Тема: Зачем нужен ASCOM (Прочитано 6785 раз)

tlgleonid · « : 26 Вересня 2012, 13:55:51 »

Казалось бы, еще совсем недавно, скажем так в году эдак 2004, для большинства наших любителей вершиной автоматизации наблюдений являлось использование простенького пультика для управления монтировкой да таймера, отмеряющего время до конца выдержки. Прошло совсем немного времени, но у любителя появилась возможность управлять самым разнообразным оборудованием практически автоматически. Среди астрономической электроники следует выделить особенно такие компоненты:
Монтировки телескопов. Для того, что бы компенсировать суточное движение небесных тел, уже много лет на экваториальных монтировках используется двигатель, вращающий ось прямого восхождения. В простейшем случае, такой двигатель комплектуется несложным пультом управления, позволяющим остановить вращение, запустить его, а также выбрать несколько других скоростей (например, лунную, удвоенную и т.п.). В более продвинутых монтировках устанавливают два двигателя: один на ось прямого восхождения, второй - на ось склонений. Пульт к таким монтировкам позволяет осуществлять коррекции не только по оси прямого восхождения, но и склонения. К некоторые монтировкам с двумя двигателями можно подключить пульт с системой автонаведения и множеством других функций. Но каким бы нибыл функциональным пульт, современный персональный компьютер (ноутбук, нетбук) может позволить сделать работу с монтировкой намного удобнее и приятнее. Пользователь может видеть карту неба, использовать актуальную базу комет и астероидов, исправлять неизбежные ошибки ведения, наводить телескоп на объекты по заданному списку и т.д.
астрономическая камера. Сейчас для съемки планет, звезд и туманностей любители используют как массовые фотоаппараты (как правило, зеркальные) и веб-камеры, так и специализированные камеры с ПЗС-матрицей. Но, если цифровой фотоаппарат - вполне автономное устройство, то использовать веб-камеру или специализированную астрономическую камеру без компьютера не представляется возможным. На компьютере задаются параметры съемки и оцифровки камер, а также принимаются и сохраняются полученные изображения.
Электрофокусер. Каждый наблюдатель знает, что при прикосновении к фокусировочному устройству телескопа изображение в той или иной мере начинает дрожать, пусть и непродолжительное время. Амплитуда этого дрожания зависит от качества механики телескопа, но даже при небольших амплитудах возникают сложности. Что бы этого избежать, было придумано специальное устройство - электрофокусер. Фактически - это двигатель, закрепленный на корпусе фокусировочного устройства, позволяющий через систему шестерен перемещать фокусер. В простейшем случае такое устройство комплектуется простеньким пультиком, имеющим две кнопки: "вперед" и "назад". Продвинутые электрофокусеры могут быть подключены к персональному компьютеру, при этом пользователь может видеть изображение с подключенной камеры и в зависимости от качества изображения звезд подавать команды на смещение фокусера. Существуют также программы, позволяющие автоматически наводиться на фокус.
блок управления куполом обсерватории или сдвижной крышей. Телескоп в чистом поле достаточно уязвим. Его приходится каждый раз перед наблюдениями устанавливать, а после наблюдений - убирать. Такой телескоп не защищен от порывов ветра и выпадения росы. Вот почему серьезные любители астрономии начинают строить любительские обсерватории. Как правило, такие обсерватории бывают двух типов: с куполом и со сдвижной крышей. Перед началом наблюдений купол открывается, а сдвижная крыша - сдвигается. В случае непогоды или в конце наблюдений купол нужно закрыть, а сдвижную крышу задвинуть. Кроме того, в обсерватории с куполом купол нужно еще и поворачивать, что бы была открыта та часть неба, которую планируется наблюдать или снимать. Делают это нередко вручную, но и двигатели для смещения купола или сдвижки крыши также применяются. А если к двигателям подсоединить электронику, то управлять этими процессами также может компьютер. А отсюда уже остается всего один шаг к созданию удаленной обсерватории.
колесо фильтров. Если съемка производится на высокочувствительную черно-белую камеру, а хочется получить цветное изображение, делают экспозиции с цветными фильтрами, а потом такие изображения собирают в одно цветное. Некоторые туманности для съемки требуют специальных фильтров. Фильтры применяют и для многоцветной фотометрии. В простейшем случае фильтры вкручиваются непосредственно в камеру или какой-либо переходник. Но, для этого камеру нужно снять, а потом снова установить и очень трудно обеспечить ту же самую ориентацию. Да и процесс замены фильтра в холодное время года может быть крайне неприятным. Вот почему астрофотографы, использующие фильтры, применяют специальные колеса фильтров. Такие колеса позволяют менять фильтры простым вращением диска. Небольшой двигатель на таком колесе может этот процесс сделать полностью автоматическим и управляемым с персонального компьютера.
компенсатор вращения поля. Простые монтировки выполнены в азимутальном исполнении. Даже, если они снабжены электроникой, то делать на таких монтировках снимки с длительными выдержками не получится из-за вращения поля зрения. Но для тех, кто все-таки хочет снимать и на таких монтировках и готов за это заплатить, выпускаются компенсаторы вращения поля. Эти устройства медленно поворачивают камеру вокруг оси со скоростью, зависящей от азимута и высоты объекта. Управление компенсаторами вращения поля также может осуществляться с персонального компьютера.
датчики и переключатели. Серьезные любители астрономии используют различное дополнительное оборудование: датчики дождя, датчики облачности, датчик закрытия купола, датчик движения и т.п., а в автоматизированных обсерваториях применяют еще и различные электронные переключатели, вызывающие те или иные действия (например, включающие освещение в обсерватории). Обработка состояния различных датчиков у управление переключателями может также осуществляться с компьютера.

tlgleonid

   Все перечисленные устройства, подключенные к компьютеру, требуют установки драйверов так же, как их требуют принтер, сканер или флешь-накопитель. Каждое устройство обладает своей функциональностью, своим набором настроек и способом управления. Когда начали появляться первые астрономические программы, умеющие управлять астрономической периферией разработчики столкнулись с необходимостью включать в настройки выбор конкретного устройства. Например, в программе-планетарии, умеющей наводить телескоп на выбранный объект, необходимо было выбрать в настройках конкретную модификацию Celestron или Meade. Этот подход имеет ряд неудобств для программистов и пользователей. Разработчик должен писать код, учитывающий архитектуру устройства, при этом появления новых устройств требует выпуска новых версий программного обеспечения. Мало того, такое обновление могло потребоваться и в случае обновления драйвера. Устройство захватывалось монопольно и работать с ним другие программы уже не могли.
   В связи с этим в 1999 году Боб Денни из DC-3 Dreams предложил использовать архитектуру драйвер-клиента, промежуточной прослойки между астрономическим программным обеспечением и устройствами. В такой архитектуре все сходные внешние устройства снабжаются своим стандартизированным драйвером, к которым может обращаться ASCOM. Для внешних программ устройство становится стандартным объектом с набором свойств и методов, характерным для данного типа объектов. Если производитель выпустит новое устройство с новым драйвером, имеющим стандарт ASCOM, мы сразу можем пользоваться им из нашей любимой программы.   Первой решенной задачей стало создание стандарта драйвера для монтировок телескопа, поскольку количество свойств и методов у них наибольшее. Компания Sienna Software (известная сейчас, как Imaginova) выделила грант в 10 тысяч долларов на разработку стандарта. Объект "телескоп" сейчас имеет большой набор свойств (наименование телескопа, наличие двигателей, наличие возможности импульсного гидирования, запаркована монтировка или нет, небесные координаты, текущие азимутальные координаты, скорость движения, режим выравнивания и т.д.) и методов (запарковать телескоп, распарковать, выбрать настройки, переместить в точку с заданными координатами, установить скорость слежения, послать гидирующий импульс и т.п.). Естественно, что не все свойства и методы могут быть использованы с конкретной монтировкой, но обратится можно к любому свойству или методу из программы. Теперь производители программного обеспечения могут позволить выбрать в качестве телескопа ASCOM-телескоп, а уже в самих настройках ASCOM указать драйвер, который планируется использовать. Теперь любая программа, которая может подключится к ASCOM, может получить доступ ко всем устройствам, независимо, используется устройство другими программами или нет.
   В конце 2000-го года Джордж Дуг из Diffraction Limited предложил спецификации драйверов ASCOM для фокусера. По сути, фокусер очень простой объект, поскольку у него можно вызвать только три метода: начать движение, прекратить движение и вызвать окно настроек. Свойств у объекта "фокусер" также немного: положение, шаг смещения, общее количество возможных положений, наличие температурной компенсации и т.п. Реально же поддержка фокусеров вошла только во вторую версию ASCOM, появившуюся в 2002 году.
   К этому моменту стало очевидно, что одним управлением монтировкой и фокусером полной автоматизации не достичь. Ведь большинство крупных телескопов устанавливаются под куполами обсерваторий. В связи с эти началась разработка стандарта для драйверов устройств управления куполами. Наибольший вклад в создание стандарта внес Джон Оливер из университета Флориды. Основными методами управления куполом стали переход в домашнее положение, уход из домашнего положения, перемещение купола на заданный азимут, указание высоты объекта, включение и выключение слежения за объектом, открыть купол, закрыть купол и т.д. Среди свойств можно упомянуть наличие той или иной функциональности купола, текущий азимут, состояние слежение и некоторых других. ASCOM 3.0, вышедший в октябре 2003 года уже содержал возможность использования куполов.
   В декабре 2004 года появилась следующая версия ASCOM 4.0, использующая обновленный интерфейс обмена с монтировкой телескопа. Эта версия (вернее обновление 4.1, вышедшее в июне 2005 года) стало стандартом на многие годы. Следующая, пятая версия платформы появилась только в 2008 году и то, из-за веских причин. Среди этих причин основными стали: быстрый рост числа различного оборудования и невозможность отслеживать появление новых драйверов для них, Microsoft .NET сменил для разработчиков популярный ранее Visual Basic. В пятую версию были включены шаблоны драйверов для Visual Studio на языках С# и Visual Basic, что позволило разработчикам легко создавать свои драйвера для своих устройств и поддерживать их.
   К сожалению, компания Microsoft неожиданно подложила свинью для таких разработчиков, поскольку повысив безопасной своей новой операционной системы Windows Vista усложнила установку драйверов для ряда устройств. В следующей своей операционной системе Windows 7 система безопасноcти была доработана, но разработчикам астрономической техники пришлось дорабатывать свои драйвера для новой операционной системы. Еще одной неприятностью стало практически полное вытеснение COM-портов на порты USB, вынуждая пользователей пользоваться преобразователями USB-COM. Это все привело в 2009 году к необходимости выпуска более продвинутой версии 5.5. В этой версии также появилось средство для комплексного управления всеми драйверами и их настройками: Profile Explorer. В это же время исходный код ASCOM был выложен в свободный доступ.
   В июне 2011 года появилась следующая, шестая версия ASCOM. Ее выход был связан с изменением и дополнением спецификаций устройств, поскольку новые астрономические устройства стали более функциональными и совершенными. При этом внутренние "потроха" ASCOM поменялись весьма заметно. Появился новый стандарт для камер (все старые драйвера поддерживаются), введена поддержка 64-битных драйверов, значительно выросли средства диагности и анализа ошибочных ситуаций (что значительно облегчает работу создателям драйверов), введено разделение на собственно платформу и средства разработки, значительно улучшена работа с портами, обращение к устуройствам могут быть теперь как с ожиданием ответа, так и без ожидания, появился механизм горячего включения и выключения устройств, исправлена преславутая проблема региональных настроек (в некоторых языках дробная часть отделяется от целой при помощи символа ".", а в некоторых - ",".

tlgleonid

На сегодняшний день драйвера под платформу ASCOM есть для ряда устройств.
Камеры: FLI, ATI, QHY и другие.
Контроллеры управления куполами и крышами: CyberDrive, Digital DomeWorks, MaxDome, Meridian Dome, Sirius Domes, контроллер съезжающей крыши Ironwood Observatories и другие
Колеса фильтров: АТI, Optec, FLI, QHY, колесо фильтров Ивана Ионова и другие.
Фокусеры: AstroOptik, AstroPhysics, Finger Lakes, JMI SmartFocus, Meade LX200, LX200GPS и Autostar, фокусер Optec с термокомпенсацией, RoboFocus, "народный фокусер от Андрейчика" и ряд других.
Компенсаторы вращения поля: Optec Pyxis, RC Optical Precision Instrument Rotator.
Монтировки телескопов: Astro-Electronic FS-2, Astrometric Instruments Maestro, AstroOptik research telescopes, Astro-Physics GTO mounts, Celestron ( модели NexStar 60GT, 80Gt, 114GT, 130GT, 4GT, 5, 5i, 8, 8i, 8 GPS, 9.5 GPS, 11 GPS, CGE 800, CGE 925, CGE 1100, CGE 1400, Advanced C5-SGT, C6-RGT, C8-SGT, C8-NGT, C9 1/4-SGT, C10-NGT, Ultima 2000, 76GT, 102GT, Advanced C11-SGT, C20, and NS8i-SE), DFM Engineering research-grade telescopes, программное средство управления монтировками SynScan - EQ-MOD, Generic LX200, Meade LX200, LX200GPS и Autostar, Paramount, Orion серии Intelliscope, ServoCAT, SkyCommander,
Takahashi Temma, Vixen SkySensor 2000 PC, Vixen Sphinx и другие.
Уверен, что в будущем ASCOM станет кросплатформенным, а устройств, которые будут иметь под него драйвера, будет все больше.

Новини:

Автор Тема: Зачем нужен ASCOM (Прочитано 6785 раз)

tlgleonid

Зачем нужен ASCOM

tlgleonid

Re: Зачем нужен ASCOM

tlgleonid

Re: Зачем нужен ASCOM