VERS LA PERFECTION ?

Une aventure avec la monture équatoriale VIXEN SP-DX

mais aussi ses clones SP, EQ4, EQ5, GP, GP-DX ...

Page in english : http://xmcvs.free.fr/ep/ep_eng.htm

EPISODE 1

En faisant des essais d'autoguidage, je me suis aperçu que malgré une erreur périodique assez faible la monture avait un comportement un peu chaotique. J'utilise en effet les moteurs classiques de vixen, qui sont des moteurs pas a pas unipolaires a 6 fils, munis d'un réducteur 1:120, en éliminant un probleme de poussiere a l'aide d'un démontage/nettoyage/remontage de la vis sans fin, le probleme ne pouvait venir que de la.

Ces moteurs sont tras polyvalents, et peuvent se piloter de plusieurs façons : raquette vixen DD1, SD1, montage de mel bartels, drivers de moteur SAA1027 avec une horloge a quartz, raquette boxdoerfer , raquette FS2. Ils fonctionnent en mode pas, en mode demi pas , et réagissent bien en mode 10 micropas avec le systeme de mel bartels qui réalise une modulation PWM de la tension qui alimente chaque enroulement. A cause du réucteur 1:120 les pointages sont assez lents ( avec le bartels ) voire tres lents ( avec le mode pas normal ).

Une analyse par transformée de fourrier , voir la comparaison avant/apres (sigview sur www.sigview.com permet d'importer une colonne de données ) montre clairement qu'en plus de l'erreur classique, on a la présence d'une deuxieme erreur de période 15 secondes. La raison fut vite trouvée, les deux engrenages en laiton ont 40 dents, et font un tour en 600s soit un changement de dent toutes les 15 secondes. En regardant bien les courbes ( dont l'ordonnée est graduée en arcsecondes ) on peut d'ailleurs deviner cette erreur , par exemple entre les deux petits pics on a régulierement un temps de 15 secondes. Il a aussi deux autres erreurs périodiques qui sont dus a mon avis aux engrenages internes du réducteur 1:120 qui équipent le bloc moteur MT1.

J'ai donc recherché un moyen de supprimer ces engrenages, pour avoir une erreur plus douce.

Suite a des discussions avec alberto sebellin, et a la visite du site astromecanica ainsi que ceux de carsten anholm et de peter katreniak et pour finir avec mon copain pascal zinck, j'ai décidé d'essayer un systeme a base de poulies et courroies crantées. Pas facile a trouver, mais en fouinant un peu j'ai trouvé un catalogue avec des CENTAINES de reférences, le bonheur total ! C'est le catalogue vert chez HPC www.hpceurope.com , vente sérieuse , aussi aux particuliers. Un petit tableau excel plus tard, j'ai trouvé un couple de poulies et une courroies qui permettaient de conserver le montage des moteurs MT1, il suffit simplement de tourner le moteur de 90 degrés pour éloigner un peu l'axe et l'affaire est dans le sac.

Ce qu'il faut acheter est :

Une poulie pour l'axe de la vis sans fin: 30 dents Pas 2.5mm REF : 30T-2,5-14 (Type T) ALESAGE standard
Une poulie pour l'axe du moteur : 30 dents Pas 2.5mm REF : 30T-2,5-14 (Type T) ALESAGE SPECIAL A 5mm
Une courroie crantée synchroflex pas 2,5mm longueur 160 64 dents largeur 10mm REF : T2,5-160-10

Attention vérifiez que la longueur de la poulie convient chez vous ! Et controlez les références.
A noter que les vis de serrage sont livrées, mais pas la clé allen , mais celle du kit MT1 convient.

Le montage est désespérement simple, il suffit de mettre une poulie sur l'axe de la vis sans fin (alésage 6mm), de placer l'autre poulie sur l'axe de sortie du moteur MT1 (alésage 5mm) et pour finir de mettre en place la courroie, avant de la tendre un peu en utilisant les 4 vis sans tete de réglage qui serrent la queue d'arronde du moteur. La courroie ne doit pas etre trop tendue. Le résultat est net, sur la graphique on voit bien que la courbe secondaire a disparu. En plus le backslash est beaucoup plus faible, la courroie estompe les vibrations du moteur et permet d'atténuer aussi les erreurs de parallélisme entre l'axe de la vis sans fin et l'axe du moteur. Ce n'est pas anodin, car c'est induscitablement le point faible de cette monture, la sortie de la vis sans fin n'est pas protégée, et le moindre choc fausse l'axe de la vis. On peut le redresser, mais ce n'est pas facile. Je traite la mienne avec tout le soin qu'elle mérite, elle voyage dans une caisse plein de mousse, et l'axe est régulierement faussé.

L'analyse FFT permet de voir les fréquences présentes dans un phénomene périodique, ici l'axe des abscisses montre la période, c'est a dire la durée avant que le défaut ne se répete. Ce n'est pas habituel, mais cela permet de mieux visualiser le phénomene. Le but est atteint puisque les défauts de courte périodes sont remplacés par des défauts de période plus longue, qui sont moins genants car mieux gérés par l'autoguidage, et la PEC du systeme mel bartels.

La meme démarche, mais on affiche aussi les défauts plus longs :

J'espere que cette modification pourra vous etre utile, si vous avez des commentaires , vous pouvez me les envoyer, et je les placerai volontiers sur cette page afin que d'autres astronomes puissent progresser.

Depuis la rédaction de cette page, j'ai pu faire un rapide essai pour évaluer le comportement de l'autoguidage, a l'aide du logiciel iris ( calibration des vitesses automatique ) de l'émulateur LX200 d'albert van duin, qui active les boutons de la raquette de commande du systeme mel bartels, et une webcam vesta sur un telescope de guidage schimdt-cassegrain de 80/800 : avec une moyenne de 3 images, et un délai de guidage de 5 secondes, le guidage est vraiment meilleur qu'avant , beaucoup plus doux. Il reste encore a oprtimiser le délai et la valeur de vitesse. L'écart type est de 1,5 arcsecondes et +/- 3 arcsecondes pic a pic : avec l'audine en mode fastar , le guidage est a présent parfait, puis que la résolution de cette combinaison est 4,6"/pixel ! En utilisation classique, ce sera bon en binning 2 par 2 a F/D=4, mais je suis persuadé qu'en affinant les parametres, je peux encore améliorer un peu.

EPISODE 3 LES MOTEURS SECM3

J'ai acheté des moteurs de type SECM3 chez www.astro-electronic.com , ils sont beaucoup puissants que les MT1 et les opérations de GOTO sont beaucoup plus rapides. Voir le telescope se déplacer , dans un joli bruit d'accélération est un petit plaisir a consommer sans modération ...

Au niveau erreur périodique, c'est moins brillant, car il n'y a pas d'amélioration, comme le montre le graphique suivant ...

EPISODE 4 LE REGLAGE DE LA VIS SANS FIN

En changeant de moteurs, j'ai eu l'idée d'essayer plusieurs réglages de la vis sans fin. Il n'y pas photo, il faut absolument ne pas serrer la vis sans fin contre la couronne sous peine de doubler l'erreur périodique ...

EPISODE 5 LES MOTEURS ASTROMECANICA

Je les attends ! ça valait le coup !!! enfin des courbes propres, tous les défauts de période environ 60s et les pics secondaires sont gommés. La transmission se fait uniquement par poulie courroie , rapport 1:4 , ce qui fait un step moteur de 11.25 secondes d'arc. Il est donc obligatoire d'utiliser un pilotage en micropas, par exemple celui de mel Bartels.

Voila la fin ! Je ne pense pas que je puisse tirer plus au niveau périodique de cette monture au niveau erreur périodique : au maximum elle présente une erreur de +/- 8 secondes d'arc, extremement douce et réguliere, qui ne pose aucun probleme de correction a l'autoguidage.

EPISODE 6 LES MOTEURS VEXTA 400 pas / tour et la raquette MTS3SDI

Le step moteur de 11.25 secondes d'arc du syteme astronmeccanica est un peu trop grand, et demande une optimisation pas toujours possible, les irregularitées de pas se retruvent dans les courbes, mais seulement au dela de 1 metre de focale avec la vesta. J'ai donc essayé un autre moteur sur ce systeme, un vexta , qui a la particularité d'avoir 400 pas au tour. Le couple est moins bon que sur un 200 pas par tour de qualité équivalente, mais le pas moteur redevient plus raisonnable, et on bénéficie des avatanges des deux mondes.

La courbe d'EP est tres bonne :

On retrouve simplement dans l'analyse FFT , un pic secondaire correspondant au tour de la petite poulie , qui fait 1/4 de la période de rotation de la vis sans fin.
Mais ce n'est pas un probleme , car la période de 120s le rend facile a autoguider.

Une autre essai de verification, une nuit suivante, voici la courbe d'EP :

et l'analyse FFT :

Avec ce setup, il est posible de guider sans dépasser +/-2" , et faire des poses de 10 minutes autoguidées, les problemes venant de la monture sont résolus. Sur une image de 300s avec F=1200mm de focale , sur des pixels de 9?m les etoiles avaient une FWHM de 4.5".

LIENS INTERNET CONCERNANT LA MOTORISATION ET L'ERREUR PERIODIQUE ...

http://web.telecom.cz/elektro-metal/peas_f.htm Tres bon programme pour afficher l'erreur périodique ou l'erreur de guidage : l'analyse FFT s'affciche directement, et le programme importe les formats classiques , comm le dx.dat de iris ou le guidelog.txt de astroart 3.0.

www.astro-electronic.de Excellents moteurs SECM3 avec réducteur 10:1 et escap avec réducteurs 1:12 , et kits.

www.boxdoerfer.de Kit moteur ESCAP, raquette de commande en micropas, avec PEC, guidage, Jeux en DEC ... stepper motor

http://www.astromeccanica.it/dual_axis_drive.htm Moteurs avec transmission par courroie, réduction 1:4

http://xmcvs.free.fr/spdx/index.htm Site sur le systeme mel bartels, et les équatoriales.

http://www.newastro.com/wodaski/review_GP_DX.htm Test de la GP-DX pour le guidage a f=600mm.

http://astrosurf.com/buil/iris/lecon24.htm pec et autoguidage avec iris et le skysensor.

www.nc-step.de cartes de commande de moteurs pas a pas, driver de moteur en 8 micro-pas, alimentation, optocouplage, etc ... tres bon site commercial, a conseiller ( allemagne )

http://www.terra.es/personal9/angel.caparros/eq6_mod.htm bonne page en espagnol, facile a lire sur une modification poulie et courroie sur l'EQ6 avec analyse FFT.

http://www.otocoup.com/Entrainement.htm sur les transmissions dans les CNC, qui ont les memes problemes que nous "8-)

www.tanals.com Fabricant de courroies a masevaux, profil pour les criteres astro : Neoprene / STS / S2M 2mm.

http://www.vermeire.com Fabricant de courroies type RPP , documentation et vente.

www.hpceurope.com Vente de poulies courroies MXL , AT , RPP ...

http://www.bando.de/fr/ et http://www.bando.de/fr/antriebsriemen.htm Fabricant de courroies.