Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

EQMod кабель для подключения монтировки к компьютеру

Начинающие и даже продвинутые любители астрономии, купившие современную монтировку, часто задаются вопросом подключения ее к компьютеру. В настоящей статье предлагается конструкция интерфейсного кабеля " HEQ5 - PC " на основе популярной и хорошо зарекомендовавшей себя микросхеме FT232RL, представляющей собой USB — UART TTL преобразователь. Микросхема требует минимум внешних компонентов и крайне проста в использовании.

***

Среди любителей очень астрономии популярны монтировки Skywatcher оснащенные электроприводом и компьютеризированной системой управления. Одна из самых популярных монтировок данного типа — HEQ5 Существуют аналогичные устройства и от других производителей, например Celestron (на самом деле Celestron и Skywatcher производит одна и та же компания)

Замечательной особенностью данных устройств является возможность связи с компьютером для наведения и гидирования. Для подключения к компьютеру используются специальные usb переходники, которые можно найти почти в каждом астрономическом интернет-магазине. Основным недостатком такого кабеля является ограниченная длина, то есть управляющий компьютер должен стоять вплотную к монтировке. Кроме того такие переходники часто выполняются на основе микросхемы pl2303, которая отнюдь не славится высокой стабильностью и надежностью. Еще один очевидный недостаток — явно завышенная цена.

К счастью производители монтировок не стали изобретать аппаратных велосипедов и воспользовались обычнымпоследовательным интерфейсом, с TTL уровнями напряжений (не путать с RS232 — там другие уровни напряжений!). Таким образом переходник представляет собой обычный usb-uart ttl адаптер.

Кроме того в большей части монтировок для подключения применяется разъем типа 8p8c, известный так же как RJ45, что потенциально позволяет использовать самый обычный ethernet пачкорд, любой необходимой длины.

Небольшим исключением является монтировка Skywatcher EQ6 — там для подключения используется разъем DB-9, наиболее часто используемый для RS232, но при этом уровни напряжений те же — TTL.

На рисунке ниже приведена распиновка обоих типов разъемов.

Линия 12 вольт — это напряжение приходящее с монтировки, от её блока питания. Напряжение на этом проводе зависит непосредственно от используемого блока питания и может быть и 19 вольт. Tx и Rx — передаваемые от монтировки и принимаемые монтировкой данные, соответственно. GND — логическая земля.

В настоящей статье предлагается конструкция интерфейсного кабеля на основе популярной и хорошо зарекомендовавшей себя микросхеме FT232RL, представляющей собой USB — UART TTL преобразователь. Микросхема требует минимум внешних компонентов и крайне проста в использовании. Недостаток микросхемы — малый шаг между ножками, что может вызвать затруднения в пайке у неопытных.

Особым бонусом данной конструкции является использование еще одной микросхемы — цифрового изолятора данных,ADUM1201 фирмы Analog devices. Она содержит в себе миниатюрные трансформаторы и обеспечивает полную гальваническую развязку по двум линиям данных. Линии передачи данных разнонаправленые.

Для питания гальванически разделенных частей микросхемы требуются различные источники питания, земля соответственно так же разная.

Использование этой микросхемы позволяет устранить возможные помехи и перекосы напряжения, возникающие при передергивании различного оборудования «на горячую», а так же из-за банальных проблем в источниках питания (например «отвал» земли где-то может привести к печальным последствиям). Грамотный подход обеспечивает надежность и стабильность схемы, а так же безопасность.

Разумеется, для экономии, эту микросхему можно не устанавливать и подключить FT232 напрямую к линиями данных, работать будет, но шанс вышеописанных проблем значительно возрастет.

В нашем случае для питания одной части микросхемы используется 5 вольт непосредственно от USB порта (это же напряжение используется для FT232), а вторая часть микросхемы питается от монтировки, через линейный регулятор напряжения 5 вольт.

Электрическая принципиальная схема устройства (клик!)

В качестве линейного регулятора напряжения используется доступная микросхема LM1117 в версии на 5 вольт. Керамические конденсаторы в обвязке служат для фильтрации и подавления возможного самовозбуждения микросхемы и должны располагаться максимально близко к выводам микросхемы.

На линиях данных, уходящих к монтировке, применяется дополнительная защита от электростатических помех — два стабилитрона на 5.1 (передача) и 4.7 (примем) вольт, а так же пара резисторов сопротивлением 300 ом. Конденсатора C4, в линии питания FT232 — танталовый, обычный электролит применять тут крайне нежелательно. Земли GND и AGND не должны пересекаться.

Компоновка устройства:

Для подключения к USB используется стандартная розетка TYPE B, со стороны монти — Ethernet розетка 8p8c для подключения к патч-корду (требуется так называемы «прямой» кабель).

Подготовленное изображение платы для изготовления ЛУТ-ом или другим методом:

Не забудьте отзеркалировать изображение при печати!

Общий вид собранного устройства:

Для работы с устройством в операционной системе Windows необходимо установить драйвера чипа ft232, который можно найти на официальном сайте производителя: http://www.ftdichip.com/FTDrivers.htm

В случае OS X и Linux необходимые драйвера уже входят в комплект поставки ядра опой системы и адаптер начинает работать сразу после подключения.

В процессе работы адаптер зарекомендовал себя исключительно хорошо, в том числе и на достаточно длинных линиях - пробовали на длине 7 метров. Опытом эксплуатации может поделиться довольный Сергей Назаров.

***

Итог. Теперь пару строк для тех кто любит читать с конца:) В этой статье описано создание переходника для связи монтировки типа HEQ-5 и компьютера, вполне доступного для повторения силами опытного электронщика.

Кратко перечислим характеристики переходника. В отличие от существующих "магазинных" аналогов, наше устройство обеспечивает высочайшую стабильность работы в широком диапазоне температур и влажностей, в условиях помех (неизбежных в крупных городах), серьезную защиту от статических разрядов и даже от отрыва "земли" в блоке питания! Скорость передачи данных до 40 Мбит/сек! А применение обычного Ethernet-кабель позволяет вам оторваться от монтировки, спрятаться с ноутбуком в теплом помещении и управлять телескопом попивая горячий чай с печеньками:)