FlashTime

FlashTime es un generador de destellos de luz sincronizados con el PPS (Pulse Per second) de un GPS. Permite generar pulsos de luz para ser registrados en la grabación de un evento astronómico con una precisión de pocos microsegundos. Su utilización es muy simple y el display y teclado ayudan a navegar y configurar los eventos y parámetros de funcionamiento.

Internamente utiliza un Arduino Uno y una placa de GPS con Shield para Arduino. La caja es resultado de una impresión 3D. Todo su diseño está pensado para fabricárselo fácilmente por uno mismo.

Construcción del equipo:

Los elementos necesarios para su construcción son:

Arduino UNO
LCD 1602 keypad Shield : hay distintos fabricantes que ofrecen opciones aparentemente compatibles pero que difieren ligeramente en aspectos mecánicos y electrónicos.
Adafruit Ultimate GPS Logger Shield: placa de GPS con PPS (Pulse Per Second) y antena integrada
Pila de 9V y clip
Interruptor
Led rojo y resistencia
Conector DC 5.5mm macho y hembra
Cable bipolar
Caja

La parte electrónica es muy sencilla. La placa que contiene el display y el teclado se coloca en modo "sandwich" utilizando las filas de pines que incluye el Arduino UNO. La conexión con el Adafruit Ultimate GPS Logger Shield se debe hacer cableada de acuerdo al esquema que se muestra a continuación:

Para el ensamblado del conjunto, se deben tener presentes algunos aspectos constructivos como los que se inidcan a continuación:

Como ya se ha mencioad, el Keypad Shield se conecta al Arduino en modo sándwich, pero el GPS Shield se pondrá en la caja separado para que la antena queda hacia arriba y separada de obstáculos que impidan la recepción de la señal.
El clip de la pila de 9V se suelda a los pines del conector de alimentación, intercalando en uno de los cables un interruptor. El interruptor se colocará en una pared de la caja haciendo realizando el taladro que corresponda.
El led con su resistencia en serie se conecta a un cable suficientemente largo (el led habrá que ponerlo en la boca del telescopio) y el extremo se suelda a un conector DC mocho de 5.5mm.
El pin 3 del Arduino (salida para el destello) se conecta junto con GND a un conector DC hembra que se colocará en una pared de la caja haciendo el taladro que correspondiente.

Los diferentes elementos del FlashTime pueden integrarse en una caja a gusto de cada uno. En mi caso, he optado por la siguiente solución:

Para la caja se ha seleccionado este diseño accesible en Internet: https://www.thingiverse.com/thing:1734148
Entre los ficheros .stl no está la tapa superior, que se ha diseñado aparte
Al imprimir el cuerpo principal, no retirar relleno de aberturas trasera y lateral.

Utilización del equipo:

FlashTime eng

La pantalla de inicio muestra la versión del programa. En el arranque se genera un destello de 2s en el LED lo que permite comprobar que está funcionando correctamente. Este destello NO está sincronizado, solo sirve para verificar el funcionamiento del led.

Inicio:

Teclado:

CONFIG: entra en modo configuración. Cada vez que se pulsa muestra un nuevo parámetro.
SAVE: permite grabar la configuración.
RESET: inicializa el programa. Es opción obligatoria después de haber configurado y salvado parámetros.
UP y DOWN si se ha pulsado la tecla CONFIG permiten aumentar o disminuir el parámetro a configurar. Fuera del modo configuración permite acceder a la pantalla de datos GPS y volver.
FLASH: genera un destello sincronizado como se explica más adelante.

Inicialización del equipo:

Muestra el evento programado, indicando fecha y hora UTC

Muestra los valores configurados para:

Cap: (capture) cuánto tiempo antes del evento debe iniciarse la captura (y simétricamente después del evento)
Int: (Interval) cuánto tiempo antes y después del evento se generará un destello
Flash: duración del destello

Muestra la hora UTC actual:

GPS indica que se está recibiendo señal. Si en lugar de GPS aparece --- es que aún no hay señal de GPS.
“event finished” indica que el evento ya ha transcurrido, en caso contrario mostrará una cuenta atrás (ver siguiente página).

Esperando un evento:

Si el evento no ha transcurrido aún, mostrará una cuenta atrás en segundos con alguno de estos estados:

To start: segundos que faltan hasta que deba iniciarse la captura
To flash: segundos restantes hasta el primer destello
To event: segundos que faltan hasta el evento
To flash2: segundos restantes hasta el segundo destello
To end: segundos que faltan para terminar de grabar

Configuración de parámetros:

Con la tecla CONFIG podemos avanzar de parámetro en parámetro que queremos configurar. En cada parámetro, con las teclas UP y DOWN se modifica el valor.

Visualización de datos de latitud, longitud y altura

Muestra latitud / longitud (primera línea) y altura (segunda línea). Los valores se actualizan en tiempo real, una vez por segundo.

Generación de Flashes (sin configurar evento)

Si se pulsa el botón Flash se provoca un destello de 3s coincidiendo con el segundo 30 o el 00 (el que suceda antes).

Esta opción permite generar un destello sincronizado con el PPS sin necesidad de programar un evento.

Observaciones

El equipo puede alimentarse desde el USB del PC o mediante una pila de 9V (interna) que se activa con un interruptor.

Para que el equipo adquiera señal de los satélites GPS no debe colocarse nada sobra la tapa superior que pueda dificultar la recepción de la señal.

La intensidad de la retroiluminación del display es ajustable con un parámetro en el modo de configuración. Una vez modificado, como ocurre para el resto de los parámetros, hay que reiniciar (tecla RESET) para que surja efecto.

Para actualizar el firmware a través del USB desde un PC, es necesario previamente retirar la tapa superior y cambiar la posición del micro-interruptor de la placa GPS. Al finalizar la actualización de firmware debe volverse a poner en su posición normal.

El led para generar los destellos se conecta en un lateral. Conviene fijarse que el led se enciende 2s al arrancar el equipo, para asegurarse de su correcto funcionamiento.