فهرست مطالب

فصل اول :  کلیات            
۱۱ چشم انداز کلی             ۶
۲۱ عملکرد دستگاه            ۷
فصل دوم : مکانیک دستگاه             
۱۲ موتورها              ۹
۲۲ روش های راه اندازی موتورها            ۱۱
۳۲ نحوه قرار گیری پایه ها            ۱۴
فصل سوم : سخت افزار            
۱۳  بلوک دیاگرام کلی سخت افزار             ۱۷
۲۳ میکروکنترلر            ۱۹
۳۳ صفحه کلید             ۳۳
۴۳ نمایشگر            ۳۵
۵۳ راه انداز موتور            ۳۶
۶۳ سیستم فیدبک          ۴۶
۷۳  محاسبات دقت و موقعیت  دستگاه          ۵۰
۸۳  بخش تغذیه دستگاه          ۵۲
۹۳ مدارات مربوط به سخت افزار           ۵۳
فصل چهارم : نرم افزار          
۱۴ بلوک های برنامه           ۶۱
۲۴ فلوچارت وتوضیح سابروتین ها           ۶۳
۳۴ ریز برنامه نوشته شده         ۶۹
منابع و مراجع :         ۱۰۶

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

چکیده

پروژه حاضر درباره ساخت دستگاه جهت یاب تلسکوپ در ۴ فصل چشم انداز کلی، مکانیک دستگاه، بلوک دیاگرام کلی سخت افزار و نرم افزار را توضیح می دهد.  سیستمی است که بصورت  اتوماتیک و  با  توجه  به   برنامه کنترلی که توسط  میکروکنترلر AVRاجرامیشود قسمت های مکانیکی با وارد کردن تاریخ سال میلادی- ماه-روز ، ساعت  اقدام به به جهت یابی دقیق به سمت یک ستاره یا صورت فلکی می نماید که درحقیقت یک نوع پایه تلسکوپ یا پایه دوربین  هوشمند می باشد که می تواند درتحقیقات علوم فضایی  و نجوم کاربرد  داشته باشد وهمچنین با اندکی تغییر شکل در قسمت های مکانیکی می توان به عنوان گیرنده های هوشمند استفاده شود.

واژه های کلیدی: جهت یاب، تلسکوپ، موتورها، میکروکنترلر، سیستم فیدبک

چشم انداز کلی:

 با  توجه به  پیشرفت علوم و فنون در تمام  زمینه ها و ارتباط  لاینفک اکثر علوم  با هم در زمینه های  مختلف  در دنیای  مدرن امروز  نیاز های  بشری به این سو  پیش می رود  که با  هماهنگی و همکار ی متخصصین  هررشته  را تا حد امکان  براورده سازند  و در این  زمینه  با  توجه به  وسعت علوم برق و الکترونیک و  کامپیوتر؛

 کنترل دستگاها و وسایل  پیرامون  ما  که  با  انها  سروکار داریم  بیش از پیش به چشم می خور د.  پروژه ای که اینجانب روی  ان فعالیت  کرده ام  مربوط  به   سیستمی است که بصورت  اتوماتیک و  با  توجه  به   برنامه  کنترلی که توسط  میکروکنترلر AVRاجرامیشود قسمت های مکانیکی با وارد کردن تاریخ سال میلادی- ماه-روز ساعت  اقدام به به جهت یابی دقیق به سمت یک ستاره   یا صورت   فلکی می نماید که در حقیقت   یک نوع پایه تلسکوپ یا پایه  دوربین  هوشمند می باشد که می تواند درتحقیقات علوم فضایی  و نجوم کاربرد  داشته باشد وهمچنین با اندکی تغییر شکل در قسمت های مکانیکی می توان به عنوان گیرنده های هوشمند استفاده شود.

۲-۱ عملکرد دستگاه:

 دستگاه  ساخته شده  یک  سیستمی است که با  استفاده  از میکرو کنترلر  AVR و دو عد د استپ موتور وقطعات جانبی و مکانیکی اقدام به هدف گیری ستاره  یا  صور فلکی  می نماید  بدین ترتیب که   با  توجه به اطلاعات مربوط  به یک  ستاره یا   صورت   فلکی   که  در  حافظه  FLASH   میکرو   ذخیره  می شود (طبق جداول  خاصی )   میکرو با  توجه  به  این  اطلاعات   و  با  وار د کردن   نام  ستاره  یا   صورت فلکی  مورد  نظر  و تاریخ  و ساعت ( در  صورت  بودن  در  مد  دستی )  تلسکوپ  به سمت ان   ستاره با  صورت فلکی  هدف گیری   می شود  و  اطلاعات  مربوط    به   زاویه قرار  گرفتن  نسبت  به   نقطه  صفر  و همچنین فیدبک   اندازه   گیری  شده  روی  LCD  به  نمایش در می اید  . دقت   اندازه گیری در  سیستم  فوق   ۲ درجه   میباشد  ولی   با    لوازم  استفاده   شده  این  دقت تا حد  قابل   قبولی  تا ۱ در جه هم می رسد .

 ۱-۲) موتور ها :

اجزای مکانیک سخت افزار و بدنه اصلی پروژه را تشکیل می دهند در این  پروژه از دو عدد استپ موتورچهار فاز با گشتاور راه اندازی مناسب و دقت حرکت ۱٫۸ درجه  در  حالت تمام استپ (FULL) و ۰٫۹ درجه د ر حالت نیم پله (HALF) استفاده شده است  که در  زیر  توضیحات  مختصری در مورد  استپ موتور و نحوه راه اندازی ان در مد های مختلف و نحوه اتصال به میکروکنترلر  داده شده است .

در شکل(۱-۲ )مقطع عرضی  یک  موتو ر پله ای  نمایش داده   شده  است  این موتور به   نام  موتور رلوکتانس متغیر خوانده می شود .هسته استاتور دارای۸ قطب یا دندانه برجسته  می باشد . روتورهم دارای چهار قطب  می باشد هر دو هسته رتور و استاتور از جنس   فولاد نرم  می باشند هما نطور که در شکل(۱-۲) نشان داده شده است

این موتور دارای  ۴ فاز می باشد   که جریان  از طریق یک منبع  DC   از طریق  کلید های I,II,III تامین  خواهد  شد هنگامی که یکی از  کلید ها  بسته شود  موتور یک استپ  خواهد   چرخید .پس   بنابر  این با اعمال پالس های مختلف با عرض   پالس مشخص به این  فازها موجب حرکت موتور با   یک  زاویه ثابت خواهد شد که به ان زاویه پله گفته می شود.یک موتور پله ای  با زاویه  ثابت   به ازای  هر پالس  می چرخد که برحسب درجه بیان می شود . کاهش زاویه  پله دقت  تعیین موقعیت را افزایش می دهد .

طیق رابطه زیر زاویه پله برابر است با :

Θs=360/S

S   به تعداد دندانه های رتور (Nr) و تعداد فاز ها( m) طبق رابطه زیر مرتبط است :

S=m.Nr

که هر چه (Nr)بیشتر باشد دقت موتور افزایش می یابد .

 سرعت حرکت یک موتور پله ای از رابطه زیر محاسبه می شود:

 n=60f/S

که در ان n سرعت چرخش و fنرخ پله و Sپله بر دور میباشد.