MPALA (Module de Pointage A L'Arrache)

[Bobsky]

Yop !

Après presque trois semaines de congés et pas mal de nuits derrières l'oculaire, il m'est venue une idée de système d'aide au pointage (faut dire que j'en ai pas mal ch... avec l'endroit d'où j'observais : pas de nord, cercles de graduation DEC merdique que j'ai du "corriger" (cf un post sur ce sujet)).

En gros l'idée ce serait de faire un truc orienté assez "low cost" qui fonctionnerait un peu comme un "intelliscope" (au sens où il n'y a pas d'asservissement mais seulement les indications de pointage) mais avec "autre chose" que des encodeurs mécaniques (je dis pas quoi pour l'instant c'est justement toute l'originalité de la chose ;o) ).

Il faut que je fasse quelques calculs de faisabilité avant de me lancer, en particulier sur l'erreur de pointage "acceptable". Et du coup, n'ayant jamais pratiqué moi même aucune aide intelliscope, GOTO ou autre, je me demandais quelle genre de précision on obtenait avec ces systèmes ?

[charpy]

En gros l'idée ce serait de faire un truc orienté assez "low cost" qui fonctionnerait un peu comme un "intelliscope"

j'étais parti sur un tel projet il y a 2 ans avec l'aide d'un astram du forum et j'ai été interrompu par un déménagement. depuis le projet est resté dans les cartons

 

l'idée était de faire une mini monture goto pour piloter un laser vert.

- 2 servomoteurs a 10E servent de moteur, la précision de positionnement (de l'ordre du ° est suffisante)

- un laser vert sert à pointer

- 4 piles AA servent d'alim 6V

+ le cerveau est un PIC arduino couplé à un afficheur LCD en couleur (pour le rouge) qui a la bonne idée d'avoir des boutons intégrés pour naviguer dans les menus

 

j'ai fait quelques essai au niveau de la structure du programme et du pointage (équatorial pour plus de simplicité vis a vis du catalogue). mais comme je ne maitrise pas la programmation et qu'il fallait à priori recopier un catalogue de coordonnée d'objet et d'étoiles ça a avancé lentement malgré de coup de main d'un astram.

 

après j'ai été interrompu par le déménagement et par mon nouveau lieu de travail donc j'ai pas remis le projet en route. cette année ça risque d'être encore chaud niveau disponibilité mais je veux bien te refiler ce que j'ai commencé.

[Bobsky]

 

l'idée était de faire une mini monture goto pour piloter un laser vert.

- 2 servomoteurs a 10E servent de moteur, la précision de positionnement (de l'ordre du ° est suffisante)

- un laser vert sert à pointer

- 4 piles AA servent d'alim 6V

+ le cerveau est un PIC arduino couplé à un afficheur LCD en couleur (pour le rouge) qui a la bonne idée d'avoir des boutons intégrés pour naviguer dans les menus

 

Les grands esprits se rencontrent ;o)

C'est exactement l'idée que j'avais à la différence près que je regardais du côté des Raspberry Pi. J'avais en particulier regardé du côté des mini centrales "MiniMu" qui avaient l'air pas mal est pas très chères :

http://blog.davidegrayson.com/2012/11/orientation-sensing-with-raspberry-pi.html

 

Pour les servomoteurs je me demandais si ce serait plus simple avec des servomoteurs ou avec des petits moteurs pas à pas : la seule expérience que j'ai des servomoteurs c'est ma vieille buggy en kit de quand j'était ado ;o)

 

Pour moi les aspects programmation ne sont pas un obstacle mais ce sont plutôt les aspects théoriques, en particulier la précision nécessaire donc, sur lesquels j'ai pas mal de questions. Pareil pour l'usage des lasers verts : c'est visiblement assez controversé et surtout réglementé comme usage. Je me demandais si y'avait pas des lasers avec les mêmes propriétés de propagation que que l'on puisse filtrer.

Ceci dit je vais regarder les Arduino tiens, c'est peut être plus adapté niveau alimentations.

En tout cas ces dernières semaines l'idée me titille de plus en plus de me lancer là dedans ... Et merci de me permettre de trouver quelqu'un qui y ait déjà songé : je me dis que c'est pas si idiot ;o)

[Bobsky]

En Arduino c'est clair qu'il y a moyen de faire un truc sympa en tout cas : http://pybar.fr/index.php?page=tracker

[charpy]

l'idée m'était venu en animation ou en observant en groupe : teins si on regardait telle cible, c'est ou, un coup de laser etc... je me suis dit que ce serai super pratique, petit et pas cher d'avoir une micro monture goto pour que le laser montre n'importe quel objet a tout le monde d'un coup et sans se planter!

 

oui en arduino ça doit tourner sans trop de problème. j'ai quand même un petit doute sur la mémoire à avoir pour stocker le catalogue (avec un Uno de base) car le programme et les librairies de l'afficheur remplissent très vite les quelques ko disponibles.

 

j'ai voulu aussi partir sur de l'équatoriale pour simplifer le programme au niveau des calculs de conversion des coordonnées équato en azimuto.

 

c'est vrai que ça peut vite faire quelquechose de dangereux qui balance des coups de laser dans la tronche à tous ceux qui sont alentour et la aussi j'ai eu quelques idées (éclairage directionnel préalable pour avoir le réflexe de fermer les yeux si le laser est dans la direction du visage, mettre des "bornes" en coordonnées AZ pour bloquer le laser s'il pointe trop bas...)

 

enfin faudrait déjà avoir un truc qui marche à peu prés avant de le peaufiner la sécurité et j'en suis loin. j'en était resté au stade du menu général (calibration, pointage) et meme pour une calibration factice j'ai ue des soucis. ensuite j'ai eu des problèmes d'oscillation des servos. puis j'ai déménagé et c'est resté sur un coin du bureau.

 

c'est pas facile d'avoir un interface ergonomique avec 2lignes d'affichage et 5 boutons. j'avais prévu de découper le ciel par saison pour avoir des listes d'objets plus courtes.

on s'y remet si tu veux.

 

je suis quasi sur que c'est le genre de merdouille d'aide au pointage qui serait vendue pour 30E-50E dans une dizaine d'année, sauf si ça se révèle trop dangereux à l'usage.

 

question matériel il n'y a rien de nouveau et question mécanique ça n'a rien a voir avec une vraie équato et sa couronne/VSF. il n'y a presque rien : 2 petits servos, un laser, un pic, un afficheur, deux boitiers plastique, 3 bouts de fil, un coupleur de piles, et pour bien faire les choses un niveau à bulle et un pas de vis kodak... auprés de grossistes chinois ça ne doit pas dépasser 10E de pièces en tout!

 

si ça existait déjà je serais client et je pense que je ne serais pas le seul.

le skyscout du pauvre vendu à lidl

Modifié 24 août 2014 par charpy

[Bobsky]

le skyscout du pauvre vendu à lidl

 

C'est exactement ça

 

C'est marrant moi j'étais parti "du bas" du concept : j'avoue que j'en était même pas à l'idée de faire un GOTO complet avec catalogue etc. Mon problème pratique de départ c'est qu'en vacance j'étais à un endroit où je pouvais observer de ma terrasse sans trop de pollution lumineuse, mais sans possibilité de voir la polaire pour faire une mise en station précise. Du coup l'idée de départ c'était un simple pointeur automatique où tu rentre les coordonnées manuellement. Et j'étais parti sur du AltAz car pas besoin de faire plus qu'un pointage au nord et une mise à l'horizontal : après les calculs font le reste. C'est vrai que les qq ko des Arduinos c'est un peu light du coup pour embarquer code+datas. Mais comme j'étais par "reflex" parti sur une idée à base de Raspberry (je suis plus softeux que électronicien, et par ailleurs parallèlement j'avais envie de tester les capteurs photos qui se vendent pour Raspberry) ...

Je pense que cette semaine je vais continuer de fouiller un peu l'idée. Peut être que le we prochain je ferai un tour à Paris voir un peu le matériel "en vrai" (je commanderai peut être sur le web par contre : ça a l'air moins chère). Je te tiens au courant. Moi je pense que tout ce qui est catalogue, menus etc j'ai un bon bout de temps avant de me pencher dessus. Donc si j'arrive a faire une couche "bas niveau" acceptable et que d'ici là tu as un peu plus de temps et envie de filer un coup de main ce sera avec plaisir !

[Bobsky]

Pour info j'ai reçu un peu de matos cette semaine.

 

En gros j'avais deux options: partir sur un système permettant de détecter les rotations relatives du laser puis voir si l'emploi de servos était indipensable ou si un truc manuel (genre pour orienter un laser) suffisait, ou faire l'inverse et piloter l'orientation du laser via deux servos et ensuite trouver un moyen de les étalonner sur plusieurs étoiles par exemple.

J'ai pas encore fait de choix mécanique (manuel, servos, autre) mais j'ai par contre commencé à faire joujou avec un Raspberry B+ (30€), une IMU GY80 (gyro/accelerometre/magnetometre/barometre/thermometre) à 10 €, une mini batterie 3200mAh à 15€ (car c'est de prévoir un truc si on peut pas sortir avec dehors).

J'ai déjà pris ça pour me familiariser un peu avec le truc et en gros j'en suis à peu près arrivé au niveau de ce que fait l'auteur de ce post : http://astrobeano.blogspot.fr/2014/01/gy-80-orientation-sensor-on-raspberry-pi.html

(la batterie en plus et un peu d'interface C++ pour le compas).

Il semble que l'orientation remontée par l'accéléromètre soit relativement précise (entre 1° et 2° à vue de nez). Le compas par contre pas vraiment de moyen de juger sa précision (une idée ?) mais en même temps avec le principe que je compte appliquer ce n'est pas lui le plus important.

Prochaines étapes j’espère d'ici le week end prochain :

1) mettre un peu au propre le code que j'ai pour l'instant fait à l'arrache pour voir si le matériel fonctionnait

2) monter le truc sur une monture avec un petit laser "d'intérieur" et mesurer plus précisément la précision avec différents paramétrage de l'accéléromètre

3) implémenter un principe d'initialisation des coordonnées (avec deux points à priori)

 

Ensuite si le step 3 me donne satisfaction je passerai à la suite : un peu d'IHM, sur LCD ou pourquoi pas sur petite dalle tactile, et voir pour la motorisation éventuelle.

Dès que j'ai un truc un peu plus visuel qu'un Raspberry Pi à poil avec qq cables je mettrai des photos.

Voili voilou.

[Eric S]

une IMU GY80 (gyro/accelerometre/magnetometre/barometre/thermometre) à 10 €

[...]

Le compas par contre pas vraiment de moyen de juger sa précision (une idée

 

Je me suis déjà penché sur les IMU pour tout autre chose. Le problème de la partie magnétique, ce sont les perturbations du champ magnétique terrestre par les éléments locaux comme la ferraille de ta monture ou les aimants des moteurs.

 

Pour la topographie spéléo, un gars a développé un compas 3D (distoX). Sur la première version utilisant des piles alcalines, à chaque changement de pile, il fallait recalibrer (procédure assez lourde). Il y avait un facteur de qualité quand tu faisais la calibration. Ce n'était jamais bon quand je faisais ça dans mon appartement à cause des perturbations. Inversement, c'était toujours bon quand c'était fait dans une grotte.

[Bobsky]

Pour la topographie spéléo, un gars a développé un compas 3D (distoX). Sur la première version utilisant des piles alcalines, à chaque changement de pile, il fallait recalibrer (procédure assez lourde). Il y avait un facteur de qualité quand tu faisais la calibration. Ce n'était jamais bon quand je faisais ça dans mon appartement à cause des perturbations. Inversement, c'était toujours bon quand c'était fait dans une grotte.

 

Sympa le truc de topographie. Pour ce que je veux faire je suis pas certain que le compas apporte beaucoup de toute manière. Mais ça m'intéresse quand même de savoir : le recalibrage à chaque changement de pile c'était pour quoi ? Pas de sauvegarde ou autre chose ?

[Eric S]

La calibration vise à déterminer la sensibilité des capteurs de gravité et magnétiques, leurs défauts de perpendicularité, leurs alignements entre eux et avec le laser du télémètre, et les perturbations des pièces métalliques du boitier. La calibration calcule deux matrices de transformation, une pour les accéléromètres, l'autre pour les magnétomètres (procédure ici).

 

La recalibration, c'est pour tenir compte de la perturbation magnétique induite par les piles. À chaque fois qu'on change de pile ou même qu'on bouge les piles dans leur compartiment, la perturbation change. Ce qui est lourd, c'est qu'il faut faire une calibration complète à chaque changement de pile alors qu'on peut supposer que seuls quelques coefficients de la matrice magnétique changent suivant les piles. Au final, on utilise des piles salines trouvées chez un revendeur spécialisé et qui n'induisent pas de perturbation magnétique (au détriment de l'autonomie). Inversement, il faut éviter les accus NiCd ou NiMH dont les propriétés magnétiques changent avec la charge.

[syncopatte]

observer de ma terrasse sans trop de pollution lumineuse, mais sans possibilité de voir la polaire pour faire une mise en station précise. Du coup l'idée de départ...

 

Eh ben, tout ça pour trouver le Pôle Nord Céleste?

 

 

Patte.

[Bobsky]

Au final, on utilise des piles salines trouvées chez un revendeur spécialisé et qui n'induisent pas de perturbation magnétique (au détriment de l'autonomie). Inversement, il faut éviter les accus NiCd ou NiMH dont les propriétés magnétiques changent avec la charge.

 

Ok c'est ça que j'avais pas compris.

 

J'ai lu la doc de chaque composant du GY-80 et c'est assez intéressant de voir tout ce qu'on peut faire avec ...

[Bobsky]

Eh ben, tout ça pour trouver le Pôle Nord Céleste?

 

 

J'aime bien les shadoks aussi mais t'as pas du tout lire ;o)

Modifié 7 septembre 2014 par Bobsky

[Bobsky]

La calibration vise à déterminer la sensibilité des capteurs de gravité et magnétiques, leurs défauts de perpendicularité, leurs alignements entre eux et avec le laser du télémètre, et les perturbations des pièces métalliques du boitier. La calibration calcule deux matrices de transformation, une pour les accéléromètres, l'autre pour les magnétomètres (procédure ici).

 

J'ai avancé un peu sur les aspects calibration, mais c'est encore un peu sensible et la méthode que j'ai appliquée (adaptée d'un autre modèle de centrale) n'est sans doute pas aussi rigoureuse que celle que tu donne en exemple (je pense que celle que j'ai trouvé c'est un peut l'équivalent du "8" qu'il faut faire sur les téléphones Android pour réinitialiser le compas).

 

Hier soir j'ai fignoler un peu le code (surtout celui de l'accéléromètre d'ailleurs) pour permettre le paramétrage plus fin des composants (y'a des profils de gain selon les axes et je pense que certains donneront de meilleurs résultat que d'autres).

Enfin bon, ça suit son court et ce week end je devrai pouvoir passer un peu de temps sur les aspects mécanique ...

[Bobsky]

Une update avec quelques photos et quelques liens.

 

Le matos actuel :

- Anker® 2nd Gén Astro Mini 3200mAh

- 10DOF 9-axis Attitude Indicator L3G4200D ADXL345 HMC5883L BMP085 Module Arduino GY-80

- Aukru® Coque de protection transparent pour Raspberry Pi B + (B Plus), case for Raspberry Pi B+ (Acrylic)

- Raspberry Pi Model B+ (B Plus) 512MB

 

Le matos à venir pour la version servo-motorisé (sur mini monture à part) :

- http://www.adafruit.com/blog/2014/08/20/new-products-mini-pan-tilt-kit-assembled-with-micro-servos-unassembled-without-micro-servos/

- Un écran soit LCD soit TFT : ce qui sera déterminant c'est la conso mais je préférerai un mini TFT tactile histoire de pouvoir faire d'utres trucs ensuite.

 

 

Actuellement après calibration du magneto j'ai encore un peu de bruit mais ça reste assez honnête (j'ai monté le capteur sur le viseur de mon Newton avant de calibrer).

 

pi@bigbobpi ~/devel $ ./mpala_win
I2C bus defined with number 1
initialize gy80 on bus 1
using wiring pi !
setting A resister to p
setting B resister to
using wiring pi !
using wiring pi !
using wiring pi !
starting calibration
ending calibration
######### filteredAngles yaw : -2.44663# pitch : 12.2772# roll : -10.8448
######### filteredAngles yaw : -2.48673# pitch : 12.287# roll : -10.8638
######### filteredAngles yaw : -2.51875# pitch : 12.2707# roll : -10.8748
######### filteredAngles yaw : -2.53686# pitch : 12.2502# roll : -10.8914
######### filteredAngles yaw : -2.48257# pitch : 12.2578# roll : -10.8713
######### filteredAngles yaw : -2.52268# pitch : 12.2234# roll : -10.8915
######### filteredAngles yaw : -2.49823# pitch : 12.225# roll : -10.9025
######### filteredAngles yaw : -2.48979# pitch : 12.2265# roll : -10.9135
######### filteredAngles yaw : -2.47325# pitch : 12.1999# roll : -10.9135
######### filteredAngles yaw : -2.46181# pitch : 12.1867# roll : -10.9191
######### filteredAngles yaw : -2.43842# pitch : 12.192# roll : -10.9062
######### filteredAngles yaw : -2.46615# pitch : 12.1733# roll : -10.9247
######### filteredAngles yaw : -2.45555# pitch : 12.1803# roll : -10.9229
######### filteredAngles yaw : -2.45261# pitch : 12.176# roll : -10.9285
######### filteredAngles yaw : -2.47113# pitch : 12.1601# roll : -10.9303
######### filteredAngles yaw : -2.42137# pitch : 12.1463# roll : -10.9064
######### filteredAngles yaw : -2.41487# pitch : 12.1285# roll : -10.9175
######### filteredAngles yaw : -2.41738# pitch : 12.1033# roll : -10.9284
######### filteredAngles yaw : -2.3667# pitch : 12.0869# roll : -10.9117
######### filteredAngles yaw : -2.32545# pitch : 12.0803# roll : -10.9044

 

Les photo des tests

 

 

 

Le reste à faire en termes de logiciel (hors asservissement) :

- une IHM permettant de piloter les étapes de calibration

- Le pointage d'étoiles de référence.

 

Si ça continue de bien avancer je pense que je mettrai les sources (C++) sur mon compte sourceforge mais je ne sais pas encore sous quelle licence.

[charpy]

tiens ça a déjà été +/- fait juste à base de servo sans mesures de position

 

http://www.makeuseof.com/tag/pew-pew-how-to-build-a-laser-turret-with-an-arduino/

[Bobsky]

Salut !

Oui je l'avais vu ce montage là.

L'autre que j'avais vu et qui était asservi était un orientateur automatique de cellule photo voltaique (je crois que j'avais posté le lien).

 

Sinon pour info j'ai pas pu bosser beaucoup sur la partie montage ces dernières semaines (cause multiples déplacements). Par contre j'ai un peu avancé la partie calcul de coordonnées à partir des étoiles de ref, et tactile de saisie (mais j'ai mis du temps avant de réussir à faire un montage stable de la mini dalle TFT que j'ai achetée). En plus la partie calcul et IHM devrait me servir pour l'autre partie que je développe en parallèle (avec deux switch rotatifs digitaux à 2$ pour encoder/convertir les positions de mon EQ3-2).

Des photos bientôt j'éspère ;o)

Modifié 3 novembre 2014 par Bobsky

[Bobsky]

Bonsoir !

Comme promis les photos de la partie "sur télescope" de mon projet multi-pointage :

- le montage global, sans toutefois la partie "pointeur externe" postée l'autre fois (pour l'instant démonté mais normalement tout devrait rentrer dans la boite blanche sous l'écran)

- les encodeurs fixés à la monture

- la photo d'un des encodeurs

- une capture d'écran de l'IHM qui tourne sur l'écran tactile pour effectuer les pointages en ascension droite et déclinaison (là c'est la partie "live" : les écrans de pointage des étoiles de références y ressemblent avec juste un bouton de validation en plus).

 

Comme on peut voir sur les photos les encodeurs sont pour l'instant montés sur les axes de mouvements fins : c'est pas top car d'une part il faut les étalonner vraiment finement par rapport aux infos remontées à la boite (j'y ai passé 2h mais normalement une fois que c'est fait une fois c'est bon à chaque utilisation ... enfin j’espère). Par ailleurs du coup impossible de faire des mouvements libres, ni de remettre les moteurs pas à pas que j'ai par ailleurs pour la monture pour éventuellement les piloter et faire un "gotolike" complet. J'aimerai bien utiliser des crémaillères flexibles directement fixées à la "masse" de la monture (des trucs genre ça http://www.motionco.co.uk/racks-flexible-racks-c-32_58.html) mais je pense que la largeur de ces crémaillères (8mm) ne passera pas entre le frein d'AD et le bord de la masse (si vous avez des idées ou d'autres crémaillères qui pourraient convenir je suis preneur).

 

 

Prochaines étapes :

- si possible trouver des crémaillères

- rendre l'IHM plus pratique (j'ai des gros doigts mais les +/- pour incrémenter/décrémenter les H/M/S sont vraiment aps pratiques).

- avoir un ciel observable pour évaluer un coup si c'est pratique dans la vraie vie ...

 

A bientôt ...