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projets:instruments:pushtotlm

Fabrication d'un PushTo pour le TLM

But du projet et références

Le TLM est le télescope du club (type Dobson), que nous avions fabriqué en 2013 (voir cette page qui raconte toute l'histoire, et notamment pourquoi il s'appelle TLM).

Un pushto est un système d'aide au pointage. Il permet de guider l'observateur qui déplace manuellement le télescope vers le bon endroit du ciel. Les télescopes de monture Dobson ne peuvent pas être équipées d'un Goto (un système plus complexe - et plus cher - qui envoie directement le télescope sur la cible, avec des moteurs). Donc le pushto est un bon compromis.

L'idée est proposée par Pascal qui a trouvé des instructions détaillées sur instructables. Le montage utilise des encodeurs pas à pas et un Arduino pour mesurer les positions du télescope et aider au pointage.

Présentation de Pascal :
pushtotlm.pdf

La version traduite en français (merci Jean-Christophe).

Première séance (20/12/2019)

Présents : Pascal Jean-Christophe, Christophe, Michel L, Patrick B, Maïté et Philippe, Pierre-Michel, Richard, Pascal B, Fred

Merci Maïté pour les petits gâteaux alsaciens et Jean-Christophe pour les chocolats !

Présentation de Pascal

Pascal nous explique le fonctionnement des codeurs pas à pas et comment utiliser l'Arduino pour décoder les signaux électriques et en déduire leur position absolue. En prime une démo en direct avec de vrais codeurs et un Arduino.

Les planches de Pascal :
encoder.pdf

Il faudra pour notre montage un Arduino un peu plus puissant que le modèle de base (Arduino DUE).

Conception du montage

Réflexions de groupe pour trouver la meilleure adaptation du montage à notre cas.

Disque en élévation
On le fixe à l'intérieur du TLM. Il est au bord de la caisse, donc sans masquage du miroir.
Le capteur peut se fixer sur l'intérieur, côté sud.
Débattement 90 degrés ⇒ pas de gène pour mettre le TLM horizontal.

Disque en azimut
Ce cas est plus compliqué car actuellement il n'y a pas la place ni sous la caisse, ni sous la monture.
Après avoir étudié plusieurs possibilités, nous décidons de fixer le disque sous la monture du TLM, et le capteur sur le socle.
Avantages : simplicité et faibles contraintes mécaniques.
Inconvénient : nécessite de rehausser la monture ⇒ il faudra remplacer l'axe par un autre plus long, et remonter d'autant les 3 patins en téflon (avec des cales en bois).

Cas d'un disque sous le socle (non retenu) :

Mesures :

  • caisse = 35 cm de côté
  • socle = 34 cm de côté

On décide aussi de refaire le socle avec un rond de diamètre 60cm + 3 pieds réglables (meilleure stabilité su sol irrégulier + réglage de l'horizontalité).

Pour les disques : contreplaqué ép 8

Important : nous choisissons de mettre la courroie avec les crans en interne, et de mettre la poulie en tension.
Il faut donc des disques un peu plus petits (selon la distance de la poulie).
Cette solution permet d'absorber les jeux, et éviter la complexité des ressorts pour mettre en tension la poulie sur le disque.

2e séance (10/1/2020)

Présents : Pascal A, Jean-Christophe, Michel L, Patrick B, Maïté et Philippe, Pascal B, Marie-Lise, Cédric, Fred

Merci à ceux qui ont apporté galettes, petits gâteaux et chocolats !

Présentation de Michel

Michel nous fait une démo de son programme pour utiliser un Arduino avec un module GPS. Ceci permet de récupérer automatiquement la position et le temps sans avoir besoin de les rentrer dans le programme manuellement. Il possède un mode démo qui envoie des valeurs de positions prédéterminées, et dont on voit l'évolution dans Stellarium.

le prototype élaboré par Michel (avec affichage lcd des données gps, temps sidéral, simulation avec des potentiomètres : impressionnant !)

Finalisation de la carte permettant d'adapter les signaux de l'Arduino Due à 3.3 V (les carte MEGA et Uno fonctionnent avec un niveau de signal fixé à 5V : en l'absence de pont diviseur de tension cette tension de 5V pourrait détruire la carte arduino Due). Le niveau 3,3 est ajusté sur chacune des 2 voies des 2 codeurs par action sur les potentiomètre et vérification de la tension avec un multimètre

Prochaine étape : intégration des améliorations développées par Michel

Fabrication du nouveau socle

Jean-Christophe a fabriqué le socle triangulaire. Il monte en séance les 3 pieds réglables.

Poursuite de la conception de l'adaptation du TLM

Les roues dentées et les courroies sont approvisionnées. Nous avançons dans la réflexion pour raccorder les codeurs et les disques. Contrairement au plan, nous avons choisi la dernière fois de mettre les courroies avec les crans en dedans, et donc fixer les codeurs un peu excentrés par rapport aux disques. Il faut donc recalculer le rayon des disques sachant que la longueur des courroies est imposée.

Cette question a donné une scène intéressante : une partie du groupe s'est lancé dans les calculs, et l'autre a choisi une démarche empirique en fabriquant des disques en carton de différents diamètres.

Dans le groupe “calculs”, Michel a montré avec brio son aisance avec les équations, puis a résolu avec un équivalent de mathlab le système 2 équations à 2 inconnues, non linéaire donc sans solution analytique. Le résultat est 17.6 cm (rayon d'un disque).

L'autre groupe “empirique” a obtenu un bon résultat avec un disque de carton de 17 cm ⇒ ouf, les 2 concordent !

Nous choisissons donc de fabriquer 2 disques de diamètre 17 et d'épaisseur avec un petit épaulement pour que la courroie reste en place. Voici le plan :

La prochaine étape est donc de trouver une plaque de PVC ou polyéthylène de dimensions 36×18 cm minimum et d'épaisseur 1 cm (imposée) puis de faire tailler les disques dedans.

Une autre voie serait d'imprimer une poulie GT avec 266 dents : cf aperçu du fichier stl

3e séance (7/02/2020)

Présents : Jean-Christophe, Christophe, Michel L, Maïté et Philippe, Pascal B, Pascal A, Fred

Programmation Arduino

Présentation de l'avancement des travaux de programmation.

Retour par Michel des considérations liées au calcul du temps sidéral et des conversion Az, Alt en RA,DEC

electronique_et_programmation_pushto.pdf

Initiation à l'électronique

Présentation du matériel de base nécessaire

  • Tapis de soudage
  • Fer à souder 15 à 30W
  • Soudure fine
  • Pince coupante fine
  • Pince à dénuder automatique
  • Multimètre

Petite présentation de l'utilisation d'un multimètre. utiliser un multimètre

Présentation des composants usuels : résistance (code couleur), condensateurs, diodes, led, transistor, circuits intégrés

La breadboard et ses connexions,

Crédit willswingscockpit.blogspot.com - ce tableau donne la valeur théorique de la résistance et sa valeur approchée dans la série normalisée ; cette valeur peut être calculée avec la loi d'ohm U=RxI en prenant pour i des valeurs entre 5 et 30mA selon les caractéristiques de la diode et l'éclat souhaité

Travaux pratiques : Maïté soude une led avec sa résistance de 470 ohms qui est testée sur l'alimentation +5V de l'Arduino : la led s'allume, épreuve réussie !

Démonstration de l'utilisation de l'outil de wrapping qui permet de faire des prototypes sans soudure.

Mécanique

Modélisation sur ThinkerCad : Bravo JC !

Décision d'opter pour un entraînement direct du codeur par la courroie exactement ajustée sur un disque de médium (Jean Christophe se charge de fabriquer les disques). Nous revenons donc en arrière par rapport aux séances précédentes. Le mécanisme de ressort semble finalement plus simple et moins risqué à mettre en place.

Nous adapterons les codeurs avec un système mobile + ressort de rappel (sera travaillé lors de la prochaine séance).

Une des flasques de la poulie des codeurs devra être éliminée pour être entraînée par le disque.

Post séance

Réalisation des deux disques par Jean-Christophe : reportage étape par étape

tlm_disques_capteurs.pdf

Impression 3D de deux poulies (Pascal)

poulie_20_dents_gt2_sans_flasque_impression_3d.pdf

4e séance (19/11/2021)

Après les mois de Covid, nous reprenons sur ce projet nos séances de bricolage.

Présents : Nicolas, Christophe, Jean-Christophe, Pascal B, Pascal A, Christian S, Vincent, Michel L, Maïté, Fred, Marie-Lise, Edwige et son mari

Remise à niveau

Revue en séance des comptes rendus des séances précédentes (ci-dessus dans cette page).

Démo du système par Michel

La carte Arduino récupère les coordonnées Alt/Az et les transforme en Ra/Dec que lui demande Stellarium.

La présentation de Michel : mllpusto.pdf Le code source : srcpushtomega.pdf

Le système complet avec Arduino, codeurs, GPS, mini-écran, mini-clavier :

Attention il faudra communiquer au club les factures pour :

  • Arduino DUE acheté par Pascal
  • Accessoires achetés par Michel (GPS, clavier, mini-écran…)

Démos de Pascal

Pascal nous explique son système de serveur de temps NTP en wifi sur TotemDuino (un Arduino sécurisé et dédié aux tests).

Conception du montage sur TLM (axe en azimut)

Nous réfléchissons à la meilleure manière de monter le codeur, la poulie et la roue sur l'axe azimut (on verra en second lieu l'axe élévation).

La poulie n'est pas assez large : il faut soit lui enlever le bord externe, soit fraiser les disques légèrement sur les bords extérieurs. On choisit de ne pas toucher aux roues, et donc de tailler le bord des poulies (Michel). Pascal essaiera aussi des poulies en impression 3D.

Fixation du codeur : il faut l'encastrer dans le socle, faire une fenêtre pour laisser libre le système de ressort. Conception d'un système de plaque pour fixer sur le socle, avec ressort (Photo ML). Christophe va préparer une plaque en alu à tester la prochaine fois.

Le socle est trop bas (le codeur va toucher le sol) ⇒ il faudra rallonger les pieds ou les fixer sur des cales (en dessous du socle).

On décide aussi de faire appuyer la monture sur le socle pour ne pas mettre du poids et des contraintes sur la roue. Il faudra donc des cales pour remonter les teflons (épaisseur de la roue).

Prévoir aussi de renforcer l'axe central pour éviter l'usure du bois.

Schéma du système :

5e séance (26/11/2021)

Avant la séance, Michel a modifié les poulies (suppression du bord externe, au tour) et Pascal en a imprimé en ABS.

Présents : Jean-Christophe, Christian, Fred, Maïté, Pascal A, Pascal B, Michel, Vincent

Jean-Christophe fait cadeau au club de 2 lampes de bureau à néon pour nos séances en salle.

Michel apporte le Arduino Due, tout monté avec les accessoires (sauf le mini-clavier qui ne fonctionne pas mais ce n'est pas indispensable).

Jean-Christophe montre son ingénieux prototype de fixation de la monture sur le socle, avec un tube de 30 et 2 roulements. Cet axe subit en effet de fortes contraintes mécaniques et nous avions constaté que le bois était émoussé autour du trou dans la monture.

Il a même prévu un écrou à goupille, pour éviter le frottement si on serre trop, et en même temps un dé-serrage de l'écrou à l'utilisation.

En séance, conception détaillée de cet axe, pour prendre en compte le tube de Jean-Christophe et les contraintes liées à la poulie, le codeur et la roue :

Schéma de la fixation de la roue sur le fond de la monture, avec des rondelles en guise de cales :

Attention à ne pas perdre le centre, puisqu'on va fraiser au diamètre 30. Donc dans cet ordre :

  1. fixer (4 vis) la roue en la centrant bien sur le centre de la monture,
  2. fraiser ensemble la roue + la monture à 30mm

Pascal A explique son système d'impression 3D, du modèle informatique jusqu'à la pièce finale, en passant par le “trancheur” (slicer) :

projets/instruments/pushtotlm.txt · Dernière modification: 2021/11/27 18:06 de fred.pailler