Sky-Watcher AZ GTI GOTO

Enlaces, utilidades y cosas para la montura Sky-Watcher AZ GTI goto. Se trata de una montura para telescopio que se controla a través de WiFi. Tiene unas prestaciones bastante interesantes y soporta hasta 5 Kg de telescopio (no parece que sea buena idea montar nada mayor de 127 mm de diámetro).

ACTUALIZACIÓN: (22/07/2020) Parece que desde la versión 19.3 Stellarium ya permite la conexión directa del plugin de control de telescopio a ASCOM, por lo que ya no hace falta el programa StellariumScope, salvo que se necesite alguna de sus características. He modificado el procedimiento abajo.

El producto:

• https://inter-static.skywatcher.com/downloads/azgti_manual_v102.pdf (Es el manual pues el fabricante parece que no le ha hecho página web)
• En http://skywatcher.com/download/software/ tenemos la mayoría de descargas que se necesitan para sacarle el máximo partido a la montura.
• http://skywatcher.com/download/software/synscan-app/ Aplicación para comunicarse y controlar la montura por WiFi. Hay versiones para Windows, Android (PlayStore) e IOS (?).
• El último firmware lo tenemos en http://skywatcher.com/download/software/motor-control-firmware/ No descargar el experimental para montura azimutal pues no va bien salvo que tengas esa montura, aunque diga que es compatible.
• https://www.telescopiomania.com/monturas-altacimutales/6431-montura-skywatcher-mini-az-goto-wifi-azgti.html Enlace a una tienda en España en la que se puede comprar. Está la opción de comprarlo sin trípode y sale mejor de precio.

Para trastear (ver más abajo):

• https://ascom-standards.org/Downloads/Index.htm Es la plataforma ASCOM, que es el estándar que utilizan muchos fabricantes para comunicarse con sus dispositivos de astronomía. Es abierto, así que hay muchas cosas por ahí para hacer interfaz con esto.
• http://skywatcher.com/download/software/ascom-driver/ Enlace a los drivers ASCOM de Sky-Watcher para sus productos. El primero de ellos (para la "App") se conoce como ASCOM driver for SynScanMobile y es lo que sirve para comunicarse con la montura por WiFi. El segundo, es el driver para el control manual (no lo necesitamos en este caso).
• https://github.com/skywatcher-pacific/skywatcher_open Parece la API de las comunicaciones de Sky-Watcher. Hace mucho que no se actualiza pero es probable que funcione bien (es básicamente la documentación y ejemplos).

Montaje y alineamiento

A veces se lía todo y no es fácil de alinear con las estrellas, especialmente si no se ha montado bien, y en las instrucciones no pone hacia dónde debe apuntar el telescopio para hacer el montaje correcto, así que lo pongo aquí. Con un montaje correcto, el alineamiento debería ser sencillo.

Montaje:

• Ajusta el trípode y la montura para que el conjunto quede vertical (sirve la burbuja que tiene la montura y/o el trípode).
• Antes de colocar el tubo, soltar todos los tornillos de embrague para que los ejes queden sueltos.
• Gira el eje donde va el tubo para que el tornillo que sujetará el tubo quede arriba del todo.
• Mirando a la montura por la parte del interruptor rojo, coloca el tubo en horizontal de manera que el espejo quede a la izquierda y la apertura a la derecha.
• Aprieta levemente el tornillo que sujeta el tubo y comprueba que está equilibrado. Mueve el tubo a derecha e izquierda hasta que esté equilibrado del todo y se mantenga horizontal. Aprieta el tornillo del todo.

Alineamiento:

• Es posible que sea necesario 
• Conecta la montura a SynScan y ve al menú de alineación (alineamiento).
• Creo que no es necesario, pero quizá sea conveniente hacer un reset del alineamiento (es un botón del menú).
• Elige la opción de alineamiento con dos estrellas con nivelación norte (el resto de opciones pueden ofrecer mayor precisión, pero son más lío si no sabes dónde están los objetos de referencia y sus nombres en el cielo).
• Aparecerá un menú con las estrellas más brillantes al alcance, elige las dos primeras por ejemplo (luego puedes confirmar su posición con un programa con el mapa estelar).
• A continuación debes poner el telescopio en horizontal apuntando al norte. Hazlo soltando previamente los embragues de los dos ejes para que el telescopio quede suelto. Una vez apunte al norte, aprieta bien los tornillos para que sean los motores los que muevan el telescopio.
• Selecciona la primera estrella. El telescopio se moverá hacia donde esté. Ajusta con las flechas la posición para que la estrella caiga justo en medio del visor. Dale al botón correspondiente (está en medio de la pantalla) para guardar esta calibración.
• Repite la misma operación con la segunda estrella.
• Ya está alineado. No deben soltarse los embragues o se perderá la alineación.
• Se puede activar los encoders (vienen desactivados por defecto) y en ese caso se puede embragar y desembragar sin perder la alineación, siempre y cuando los motores actúen cuando los ejes están fijos, de otra manera igual no va bien.

Sincronizar la montura con Stellarium

Aunque el programa que sirve para controlar la montura con el móvil o PC está bastante bien (SynScan), no ofrece la posibilidad de ver la bóveda celeste. Para esto hay excelentes programas que nos muestran todo el cielo nocturno con todos sus elementos y lo ideal es poder conectar  nuestra montura a uno de ellos. Parece que Safary Sky permite la conexión directa de esta montura, pero se trata de un software de pago por el que probablemente vale la pena pagar, aunque yo no lo he usado. Un programa extraordinario es Stellarium y es gratuito, aunque conectar esta montura a Stellarium es algo lioso pero no imposible si se siguen estos pasos.

Lo primero es tener la app SynScan Pro instalada, bien en el PC o bien en el móvil, da igual. Lo importante es saber la IP del dispositivo donde lo tengamos conectado, pues la comunicación entre Stellarium y la montura se realizará a través de esta aplicación.

Lo segundo es tener la última versión de Stellarium instalada en el PC (probado con la 0.18.2 hasta la 0.20). Se descarga de https://stellarium.org/ y es gratis. Debemos ejecutarlo al menos una vez para que se creen los ficheros de configuración. Además debemos activar el "plugin de control del telescopio" . Para ello se puede ir al menú de configuración con F2 y luego seleccionamos la pestaña de plugins y en la lista de la izquierda veremos el "Control de telescopio" o su equivalente en el idioma que hayas seleccionado. En principio habría que seleccionar que se arranque al inicio y poco más. Hay que cerrar y volver a abrir Stellarium para que se creen los ficheros de configuración, pues de otra manera no podremos configurar el plugin para añadir el telescopio.

Con esto listo hay que instalar el software de ASCOM. Se descarga del enlace que aparece arriba.

Una vez instalada la plataforma de ASCOM hay que instalar el driver de la montura para ASCOM. El enlace se encuentra al inicio del artículo y lo ofrece el fabricante de la montura.

En este momento hay programas que ya pueden acceder directamente a ASCOM y que por tanto podrían conectarse con la montura, como Cartes du Ciel o TheSky, y Stellarium no tenía acceso directo a ASCOM antes de la versión 19.3, pero las nuevas ya lo tienen. Si de todas formas quieres utilizar un programa intermedio al final explico también cómo hacerlo.

Entra en Stellarium y ve al plugin de control del telescopio tal como has hecho antes. En configuración del plugin puedes añadir un telescopio. En el formulario verás que aparece ASCOM como opción. Si no te aparece ASCOM en la lista de tipos de telescopio es porque no has instalado la plataforma ASCOM o está mal instalada (puede pasar) en ese caso deberás desinstalarla y volverla a instalar. En ese mismo formulario aparece el botón "Elegir telescopio ASCOM", lo pulsas y entonces debes elegir el "SynScan App Driver" y configurar la conexión con el botón "Properties". Debes poner las propiedades para que el driver se conecte a la app de SynScan dependiendo de dónde la estés ejecutando (en el equipo local, en el móvil, etc.). Una vez añadido el telescopio puedes conectarte a él pulsando en el botón de conectar. En ese momento ya debería comunicarse stellarium y la app SynScan. Recuerda que para que funcione el programa Synscan debe estar corriendo y debe estar conectado a la montura. La cadena de conexión entre programas sería el siguiente:

Stellarium <> Plataforma ASCOM <> SynScan ASCOM driver <> SynScan <> Montura

Si prefieres usar un programa intermedio, este sería el procedimiento:

El programa StellariumScope sirve para hacer de interface entre Stellarium y ASCOM, de manera que puedan comunicarse finalmente Stellarium y la montura. La cadena sería esta:

Stellarium <> StellariumScope <> ASCOM <> SynScan ASCOM driver <> SynScan <> Montura

Se descarga el ejecutable de la web de StellariumScope y se instala en el PC.
Se puede configurar siguiendo los pasos que aparecen en esa misma web, aunque lo cierto es que es bastante intuitivo y las opciones por defecto suelen funcionar a la primera, siguiendo estas sencillas indicaciones:

Con el Stellarium apagado y el SynScan encendido, se ejecuta StellariumScope por primera vez y se siguen las indicaciones que van apareciendo. Básicamente es todo tal cual viene por defecto, salvo la pestaña donde debemos elegir la montura, que debemos elegir la SynScan de ASCOM (si todo lo anterior lo hemos hecho bien). Por defecto buscará la comunicación con el SynScan del equipo local pues la IP por defecto es la local, pero si estamos usando el SynScan del móvil, deberemos cambiar la IP en la ventana correspondiente del driver SynScan para ASCOM (se puede hacer desde el propio StellariumScope). El programa StellariumScope debe estar en marcha para no romper la comunicación.

Si ahora arrancamos Stellarium, debería aparecer la marca de donde apunta el telescopio en el cielo. Ctrl-1 hace "goto" del objeto celeste que tengamos seleccionado, Ctrl-3 sincroniza (alinea) y Ctrl-5 detiene la operación actual. Funciona realmente bien, aunque a veces podemos ver ciertos desajustes, especialmente si la hora del PC o del móvil no es exactamente la real.

Si algo falla, estos enlaces pueden ayudar a resolverlo:

• http://www.lightvortexastronomy.com/tutorial-setting-up-an-equatorial-mount-on-ascom-with-eqmod-stellarium-and-cartes-du-ciel.html Explicación de la conexión a ASCOM desde Stellarium utilizando StellariumScope
• http://welshdragoncomputing.ca/x/index.php/home/stellariumscope/download-stellariumscope Web oficial para descargar StellariumScope.

Cosas que no  funcionaron (creo):

Elegir EQMOD como interface en stellarium, pues EQMOD usa ASCOM y lo mismo va sin StellariumScope.

SkyWatcher parece tener el mismo protocolo que NexStar en Stellarium, pero me parece que eso es solo para la comunicación por cable, así que no creo que cambie nada, después de todo, la última versión de Stellarium ya trae el AZ mount (cableado).

Adafruit Feather WICED

En al búsqueda de una plataforma óptima para una cámara especial con transmisión WiFi he podido analizar la tarjeta Adafruit Feather WICED.

Enlaces

• https://learn.adafruit.com/introducing-the-adafruit-wiced-feather-wifi/overview Página web sobre la placa con instrucciones para su puesta en marcha, configuración de Arduino, etc. Esta tarjeta no está soportado por PlatformIO (una pena).
• https://github.com/adafruit/Adafruit_WICED_Arduino La librería de Arduino para esta placa. Es bueno, tenerla cerca para ver exactamente cómo se ha implementado cada cosa a bajo nivel.

La tarjeta tiene el micro por un lado (¨STM32F205RG ) y el WiFi por otro (BCM43362). Aunque son chips separados, la placa ocupa muy poquito. Es interesante tener ambas cosas separadas pues, en otros que lo llevan todo junto, como los ESP8266 y ESP32 de Espressif, mezclan unas cosas con otras y el WiFi acaba influyendo en varios periféricos, como el ADC, lo que complica ciertas aplicaciones donde quieres usarlo todo. Me da la sensación igualmente que la radio integrada en el chip introduce bastante ruido en la parte analógica.

WiFi

La librería no es directamente compatible con Arduino aunque incluye funciones muy similares y cambiar de una a otra es absolutamente inmediato. Los experimentos de velocidad en transmisión alcanzan los 1.6 Mbytes/s en TCP y 3.2 Mbytes/s en UDP, si bien en modo UDP se producen paradas aleatorias que van desde los 20 segundos hasta los dos o tres minutos, lo que la convierte en inútil para este protocolo. Todavía no he conseguido saber por qué falla esto. Si se baja la tasa de envío el problema parece que desaparece, pero entonces ya vale la pena usar TCP.

WiFi Enterprise no parece estar soportado de ninguna manera.

GPIO

Utilizando las funciones de Arduino, el pulso más corto que se podía producir era de 250 ns!! lo que resulta inútil para generar relojes a alta velocidad. Con PWM se pueden alcanzar pulsos de tan solo 16 ns, pero para mi caso son complicados de usar. Después de muchas pruebas, parece que mucho del retraso en poner los pines a cero o uno se debe al propio código. Escribiendo directamente sobre los registros de puesta a uno o cero se consigue un pulso mínimo de unos 40 ns:

GPIOC->regs->BSRRL=BIT(3); // esto lo hace a 40 ns, ya es algo, pero lo hace al reves (L pone a alto y H a bajo...)
GPIOC->regs->BSRRH=BIT(3);

También se puede escribir directamente sobre ODR el valor de lo que quiera, pero tarda un poco más (75 ns).

No son los 25 ns que se consigue con los ATSAM de Atmel, pero casi es suficiente.

ADC

El ADC de este micro es una maravilla. Puede alcanzar los 6 MSPS en modo encauzado, pero ya sólo con la llamada asíncrona de Arduino (analogRead) el retraso es de tan solo de 1.5 us (666 KSPS) que ya puede ser útil en muchas circunstancias. La señal parece estable y bastante lineal en todo el rango.

Habilitar protocolo SMBv1 en Windows 10 ver 1803

ATENCIÓN: el arreglo que viene en este mensaje puede poner en peligro tu PC.

Windows desactivó el antiguo protocolo SMBv1.0 a partir de Windows 10. Hay algunas aplicaciones y dispositivos que todavía en 2018 siguen usando este nivel inseguro de compartición de ficheros, especialmente algunas versiones antiguas de samba Linux, o las implementaciones de samba en Android utilizadas en dispositivos tan populares como Fire TV stick, o el software de Kodi para Android.

Mientras estos dispositivos se ponen al día, es posible reactivar SMBv1 en Windows 10 y anteriores aunque Microsoft lo está poniendo cada día más difícil. Si tienes suerte, este protocolo se puede activar en "Activar y desactivar características de Windows" (Escribe "características" en el menú inicio).

En mi versión de Windows (a fecha septiembre 2018) esta opción ya no estaba. Otras opciones que vi en internet que modificaban el registro de Windows tampoco funcionaron, pero finalmente encontré un artículo del propio Microsoft donde pone cómo habilitarlo (aunque el artículo es para deshabilitarlo):

https://support.microsoft.com/es-es/help/2696547/how-to-detect-enable-and-disable-smbv1-smbv2-and-smbv3-in-windows-and

Básicamente hay que hacer lo siguiente en una powershell con privilegios de administrador:


> Get-WindowsFeature FS-SMB1
> Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName smb1protocol

Una vez hecho esto, pedirá reiniciarse. Una vez arranque ya nos funcionarán los shares de Kodi en Android, entre otras cosas.

Es importante entender que activar este protocolo conlleva cierto riesgos de seguridad, por lo que, su no se va a utilizar conviene desactivarlo:

> Disable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName smb1protocol

ESP32

ESP32 es una mejora sustancial del espectacular ESP8266. Estos chips los fabrica Espressif Systems y en su página puedes encontrar numerosos recursos, SDK, etc., aunque lo más sencillo es utilizar los entornos de Arduino o PlatformIO para su programación. Estos microcontroladores incorporan un módulo WiFi y son fáciles de programar mediante el entorno de Arduino, aunque yo prefiero usar PlatformIO. El ESP32 presenta dos núcleos y Bluetooth como mejoras más importantes respecto del ESP8266.

Para las pruebas con el ESP32 estoy utilizando la plaquita Sparkfun ESP32 Thing. En el enlace del producto viene un tutorial para su programación con Arduino.

Lo más sencillo es utilizar Arduino o PlatformIO para programarlos, pero todavía hay algunas limitaciones y no toda la funcionalidad está implementada en estos "ports".

Para disponer de un API sin limitaciones y obtener el mayor control posible sobre el chip, es necesario utilizar el API propio del fabricante. En https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/ se encuentra el API del fabricante. Es un poco lío de preparar su entorno y demás, pero es más completo que la opción de Arduino o PlatformIO.
La buena noticia es que se pueden invocar las funciones de la API de Espressif directamente desde Arduino o PlatformIO añadiendo las cabeceras (include) correspondientes, aunque en ese caso perdemos la portabilidad del código.

El port de Arduino y PlatformIO se encuentra en https://github.com/espressif/arduino-esp32

En https://www.instructables.com/id/Develop-ESP32-With-PlatformIO-IDE/ se tiene un completo tutorial para usar ESP32 con PlatformIO. Además explica las diferencias y ventajas de utilizar PlatformIO frente a Arduino, aunque no debemos olvidar que en ambos casos el código va a ser exactamente el mismo, así como el resultado.

En https://www.losant.com/blog/getting-started-with-esp32-and-platformio viene también un tutorial similar, más simple, y orientado a la Sparkfun ESP32 Thing.

GPIO

El chip es muy versátil y tiene muchos periféricos que se pueden poner en cualquier pin del chip. Pero cuando quieres controlar cada pin de forma individual, aparece el problema de que el reloj de la periferia es mucho más lento que el de la CPU. El pulso más corto que se puede hacer escribiendo en los pines (sin usar PWM) es de 50 ns, que puede ser algo justo para algunas aplicaciones. Además, hay que insertar "nop()" entre escritura y escritura de pin para que no se solapen. Otros micros sincronizan estas escrituras y son más fáciles de programar, con el inconveniente de que se pierden ciclos de reloj que se podrían aprovechar para otras cosas.

WIFI

Funciona bien, pero tras hacer varias pruebas de velocidad, siemrpe transmitiendo desde el dispositivo y con la librería de arduino, la conclusión es que va francamente lento. En TCP se alcanzan velocidades de 110 Kbytes/s que es 10 veces más lento que su predecesor (el ESP8266) y que otras tarjetas que he probado como la Adafruit Feather WICED que alcanza 1.6 Mbytes/ en TCP y 3.2 Mbytes/s en UDP, aunque en este modo la WICED se queda colgada temporalmente. En modo UDP las velocidades son mayores, pero todavía muy por debajo del mega por segundo, y además dando errores de escritura. Si se baja la tasa de transmisión hasta los 110 Kbytes/s (mediante delays) se consigue que desaparezcan los errores de escritura, pero esa es la misma velocidad lenta de transmisión de TCP,así que no se gana nada por usar el protocolo menos seguro UDP.

Parece que utilizando directamente las funciones de la API de Espressif es posible obtener una mayor velocidad, pero su programación es algo más compleja y no lo he probado.

WiFi Enterprise

He intentado conectarme a "eduroam" de la Universidad de Valencia sin éxito (Es WPA2 Enterprise y por eso el problema). Parece que a algunos les va y a otros no. El código más fiable creo que se encuentra en https://github.com/martinius96/ESP32-Eduroam y a partir de ahí he hecho numerosas pruebas sin conseguir nada. Me parece que hay diferentes maneras de implementar la red eduroam, pues parece la explicación más probable a que a algunos les funcione (en su eduroam) y a otros no, con el mismo código.

ADC

El objetivo es poder leer valores analógicos en 1us. Tiene dos ADC, pero el ADC1 es el más general y único que he usado en las pruebas, así que todo lo que sigue es para el ADC1. El ADC tiene dos modos, uno normal o RTC y uno síncrono mucho más rápido a través del I2S. No está claro cómo hacer funcionar uno y otro. Parece que tanto Arduino como la API de Espressif utilizan el primer modo, pues sólo he conseguido bajar la espera en obtener el valor a 10 us (con las funciones de Arduino, los 10 us es lo que está por defecto, mientras que la API parte de 40 us y hay que configurar cosas para bajarlo). 

• Web con la API adc de espressif: https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/api-reference/peripherals/adc.html# Ejemplo de uso: https://github.com/espressif/esp-idf/tree/master/examples/peripherals/adc
• Web con un ejemplo para Arduino: http://www.sinaptec.alomar.com.ar/2018/06/esp32-desde-cero-tutorial-4-adc.html (He visto que si se usa adcStart, adcBusy y adcEnd en lugar de analogRead, va un pelín más rápido).

Los datos que se obtienen son bastante ruidosos, quizá por el montaje en el que no se han cuidado los apantallamientos. También parece que la respuesta no es muy lineal tal como se desprende de varios artículos por ahí, aunque en el API se han incluido rutinas para la calibración del ADC (https://github.com/espressif/esp-idf/issues/164).

En cuanto al uso del ADC con I2S, se supone que puede alcanzar los 2 Msps pues hace una conversión por escaneo sucesivo y de forma síncrona. Parece que va escaneando con un intervalo que se programe y cada vez que tiene un dato nuevo lo guarda en el registro de DMA del módulo I2S. La documentación sobre este modo es muy escasa, pero hay un ejemplo que parece hacer uso de este modo: https://github.com/espressif/esp-idf/tree/master/examples/peripherals/i2s_adc_dac

I2C

Fantástico. Todo funcionó a la primera con la estupenda librería Wire de Arduino. Compatibilidad total.

Presentación

Mi trabajo y mis hobbies están muy relacionados con el uso de dispositivos electrónicos de todo tipo, así que suelo apuntarme en ficheros Leeme.txt todo lo relacionado con un nuevo "gadget" o tecnología (enlaces importantes, pequeños tutoriales, problemas encontrados, atajos útiles...). Como casi me cuesta lo mismo escribir esos Leeme que escribir en un blog, voy a probar a hacer públicas esas chuletas pues lo mismo les pueden ser útiles a más gente.