Le couple Pic-Astro / Celestron CI-700 !

A Qu'est-ce que c'est-il que le Pic-Astro ?

Le pic-astro est un montage électronique , destiné a piloter des moteurs pas a pas pour animer un telescope.

Son concepteur est Arnaud GERARD , que je remercie et pour son travail , pour avoir satisfait un certain nombre de mes demandes , et surtout pour la confiance qu'il m'a accordé.

Il faut consulter les sites suivants pour en savoir plus :

www.astrimage.org

http://www.astrocoolpix.net/

Les fonctionnalités sont nombreuses , les majeures selon moi sont :

°On peut affiner le pilotage des micropas , pour linéariser le mouvement des moteurs en micropas.
° Les vitesses sont toutes paramétrables , ce qui permet d'en avoir pour tous les cas : guidage , planétaire , goto , etc ...
° Le montage est compatible LX200 , pour les gotos , et pour le guidage.

B Erreur périodique de la Celestron CI-700

La clé du succes (au niveau monture) si l'on veut guider correctement , est d'avoir une courbe d'erreur périodique douce, sans variations brusques.
C'est bien plus important que de se braquer sur les valeurs de l'amplitude.

Par exemple , si l'on veut avoir des erreurs inférieures a 0.5 " ( ce qui n'est déja possible tous les jours a cause de la turbulence ) un systeme qui guide toutes les seconde ( une webcam ) est capable de rattraper en 60s , une dérive approximative de 60*0.5=30 arcsecondes , dans le cas défavorable d'une monture ayant une période courte sur 4 minutes , le guidage deviendrea problématique a partir d'une erreur périodique de 60" peak to peak. Le montures actuelles ont souvent une bien meilleure erreur périodique que ça ... mais par contre de petits bonds de 2 " sont absolumens impossibles a gérer ...

Au début la CI-700 quoique bonne ( son ancien propriétaire faisait des poses de 45s avec un C14 ! ) , était inguidable a cause de petites vibrations dues au réducteurs ( en plastique ! ) , voir en bas de page partie F.

Encore une fois et sans secrets , le tandem Poulies-Courroie associé d'une part a bonne mécanique ( amplitude faible ) , et d'autre part a une électronique haut de gamme ( micropas linéarisables ) a permis un net gain , et la monture tourne maintenant rond comme une horloge, partie G.

Une bonne surprise n'arrivant jamais seule , j'ai échangé les vis RA/DEC , et a présent je me retrouve avec une erreur périodique de 8" peak to peak soit +/-4" , le reve ...

Le pic-astro associé a une bonne monture , donne donc un ensemble que je trouve extraordinaire , qui permet a l'optique de s'exprimer a pleine puissance , la seule limite étant a présent les conditions de ciel.

en ascension droite :

Il y a une période assez forte de 120s , c'est la de la poulie de 16 dents , le support étant provisoire , il tient avec un serre-joint "8-) , ça ne pourra que s'améliorer.

en déclinaison :

On voit la jolie flexion du tube au passage du méridien ... le must !

La courbe est faite sur procyon , avec application de la correction de déclinaison.

Exit le serre-joint , avec le moteur AD bien en ligne , j'ai obtenu ce résultat ( 06 mars 2006 ) :

En ascension droite :

En déclinaison :

Quel dommage que la fabrication soit arretée ... avec quelques modifications celestron aurait pu inonder le monde "8-)

Des photos de la monture , le bloc d'ascenion droite :

Le vieux systeme d'origine , encore en place en déclinaison :

Détail de coté sur le montage du moteur vexta :

Et vue arriere , la fixation alu brillant se fixe sur la fixation du moteur d'origine , et c'est reversible :

C Evaluation de la qualité du guidage

Le guidage est réalisé avec une webcam non modifiée , et le logiciel Astroart 3.0 , sur procyon ( déclinaison 5° ) avec une version 2.35 D1 piloté en direct par le port série avec les commandes LX200.

En ascension droite , l'erreur moyenne de guidage est de +/-0,4" soit 0,8" peak to peak ...

Sur la déclinaison les valeurs moyennes sont 0.7 ptp:

Le guidage est totalement génial ...

Apres une discussion avec Arnaud , voici des informations essentielles pour le guidage.

1/ Les commandes de guidage LX200 sont traitées en vitesse 0.5/1.5 , donc indépendant de V2 ...
2/ Le guidage est tres doux , car en fait , c'est le timer du PIC qui est modifié , il n'y a donc pas d'acoup , ce n'est pas une autre vitesse qui est enclenchée , ou un micropas qui se rajoute , mais entre deux micropas , si un ordre est reçu , l'IT est changée et la vitesse change de façon transparente. C'est clairement mieux , et on voyait les acoup en essayant de guider avec la vitesse V2 , obtenue avec un cablage de relais en // de la raquette.
3/ Un point a creuser , si on guide en AD et en DEC *simultanément* , ce qui doit etre assez rare , la vitesse de guidage changée en AD , modifie aussi la vitesse de la dec qui se trouve alors a 1.5 au lieu de V2 classique ( arnaud c'est juste ?)
4/ Le guidage est meilleur en RS232 , qu'avec une interface comme le LX200 emulator de Albert VAN DUIN cablée en // sur les boutons de la raquette, puisque que V2 n'est pas traitée comme la vitesse de guidage.

D Comportement des moteurs

Les transmissions par poulie ont l'avantage de lisser l'erreur périodique , a cause je pense de l'élasticité de la poulie. Le probleme est le rapport de réduction est assez faible , un pas du moteur correspond a quelques arc secondes sur le ciel , et il faut impérativement avoir recours aux micropas, et aussi bien linéariser les micropas.

Le prix a payer par l'utilisateur pour gouter a l'excellence est le soin qu'il faut fournir pour la linéarisation des micropas.

Le pic-astro est le seul systeme portable a ma connaissance qui permet cette opération , et donc il ne faut en aucun cas s'en priver ... surtout que la différence avant/apres saute aux yeux.

Le pic-astro entre en alors en action. Le courant dans les bobines est réglé par une PWM , plus cette valeur est élevée , et plus la bobine reçoit une intensité élevée.
Le minimum est 0 , et le maximum est 255 , le but est régler trouver les autres valeurs qui donneront un déplacement bien régulier.

1 / Comment linéariser les µpas ?

Charger le programme suivant dans le pic : testPWM2.hex

Placer un petit miroir sur l'axe du moteur d'ascension droite , si possible déja monté sur le telescope , puis l'éclairer avec un pointeur laser.

Démarrer un hyperterminal , et allumer le montage , on peut alors faire augmenter la valeur de PWM de 0 a 255 ...

Commencer a 0 , noter par une croix la position du spot du laser correspondante.

Augmenter de 5 en 5 la valeur de PWM , et noter la position du spot par un point , avec a coté la valeur de PWM associée.

Pour 255 mettre un croix.

Entre les deux croix , vous avez un demi-pas , parcouru en faisant varier la PWM de 0 a 255 , dans une bobine , l'autre étant allumée en permanence.

Le probleme est que les points ne sont pas espacés régulierement , a cause de divers phénomenes , le but est donc de corriger ce point.

Sur la feuille , mesurer la distance entre les deux croix , et la diviser en 8 parties égales.

A partir des espaces de 5 en 5 au niveau PWM , estimer les valeurs de PWM correspondantes aux 7 position intermédiaires.

Dans le logiciel de configuration config , il faut alors entrer vos mesures :

Note : J'ai mis 5 et 250 au lieu de 0 et 255 , car cela donne un déplacement plus fluide.

Il est possible d'améliorer cette méthode en faisant cette méthode sur plusieurs demi-pas successifs , puis on calcule des moyennes

2 / Anayse des résultats

Mettre une webcam sur le telescope , avec l'ascension droite selon l'axe horizontal et focaliser une étoile
Il faut réaliser une vidéo d'une trentaine de secondes , a 20 images par seconde
Ensuite il faut extraire les images a l'aide du logiciel iris Fichier / Conversion avi
On trace un rectangle autour de la trace de l'étoile
Ensuite on lance la commande REGISTER NomImageIN NomImageOUT nombre d'image , ce qui a pour effet de générer un fichier dans le repertoire de travail d'iris qui s'appelle shift.lst , ce fichier contient deux colonnes , qui sont les coordonnée de position en X et en Y , dans un repere centré sur la position de l'étoile dans la premiere image.
On peut ouvrir ce fichier dans excel ou regressi , pour générer une colonne des temps , et deux colonnes de position , en arcsecondes de préférence.

Ensuite on trace le graphique des positions en fonction du temps ascension droite et délinaison :

La déclinaison donne une idée de la turbulence , l'ascension droite montre la qualité du suivi du pic-astro !

un coup d'oeil a la position de Ensuite on trace le graphique des positions en fonction du temps :

Sur la monture du test , une CI700 , on trouve : Une vis sans fin de 180 dents , un couple de poulies 1:3 MXL et un moteur vexta PK244M-03BA , cela donne un pas moteur de 6 arcsecondes , l'ecart-type sur la moyenne des positions en AD est 0.849 secondes d'arc , celle en DEC est 0.682 secondes d'arc : le suivi est selon moi absolument parfait , le positionnement de micropas est bien respecté , et le déplacement parfaitement fluide.

E Test du GOTO

Petit bug sur le goto en AD avec un backslash 0 ( résolu )

Un petit test de goto , pour voir et en image une partie de la brochette de galaxie ...

C'est un résultat vite fait la mise en station est faite au viseur polaire , pas fignolée donc a 1° environ , il n'y aucun recentrage entre les objets et la déclinaison est sur l'axe verticale , il n'y a eu aucun retour en arriere , ni en RA , ni en DEC : ça pointe parfaitment , et sur des angles de plusieurs degrés.

Le pic astro donc permet de placer l'objet systématiquement dans un carré de 5 arcminutes ( le petit ) , c'est a dire le petit coté d'un capteur de vesta a une focale de 922mm , et donc de placer l'objet systématiquement dans le capteur. Pour aller plus loin , il faut faire un modele de pointage qui corrige les défauts du telescope ( alignement , flexion , etc ... ).

F Tests lors de la réception de la monture , avec la motorisation d'origine.

Les résultats lors de la reception de la monture , le suivi est plus agité , avec des pics :

A noter les petits pics aussi présents dans la FFT !

Sur une vidéo , on voit bien les pics genant le guidage, jene pense pas que ce soit de la turbulence , car ils se déroulent sur environ 6 images successives.

G Effet des poulies , avec la meme vis.

Les résultats lors de la reception de la monture , le suivi est plus agité , avec des pics :

La courbe est plus douce , et cette apparence est confirmée par la disparition des pics de la FFT

L'erreur de l'ancienne vis , avant échange DEC contre RA :

H Influence du réglage de la vis sans fin.

Serrée contre la couronne :

Montée avec du jeu :

I Petits boulots entre amis .... c'est du fignolage ultime , de petits devoirs pour arnaud "8-)

Petit bug sur le goto en AD avec un backslash 0 ( résolu ).

Bug driver ascom ( résolu/testé Maxim , Thesky ).

Faire une inversion de l'AD par voie logicielle , commande "Z" : ( abandonné )

Faire agir V2 en modification d'IT en micropas exactement comme ce qui est fait en guidage par RS232 pour guider avec des interfaces genre Albert VAN DUIN , ou des ST4 , et autres ... qui utilisent les boutons du pad pour régler ( résolu / testé )

La vitesse de guidage devrait etre réglable quand meme , ce serait mieux , mais c'est pas grave si c'est a part.
=>attention si tu modifies de penser que les rapports de réductions peuvent etre différents en AD et en DEC !
( résolu / pas testé )

Si possible , la vitesse modifiée en AD ne doit pas influer sur celle de la DEC dans l'improbable cas ou on démarre un guidage en DEC alors que celui de l'AD n'est pas fini. ( résolu , faux probleme , en fait ce n'était pas le cas !)

Allumer une led(s) pour visulaliser les ordres de guidage , une en AD , l'autre en DEC ? (abandonné , dommage , c'est bien utile !)

A compléter "8-)

J Mot de la fin ....

I love my PIC-ASTRO !

En français :

Erreur périodique de la SP-DX, adoucir les moteurs MT1 avec une transmission par courroie : http://xmcvs.free.fr/ep/ep_fr.htm

Application : autoguidage avec une webcam en // :
http://xmcvs.free.fr/ep/ag_fr.htm

Application : un meilleur support // pour le guidage :

TEST: Moteurs de motorisation astromeccanica :
http://xmcvs.free.fr/ep/asca_fr.htm

TEST: Moteurs de motorisation astromeccanica :

EQUATORIAL MOUNT

VIXEN SP-DX

(and others SP, EQ4, EQ5, GP, GP-DX ...)

In (BAD) English

Periodical error with MT1 motors, smoothing the motor with a pulley and belt system :
http://xmcvs.free.fr/ep/ep_eng.htm

TESTING : Astromeccanica motors, with pulley and belt system :
http://xmcvs.free.fr/ep/asca_eng.htm