FlipFlat Panel Arduino Nano // ASCOM

Ein DIY Flat-Field Panel für die Astrofotografie mit Arduino Nano, Servo-Klappe und EL-Folie. Gesteuert über ASCOM CoverCalibrator (Platform 7) für den Einsatz in N.I.N.A. und anderer Astro-Software.

Credits:

Ursprüngliches Konzept, Schaltung und Hardware-Design: Moritz Mayer / Dark Matters Discord https://discord.gg/darkmatters

Übersicht

Das FlipFlat Panel kombiniert einen motorisierten Deckel (Flip) mit einem dimmbaren Flat-Field-Panel (Flat) in einem Gerät. Es kann über N.I.N.A., ASCOM-kompatible Software oder die mitgelieferte Desktop-App gesteuert werden.

Funktionen

• Cover-Steuerung: Servo öffnet und schließt den Deckel automatisch
• Helligkeit: EL-Folie stufenlos dimmbar (0-255) über MOSFET-PWM
• ASCOM CoverCalibrator: Vollständige ICoverCalibratorV2-Implementierung für Platform 7
• Desktop-App: Eigenständige Steuerungs-App mit Serial- und ASCOM-Modus
• N.I.N.A. kompatibel: Automatisierte Flat-Frame-Aufnahme

Hardware

Komponenten

Bauteil	Beschreibung
Arduino Nano (Rev3)	Mikrocontroller, USB-Seriell
Servo	Flip-Mechanismus für den Deckel
EL-Folie + Inverter	Gleichmäßige Ausleuchtung als Flat-Field-Quelle
IRFZ44N MOSFET	Schaltet/dimmt den EL-Inverter per PWM
10kΩ Widerstand	Pull-Down am MOSFET Gate
12V DC Netzteil	Stromversorgung für den EL-Inverter

Pin-Belegung

Arduino Pin	Funktion	Beschreibung
Pin 8	Servo	Manuelle Pulse (kein Timer1, um PWM auf Pin 9 zu erhalten)
Pin 9	MOSFET Gate	PWM-Ausgang für EL-Folie Helligkeit
USB	Serial	57600 Baud, Steuerungsprotokoll

Schaltplan

Der IRFZ44N MOSFET schaltet die Masse-Seite des EL-Inverters. Ein 10kΩ Pull-Down-Widerstand am Gate sorgt dafür, dass die EL-Folie beim Arduino-Start dunkel bleibt.

PCB

Fertige Gerberdatei für zum Beispiel JLCPCB. Die Platine hat einen verbauten Stepdown von 12V auf 5V für den Servo. Stand jetzt, den 06.05.2026, ist die Paltine noch nicht final getestet.

Software-Architektur

Das Projekt besteht aus drei Komponenten:

FlipFlatPanel/
├── 01_Firmware/              Arduino Nano Firmware (v3.0)
│   └── FlipFlatPanel_v3.ino
├── 02_AscomDriver/           ASCOM CoverCalibrator Treiber
│   └── CoverCalibratorHardware.cs
├── 03_ControllerApp/         Desktop-Steuerungs-App (WPF)
│   ├── FlipFlatPanel.Controller.csproj
│   ├── App.xaml / App.xaml.cs
│   └── MainWindow.xaml / MainWindow.xaml.cs
└── docs/                     Dokumentation

Installation

1. Arduino Firmware flashen

1. Öffne 01_Firmware/FlipFlatPanel_v3.ino in der Arduino IDE
2. Board: Arduino Nano
3. Prozessor: ATmega328P (oder "Old Bootloader" je nach Nano-Version)
4. COM-Port auswählen
5. Hochladen

Test im Serial Monitor (57600 Baud, Newline):

COMMAND:PING          → RESULT:PING:OK:16c5e400-a3b1-11ed-87cd-0800200c9a66
COMMAND:OPEN          → RESULT:OPEN:offen
COMMAND:CLOSE         → RESULT:CLOSE:geschlossen
COMMAND:SETBRIGHTNESS:128 → RESULT:SETBRIGHTNESS:128

Download Ascom-FlipFlatPanel_AscomDriver_Setup_1.0.1.exe

Download FlipFlatPanel_Controller_Setup_1.2.1.exe

oder

2. Controller-App bauen

Voraussetzungen:

• Visual Studio 2022 Community (mit .NET Desktop-Entwicklung)
• .NET 8.0 SDK

Schritte:

1. Öffne 03_ControllerApp/FlipFlatPanel.Controller.csproj in Visual Studio
2. Erstellen → Projektmappe erstellen (F6)
3. Starten mit F5

Funktionen der App:

• Direkt-Modus (Serial): Kommuniziert direkt mit dem Arduino zum Testen
• ASCOM-Modus: Steuert über den installierten ASCOM-Treiber
• Helligkeits-Direkteingabe: Exakte Werte per Textfeld + Enter
• Protokoll-Fenster: Zeigt alle gesendeten Befehle und Antworten

3. ASCOM-Treiber installieren

Voraussetzungen:

• ASCOM Platform 7.x (Download)
• Visual Studio 2022 mit ASCOM Platform 7 Templates Extension

Schritte:

1. Visual Studio → Neues Projekt → ASCOM Platform 7 Driver
2. Device Class: CoverCalibrator
3. Vendor/Organization: FlipFlatPanel
4. Device Name/Model: FlipFlatPanel
5. Erstellen
6. Die generierte CoverCalibratorHardware.cs durch die Datei aus 02_AscomDriver/ ersetzen
7. NuGet-Paket System.IO.Ports hinzufügen
8. Erstellen (F6)
9. Als Administrator registrieren: FlipFlatPanel.exe /register

Serielles Protokoll

Baudrate: 57600, 8N1, Zeilenende: \n

Befehl	Antwort	Beschreibung
COMMAND:PING	RESULT:PING:OK:<GUID>	Verbindungstest
COMMAND:INFO	RESULT:INFO:FlipFlatPanel Firmware v2.0	Firmware-Info
COMMAND:OPEN	RESULT:OPEN:offen	Cover öffnen
COMMAND:CLOSE	RESULT:CLOSE:geschlossen	Cover schließen
COMMAND:POSITION	RESULT:POSITION:<status>	Aktueller Cover-Status
COMMAND:BRIGHTNESS	RESULT:BRIGHTNESS:<0-255>	Aktuelle Helligkeit
COMMAND:SETBRIGHTNESS:<0-255>	RESULT:SETBRIGHTNESS:<0-255>	Helligkeit setzen
COMMAND:MAXBRIGHTNESS	RESULT:MAXBRIGHTNESS:255	Maximale Helligkeit

Ungültige Befehle werden mit ERROR:INVALID_COMMAND beantwortet.

Verwendung in N.I.N.A.

1. ASCOM-Treiber registrieren (siehe oben)
2. N.I.N.A. starten
3. Geräte → Flatpanel → ASCOM CoverCalibrator wählen
4. FlipFlat Panel auswählen
5. In den Eigenschaften den COM-Port einstellen
6. Verbinden

Für automatisierte Flat-Frames kann N.I.N.A. den Deckel öffnen, die Helligkeit einstellen und nach der Aufnahme wieder schließen.

Technische Details

Servo-Steuerung

Die Firmware verwendet manuelle Pulse statt der Arduino Servo-Library, da diese Timer1 belegt und damit den PWM-Ausgang auf Pin 9 stört. Stattdessen wird ein 700ms-Burst von 50Hz-Pulsen gesendet, was für zuverlässige Servo-Bewegung sorgt, ohne die Helligkeitssteuerung zu beeinträchtigen.

ASCOM CoverCalibrator V2

Der Treiber implementiert das ICoverCalibratorV2-Interface (Platform 7) mit:

• Connect() / Disconnect() (asynchron, Platform 7)
• Connected Property (Rückwärtskompatibilität, Platform 6)
• OpenCover() / CloseCover() / HaltCover()
• CalibratorOn(brightness) / CalibratorOff()
• CoverState / CoverMoving
• CalibratorState / CalibratorChanging
• Brightness / MaxBrightness

Servo-Pulsbreiten anpassen

Falls der Servo nicht den gewünschten Winkel erreicht, können die Pulsbreiten in der Firmware angepasst werden:

const int SERVO_PULSE_OPEN  = 2500;   // Mikrosekunden (1000-2500)
const int SERVO_PULSE_CLOSE = 540;    // Mikrosekunden (540-1000)

Fehlerbehebung

Problem	Lösung
Servo reagiert nicht	Firmware v3.0 flashen; Pulsbreiten prüfen
EL-Folie leuchtet nicht	MOSFET-Verdrahtung prüfen; COMMAND:SETBRIGHTNESS:255 testen
ASCOM-Timeout	COM-Port prüfen; Serial Monitor schließen
Treiber nicht in N.I.N.A.	/register als Administrator ausführen
Arduino wird nicht erkannt	CH340/FTDI Treiber installieren

Lizenz

MIT License - siehe LICENSE Datei.

Mitwirken

Pull Requests und Issues sind willkommen! Bitte beachte:

• Firmware-Änderungen müssen die Pin-Belegung beibehalten
• Das serielle Protokoll muss abwärtskompatibel bleiben
• ASCOM-Treiber-Änderungen müssen mit ConformU getestet werden