Fabrication de la planche sans dérive
Fabrication de la planche sans dérive |
La première planchette ainsi réalisée selon le principe de Haig et came correctrice m'a permi de faire mes premiers pas en astrophotographie. Elle était adaptée au compact Powershot G5 mais pas du tout au réflex EOS 1000D.
Je me suis posé un challenge avec mon nouvel appareil photo : faire une planchette équatoriale sur le même principe que ma première planchette, mais, capable de porter les 1,2 kg du 1000D et de son attirail, et de permettre des poses de 2 minutes à 200 mm de focale APS-C (soit 325 mm en équivalent plein format).
Elle est en bambou lamellé collé. Ce matériau qui est une herbe ligneuse et non un bois, est très solide, ne craint pas l'humidité, facile à couper, beau, et pas cher.
Tout simplement des roulements et des roues de rollers. Les roues sont choisies dans le plus grand diamètre disponible pour les plus molles (78 mm de diamètre et grade 78A). Les roulements sont des simples ABEC 3.
Il s'agit d'une tige M6 en acier inox. Son pas est de 1 mm.
Je réutilise la carte et le moteur de ma vieille planchette, à savoir le kit Big Step. La raquette contient un potentiomètre 12 tours de précision qui me permet de faire varier la fréquence. La fréquence générée par la carte est contrôlée avec un petit multimètre à 17 EUR.
J'ai proscrit l'usage des engrenages qui m'ont laissé de mauvais souvenirs. J'ai opté pour des roues à courroie. Le pignon est donc une roue à 10 dents, qui entraine une grande roue à 60 dents via une courroie crantée.
La quincaillerie provient des pièces qui se sont accumoncellées au fil du temps dans mon bazard de bricoleur. La came par exemple a été taillée dans un morceau épais de plastique trouvé dans un vieux magnétoscope.
Pour éviter que les vibrations se transmettent sur la planche principale, le moteur n'est pas fixé directement sur elle (comme c'était le cas sur ma première planchette). Il est fixé sur une petite planche. Son axe n'est pas, non plus, relié physiquement à l'axe de la roue pignon , mais par l'intermédiaire d'un manchon en caoutchouc pris dans une chute de câble électrique et tenu par deux colliers de serrage de plomberie.
Le tout est fixé sur une des roues de roller qui porte le pignon.
L'entrainement est réalisé avec des roues à courroie. Le rapport est de 6.
Pour réduire les vibrations, les roulements qui guident les axes des roues sont tenus dans des roues de roller. Les roues sont vissées sur la planche en prenant soin à ce que la vis soit logée dans la gomme de la roue et non dans le moyeu en plastique dur. De cette façon, la souplesse des roues sert à amortir les vibrations transmises le moteur au pignon et par la courroie à la grande roue.
Le moteur est lui même fixé sur une planchette qui est vissée sous une des roues support du pignon.
Pour régler la tension dans la courroie, j'ai opté pour un système à 3 vis.
La tige filetée sert d'axe pour la grande roue qui l'entraine à la vitesse de 1 tour par minute. En tournant, elle pousse un chariot qui entraine le bras porteur de l'APN.
La came correctrice est expliquée sur une autre page. Il s'agit d'une développante de cercle. Sa fabrication n'est pas compliquée mais elle nécessite beaucoup de soin, la précision de la planchette en dépend.
Le bras doit pivoter autour de l'axe polaire. La distance entre l'axe polaire et l'axe de la tige filetée se calcule en fonction du pas de vis de la tige filetée, e, et du nombre de tours qu'elle fait par minute, n.
R = n x e / tan w, ou w = 0,25°/min
Pour une tige filetée M6 au pas de 1 mm, la distance est de 228,5 mm.
L'axe polaire tourne lui aussi dans des roulements à bille logés dans l'épaisseur de la planche. L'axe est constitué d'un tube en acier au travers duquel je peux faire une mise en station approximative.
Afin de forcer le bras contre le chariot, la rotule est volontairement désaxée ce qui permet au centre de gravité de l'appareil photo d'être quasiment toujours du bon coté. Pour parfaire le contact dans toutes les situations, j'ai rajouté un ressort.
La mise en station approximative se fait en regardant par l'axe de rotation du bras. Un chercheur 6x30 viendra plus tard compléter l'ensemble pour une meilleure mise en station.
Pour contrôler la fréquence, j'utilise un petit multimètre digital. L'alimentation a été récupérée dans un vieux chargeur de batteries.
Il ne me faut que 10 minutes pour installer l'ensemble dans mon jardin. La photo suivante montre la monture équipée de l'appareil photo avec son pare-buée (fabriqué à partir d'un manchon d'isolation de tuyau en mousse).
La première soirée de test a été désastreuse. C'est ce qui est mis en évidence en (A) dans l'image suivante.
J'ai alors recommencé toute la liaison tige filetée / grande roue et amélioré le réglage de la tension dans la courroie. L'amélioration a été très notable (B) mais pas encore suffisante. J'ai quand même réussi une image de M31, potable mais sans plus (29 poses de 30 s à 800 ISO).
Cette première expérience grandeur nature m'a permis de constater que de nombreux progrès restaient à faire :
- dans la réduction des vibrations ;
- dans la qualité de la vitesse de suivi ;
- dans la qualité de la mise en station.
En effet, l'effet combiné de la mauvaise vitesse de suivi et d'une mise en station médiocre m'ont empéché de prendre des photos de plus de 30 secondes de pose. Les vibrations n'étaient pas trop génantes pour M31 qui se situait vers l'ouest, mais pour la Lagune c'était une invasion de soucoupes volantes !
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En fait, plusieurs erreurs s'étaient combinées. La liaison entre la grande roue dentée et la tige filetée se faisait avec deux roues de roller (de chaque coté de la courroie). La tige filetée était alors tenue en 3 points ce qui mécaniquement n'est pas bon du tout (c'est hyperstatique) et générait de forts mouvements de va et vient de la tige filetée : elle pompait. Malgré les efforts de ma première rectification le pompage était toujours présent.
J'ai donc retiré une des deux roues de roller et fixé fermement l'autre roue. C'est ce que l'on voit sur la photo qui illustre la came ci dessus.
La vitesse de suivi n'était pas correcte. On m'avait - à tord - conseillé de monter la courroie à l'envers (dents vers l'extérieur) pour, soit disant, supprimer les vibrations causées par les dents. Mais en faisant comme ça, la courroie glissait sur les roues et l'entraînement perdait quasiment 1/10e de tour par minute !
Bref, j'ai remis la courroie dans le bon sens ce qui m'a permi au passage de réduire légèrement sa tension.
J'ai aussi supprimé la fixation de la planchette support du moteur sur l'une des roues de roller (elle était alors vissée sur les deux roues).
Enfin, et c'est le plus important, j'ai désolidarisé l'axe du moteur de l'axe du pignon. Ils sont maintenant reliés par l'intermédiaire d'un manchon en caoutchouc serré par deux colliers. L'accouplement n'est plus rigide mais souple, le moteur ne transmet plus son couple brutalement comme en (B) mais de façon amortie.
C'est comme cela que je suis parvenu à la trace (C) qui ne montre (presque) plus de déviation sur le filé de l'étoile. La seule déviation visible est due aux erreurs d'usinage de la came.
Il ne reste plus qu'à installer un chercheur 6x30 en guise de viseur polaire afin de parfaire la mise en station. Il est commandé et devrait arriver bientôt.