Photographic Workshop in Starlight

	ビクセン純正のGP-D赤道儀用モータードライブ・コントローラはDD-1です。当然私も使用していたのですが、何点か使いづらいと思うところがありました。
		1. 選択できるスピードが、1.5倍速,、2倍速,、32倍速,であり、2倍速と 32倍速の間のスピードが使用できない。 2. 一体型であるためコンパクトではあるが、方向修正などの操作をするときにケーブルがいろいろつながったままで操作する必要がある。 3. 32倍速の動作が不安定で振動が発生するのと、赤経方向に反転駆動したあとに、モーターが停止してしまう期間が存在する。
	そんなときにたまたまPICマイコンを勉強する機会があったので、その勉強の素材もかねて、PICマイコンによるモータードライブ・コントローラを製作することにしました。
		(1) 仕様 - 選択できるスピードは、1.5倍速、4倍速、7倍速、18倍速 DD-1では32倍速は、モーターの電源電圧を12Vに切り替えることによって実現しています。その一方で、12Vが不安定さの原因にもなっていたので、5V単一による動作としました。 5Vでは20倍速ぐらいが限界のようだったので、最高速は18倍速としました。 - 本体およびハンドコントローラからなる構成操作性を改善するためにハンドコントローラを独立させました。そこには方向修正ボタンと、スピード切り替えスイッチがあります。 - オートガイダー対応 VST互換のオートガイダー入力端子を用意しました。内部的にはオートガイダーからの信号は、方向修正ボタンが押されたのと同じに扱われます。それにあわせて、修正駆動されている様子がわかるように四方向に対応してLEDが点灯するようにしてあります。

		(3) 設計の紹介 - PICマイコン赤経、赤緯それぞれに、ひとつずつPICマイコンを使用しています。水晶発振子による4MHzのクロックで動作します。 - ステップ数ビクセン純正のモーター、MT-1は48ステップで１周しますが、内部に1:120の減速機を持っています。GP-D赤道儀のホイールの歯数は144ですから、 48 x 120 x 144 = 829,440 ステップで赤道儀は360度回転します。一方で恒星時は86,164秒ですから、86,164秒かけて360度回転、すわなち829,440ステップが実行されれば良いことになります。この結果、1ステップあたり約104msとなります。 - 励磁方式ステッピング・モーターを駆動するための励磁方式はいくつかありますが、2-2相励磁が一般的です。DD-1もそうなっています。しかし、今回は精度を上げるために、恒星時駆動および　1.5倍速では、1-2相励磁方式としました。トルクは半分になってしまいますが、ステップ数が２倍となります。速度が遅いためトルクが半分となっても問題ないようです。

		(3) 使用してみて DD-1で不満であったところがほぼ解消され、快適に使用できます。最高速が 18倍速と遅くなりましたが、私の使用方法では特に問題になりません。ただし、DD-1の不満点の一つ、 3. 32倍速,時に、赤経方向に反転駆動したあとに、モーターが停止してしまう期間が存在する。と同様の症状が、4倍速、7倍速、18倍速時に現れてしまいました。この症状は、12V電源に原因があるのかと思っていたのですが、違うようです。いろいろ考えてみましたが、現時点では、高速駆動が終了するときにモーターのオーバーシュート(オーバーラン)が発生しているのではないかと推測しています。赤経の場合、２倍速より速いスピードでの反転駆動は、モーターを実際に逆方向に回転させています。高速駆動が終わると(ボタンから手が離されると)、正転方向への恒星時駆動に直ちに切り替わるのですが、慣性モーメントの大きさからモーターが意図された位置(ステップ)に停止できずにオーバーシュートが発生し、その結果、正転方向への恒星時駆動に追従できなくなり、モーターが約１周するまでの期間、見かけ上停止しているかのように見えるのではないかと考えられます。この対策としては、高速駆動終了時にはスピードを徐々に落とすといったことが考えられます。マイコンのおかげで、プログラムを書き換えれば実験できるので、今後試していきたいと思っています。