Collimation motorisée d'un C9.25

[Antiath]

Bonjour,

 

Ce topic fait un peu suite à celui de lucienne sur la motorisation de la collimation de son Meade 10' : http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=83767

 

Ayant vu son sujet, j'ai tout de suite été sous le charme et j'ai décidé de reproduire l'objet pour mon C9.25.

Objectif : obtenir une collimation motorisée avec précision, douceur et télécommandée par un boitier sans fil.

Le plus délicat aura été l'objectif de douceur, plutot que la conception technique.

 

Voilà à quoi cela ressemble :

 

 

Après avoir posé quelques questions à lucienne sur les com posants utilisés, je décide de me lancer dans la conception:

 

- La carte : elle doit etre aussi ronde et ne doit pas dépasser du secondaire. On mesure donc le diamètre, la distance des bob's knobs avec le centre du secondaire et l'espacement entre les bob's knobs. Il faut faire très attention ici, car un ou deux mm d'erreur et les moteur devront tourner en étant décentrés par rapport au axes des knobs, ce qui n'est pas terrible évidemment. La carte a été taillée et gravée chez mon père qui possède un kit de gravure de circuits électroniques.

 

- Les servomoteurs :les mêmes que ceux de lucienne. Ce sont des GRAUPNER C2081. Ils ne sont pas très puissant mais suffisent largement.

 

- la liaison des servomoteur avec les bob's knobs : La aussi, on fait très attention. Il faut coller le palonnier du servo bien centré sur la face avant de la knob. J'ai utilisé une colle epoxy.Pour ne pas risquer d'en mettre sur la lame du C9.25, j'ai remis les vis de collimation d'origine et fait le collage à part. Un fois cela fait, on remet les knobs et il suffit de venir emboiter les servo sur les palonniers. Et ca tient très bien malgré le poids des piles.

Les palloniers collés sur les knobs

Le dessous de la carte montrant les embouts de sortie des servo qui viennent se fixer dans la palonniers

 

 

 

- Le microcontroleur : je n'ai pas utilisé les même modules de commande électronique. J'ai préféré m'orienter vers un petit module nommé Wixel du fabriquant Pololu. Il s'agit d'une petit carte avec un microcontroleur intégrant un emetteur recepteur pour la comunication sans fil entre deux cartes Wixel. Avec un seul module, je peux donc gérer la commandes des servos et la liaison sans fil ( aux fréquences typiques du wi-fi/bluetooth je crois). J'en ai donc acheté un pour la carte des moteurs et un second , placé dans la télécommande sans fil. Côté programmation, cela est très simple et ne nécessite qu'un PC et un cable usb vers mini usb. On ecrit le code en C en utilisant les librairies fournies par Pololu ( Il faut apprendre à gérer le transfert de données sur le bus sans fil, à lire des entrées analogiques et à commander des servo.), on le compile avec le logiciel dédié et on transfert le code avec ce même logiciel sur les cartes via le cable usb.

 

- une source d'énergie : on pose un support de 4 piles AA qui alimentera le microcontroleur et les servomoteurs.

 

- une télécommande composée d'un module wixel , de 3 potentiemètres pour controler à la main les servos et d'un support à 4 piles AAA.

 

Une photo du bricolage fini :

 

Malheureusement, les premiers essais ont été très laborieux. Il m'était très difficile de controler précisemment la colimation avec mes potentiomètres. Si j'allais dans un sens, l'étoile se décalle comme prévu dans le sens voulu en ligne droite.Mais si je revenais en arrière de la même façon, l'étoile de collimation ne suivait pas une droite en sens inverse mais plutot fesait un arc de cercle jusqu'à rejoindre la trajectoire normale. La raison d'un tel comportement est la présence d'un jeu important dans les filetage du support du miroir seondaire. Ce jeu mécanique est nécessaire pour ne pas contraidre le miroir. Mais il rend l'utilisation de la motorisation laborieuse et inintéressante. La solution : compenser le jeu mécanique avec des ressorts. En intercalant des ressorts entre les support du miroir secondaire comme ici : http://www.qsl.net/k6krv/sctsprings/, on ne contraint pas le miroir, on supprime le jeu, on améliore la tenue de la collimation et surtout on rend la motorisation douce et régulière.

 

Maintenant, je peux collimater très facilement le tube à distance. Je pose les moteurs, centre une étoile à pleine focale au milieu de ma camera et la défocalise. Je n'ai plus qu'à corriger la collimation avec ma télécommande dans une main, un joystick dans l'autre pour contrôler la monture et recentrer l'étoile si besoin, confortablement installé devant mon pc.

 

 

L'ensemble aura couté environ 150 euros en achat de matériel. On ne compte pas la carte qui a été faite maison mais on trouve des fabriquant sur le net qui impriment des circuits au détail pour quelques euros.

Il faut ajouter aussi les ressorts qui ne doivent pas être n'importe comment. Ils doivent être assez court et assez dur mais pas trop, ils m'ont côuté 30 euros environ. Si je compare avec Lucienne, j'ai fortement réduit le prix de revient au détriment de la qualité visuelle du boitier seulement

 

Une évolution possible sera, peut être, d'automatiser complètement la procédure de collimation. Pour cela, il faut un moyen de mesurer la qualité de la collimation et de contrôler les moteurs directement sur le pc ( en reliant par usb la télécommande au pc) . C'est chose faite. j'ai déjà développé le gros d'un logiciel capable de faire celà. Je mesure la collimation sur une étoile défocalisée en évaluant le décentrement de l'ombre du secondaire et j'en déduis la correction à apporter. Dans les détails , l'automatisation est assez comlplexe car :

- il faut penser à recentrer l'étoile et donc il faut calibrer la monture comme si on calibrait une étoile guide

- il faut aussi calibrer les servomoteurs à chaque fois car rien ne garantit que l'étoile se déplacera toujours de la même manière quelque soit la focale et l'importance de la défocalisation.

Rien que cela me fait penser que ça n'en vaut pas la peine, vu le temps nécessaire pour réaliser ces deux étapes. On ira bien plus vite à la main en suivant les indication du logiciel.

Peut être ces étapes peuvent etre effectuées une seul fois pour chaque type de configuration, en retenant les réglages en mémoire . Peut être aussi qu'une calibration grossière, effectuée une seule fois permettra de faire des réglages automatique par petites corrections succesives de la collimation. Je ne sais pas, il faudra que je teste tout ça pour décider.

- enfin il faut se rappeler que la collimation se fait en principe en plusieurs phases à plusieurs focales. Mais heureusement ma collimation tient assez bien pour que je puisse passer les premières étapes et collimater directement à fort grossissement ( avec une camera sur un C9.25, un barlow 2 ou 3x devrait suffire pour atteindre la précision nécessaire). En revanche, je n'ai rien pour évaluer la collimation sur la tache d'airy, mais comme je ne la vois jamais à cause de la turbulence, je m'en préoccupe pas

 

J'ajouterai des photo du logiciel en action quand il sera finalisé ( si je trouve la motivation de le finir )

[zeubeu]

Superbe bricolage !!

Je suis surpris qu'il n'y ait pas plus de commentaires, il n'y a sûrement que des as de la colim sur le forum en ce moment !!! :-)

 

Fred

[bradisback]

Super Boulot...

 

Reste plus qu'à commercialiser tout ça...

 

Stef

[zeubeu]

Oui bonne idée !!

Tu penses que ton système pourrait s'adapter sur n'importe quelle vis de colim ?

Par exemple sur les boulons de 8 mm de mon dobson de 300 mm ??

Y aurait-il assez de puissance ?

[Antiath]

Merci

 

bradisback > J'y ai réfléchis longuement et très sérieusement figure toi. Et plusieurs choses me font dire que c'est pas raisonnable:

- Une carte n'est valable que pour un seul modèle de tube à priori. Les dimensions ne seront pas les mêmes pour un C8, un C11, ni même pour une variante du C9.25 ( le C9 fastar par exemple) . Bref, faire une carte pour chaque modèle, ça va demander beaucoup d'investissement. A moins de les faire sur commande et d'avoir un modèle identique à prêter pour faire les mesures.

- Comme je l'ai précisé, y a beaucoup de jeu sur les vis de collimation d'un SCT . On peut pas demander au client d'ajouter des ressorts lui-même, ni lui proposer de prendre son tube pour les mettre à sa place. Trop de risque.

 

Rien que ça, ça m'encourage pas à me lancer là dedans.

Et en soi, je trouve que 150-200 euros de frais de production juste pour la motorisation sans fil manuelle, ça fait un peu cher. Ca se négocie si j'arrive à mettre au point la collimation automatique mais sinon...bof :/

 

Zeubeu> Tel quel, je doute que ces petits servomoteurs puissent avoir assez de couple pour de grosses vis de dobson, il faudrait les changer. Il faudra faire attention à l'alimentation, car plus de couple veut probablement dire plus de courant aussi à moins de démultiplier encore plus ( mais ça tournera plus lentement du coup ). Je peux pas te dire comme ça quel servo irait bien, je n'ai jamais possédé de dobson.

En tout cas, tant qu'on reste sur des servo standards, pas de problème, l'électronique de commande peut gérer facilement.

En revanche, un problème qui reste d'être sans solution simple, c'est la taille du miroir secondaire. Si on ne veut pas obstruer, faut pas depasser cette taille . La encore, je ne sais pas quelle est la taille du tien. Mais je peux te dire que sur mon C9, le diamètre est d'environ 10 cm si je me souviens bien et déjà là ça n'a pas été simple d'optimiser l'encombrement pour que tout tienne sur la même carte. D'autant que mes servos sont déjà considérés comme "petits" comparé à un servo standard.

Y a une vrai étude à faire pour savoir si c'est possible mais si tu règle l'encombrement et l'alimentation sans soucis, l'électronique n'aura pas besoin de changer à priori

[lucienne]

Bravo Antiath pour cette collimation motorisée.

Par contre ce que je ne comprends pas, c'est cette histoire de jeu : moi, je n'ai jamais eu ce problème. J'ai des bob knob en plastique, et jamais eu de problème de jeu.

 

Si tu as eu ce problème de jeu, tu l'avais déjà avant ? avant de mettre ton système à moteurs ?

[lucienne]

- enfin il faut se rappeler que la collimation se fait en principe en plusieurs phases à plusieurs focales.

 

Je ne suis pas trop d'accord avec ça.

Pour du planétaire, ta collimation tu la fais directement à la webcam, et à la focale de travail, barlow incluse. ça ne sert à rien de commencer avec une focale plus faible. Quel intérêt?

[lucienne]

En revanche, je n'ai rien pour évaluer la collimation sur la tache d'airy, mais comme je ne la vois jamais à cause de la turbulence, je m'en préoccupe pas

 

 

Après quelques dizaines d'essais sur des étoiles, j'ai récemment découvert une petite chose : qu'avec une caméra plus sensible c'est beaucoup plus facile de collimater, car tu vois davantages, c'est à dire bien mieux, tes anneaux de diffraction.

Et j'utilise toujours un filtre anti-IR, ça aide à la visualisation de ta figure.

Depuis peu, j'ai une IMG132. Et avec une focale de 5m, j'arrive quasiment chaque fois à la tâche d'airy, sauf lorsqu'il y a trop de turbulences, et sauf si mon étoile est trop basse, because diffraction atmosphérique.

 

Donc ma conclusion : pour améliorer la collimation, utiliser une caméra plus sensible...

[lucienne]

Oui bonne idée !!

Tu penses que ton système pourrait s'adapter sur n'importe quelle vis de colim ?

Par exemple sur les boulons de 8 mm de mon dobson de 300 mm ??

Y aurait-il assez de puissance ?

 

Tes boulons se situent sur le primaire je suppose ?

Dans ce cas, je pense que c'est tout à fait possible. Il y a des servomoteurs avec énormément de couple, genre servomoteurs pour bateau à voile...

C'est juste une question de prix...

[lucienne]

Super Boulot...

 

Reste plus qu'à commercialiser tout ça...

 

Stef

 

Je pense que ce serait une bonne idée.

Car en faisant quelques dizaines d'examplaires pour C8, puis pour C9, puis pour 10", puis pour 11", en peut descendre pas mal les prix.

 

Ensuite il faut voir ce que chacun est prêt à y mettre...

Mais on ne descendra certainement pas en-dessous des 150€ ou 200€

[lucienne]

Et en soi, je trouve que 150-200 euros de frais de production juste pour la motorisation sans fil manuelle, ça fait un peu cher. Ca se négocie si j'arrive à mettre au point la collimation automatique mais sinon...bof :/

 

 

Certes, mais cette collimation sans fil, je trouve ça tellement pratique, rapide, clair et net, à chaque fois...je ne regrette pas mon investissement

[lucienne]

Oui bonne idée !!

Tu penses que ton système pourrait s'adapter sur n'importe quelle vis de colim ?

Par exemple sur les boulons de 8 mm de mon dobson de 300 mm ??

Y aurait-il assez de puissance ?

 

Tu as par exemple ce servomoteur, qui a un couple 15 fois plus important que celui qu'on utilise pour l'instant :http://www.graupner.de/fr/products/01642515-4b83-448d-8515-ba6d5e0a3d9d/7945.lose/product.aspx

 

un couple de malade...

[Antiath]

Par contre ce que je ne comprends pas, c'est cette histoire de jeu : moi, je n'ai jamais eu ce problème. J'ai des bob knob en plastique, et jamais eu de problème de jeu.

 

Si tu as eu ce problème de jeu, tu l'avais déjà avant ? avant de mettre ton système à moteurs ?

 

Ouai c'était déjà visible avant que je n'utilise la motorisation, quand je collimatais avec les bob's knobs seulement. Il est possible que ce ne soit un défaut qui n'existe que sur peu d'instruments malchanceux, auquel cas ca ne devrait pas trop gêner les autres. Ou alors Meade a posé des ressort sous ton secondaire justement pour régler ce problème. Je crois que certains modèles en sont équipés à la fabrication. D'ailleurs comme c'est souvent conseillé, avant la pose des ressorts, j'étais forcé d'appliquer le serrage d'une vis + déserrage des 2 autres vis, autrement j'introduisais encore plus de jeu ( ou au contraire je serrais beaucoup trop ). Avec des ressorts, c'est de l'histoire ancienne puisqu'ils poussent en permanence le secondaire et le tiennent bien en place...dans une certaine mesure bien sur. En tout cas je n'ai plus besoin d'appliquer cette règle et ca facilite grandement la chose.

christiand, si tu passes par là, j'aimerai bien savoir ce qu'il en est sur ton C9.25. Si tu as du jeu et si tu es obligé d'appliquer la règle du serrage/deserrage.

 

 

 

Je ne suis pas trop d'accord avec ça.

Pour du planétaire, ta collimation tu la fais directement à la webcam, et à la focale de travail, barlow incluse. ça ne sert à rien de commencer avec une focale plus faible. Quel intérêt?

 

Comme je l'ai dis, tu peux faire ça si tu es pas trop décollimaté dès le départ. Ce que je disais, c'était en suivant le site de thierry legault qui conseille d'y aller par étape de grossissement. Mais après, si on est pas trop décollimaté, ouai tu peux commencer direct à la focale max. C'est juste que je sais pas si c'est si simple que ça quand tu démarres avec ta collimation complètement dans les choux et que ton étoile défocalisée ressemble plus à rien

 

 

Après quelques dizaines d'essais sur des étoiles, j'ai récemment découvert une petite chose : qu'avec une caméra plus sensible c'est beaucoup plus facile de collimater, car tu vois davantages, c'est à dire bien mieux, tes anneaux de diffraction.

Et j'utilise toujours un filtre anti-IR, ça aide à la visualisation de ta figure.

Depuis peu, j'ai une IMG132. Et avec une focale de 5m, j'arrive quasiment chaque fois à la tâche d'airy, sauf lorsqu'il y a trop de turbulences, et sauf si mon étoile est trop basse, because diffraction atmosphérique.

 

Donc ma conclusion : pour améliorer la collimation, utiliser une caméra plus sensible...

 

J'utilise ma camera d'imagerie pour collimater, soit une Meade DSI Pro III et je fais des poses d'une à 2 secondes pour moyenner la turbulence. Même avec une barlow 2x ( donc environ 4700 mm de focale) , je ne vois jamais la tache d'airy après avoir fais la mise au point. Et pourtant, mon tube est plus petit que le tien. C'est juste que dans la région PACA, c'est un peu dur d'avoir des nuits sans turbulence, donc la tache d'airy j'aurai toujours du mal à la voir. De toute façon, ce n'est un problème que pour mon logiciel car mesurer la décollimation sur un étoile défocalisée et sur la tache d'airy, c'est pas du tout la même chose. Dans ce dernier cas, je ne vois que la mesure de fwhm mais je suis pas sur que ce soit assez précis, surtout si la turbulence brouille 2 images sur 3. C'est à tenter mais je vais avoir du mal à tester ça avec mon ciel

 

 

Tes boulons se situent sur le primaire je suppose ?

Dans ce cas, je pense que c'est tout à fait possible. Il y a des servomoteurs avec énormément de couple, genre servomoteurs pour bateau à voile...

C'est juste une question de prix...

Ouai, c'est vrai qu'il y a le primaire et le secondaire à régler. Sur le primaire, c'est largement possible avec des servos assez costaud

 

Certes, mais cette collimation sans fil, je trouve ça tellement pratique, rapide, clair et net, à chaque fois...je ne regrette pas mon investissement

On est parfaitement d'accord sur ce point Ne plus avoir peur de toucher le miroir ou pire de le rayer avec une clé allen) , ne plus avoir cette image qui tremble et surtout pouvoir faire ça assis devant son écran, c'est vraiment un luxe que je regrette pas d'avoir payé.

[Antiath]

Tu as par exemple ce servomoteur, qui a un couple 15 fois plus important que celui qu'on utilise pour l'instant :http://www.graupner.de/fr/products/01642515-4b83-448d-8515-ba6d5e0a3d9d/7945.lose/product.aspx

 

un couple de malade...

 

Et presque 2 ampères de consommation, fiou

[Alarcon yves]

Bonjour, ha superbe bricolage que voilà, très très bon tous ça, je me le garde en tète pour le Mewlon.

Par contre ça doit être possible, après réglage initiale, de faire la colim en agissant que sur deux vis au lieux des trois.

Yves.

[lucienne]

Et presque 2 ampères de consommation, fiou

 

Oui, mais ça consomme 2 A lorsqu'il tourne, ou plutôt lorsqu'il y a un couple résistant. A priori, au repos, ça ne devrait pas consommer beaucoup.

[lucienne]

C'est vrai qu'il à l'air sympa ton module wixel :http://www.pololu.com/catalog/product/1337

 

En tout cas, c'est une solution moins cher que mes modules XBee.

[Antiath]

Bonjour, ha superbe bricolage que voilà, très très bon tous ça, je me le garde en tète pour le Mewlon.

Par contre ça doit être possible, après réglage initiale, de faire la colim en agissant que sur deux vis au lieux des trois.

Yves.

 

Tu entends quoi par reglage initial ?

 

C'est vrai qu'il à l'air sympa ton module wixel :http://www.pololu.com/catalog/product/1337

 

En tout cas, c'est une solution moins cher que mes modules XBee.

 

Oui, j'avais envisagé les Xbee au départ mais je trouvais ça trop cher et un peu excessif pour transferer de simples commandes de servomoteurs. Et surtout, ça prenait trop de place. J'aurai été obligé de les combiner avec un microcontroleur ( style Arduino nano) ce qui rajoute encore au prix et à l'encombrement . Non, le module Wixel est vraiment parfait pour cette application. En revanche, c'est le genre de produit qui n'existera probablement plus dans 2 ans je pense

[Bingocrepuscule]

beau travail. Vraiment. Il faut avoir quelques compétences en électronique quand même.

 

Ca m’intéresse mais je n'ai pas les compétences pour le faire je pense.

 

La modif ultime serait évidement de refaire le maintient du secondaire en particulier modifier ce système de trois vis et de pivot.

 

encore bravo c'est beau de voir ca.

[Antiath]

Merci.

En électronique non. Faut juste savoir combien les moteurs consomment pour ajuster le nombre de piles (4 piles AA typiquement ca marche très bien pendant un bon moment). Le circuit, tu apprend à le dessiner sur un logiciel gratos (en un ou deux soir t'as pigé comment faire le dessin) et tu le fais graver par des pros et tu soudes. Mais, il n'y a vraiment pas besoin de faire des choses complexes avec les composant que j'ai donné. J'ai mis aucune résistance, aucun condensateur, rien que des choses "toutes faites". C'est la programmation qui demande des compétences en réalité.

Pour la mécanique, il doit y avoir moyen de faire un secondaire mieux maitrisé, notemment avec des vis de précision mais c'est hors de mes compétences et de mes moyens techniques.

[Alarcon yves]

Par contre ça doit être possible, après réglage initiale, de faire la colim en agissant que sur deux vis au lieux des trois.

Yves.

Tu entends quoi par reglage initial ?

Par réglage initial, j'entends une collimation manuel, puis on utilise seulement deux servo pour la collim motorisés, un des axes reste fixe.

Ce n'est pas par souci de cout, mais pour gagner de la place et du poids (pour les secondaire pas assez gros), ça empêche aussi de serrer ou dé-serrer complétement le secondaire aux bouts de plusieurs réglages de suite.

Maintenant je ne sais pas si sa fonctionne hein, c'est juste une idée en passant.

Yves.

[Antiath]

Oui on pourrair faire ça en effet. Tu compenserai les erreur sur l'axe fixe en tournant les deux autres axes en même temps. Faut voir si ca pose pas de problème vis à vis de la plage angulaire disponible ( car un servo ca tourne typiquement sur environ 180 ° maximum).

[Antiath]

Une fois de plus, je marche sur les pas de lucienne avec la mise en ligne d'un tuto sur la fabrtication de ma version du collimateur motorisé pour SCT. Il y a les détails techniques, une description du microcontrolleur, un tutoriel sur son utilisation et sa programmation et enfin les codes sources nécessaires.

 

http://pdfcast.org/pdf/conception-collimateur-sct