SQM


Levnější a funkčně více vybavená náhrada za profesionální měřič kvality oblohy od Unihedronu postavená na procesoru STM32F103CB
s využitím modulu pro měření jasu TSL2591.


18.8.2023 - Dokončena vylepšená verze s integrovanou GPS (vpravo).
Zatím bez dokumentace, ale během pár týdnů to tady všechno zveřejním.







Základem je procesor  STM32F103 na desce "BluePill Plus" (128kB).

5-místný displej je ovládaný přes TM1637.

O USB komunikaci se stará čínský převodník CH340G.

Napájení je řešeno přes Step-Down měnič AP1501, který z čehokoliv mezi 4V až 30V vytvoří hlavní napájecí napětí 3,3V.

Přídavný (nepovinný) GPS modul je řízený přes svůj vlastní procesor ATmega328 (kvůli napájení 3,3V je podtaktovaný na 4MHz)
 a s hlavním procesorem STM32 komunikuje přes I2C.



Funkce:

 - vestavěné hodiny (RTC na desce BluePill)  - vytvořil jsem pro RTC funkci "autokalibrace", která podle dvou posledních přesných  nastavení času určí, jakým směrem se vnitřní hodiny rozcházejí a z toho pak bude po vypočteném intervalu automaticky přidávat nebo
 ubírat sekundu.
 
 - ukládání naměřených hodnot do vnitřní EEPROM (I2C - 128kB).
 Podle počtu dalších ukládaných parametrů (teplota, tlak, vlhkost, GPS, detailní informace o světle) se do EEPROM
 vejde asi 4000 až 16000 záznamů

 - možnost ukládání hodnot na přídavnou mikro SD kartu v čitelném textovém CSV formátu (možnost definice oddělovačů)

 - dálková komunikace přes RS485 (režim SLAVE s vlastní adresou)

 - místní komunikce přes USB (CH340G)

 - volitelné automatické měření po nastaveném časovém intervalu (třeba každých 10 minut)

 - přímo v terénu je možné listovat ve starých záznamech a nastavovat některé parametry přístroje (automatické spouštění, počet průměrování, datum a čas ...)

 - testování stability měřeného světla se zvukovou signalizací nestabilního měření

 - společně se záznamem světla je možné ukládat i teplotu, vlhkost a tlak (modul BME280),
 nebo jen vlhkost a teplotu (modul DHTxx), nebo třeba nic z toho

 - přídavný GPS modul k záznamu přidá i souřadnice pozorovacího místa. Bez GPS je možné ručně vybrat jedno z 5 přednastavených stanovišť

 - GPS signál je možné použít i pro přesné nastavení vnitřních hodin (hodiny se dají nastavit i přes komunikaci, nebo pomocí tlačítek)

 - kalibrace měření světla pomocí 15-bodové kalibrační tabulky (editovatelná přes USB koumunikaci)

 - kalibrace měření teploty se provádí podobně (pro teplotu má kalibrační tabulka jen 7 bodů)

 - speciální funkce "stopky"

 - speciální funkce pro záznam rychlé časové značky

 - napájení 9V baterií, nebo zdrojem 4V až 30V (nebo přes USB)  - se signalizací stavu baterie (od verze 2023-04-15 i zobrazení napětí baterie)

 - jednoduchá červená lampička s regulovatelným jasem světla pro noční pozorování

 - obsahuje i funkci vodováhy a přidávání informace o aktuálním náklonu ke zaždému záznamu. (Je nutno připojit náklonoměr MPU-6050)

 - doplněny výpočty poloh Slunce a Měsíce. Přes menu jsou polohy zobrazitelné na displeji. Aktuální elevace je možné připojovat ke každému záznamu.

 - doplněna funkce pípání po nastaveném čase (odpočet / budík / alarm)

 - protože už je v menu hodně položek, je možné nepoužívané položky v menu vypínat (změny je možné provádět i terénu speciálním hmatem - popsáno v návodu)

 - doplněna funkce luxmetru (rychlejší měření vyšších jasů)

 - s modulem LSM303DLHC je možné zaznamenávat i azimut měření

 - při použití modulu LSM303DLHC je možné zadat rovníkové souřadnice objektu (Ra - Dec), které se přepočtou na místní azimut a elevaci



Ke stažení
(poslední aktualizace: 15.4.2023 - Doplnění funkce Ra-Dec a zobrazení napětí baterie pres menu.

navod_sqm-2023-04-27.pdf Kompletní návod pro SQM (ovládání, výroba, nastavení, řešení problémů).
sqm_2+3_eagle.zip Návrhy plošných spojů + schémata všech částí SQM (BAS, DIS, GPS) pro program Eagle.
sqm_prg_2023-04-15.zip Balík zdrojových kódů pro procesor STM32.
gps_prg_2022-01-23.zip Zdrojové kódy pro procesor ATmega328 v desce GPS.
knihovny_arduino.zip Použité knihovny programů pro Arduino IDE.
osazeni.zip Fotografie osazených desek (verze pl.spoje 2).
kat_listy.zip Balík katalogových listů použitých součástek.
sqm-krabicka-52.zip Podklady pro 3D tisk krabičky do programu "Autodesk 123D design".
kalibracni_tabulky.xls Dokument pro snadnější tvorbu kalibračních tabulek pro čidlo světla a teploty.
fontgen.xls Excelovský dokument pro jednodušší převod grafického zobrazení znaku na sedmisegmentovce na číslo.
priklady_rs485.txt Příklady žádostí a odpovědí při komunikaci přes linku RS485.
sqm_krytka_15.zip Podklady pro 3D tisk ochranné krytky pro čidla a boční tlačítko.
zbytky.zip Různé drobnosti, které by se někdy mohly hodit (GPS zprávy, proudové odběry, výpočty, štítek ...).
Starší verze dokumentů a programů ke stažení zde.




Schémata

(Všechna schémata a plošňáky jsou k dispozici v souboru sqm_2+3_eagle.zip)

(V podkladech ke stažení je připravena ještě verze bas-3, která ale není odzkoušená.
Obsahuje drobné mechanické úpravy a možnost osadit náklonoměr MPU6050 přímo na plošný spoj.)








Fotografie

(větší rozlišení na klik)

celá sestava s GPS deskou bez krabičky
 

 
detail osazení čočky pro čidlo světla
 

samostatná deska GPS
 

SQM ve spodní části krabičky s displejem
 

SQM ve spodní části krabičky bez desky displeje
 

SQM ve spodní části krabičky s baterií

osazená deska SQM-BAS bez procesorové desky
 

SQM-BAS se zasunutou deskou BluePill
 

horní část krabičky - pohled zevnitř
 

spodní část krabičky bez desek
  

krytka čidel a bočního tlačítka
 

krytka může sloužit i jako 60° podstavec
  

SQM se zasunutým GPS modulem




Poznámka 23.10.2021

Po čase se u tlačítek začal projevovat problém s extrémním zakmitáváním kontaktů při stisknutém stavu.
Nevím, jestli je to jen nějakou nekvalitní sérií tlačítek, kterou jsem koupil přes e-Bay, nebo jestli je to nějaká konstrukční vada všech tlačítek.

Kdyby se vám stalo něco podobného, pomůže, když se přímo na kontakty "nalepí" kondenzátory.
Vyzkoušel jsem 220nF a dost to pomohlo. Zkusím ale sehnat nějaká kvalitnější tlačítka.

Detaily (včetně videí s průběhem zakmitávání) jsem popsal na diskusním fóru:
https://forum.hwkitchen.cz/viewtopic.php?f=19&t=2886
     


Záznam zákmitů při stisknutém tlačítku

 
 

Kondenzátory na kontaktech (na jedno tlačítko je připojený osciloskop)





Poznámka 4.6.2023

Pozor na čínské moduly čidel.
Dělám teď jedno SQM na zakázku a zjistil jsem, že čidlo BME280 na novém modulu má prohozené piny SDA a SCL.
Teď nezbývá nic jiného, než cestičky na plošňáku SQM-BAS proškrábnout a přepojit drátkama.
Proškrábnutí se provede na horní (TOP) straně desky.
Propojky je asi lepší udělat zespodu (BOT) až po připájení modulů TSL a BME k desce SQM-BAS.







Poznámka 28.6.2023

Omlouvám se za chybičku na displejovém plošňáku SQM-DIS-2 (SQM-DIS-1).
Nějak se mi tam nepovedla polarita kondenzátoru C1. Stačí ho otočit. Na nové desce SQM-DIS-3 už bude všechno opraveno.

To moje SQM už bylo zapnuté stovky hodin. Elektrolytický kondenzátor, který jsem v něm měl takhle špatně osazený, celou tu dobu vydržel.
Když jsem ale dělal to nové SQM na zakázku, použil jsem tam tantal a ten se "rozsvítil" po pár sekundách.




úvodní strana webu AstroMiK.org

poslední úprava stránky 18.8.2023