamente portando l’alimentazione a 12 volt e credo anche con un driver nuovo. E con quale interfaccia se non la moonlite? Grazie .
Un cordiale saluto da Romano Giorgio

Ciao Giorgio! I NEMA 17 sono delle bestie di motori, io ci controllo il farmbot e altre stutture pesanti senza problemi! Usano dei driver (parlo di driver motori hw, non sw) diversi, quindi non so se quel firmware della Moonlite funzioni..l’unica è provare!
Fammi sapere. 🙂

Ciao Marco. Ho realizzato il progetto. Con moonlite funziona correttamente. Il problema è nella scelta del focuser da APT: non trovo il dispositivo nella lista dei device Ascom. Qualche suggerimento? Il motivo del condensatore qual’è, elettronicamente parlando? Grazie per tutti i tuoi tutorial e consigli sempre preziosissimi!!!!!

Ciao Omar! Il condensatore è necessario per permettere la comunicazione ASCOM, senza non riesce a stabilire la connessione e lo scambio di dati. Anche a me con SGP una volta si è staccato il condensatore e non me lo vedeva più! 😀

Ciao Marco,
Alla fine ho seguito il proggetto del focheggiatore partendo da quello che hai pubblicato qui. Ho stampato una scatola da applicare direttamente al focheggiatore con tensionatore di cinghia in modo da evitare slittamenti. Così com’è funziona come deve ma nel codice ci sono un po di Warning a causa di variabili mal dichiarate che sto correggendo oltre al fatto che vorrei implementare anche la misura di temperatura. quando il tempo lo permetterà 🙂

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