FABRICATION DU MCMTII ET UTILISATION AVEC L'INTERFACE D'AUTOGUIDAGE ITELENTE.
En début d'année la liste Aude décida de lancer la fabrication sous forme de Kit de la motorisation MCMTII avec l'autorisation des principaux auteurs, et pour ne pas en oublier un seul je vous laisse le soin d'aller sur le site officiel du site MCMTII.
Après une commande groupée je récupère mon circuit imprimé double face et les composants qui vont avec (moteurs, pic programmés, circuits spécifiques....).
là aussi sur le site de MCMTII tout est indiqué, fabrication, programmation des paramètres suivant le type de monture etc.
Le but de cette page web est d'apporter quelques compléments sur la réalisation de l'électronique, l'interfacage avec ma monture (CG11 Losmandy munie de ses moteurs d'origine pas à pas) et surtout l'intégration de notre carte d'autoguidage Itelente dans le même boîtier.
Je décris sommairement le rôle de l'interface Itelente qui a pour vocation première la réalisation de l'autoguidage avec un simple webcam, mais aussi plein d'autres fonctions comme la mise en station sans la visibilité de la polaire, l'acquisition en longues poses avec une webcam et cela sans le port parallèle.
Je rappelle que le montage MCMTII possède une entrée ST4 qui sert à autoguider, mais cela se fait avec un capteur CCD externe.
MATÉRIEL EXISTANT.
Je possède une monture Losmandy CG11 avec moteurs pas à pas, supportant pour l'instant un C8 et comme accessoire une lunette Vixen fluo de 810/90 qui me sert pour l'autoguidage. Je me suis surtout occupé pour l'instant à faire de belles images avec un APN Canon 350D, maintenant que j'ai fait un peu le tour je m'intéresse surtout à la spectro et à l'automatisation du télescope afin qu'il puisse faire tranquillement à l'aide de scripts par exemple des acquisitions en automatique durant toute la nuit (courbes de lumières...). Pour la spectro on utilise la partie réfléchissante de la lame pour l'autoguidage, la aussi l'autoguidage automatique est indispensable pour ce genre de travaux un peu spécialisé.
Pour cela il me fallait une motorisation performante type Gemini ou autre chose, mon choix s'est porté sur le kit MCMTII maintenant qu'il est facilement reproductible pour usage personnel et que la documentation précise permet à chacun avec un peu de soins de le monter.Une liste MCMTII est toujours la pour poser les questions et avoir les bonnes réponses des utilisateurs.
Son prix de revient est d'environ de 500 € avec les moteurs pas à pas Sanyo, donc beaucoup moins cher qu'un produit fini du commerce, de plus on a le joie de le monter soi-même sa propre motorisation et donc éventuellement de trouver une défaillance ou même de l'améliorer.
Aussi on peut l'associer à un autre montage tel que notre interface Itelente, dont je décrisà la fin de l'article le raccordement et les résultats obtenus qui sont parfaits.
Face avant du MCMTII terminé.
Face arrière MCMTII.
Nous pouvons voir plusieurs connecteurs indépendants du montage MCMTII, il s'agit de la carte ITELENTE qui désormais fait partie intégrante du boîtier.
En dessous du connecteur GUIDAGE (raquette du MCMTII) on retrouve un connecteur Canon mâle 9 points, il permet la liaison RS232 entre l'interface d'autoguidage et le PC. Les sorties APN, LP et FOC servent successivement au séquenceur pour commander un APN (poses longues au delà des 30s), la sortie LP pour gérer les webcam longues poses (plus de port parallèle), enfin la FOC qui alimente un moteur à courant continu (motorisation de la focalisation).
Au centre les quatre LED disposées en losange représentent les quatre directions, bien utile pour voir le bon fonctionnement de l'autoguidage par exemple.
Le connecteur Canon 15 points femelle fait partie du MCMTII, il permet la connexion à la raquette classique. Sur la face avant du boîtier nous avons les deux sorties moteurs (AD et DEC) la liaison RS232 par un connecteur Canon 9 points et l'entrée autoguidage externe ST4.
FABRICATION.
Une fois la carte câblée il est nécessaire de vérifier les alimentations des circuits logiques qui sont tous alimentés en 5V. La tension 5V est réalisée à l'aide du régulateur LM2575 (boîtier TO 220- U14), comme tension d'alimentation générale, j'utilise une alimentation à découpage du commerce 24V-6A alimentée en 220 V, il faut au moins un ampérage de 2 à 3 A minimum afin de faire fonctionner les moteurs pas à pas dans les meilleures conditions. On pourrait adopter aussi une alimentation de 12V de 3 à 4A aussi.
Vérifications du 5V sur les principaux circuits.
PIC 16F877 (boîtier 2X20 broches, notés U5 et U6) le 5V se trouve en patte 11, le 0V en patte 12.
MAX 505 (boîtier 2X12 broches, notés U10 et U11) le 5V se trouve en patte 22, le 0V en patte 3.
MAX 232 (boîtier 2X8 broches, noté U9) le 5V se trouve en patte 16, le 0V en patte 15.
74LS126 (boîtier 2X7 broches noté U16) le 5V se trouve en patte 14, le 0V en patte 7.
Avant d'insérer les circuits PIC 16F877 il est nécessaire de les programmer, ils le sont dans la livraison.
Je ne parle pas de la réalisation de la raquette de commande ni des LED qui nous indiquent les quatre directions. Il est nécessaire aussi de réaliser le câble droit (trois contacts) qui est en fait la liaison RS232 entre le PC et le MCMTII.
Une fois cela réalisé il est temps de mettre sous tension, on doit voir les quatre LED allumées simultanément et cela pendant 2 s environ, c'est la preuve que le montage MARCHE. Ce n'est pas fini pour autant. Je n'ai pas parlé de la mise en place du radiateur qui sert de refroidisseur pour les quatre circuits driver (deux par moteur, donc un par bobine) les LM18245. J'ai un peu modifié la façon de faire, effectivement le boîtier que j'utilise n'est pas celui préconisé sir le site mais un boîtier plat qui regroupe l'alimentation à découpage 220V-24V, une deuxième alimentation à découpage (abaisseur de tension) qui me donne 12V et 5 V, deux tensions utilisées pour l'interface Itelente, le circuit principal MCMTII et la carte Itelente (voir photos).
Ce radiateur est indispensable, effectivement même avec les moteurs SANYO 7123.0440 (destiné pour les montures type CG11 ou NJP 160) les drivers chauffent sensiblement, c'est pour cela qu'il faut absolument respecter les valeurs des résistances aux bornes 13 des LMD18245 qui sont:
moteurs 1A : 20 k
moteurs 2A: 9.8 K
moteurs 3A: 6K
Il est aussi indispensable d'ajuster ces valeurs à l'aide du potentiomètre multi tours, la aussi tout est expliqué dans la doc. Je précise qu'il est important de fixer la même valeur ohmique pour les quatre réglages des potentiomètres (équilibrage des ponts). Pour mes moteurs SANYO j'ai une résistance mesurée de 15 Kohms en la patte 13 du LM18245 et la masse, et cela pour les quatre drivers.
Pour ceux qui veulent intégrer leur montage dans un boîtier plat (de faible hauteur) on peut faire le choix de positionner les condensateurs (C9.C10.C11.C12=1 micro et C13.C14.C16.C17=100 micro ) du coté composants, effectivement pour le boîtier MCMTII préconisé ( boîtier Seletronic EC2309) les condensateurs sont implantés coté soudure. En ce qui me concerne j'ai fait le choix inverse, le résultat est que le boîtier est de faible hauteur, de plus si on veut enlever de son support un composant par exemple on peut prendre appui sur le fond du boîtier. Par contre il est indispensable de trouver un radiateur qui laisse un peu d'espace pour ces condensateurs, voir détail photo.
Pour en finir avec les moteurs j'ai carrément enlevé les capacités C5, C6, C7, C8 (de 2.2 nF) aux bornes de chaque circuit, elles rajoutent une fréquence aiguë très désagréable. Elles jouent le rôle d'un filtre, et en les enlevant le fonctionnement des moteurs est silencieux et le tout marche parfaitement.
Pour augmenter encore la précision du quartz qui gère les micro-controleur (PIC16F877) il a été rajouté au montage d'origine en lieu et place du quartz qui cadence le PIC16F877 de l'ascension droite une base de temps de 20 Mhz, ce composant sous la forme d'un petit boîtier métallique se trouve facilement chez les revendeurs de matériel électronique, son prix est d'environ 6 à 7 €.
MODIFICATION SUR LA BASE DE TEMPS.
On enlèvera le quartz Q2 et les condensateurs C20 et C21, il suffira ainsi de souder les connections suivantes (se repérer par rapport à l'image joint).
Remarque: sur ce détail il s'agit de la base de temps sur le micro-controleur qui gère la DEC, ce n'est pas nécessaire de le faire, il faut l'implanter bien sur sur le micro-controleur qui gère l'AD, ce qui est plus logique. Il n'y aura aucune dérive de la fréquence quelque soit la température.
Les N° des pattes correspondent aux connections suivantes:
patte 1 : non utilisé
patte 7: reliée sur C20 (coté 0V du montage).
patte 8: reliée sur Q2 (cela correspond à l'entrée patte13 du PIC16F877).
patte 14: reliée au + 5V du montage.
Une autre photo montre bien l'implantation.
POINTS DIVERS A REALISER.
Dans le sachet "composants rares" nous avons les circuits logiques ainsi que les drivers de puissance, il manque cependant les diodes rapides, difficiles à trouver sur Conrad ou Selectronique, alors j'ai pris les plus rapides au magasin du coin, attention pour D1 et D2 il faut qu'elles puissent passer quelques ampères, pour U13 nécessaire à l'alimentation à découpage pas de problème d'ampérage.
Une fois l'ensemble câblé et en ordre de marche , c'est à dire qu'avec la raquette on peut actionner les deux moteurs dans les directions choisies, on peut commencer à faire dialoguer MCMTII avec le PC via le câble droit RS232.
Il est important de bien adresser les deux PIC16F877, à ce niveau j'ai eu un problème d'adressage et si vous n'avez pas le bon alors aucun dialogue ne s'établira entre votre PC et le MCMTII.
Pour cela faire: le DIP SW1 correspond à l'adresse du PIC qui gère l'alpha, il faut mettre 0.0.0 ce qui correspond aux pattes 8.9.10. Le DIP SW2 correspond à l'adresse du PIC qui gère la déclinaison, il faut mettre 1.0.0 qui correspond aussi aux pattes 8.9.10. Cette précision est importante, si non vous ne pouvez pas dialoguer avec votre PC.
Enfin vous pouvez copier les fichiers "telescope.dll" et"mcmt_setup.exe" dans un même répertoire. Le fait de lancer l'exécutable ouvre une fenêtre ou vous devez rentrer vos paramètres de monture, tout est très bien expliqué sur le site MCMTII. Enfin pour faire reconnaître votre montage avec votre logiciel "Prism" ou "carte du ciel" par exemple il est la aussi nécessaire de télécharger sur internet la plateforme ASCOM 4.1, la notice d'installation est aussi expliquée sur le site (notice .txt de Michel Meunier).
PARAMETRAGES MCMTII POUR MONTURE CG11 LOSMANDY.
Cela se fait une fois que vous avez lancé l'exécutable, un tableau s'ouvre "telescope setup" (seulement si la liaison entre le PC et le MCMTII est établie), la aussi je ne vais pas reprendre ce qui est expliqué sur le site, mais seulement la page qui résume les paramètres pour ma monture, je joins les copies d'écran.
Je reproduit ci contre les deux tableaux qui résument les réglages pour la monture CG11, sachant que nous avons deux couronnes dentées identiques de 360 dents une pour l'ascension droite et pour la déclinaison. Il suffira alors de rentrer ces paramètres dans l'onglet "calcul", on obtient les résultats en cliquant sur "évaluer". Dans le deuxième onglet "paramètres" on définira les différents choix, la aussi on pourra prendre exemple sur le tableau ci-dessus:
Maintenant on peut faire varier différents paramètres, par exemple la vitesse de correction (utile pour l'autoguidage), la vitesse de pointage, le courant etc pour cela se reporter au site MCMTII. Ne pas oublier de cliquer sur "écrire" pour sauvegarder dans les PIC les paramètres, qui sont en fait propres à sa monture.
Le deuxième tableau suivant représente l'onglet "calcul", résume en fait ses paramètres.
On peut voir différentes choses dans ce tableau, pour l'alpha la vitesse sidérale qui est fixe bien sur, la vitesse de pointage lente qui est 0.1°/sec qui est une valeur raisonnable, enfin la vitesse de pointage rapide qui est de 2°/sec, le choix est raisonnable aussi, cela "économise" la mécanique de la monture.
La résolution est de 0,14" par micro pas pour une roue dentée de 360 dents, sachant que la résolution théorique est donnée par la formule Re=12/D nous avons pour un tube type C11 (280 mm de diamètre) une résolution théorique de 0,4", nous avons donc un rapport de 3. Le micro pas (1/128 de pas) n'est pas détectable sur le ciel, j'ai réalisé plusieurs essais à ce sujet, successivement j'ai pris un défilement d'étoile réalisé avec un Canon APN 350D dans l'axe de la DEC et dans l'axe de l'AD, en faisant un pointage lent sur 10 s de temps. Le déplacement est bien rectiligne sans à coups. La trace de l'étoile est assez turbulente, cela est du à la turbulence même qui était très forte pendant cette nuit.
On remarque la forte turbulence dans la trace de l'étoile.
CHOIX DES MOTEURS ET MISE EN PLACE SUR LA CG11.
Code commande chez Farnell: 720483.
J'ai choisi le moteur Sanyo 103H7123.0440 (pour l'achat groupé trois modèles sont proposés, ce choix proposé dépend de la taille de son instrument largement suffisant pour les montures genre Losmandy CG11, on le trouve chez Farnell au prix de 74 € H.T. Il est utilisé en prise directe sur la vis sans fin (utilisation en mode micro pas, 1/128 pas) et donc ne nécessite pas de réducteur. Aussi celui-ci est de très bonne qualité, et sans aucun jeu mécanique détectable dans l'axe, comme raccord de liaison j'ai gardé les coupleurs Oldham, avec un diamètre de 6.35 mm du coté moteur, et du coté vis sans fin un diamètre de 4 mm, il suffit donc d'acheter un seul coupleur pour diamètre axe de 6.35 et de combiner les deux.
Certains utilisent des coupleurs flexibles, leur tolérance est moindre pour deux axes qui ne sont pas parfaitement alignés, mes premiers résultats sont très bons, pour l'instant je reste dans cette configuration.
Le plus délicat fut la fabrication des supports moteurs en aluminium, j'ai donc récupéré deux morceaux d'aluminium de 25 mm d'épaisseur, avec un peu d'usinage soigné on arrive à faire la pièce qui va bien, voici les deux moteurs montés sur l'AD et la DEC.
Sur cette photo on remarque le coupleur d'origine, pour l'axe AD il manque le détecteur de proximité qui sera intégré très prochainement.
IMPLANTATION AUTOGUIDAGE ITELENTE.
La aussi je ne vais pas rentrer dans les détails, le mieux est de se connecter sur notre site ITELENTE, de plus il existe une liste d'utilisateurs de cette interface, et un dialogue s'est instauré, avec pas mal d'exemples d'images réalisées, problèmes et solutions sont évoqués.
Principaux points:
Autoguidage avec une webcam fixée au foyer d'un deuxième instrument (lunette guide)
Possibilité de faire des poses longues en cas de difficulté à trouver une étoile guide (sans port parallèle).
Mise en station de l'instrument sans l'étoile polaire.
Focalisation électrique par moteur à courant continu.
Séquenceur pour APN poses longues, poses programmées....)
Autoguidage dérivant.
Autoguidage sur fente spectro (Lhires3).
Encombrement limité et faible coût, de l'ordre de 60 €.
Intégration facile dans le MCMTII.
Mon choix de boîtier plat et de grande dimension est volontaire, il m'a permit d'y intégrer notre interface (voir photo en début d'article), il suffit ensuite d'alimenter la carte en 12V et en 5 V, ce qui est fait par l'alimentation à découpage qui transforme le 24V en deux tensions 5V pour la logique et le 12V pour l'alimentation du moteur de focalisation. Enfin l'interface est connectée sur un port série, l'utilisation d'adaptateur USB-SERIE est tout à fait possible. Le cœur du système est un micro-controleur PIC 16F876 qui gère 3 X 8 entrées ou sorties (suivant la programmation), le programme goto-gape est résident dans le PC et évolutif. Je vous donne les quatre liaisons à faire entre l'interface Itelente (connecteur J2) et les deux PIC U5 et U6.
La masse entre les deux cartes est commune, je me branche donc à la base du connecteur ST4 Canon 15 points au niveau des soudures (nappe plate de 4 fils).
ST4 A+ patte 10 de J1 ---------en patte 33 de U6
ST4 A- patte 4 de J1 ----------- en patte 34 de U6
ST4 D+ patte 13 de J1--------- en patte 34 de U5
ST4 D- patte 7 de J1 ---------- en patte 33 de U5
GND patte 8 de J1 ------------ GND ou 0V de l'interface Itelente.
Le connecteur J1 correspond au connecteur Canon 15 points ST4.
Je précise que par sécurité j'ai mis sur chaque liaison une résistance de 1 Kohm en série.
Mon article se termine maintenant, j'espère avoir éclaircit quelques points du montage MCMTII ainsi que quelques astuces qui peuvent être bien utiles, enfin l'intégration de l'autoguidage Itelente est un plus pour ceux qui veulent autoguider avec une webcam et aussi utiliser d'autres fonctions très intéressante.
Mon mail : lopezvilla2000@wanadoo.fr
Auteur: Alain Lopez
Le 6 août 2007.
Merci à tous les concepteurs de MCMT2 que l'on peut retrouver sur leur site: MCMTII