Planchette équatoriale : Correction de suivi

Lors du premier essai de la planchette équatoriale motorisée, on voyais très nettement la dérive du suivi. Je mentionnais mon projet d'une adaptation du code Arduino de pilotage du moteur pas-à-pas d'entraînement de la planchette afin de corriger cette dérive. Je pensais inclure dans le code des calculs trigonométriques selon le théorème de Pythagore (cf le billet sur la dérive de Pythagore)... mais apparemment c'est trop pour Arduino qui est surtout fait pour gérer des entiers et moins des réels. J'utilise donc une succession de tests conditionnels... mais nous verrons ce nouveau code Arduino dans un billet à venir. En attendant, voici le résultat du test effectué sur Cappella le 09 janvier. En comparaison du premier essai, c'est bien mieux ! Est-ce Perfectible ?

Montage réalisé à partir d'une série de 120 clichés, intervallomètre 20 s, Lumix G, objectif de 25 mm (équivalent 50), F/D 1.8, 1/10 s, 6400 ISO, post-traitement x 1000 (open office). L'élaboration du montage est la même que celle du premier essai.

💫 Arduino 💫 Astrophotographie 💫 Instrumentation astronomique 💫 Moteur pas à pas 💫 Planchette équatoriale motorisée 💫 Suivi stellaire 💫

 

Motorisation à faible coût

Voici le code Arduino tout simple afin de faire tourner le moteur 28BYJ-48 à un tour par minute afin d'être utilisé pour une planchette équatoriale motorisée. Le plan de câblage est indiquée dans le billet précédent. 

 

/*
  Motorisation la plus simplissime d'une planchette équatoriale
  Utilise un moteur pas à pas 28YBJ-48 (Unipolaire) et son driver ULN2003
  Avec la librairie Arduino "Stepper" (incluse lors de 
  l'installation de base du programme Arduino).
  fait tourner le moteur en permanence à 1 tour par minute (1 rpm)
*/

// Inclut la bibliothèque Arduino "stepper" 
#include <Stepper.h>
 
// Indique le nombre de pas par tour du moteur utilisé
#define STEPS 32
 
// Crée le moteur dans le programme Arduino, 
// mentionnant le nombre de pas par tour du moteur
// Mentionnant les pins Arduino utilisées
Stepper moteur1(STEPS, 8, 10, 9, 11);

// Définit le sens de rotation, 1 ou -1
int Sens = 1;
// Définit la vitesse de rotation (64 pour 1 rpm)
int Vitesse = 64;
  
void setup()
{
  // Fixe la vitesse du moteur
    moteur1.setSpeed(Vitesse);
}

 
void loop()
{
   // Fait tourner le moteur
  moteur1.step(Sens);
 }

Motorisation à faible coût

Voici le plan de câblage du moteur pas-à-pas 28BYJ-48 et son driver ULN2003A (le circuit bleu auquel est connecté le moteur). Je proposerai dans le prochain post le code Arduino permettant de faire tourner ce moteur en continu à une rotation par minute. Il s'agit donc d'une solution simple et peu onéreuse pour une planchette équatoriale motorisée.

💫 Arduino 💫 Astrophotographie 💫 Instrumentation astronomique 💫 Moteur pas à pas 💫 Planchette équatoriale motorisée 💫 Suivi stellaire 💫 28BYJ-48 💫

Motorisation à faible coût

Dans le billet mentionnant les fournitures de la planchette équatoriale motorisée dans sa première version, j'indiquais le projet de proposer une motorisation à faible coût à partir d'un ensemble moteur pas-à-pas 28BYJ-48 et son driver, l'ensemble ne dépassant pas 10 euros. Voici les premiers essais avec un programme Arduino des plus simples. Je donnerai le code ainsi que le plan de câblage dans les prochains billets.

Le montage du moteur pas-à-pas 28BYJ-48 et son driver et la connexion avec la carte Arduino. Je me suis largement inspiré d'un super cours sur les moteurs pas-à-pas (avec même une version vidéo).

💫 Arduino 💫 Astrophotographie 💫 Instrumentation astronomique 💫 Moteur pas à pas 💫 Planchette équatoriale motorisée 💫 Suivi stellaire 💫 28BYJ-48 💫

 

Planchette équatoriale : La dérive de Pythagore

Dans le billet précédent, je mettais en évidence la dérive attendue dans le suivi stellaire d'une planchette équatoriale. En voici la raison expliquée à l'aide de deux clichés superposés de la planchette, l'un en position initiale en début de suivi stellaire et le second en position finale. La flèche noire en trait plein donne la distance de 209 mm permettant d'obtenir une rotation en un jour sidéral de l'articulation entre la planche supérieure et moyenne. Mais durant le fonctionnement, l'articulation s'ouvre et la distance maintenant indiquée par la double flèche noire en trait pointillé est supérieure à celle en trait plein comme selon le théorème de Pythagore : l'hypoténuse d'un triangle rectangle est plus longue que son grand côté. La vitesse d'entraînement du moteur n'est donc plus adaptée à cette longueur plus grande, d'où la dérive du suivi stellaire. 

 

 

La planchette équatoriale dans sa position initiale fermée et finale ouverte. La distance initiale entre l'articulation et la vis mère du moteur pas à pas est de 209 mm avec une vitesse de rotation de 20 µpas/s. En position finale après progression de la vis mère de 100 mm, la distance à l'articulation est devenue 231,7 mm. La vitesse de rotation devrait alors être de 22,1 µpas/s.      

💫 Astrophotographie 💫 Instrumentation astronomique 💫 Moteur pas à pas 💫 Planchette équatoriale 💫 Suivi stellaire 💫

 

Planchette équatoriale : Test de suivi stellaire

Beau temps malgré des passages de voiles nuageux pour le début de nuit de ce jour de l'an. L'occasion de tester la planchette équatoriale sur Mars étant donné mon spot de centre ville. Quarante minutes de suivi avec une photo toutes les 20 secondes. Le montage ci-dessous est réalisé avec une série de superpositions de deux images agrandies 1000 fois : toujours la première de la série puis une autre à un intervalle de temps croissant indiqué à chaque fois. On constate la dérive attendue due au principe même de la planchette équatoriale dont le moteur pas à pas est piloté par un code Arduino donnant une vitesse de rotation constante. Cette dérive étant attendue, elle devrait être facilement corrigée par un code Arduino approprié qui adapterait la vitesse du moteur pas à pas. Nous en reparlerons.

Montage réalisé à partir d'une série de 120 clichés, intervallomètre 20 s, Lumix G, objectif de 25 mm (équivalent 50), F/D 1.8, 1/10 s, 6400 ISO, post-traitement x 1000 (open office)

💫 Arduino 💫 Astrophotographie 💫 Instrumentation astronomique 💫 Moteur pas à pas 💫 Planchette équatoriale 💫 Suivi stellaire 💫

 

Planchette équatoriale : Motorisation

Le maître mot de la motorisation est « souplesse ». A moins d'avoir une précision mécanique proche de la perfection, il est important que le moteur pas-à-pas de l'asservissement de l'instrument astronomique ne soit pas fixé trop fermement à son support. Le risque est une contrainte excessive lors de la rotation de l'axe du moteur avec un blocage de ce dernier. Pour la planchette équatoriale j'opte pour la double solution du morceau de chambre à air de vélo et des écrous autobloquant. Le morceau de chambre à air est interposé entre le moteur et la planche où il est fixé. Les écrous autobloquant évitent d'avoir à serrer le moteur sur la planche ainsi il flotte un peu lui donnant la souplesse nécessaire pour que tout tourne rond. 

 

Gros plan sur le moteur pas-à-pas de la planchette équatoriale et le morceau de chambre à air de vélo faisant office d'amortisseur et donnant de la souplesse dans la fixation. On voit aussi le cube de bois coulissant dans une fente de la planche supérieure. Il empêche ainsi la rotation de la vis mère afin qu'elle progresse lorsque le moteur tourne.  

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