Questions motorisation altaz à partir de moteurs pas à pas...

[Jijil]

Bonjour,

Je suis un fidèle lecteur mais c'est mon premier post...

Je possède un Dobson Skywatcher Flextube 10" non motorisé... et je voudrais le motoriser...

Je sais qu'il y a un kit SW pour ça, mais à 700€ ça refroidit... (plus que ce que j'ai payé le telescope, d'occasion).

Je vois le TeenAstro, et me dis que c'est pas mal du tout (même beaucoup plus que "pas mal" Merci à ses auteurs!)

 

MAIS, j'ai quelques questions qui me freinent dans l'élan enthousiaste:

1- je voudrais garder la position "haute" de ce Dobson (comparé aux formules Serrurier avec haches, dont le pivot est beaucoup plus bas). Je ne vois pas comment fixer efficacement une motorisation sur l'axe d'alttiude de ce modèle de telescope.

2- si j'utilise des moteurs pas-à-pas, ils vont normalement provoquer de petits à-coups lors de leur rotation (moins perceptibles s'ils vont vite). Comment s'affranchir de cela? les pas doivent, j'imagine, faire la moitié de la résolution effective du télescope, non?

3- last but not least: comment estimer la résolution à faire atteindre à la motorisation? Je suppose qu'on prend la résolution théorique optique (même s'il y a moultes discussions sur la turbulence) ? (ceci a un impact direct sur le choix de microsteps, réduction mécanique et in-fine sur la vitesse max atteignable en positionnement plutôt que suivi)

(précision: je vise du planétaire en poses courtes. Donc la résolution a une importance. Et du ciel profond en poses courtes stackées. C'est pas l'idéal mais une chose à la fois)

 

Merci d'avance pour vos idées... et bon ciel à vous

[Jijil]

J'oubliais: la table équatoriale est une bonne solution, mais pas celle que je veux: vraiment difficile d'atteindre un observatoire automatisé... (et plus contraignant au transport, à la mise en station, etc).

[Jijil]

Je poste ici ce que j'ai mis en face depuis. Je crois en les différences entre forums, donc -selon moi en tous cas- ce n'est pas un doublon.

 

Donc... je souhaite dimensionner une motorisation sur un Skywatcher Flextube 10".

 

C'est en faisant quelques calculs (voir plus bas) que je me pose des questions...
Il y a la motorisation "d'origine" de chez Skywatcher. Autour de 700€, plus que ce que je n'ai acheté ce télescope (d'occase).
Je voudrais faire de la photo planétaire. Donc "haute résolution".
Je me demande si c'est vraiment adapté. Vu le coût, vu que les specs ne sont peut-être pas respectées et que ce n'est de toute façon pas upgradable vers un télescope de plus grand diamètre, je pense au DIY (merci TeenAstro).

 

Bref, je dimensionne.

 

Pour cela, j'ai besoin de connaître la résolution du télescope:
0.5 arcsec (=1.22*525E-9/254E-3 (radians) / pi*180 (degres) * 3600 (arcsec) )
Je conclus donc que les mouvements des moteurs doivent être au moins aussi précis.
Je prends 0.2" (Nyquist).
(1)---> correct?

 

Je pars sur des moteurs pas à pas (donc 0.2"/pas sur l'axe final).
Je dois donc obtenir, sur l'axe final, 360*3600/0.2 = 6 480 000 pas
( et donc, pour un moteur 200 pas/tour, une réduction de 32400:1 ... ça va ch*er...)

 

Si je considère une vitesse de commande max de 500Hz pour les moteurs (optimiste),
cela me fait 3.6°/s. Soit 100s pour une rotation complète.
(2)---> ca me parait lent, mais ... dans la norme?

 

(3)- Est-ce que travailler en micropas me permet de gagner quelque chose? (vibrations? vitesse? réducteur moins grand donc moins de jeux? (avec un microstep de 1/16, la réduction n'est plus "que" de 2025:1) )
(4)- Y a-t-il une subtilité liée à l'Alt-az (vs équatorial) que je n'aurais pas prise en compte? (je ne compte pas faire de dérotation pour l'instant)
(5)- Est-ce que tout ce raisonnement tient la route?

 

Merci beaucoup pour votre aide et bon ciel!

[gehelem]

salut

on va convoquer @lordzurp pour qu'il te montre son travail...

(je ne crois pas qu'il l'ait déjà fait ici)

G.

[Jijil]

Merci! très volontiers!

Entre temps, j'ai noté une erreur stupide dans mes calculs: 0.2 arcsec/pas sur l'axe final (telescope). Si commandé à 500Hz, ca me fait 100arcsec/s, soit 3.6H/tour complet... Beaucoup beaucoup trop... Mais comment font-ils??? (2 moteurs? boite de vitesse? oui mais il faut tout de même vérifier la rotation sur l'axe final, avec un encodeur peut-etre?)

[lordzurp]

yop

 

bon, puisqu'il faut montrer les dessous de mon téléscope ... cachez-vous, ça va piquer

le post est détaillé ici : 

 ( @gehelem et si, j'ai posté partout 😛 )

 

ce qui t'interesse c'est 

- pour l'AZ, la photo en apercu du topic au dessus : couronne fixe sur la base, le moteur tourne avec le rocker autour

- pour l'ALT : 

 

pour la réduction, j'ai un ratio de 1:7 pour l'ALT (avec un stepper 400 pas), soit 1,3' par pas ...

en AZ, c'est autour de 1:17, soit 0,5' par pas

c'est un peu juste ... mais des fois ça passe

et des fois pas ! j'ai pas encore réussi à mettre le doigt sur pourquoi, et ça fait 2 mois que j'ai pas eu + de 30min de sortie de suite

 

pour la vitesse de pointage, c'est ce qui me retient de mettre des steppers avec une gearbox de 1:100 : je fais un tour en 10s, et j'aime bien. mais bon, comme ça suit pas ... faudra que j'y passe

 

pour l'instant, je suis parti à refaire ma carte teenastro au format PI (topic en lien dans la signature), donc j'ai laissé un peu la méca de coté

la solution que je vais tester ce week-end c'est l'auto-guidage en ALT/AZ avec Phd2, j'ai trouvé un gus qui a tuné les réglages et il parait que ça marche ...

 

dernier point important : je vise pas vraiment une super précision   c'est pour faire du VA et stacker vite fait des tofs qui sautent

le but final étant d'avoir un stellina-like DIY, en mode grab n go, 1ere image moche en 10min

 

pour ton projet, je dirais que tu peux partir sur des moteurs debrayables, pointer à la grosse vers ta planète preférée, et faire une astrométrie pour le calage final, ça met de coté le problème de lenteur de pointage, et donc tu peux partir sur des stepper 400 pas avec gearbox 1:100 (moi j'ai la flemme de remodifier maintenant ...)

 

Modifié 5 novembre 2020 par lordzurp

[Jijil]

Merci beaucoup @lordzurp ! Je regarde à tout ça dès que je peux...

[Jijil]

Voilà, j'ai regardé et c'est très chouette! Merci beaucoup!!!

 

Je ne comprends cependant pas comment tu calcules tes valeurs d'angles 1.3'/pas et 0.5'/pas.

Moi, je calcule comme ceci:

Avec un moteur pas-à-pas 400 pas/tour, ca fait 0.9°/pas. Une réduction de 7:1 divise l'angle par le même rapport, soit 0,13°/pas, ou en minutes d'arc 0,13*60=7,71'/pas, ou en secondes d'arc re-*60, soit 463 arcsec/pas.

Si j'introduis des microsteps, je ne retombe malgré tout pas sur tes valeurs.

Est-ce que je calcule correctement?

 

La vitesse max de pointage (estimée pour une fréquence de commande max de 500Hz pour les steppers), de ce que je calcule avec mes valeurs donne 22.4s pour un tour complet sur l'axe avec réducteur 7:1 et 54.4s sur celui avec 17:1. Ca a l'air de coller avec ta vidéo.

Dans ton cas, le pouvoir de résolution de ton scope est de 1,02 arcsec. Dans les clous pour toi, selon tes calculs ... mais pas les miens...  (et pas encore assez pour moi).

 

EN RESUME:

Ou bien, je prends le postulat erroné que chaque pas doit être < pouvoir résolution du telescope, soit ça te limite en précision (mais bon, ça, tu l'as bien annoncé, ca reste possible).

Bref, je ne sais pas trop quel choix faire...

 

Merci si vous (ça s'adresse à tout lecteur ) avez de quoi m'aider 

Bon ciel!

[jp42]

Le 03/11/2020 à 11:06, Jijil a dit :

3- last but not least: comment estimer la résolution à faire atteindre à la motorisation? Je suppose qu'on prend la résolution théorique optique (même s'il y a moultes discussions sur la turbulence) ? (ceci a un impact direct sur le choix de microsteps, réduction mécanique et in-fine sur la vitesse max atteignable en positionnement plutôt que suivi)

(précision: je vise du planétaire en poses courtes. Donc la résolution a une importance.

Bonjour.

En planétaire les temps de poses sont très courts .

Par exemple sur une pose de 1ms la cible ne se déplace sur le capteur que de 0,015 arcsec sans motorisation.

Dans ce cas le but de la motorisation et de maintenir la cible à peu près centrée sur le capteur, le logiciel d'alignement fait le reste.

La résolution du télescope n'intervient pas sur le choix du cadencement du moteur.

 

Pour le ciel profond, là il faut un suivi plus précis.

Par exemple pour une fréquence de micropas de 60hz, le déplacement par pas est de 0,25 arcsec.(environ 1/2 de la résolution de ton tube)

Ce qui donne une démultiplication d'environ 400 fois avec un moteur 400 pas et un driver 32 micropas.(12800 micropas)

(86164 x 60/12800)

Avec ça tu peux faire des poses longues si la mécanique suit....

Si tu fais ça sur les deux axes (alt/az), avec le logiciel OnStep implanté sur un ESP32 (Quelques euros) tu as une motorisation GOTO pilotable par PC et smartphone.

(C'est ce que j'ai sur ma monture équatoriale maison)

 

Jean-Paul

 

 

Modifié 7 novembre 2020 par jp42
Ajout de commentaire

[Jijil]

Merci beaucoup pour ta réponse JP42

 

J'ai refait les calculs. Je pense avoir mis le doigt sur mon probleme: je considère 500Hz comme vitesse max de commande d'un stepper. Liée à un effet de self dans le moteur qui limite sa vitesse de réaction à une impulsion classique. En pratique c'est le couple qui chute et des pas qui peuvent être ratés. Je me souviens de graphiques sur datasheets qui allaient dans ce sens (plus les sources sous la main, mais je peux retrouver).

 

- Je suppose donc qu'en pratique, on peut aller bien au delà? (sinon, ca fait 2.84h pour une rotation complète d'axe...)

Une possibilité, c'est que cette fréquence max concerne les pas complets et pas les microsteps. Dans ce cas, ca ne fait plus que 320s / rotation complete

 

Je me pose aussi pas mal de questions sur le microstepping:

- je suppose que l'intérêt premier est un mouvement avec moins de vibrations (et de nécessiter une réduction mécanique moins importante) ?

- j'ai lu à pas mal d'endroits que l'angle du microstep n'est pas "garanti" comme l'est un pas complet (-> oscillations dans le suivi?)

- et que le couple du moteur baissait (mais ça, je pense qu'avec des reductions pareilles, y'a de la marge)

 

J'ai vu OnStep. Je ne sais pas vraiment quels sont ses avantages/inconvénients par rapport à TeenAstro. Je voyais que TeenAstro allait plus dans la philosophie "logiciel libre". Mais tant que j'ai le code pour la version installée, ça me convient . (Je suis en train de regarder au code source pour voir comment on gère les jeux mécaniques et la non-orthogonalité des axes... mais c'est dans le fond de la to-do list )

 

Merci encore et bon dimanche

[jp42]

Bonjour,

Sur ma monture pour l'axe DEC j'ai un moteur Nema17 200pas avec 16 micropas (3200 micropas par tour) et une démultiplication DIY par engrenages de 850x.

Je tourne à 7500 micropas par degré soit avec une avance rapide en GOTO de 2 degrés par seconde, une fréquence de 15 khz.

Sachant que mon driver interpole à 256 pour réduire le bruit, la fréquence envoyée au moteur est 16 fois plus grande.

Sur l'axe AD c'est un peu différent car j'ai un moteur 5 phases 500 pas avec 250 micropas (125000 pas par tour).Démultiplication 40x par friction.

OnStep est aussi un "logiciel libre".(je ne connais pas TeenAstro)

J'utilise OnStep depuis 3 ans et il s'améliore constamment.

 

Bon dimanche

Jean-Paul

[Jijil]

Merci beaucoup pour ta réponse @jp42

Tu confirmes que ces "500Hz" ne sont pas corrects: en recalculant d'apres tes données, ça devrait se traduire chez toi par max 8KHz en micropas et toi tu es déjà à 15KHz. (Il y a peut-être aussi une question d'évolution du matériel avec les années).

 

Je n'ai d'expérience avec aucun des 2 softs, donc il faut encore que je me documente sur OnStep vs TeenAstro. J'aime bien les choix hardware de Onstep. De l'autre côé, il me semble que TeenAstro mettait en avant le fait que les drivers Ascom associés étaient moins "fermés" (à confirmer). Moi, je veux surtout une solution où je ne dois pas tout refaire parce qu'un logiciel n'est plus mis à jour (et c'est précisément ce qui m'attire vers le libre, + la possibilité d'adaptations particulières) et accessoirement pratique à l'utilisation (pas forcément simple, mais pratique).

 

[Jijil]

J'oubliais: je ne comprends pas bien cette phrase "Sachant que mon driver interpole à 256 pour réduire le bruit, la fréquence envoyée au moteur est 16 fois plus grande. ". Je ne comprends pas bien les 16 micropas envoyés au moteur et ces 256 micropas du driver. Tu as un driver qui permet plus fin pour t'assurer une meilleure stabilité à "seulement" 16 micropas ou est-ce autre chose?

Merci... ☺️

 

 

[jp42]

Il y a 4 heures, Jijil a dit :

J'oubliais: je ne comprends pas bien cette phrase "Sachant que mon driver interpole à 256 pour réduire le bruit, la fréquence envoyée au moteur est 16 fois plus grande. ". Je ne comprends pas bien les 16 micropas envoyés au moteur et ces 256 micropas du driver. Tu as un driver qui permet plus fin pour t'assurer une meilleure stabilité à "seulement" 16 micropas ou est-ce autre chose?

Merci... ☺️

 

 

Bonjour,

J'utilise un driver TMC2208 V1 commandé en 1/16 de pas mais fonctionnant à 1/256 en interne. (donc plus silencieux)

Lien vers ma monture : 

 

Pour en revenir à OnStep, voir le site Stellarjourney et le forum très actif cité sur la page OnStep (Groups.io), malheureusement en anglais.

Jean-Paul

 

 

[lordzurp]

salut @Jijil

je pensais t'avoir répondu, mais apparement non ...

en effet, j'ai du me planter dans mes calculs, tu as raison c'est près de 8 minutes par pas !

 

mais hier j'ai réussi à faire marcher PhD2 avec mon setup, et ça corrige bien le suivi, je garde l'étoile proche du centre, avec environ 10" de précision  

pas vraiment bon pour de la pose longue, mais moi ça me convient  

 

tu as avancé sur ton projet ?

[Jijil]

Bonjour... et très bonne année 2021 à vous (si si, on y croit! )!

Mon silence en disait long... Malheureusement, j'ai dû faire une grosse pause... et la reprise du projet n'est pas encore pour tout de suite. Mais ça reste d'actualité Merci tout de même pour votre aide jusqu'ici et encore désolé de ne pas m'être manifesté plus tôt...