Septembre 2009 : MOTORISATION des montures équatoriales avec PIC-ASTRO Arnaud GERARD.

Septembre 2009www.astrimage.org Auteur:

MOTORISATIONdes montures équatoriales

avec

PIC-ASTROArnaud GERARD

Rencontres du 28/29 Janvier 2006

PIC-ASTRO ?o PIC-ASTRO est un montage électronique très performant

o Il pilote toutes les montures équipées de moteurs pas à pas quelle que soit sa taille de l’EQ3-2 au 600mm des observatoires

o Système simple, fiable, souple, performant et économique

o Son rôle est de fournir à tous les fonctions de suivi, d’autoguidage et de Goto en utilisant le protocole LX200

o Non commercial, l’association Astrimage.org peut fournir les circuits imprimés et le processeur programmé


Résumé

Cette présentation concerne les versions existantes de PIC-ASTRO, elle se fait en 3 parties distinctes:

- Partie 1: Utilisation de PIC-ASTRO

- Partie 2: Aspect technique

- Partie 3: Paramétrage

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Comment se présente PIC-ASTRO?

• PIC-ASTRO est composé de:1) un boîtier électronique

il comprend 2 Circuits imprimés: un CI logique bâti autour d’un PIC18F252, et une partie puissance pour les moteurs ( drivers: L298 ou L6203).

2) un PADultra rudimentaire:

- 4 poussoirs pour les déplacements- 1 potentiomètre pour régler la vitesse

manuelle- 1 inverseur de déplacement ou de focus- 1 poussoir qui permet d’activer une Led

rouge Haute luminosité3) les câbles vers les moteurs4) un câble série vers un PC ou liaison Bluetooth5) Il est alimenté en 12V


Partie 1: utilisation de PIC-ASTRO

En 2 temps:- sans PC- avec PC


Utilisation sans PC

• Le suivi sidérale est opérationnel dès la mise sous tension

• Le PAD permet d’effectuer des corrections ( jusqu’à 256 vitesses)

• Il est possible de piloter un moteur de focus

• Il est possible de gérer: le sens de rotation DE

• Il est possible de choisir la vitesse de suivi: sidérale, lunaire ou solaire.


Utilisation avec PC

• La plupart des logiciels de cartographie sont utilisables• La position temps réel du télescope est active• Les commandes essentielles sont:

– Le Sync– Le Goto

• L’utilisation de la raquette virtuelle permet un centrage plus précis

• L’autoguidage est réalisé soit par les commandes standards soit par les commandes impulsionnelles.


Partie 2: Aspect technique

Comprendre les problèmes

Proposer une solution technique pour répondre à chacun d’entre-eux


Besoins pour l’astrophotographie

Dans l’ordre ses besoins sont:- un suivi le plus parfait possible ( compte-tenu du

matériel utilisé)- Un autoguidage performant pour les poses longues- Un goto précis pour centrer à coup sûr une cible

invisible

Chacun pose des problèmes techniques spécifiques, un bon système doit apporter une solution à chacun, avec le meilleur résultat possible.


Problèmes liés au suiviLe problème principal est l’erreur périodique (EP)

origine: mécaniqueArtifice utilisé la PEC. l’autoguidage est la seule solution viable pour un résultat acceptable.

Le second problème est la précision de la mise en stationorigine: réglageIl faut parfaire la mise en station (MES) en utilisant les bonnes vieilles méthodes ( méthode de King ou Bigourdan). Seul l’autoguidage permet de rattraper des erreurs de MES

Le troisième problème est la qualité du suiviorigine: matériel hard et softle suivi doit être précis et le plus fluide possible. La fluidité dépend directement de la fréquence à laquelle la position de la monture est réajustée.


Problèmes liés à l’autoguidage

• Précision des ordres de correctionOrigine: matériel hard et softLes corrections doivent se faire à la milliseconde près.Les ordres de correction doivent être pris en compte le plus rapidement possible.

• Problèmes dus aux rattrapages de jeu Origine: mécaniqueEn AD pas de problème.En De le problème est réel. La solution idéale est de procéder à un décalage de la MES afin que les corrections se fassent toujours dans le même sens.


Problèmes liés au Goto

Petits déplacementsorigine: softpas de problème, les vitesses de déplacement peuvent être faibles

Grands déplacements (de plusieurs dizaines de degrés)origine: réglage et soft la MES doit être précisele logiciel doit bien effectuer les corrections dues à la rotation terrestre et au temps de déplacements. Une vitesse confortable est appréciable mais attention au-delà de 200X il y a des risques pour la mécanique.


Principes de fonctionnement

• 2 timers servent de base de temps un pour chaque axe. Les calculs, assurés par le PIC, garantissent une précision <= 5e-4 quelle que soit la vitesse demandée, le PIC bride la vitesse maximale.

• 2 timers utilisés pour générer les µpas Un pour chaque moteur.Ils fonctionnent actuellement à 14KHz ( à 15MHz) et génèrent jusqu’à 256µpas par demi pas.

• VitessesElles sont définies par une période d’it, un nombre d’it, le sens et le mode .

• Port sériePour les commandes LX200 ou le téléchargement du PIC.


Gestion des µpas

• Utilité Pour avoir une meilleure fluidité il faut pouvoir contrôler les moteurs avec un plus grande précision. Cela impose de contrôler les moteurs entre chaque demi-pas.


Précision des vitesses

• Le logiciel du PIC garantit une erreur < 5e-4C’est à dire qu’il peut y avoir une erreur de 1s au bout de 33mn.

• Les µpas sont ajustables

Par le logiciel de configuration on peut ajuster 8 µpas par demi-pas pour obtenir un fonctionnement sans à-coups des moteurs.

• Linéarisation des µpasCette opération consiste à créer des µpas intermédiaires ( entre 2 des 8µpas prédéfinis) dans le cas des vitesses lentes. Cela permet améliorer grandement la fluidité du mouvement, la position de la monture est ajustée, si nécessaire, à chaque IT. Cela permet de générer jusqu’à 256µpas par demi-pas ( 512 par pas).


Des résultats vérifiables et mesurables

• Moyen de mesure Laser sur l’axe moteur.

• Fluidité et constance de la vitesseEn utilisant un logiciel spécifique on peut:

- affiner le réglage des µpas- voir l’effet de la linéarisation

• Précision des corrections en autoguidageEn utilisant le programme opérationnel et le simulateur d’autoguidage sur PC.

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Autre caractéristiques• Vitesses

La précision de la vitesse de suivi permet de garder une cible au centre du capteur de Webcam pendant plus de 6 heures à F=1000.

PIC-ASTRO gère une infinité de vitesses dans la plage –Vmax/+Vmax. Ce qui permet des accélérations fines en manuel comme en goto.

• PolyvalencePIC-ASTRO garantit ces performances pour toutes les montures grâce à un fichier de paramétrage chargé dans le PIC .

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Partie 3: Paramétrage

Le paramétrage a été simplifié, il est fait par une feuille excel.


Feuille Excel

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Documentation

• Les documentations sont à jour pour la version PIC-ASTRO A1.

• L’évolution du logiciel de PIC-ASTRO est permanente . Les versions successives sont téléchargeables ( V3.xx

actuellement).

• Le tout est disponible sur www.astrimage.org.

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Démonstrations possibles• Performances pures

Test de vitesse max pour montrer la réserve disponible

• Visualisation des µpasau laser ( calibration des µpas)simulation d’autoguidage

• Pilotage par PCCommande Sync, GotoPosition en temps réelMoteur de Focus

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Rencontres du 28/29 Janvier 2006En Cours de

développementwww.astrimage.org

En cours de développement• Nouvelle carte puissance

amélioration des performances et diminution des pertes.

• Nouveau processeurremplacement du 18f252 par un 18f2525 à partir de V3xx

• Changement de quartzpour travailler à 40MHz au lieu de 15.

• Logiciel V4xxparamétrage indépendant du quartz, motorisation des axes indépendantecompatibilité LX200GPSéquatorial/altazdriver ASCOM spécifique

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