Telescopio Automatizado

En este proyecto se verá la construcción y programación de un telescopio automatizado.

Este sera capaz de moverse manualmente y también el usuario podrá mandarle estrellas a las cuáles debe de apuntar.

Step 1: Materiales a Utilizar.

Mecánicos a comprar:

  • 1 - Balero 1 7/8'' OD y //8'' ID
  • 2 - Tornillo Spax m3 x 20mm
  • 8 - Ángulos de sujeción
  • 1 - Bisagra máx 1''
  • 1 - Monocular/Telescopio
  • 4 - Ruedas Locas 1/2''
  • 6 - Tornillos m3x20
  • 2 - Tuercas m3
  • 1 - Machuela m3
  • 2 - Acoplamientos círculares para servomotor

Mecánicos a construir:

  • Acople Eje Z- Barra de aluminio 1 1/8'' (Torno y Fresa)
  • Acople Círculo - PLA (Impresión 3D)
  • Acople Cubo - PLA (Impresión 3D)
  • Agarre telescopio - PLA (Impresión 3D)
  • 2 Bases para el telescopio - MDF 20mm (Router)
  • Caras para la caja - MDF 9mm (Router)
  • Caras medias - MDF 9mm (Router)
  • Círculo Superior - MDF 9mm (Router)

Eléctrico/Electrónico:

  • 1 - Batería 6V - 1.6Amp-
  • 1 - Switch para encender/apagar
  • 1 - Placa fenólica perforada.
  • 1 - Arduino UNO
  • 3 - Servomotores MG995
  • 1 - Módulo bluetooth HC-05
  • 5 - Metros de alambre para conexiones
  • 1 - LED de 10mm rojo
  • Estaño
  • Cinta Aislante

Acabado:

  • Pintura Spray Negra.
  • Pintura Spray Dorada.
  • Pegamento.

Herramientas:

  • Torno
  • Fresadora
  • Router
  • Desarmador estrella
  • Impresora 3D
  • Cautín
  • Broca 2 y 2.5mm
  • Dremel
  • Pinzas de corte

Se anexa un ZIP con el archivo CAD del proyecto para la consulta de dimensiones.

Step 2: Construcción Mecánica

Paso Estructura

1.- Utilizando una bisagra une una de las caras laterales con la cara frontal (Imagen 1).

2.- Fija los ángulos de sujeción a las caras laterales utilizando los tornillos de estos ángulos. Asegúrate que se encuentren a la misma distancia vertical.

3.- Con un adhesivo resistente une las caras inferior, lateral y trasera.

Paso Caras Medias

Empieza con trabajar con la cara media con hueco circular.

1.-Inserta a presión el balero de ⅞” dentro del hueco circular en la cara medio.

2.- Fija, utilizando un desarmador, las ruedas locas, a una distancia aproximada de 5 cm del balero en forma circular y equidistante.

3.-Utiliza el dremel con un disco de corte para perforar 2 medias lunas como se muestra en las imágenes 2 y 3.

Ahora pasarás a trabajar con la otra cara media, la que tiene un hueco rectangular en el centro.

1.- Coloca y fija el servomotor en el hueco central utilizando los tornillos para motor.

2.- Utiliza el dremel para generar una zanja rectangular (Imagen 4).

Eje X
Acople cubo para servo motores

1.- Pasaremos a acoplar el acople para servomotor al servo. Asegurarse que el servomotor se encuentre en 0° 2.- Fijar el acople cubo a el acople para servomotor con tornillos de m3 Esto lo haremos 2 veces para cada motor.

Círculo Superior

1.- Conectar una base al círculo con un tornillo spax para madera

2.- Insertar el servomotor, con ya el cubo instalado, a la base.

3.- Poner una de los extremos del agarre del telescopio en el cubo.

4.- Insertar el otro servomotor en la otra base, asegurarse que esté opuesto al ya instalado pero con las flechas en la misma recta.

5. Poner el acople del servomotor en el otro extremo del agarre del telescopio.

6. Atornillar la segunda base. (Imagen 5)

Eje Z

Paso Acople Eje Z (Aluminio)

Para la fabricación del acople de aluminio, utilizas una barra de aluminio de 1 ⅛ “, 2 tornillos M3, machuelo métrico de 3mm, torno, fresadora, broca de 2.5 mm. y dremel con tambor de lija y disco de corte.

1.- El primer paso es reducir la mitad de la barra de aluminio a ⅞” con la finalidad de que esta parte pueda atravesar el balero. Para esto utilizas el torno y empezamos a reducir el diámetro poco a poco hasta llegar a la medida deseada.

2.- Después de reducir el diámetro de la mitad de la barra, procedes a trabajar con la otra mitad, en la cual se busca, que el diámetro vaya incrementando gradualmente hasta el punto en el que en el extremo de la barra tengamos 10 mm de longitud con el radio original de la barra, 1 ⅛”. Para esto utilizas el torno pero retiras cada vez menos material. Esto se hace con la finalidad de hacer que la barra de aluminio se sostenga en el balero.

3.- Al tener la barra maquinada ahora utilizas la fresadora y la broca de 2.5 mm para hacer 4 perforaciones, 2 que serán utilizadas para la sujeción de este acople con el agarre acople eje Z, para mantener en su lugar el acople eje Z y el círculo superior (pieza MDF).

4.- Realiza dos perforaciones justamente debajo de la parte del diámetro original, utilizando la fresadora y la broca de 2.5mm. Estas perforaciones tienen que estar a la misma altura y en extremos opuestos.

6.-Al terminar estas 2 perforaciones, procedes a trabajar con el extremo de ⅞” de diámetro. En este se van a realizar 2 perforaciones más. Una centrada en la base (cara inferior) de aproximadamente 6 mm de profundidad. La segunda se realizará en donde muestra la imagen a 2 mm del extremo y con profundidad hasta llegar a la perforación de la cara inferior. Utiliza la fresadora y la broca de 2.5 mm.

7.- Utiliza el machuelo de 3 mm para poner rosca en las perforaciones. Esto se hace en las 3 perforaciones laterales y dejando como está la perforación inferior.

8.- Por último, utiliza el dremel para cortar la cabeza de un tornillo y lija una parte del tornillo para dejar una cara plana.

Este tornillo sin cabeza y con una cara plana, fijalo en un servo motor para que funcione como eje del motor.

Paso Agarre Acople Eje Z

Para esto utilizas la fresadora con broca de 2.5 mm, broca de 2 mm, 2 tornillos M3, 2 tornillos de 2 mm con 2 tuercas y machuelo de 3 mm.

Imprime la pieza Agarre Acople eje Z, para que procedas a trabajar con ella.

1.- Realiza 4 perforaciones 2 en la cara superior y 2 en la parte circular.

2.- En la parte circular las perforaciones tienen que estar en diferentes extremos, estar frente a frente. Utiliza la broca de 2.5 mm con la fresadora. A estos les harás un machuelo utilizando el machuelo de 3 mm para poder sujetar este acople con el acople de aluminio utilizando 2 tornillos de 3 mm.

3.- Para las perforaciones superiores vas a utilizar una broca de 2 mm y la fresadora. las perforaciones tienen que estar a la misma distancia del centro de la pieza, sin importar cual sea la distancia.

4.- Fija el Agarre Acople eje Z al círculo superior utilizando 2 tornillos de 2mm y sus correspondientes tuercas. Así mismo fija el Acople eje Z para tener conectados el círculo superior con el Acople eje Z por medio del Agarre Acople eje Z.

Paso Conectar motor con Acoples
1.- Pasa los acoples conectados a través del balero. 2.- Fija el eje del servomotor al acople eje Z utilizando un tornillo de 3mm que funcionara como opresor.

Step 3: Eléctrica/Eléctrónica

1.-Solda el switch con un cable a la batería, al polo positivo.

2.- Solda la otra parte del switch a la placa fenolica (en la línea donde se desee el positivo) para tener energizada esa parte.

3.-Solda la parte negativa de la pila a la placa (en la línea donde se desee el negativo).

4.- Solda 3 cables largos a la señal, positivo y tierra de los servomotores superiores, para poder conectarlos a la placa perforada.

5.- Solda la parte positiva y negativa de los motores a la placa, al lugar correspondiente debido a la batería. Asì mismo solda Vin y ground del arduino a la placa.

6.-Conecta las señales de los motores a los pines correspondientes del arduino en base a la programación (9, motor inferior; 10,11 motores superiores).

7.- Conecta El bluetooth al pin de 3.3 V y GND del arduino, así mismo conecta los cables TX y RX a los pines RX y TX del arduino respectivamente.

8. Solda un cable a la pata positiva del LED y uno a a la negativa.

9. Solda a tierra la parte negativa.

10. La parte positiva colócala en el pin 2 del arduino.

Step 4: MIT APP

Sobre una misma pantalla dentro de la aplicación de IMT App, insertar 3 arreglos horizontales y diseñar estas tres diferentes pantallas. Se debe de hacer de esta manera para evitar interrumpir la conexión del bluetooth (que sucede cada vez que se cambia de pantalla)

Igualmente inlcuir:

1 Location Sensor

1 Bluetooth Client

1 Notifier

Este código servirá para conectar al celular con el arduino.

Step 5: Arduino

El código de arduino se basa en los datos recibidos por medio de la aplicación. Ningún valor declarado en cuanto a fecha, hora o ubicación es constante por lo cual debería servir para cualquier lugar dentro del hemisferio norte.

El código presentado es un ejemplo para dos servomotores, si se quiere trabajar con los tres, solamente se debe declarar uno nuevo en el pin 11.

Su movimiento tiene que ser el contrario del que se encuentra en el pin 10, es decir, 180-posición servo pin 10.

Step 6: Vídeo Final

Después de encender el dispositivo, se tiene que conectar el celular al módulo HC-05, para esto se debe activar el bluetooth del celular y vincularlo, generalmente se pide una contraseña (0000 o 1234).

Se abre la aplicación, se selecciona el módulo y se conecta. Se seleccionan los datos y se envían al arduino. Se debe de ir a la pantalla de control automático y seleccionar Polaris, esta es conocida como la estrella del norte, dado que, siempre se encuentra en el norte. Apuntar el telescopio hacia el norte, deberá estar mirando hacia Polaris. Con esto, al pedirle cualquier estrella al telescopio este tendrá que apuntar a la requerida. Si es por ejemplo, de noche, y se le presiona para que apunte al Sol, el telescopio apuntará correctamente en Azimuth, pero se quedará en 0 de altitud, prendiendo el LED rojo que indica que la estrella es inalcanzable a esa hora. Para apagar el dispositivo, ir primero a la pantalla de conexión, dar clic sobre desconectar y finalmente apagar con el switch ubicado dentro de la caja.

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