Automaatjuhtimisega teleskoobialus

English. The purpose of this project is to build an automatic telescope base which is connected to the computer and which has the lowest possible price, preferably costing less than 500 euros. The aim is also to keep the construction of the telescope base and the user interface as simple as possible. The outcome of this project is usable for observing stars and planets in real life. This paper describes how the automatic telescope base is constructed and which devices are used to guide the telescope base. The paper also gives an overview of how the software which reads and processes the data from the sensors works. This paper consists of four parts. The first part is an introductory part that describes the purposes of this project, the objectives that must be fulfilled for this project and the justifications for conducting this project. The second part is the compositional part that gives an overview of the main structural components of the automatic telescope base. The third part is the technological part that describes the technology that was used to manufacture the main components of the telescope base and also describes the software developed for the telescope base. The fourth and the last part of this paper is the experimental part that explains the experiments done during the construction of the telescope base.

Projekti eesmärgiks oli ehitada võimalikult madala omahinnaga automaatne teleskoobimonteering, millega oleks reaalseslt võimalik vaadelda tähti ja planeete ning mille maksumus jääks alla 500 euro. Projekti teostamiseks püstitati kolm ülesannet: 1) ehitada automatiseeritud teleskoobialus, kuhu on võimalik kinnitada erinevaid teleskoope; 2) arendada välja vastav tarkvara, mis ühilduks teleskoobialusega; 3) panna tarkvara juhtima teleskoobialust nii, et teleskoopi oleks võimalik rakendada taevakehade vaatlemiseks. Kõik üliõpilase seatud ülesanded on täidetud ja kõik kasutatud seadmed töötasid vastavalt nõuetele. Projekteeriti automaatjuhtimisega teleskoobialus ja ehitati valmis nii automaatne monteering kui seda kattev korpus. Samuti arendati välja vastav tarkvara, mis suhtleks nii planetaariumi programmiga kui ka monteeringuga ning juhiks monteeringut. Süsteemi testimine näitas, et teleskoobimonteeringut on võimalik taevakehade vaatlemiseks kasutada. Lõputöö koosneb neljast osast. Esimene osa on sissejuhatav osa, kus tuuakse välja projekti eesmärk ja aktuaalsus. Kirjeldatakse, miks valiti see teema ja püstitakse vastavad ülesanded, et projekt teostada. Teises osas tutvustatakse projekti teostamiseks vajalikke seadmeid, nagu samm-mootor, samm-mootori juhtkiip, inertsiaalsensor, reaalajakell ds1337, kompassimoodul ja Arduino. Kirjeldatakse nende tööpõhimõtet ja nende vajalikkust. Samuti kirjeldatakse nii monteeringu tüüpi kui ka selle ehitamiseks kasutatavaid materjale ja reduktoreid. Kolmandas osas kirjeldatakse raami, võllide ja korpuse valmistamise meetodeid. Samuti kirjeldatakse täheaja arvutust, mis on taevakoordinaatide aluseks. Antakse ülevaade planetaariumi programmist Stellarium ja selle kasutamisest. Samuti tuuakse välja see, kuidas planetaariumi programm suhtleb Arduinoga ning kirjeldatakse lühidalt, kuidas Arduino kood töötab. Neljandas osas antakse ülevaade valmis monteeringu katsetustest. Kirjeldatakse, kuidas mootoreid katsetati ja millised olid katsetuste tulemused. Samuti kirjeldatakse ka inertsiaalsensori ja kompassimooduli katsetusi ning katsetuste tulemusi. Katsetuste osa lõppeb terve süsteemi katsetuse ja selle tulemusega. Monteeringu riistvaraline osa ja füüsiline kokkupanemine autorile raskeks ei osutunud. Kõik koostisosad ja detailid olid kergesti kättesaadavad, ka need, mis tuli tellida olude sunnil välismaalt, ning osade kokkupanemisel mingeid takistusi ei esinenud. Tunduvalt keerulisem oli aga projekti tarkvaralise osa arendamine ja töökorda seadistamine, mis võttis ka ajaliselt palju suurema osa projekti valmimisest. Kokkuvõtteks võib nentida, et töö autor jäi projekti tulemusega rahule, kuigi monteeringu ehitamine kujunes keerulisemaks, kui algselt oodati. Samuti näeb autor tuleviku jaoks ka mitmeid monteeringu edasiarendamise võimalusi. Näiteks on edaspidi üliõpilasel plaanis lisada monteeringule vastav ekraan, kust saaks andmeid vaadelda, ja selle juurde ka klaviatuur, kust oleks võimalik andmeid sisestada. Nii oleks soovi korral võimalik teleskoobimonteeringut kasutada ka ilma arvutita. Samuti oleks ekraanilt suhteliselt mugav hetkelisi andmeid vaadata.