Données Techniques - Mécanique
Architecture mécanique
Au début de ce projet, nous avions plusieurs objectifs au programme:
- Faire du Lhires III un instrument résolument économique, pour qu’il soit accessible au plus grand nombre, et diffusé le plus largement possible.
- Disposer d’un instrument compatible avec beaucoup de configurations : différents télescopes ou lunettes, différentes caméra CCD, différentes caméra de guidage.
- Avoir un instrument léger et compact, pour qu’il puisse se monter sur des instruments modestes (typiquement un C8 sur monture GP).
- Avoir un instrument modulaire : Un spectro, c’est un instrument appelé à évoluer, en fonction des astuces que les uns et les autres vont trouver…
- Disposer d’un instrument simple à mettre en œuvre: facilité de réglage, de pointage, de suivi, etc…
Sur la base de ces contraintes, Christian a fait le choix d’une architecture optique de type Littrow. C’est cette architecture qui apporte la compacité (par le repli du faisceau sur lui-même) et le coût (un seul doublet achromatique pour l’aller et le retour du faisceau). De là, nous avons pris très tôt plusieurs options importantes:
- Le choix d’un châssis en tôle pliée.
Cette technique, bien adaptée à de la petite série (les pièces sont fabriquées sur des machines à commande numérique, programmées directement à partir des fichiers CAO) donne un très bon compromis entre le coût de fabrication et la richesse fonctionnelle des pièces réalisées. La structure en coque, par assemblage des différentes pièces donne une très grande rigidité, pour un poids plus que raisonnable. Des écrous sertis sont montés sur les tôles, afin qu’aucun filetage ne soit réalisé dans l’épaisseur de l’alu (1.5mm) – ce serait trop fragile!
La structure de l’instrument, basée sur ce châssis en tôle, permet de rapporter les différentes fonctions (supports caméras, support de fente, support de réseau, support du doublet collimateur…) de manière assez indépendante – répondant ainsi au besoin de modularité.
Pour limiter les références de vis, nous avons choisi de mettre des vis M3 pour tout ce qui concerne l’assemblage du chassis, et des vis M4 là où il y a des efforts mécaniques conséquents, ou pour les vis devant être manipulées souvent.
- Le choix d’une fente réfléchissante
Etant donnée la finesse de la fente sur le Lhires III, un système de guidage s’est vite avéré strictement nécessaire. La fente réfléchissante était plus complexe à fabriquer (surtout en série), mais elle avait l’avantage sur la lame semi-réfléchissante de ne perdre aucun flux, et on a donc préféré cette voie. André Rondi a fait les premiers essais concluants de fente en laiton, et nous a montré la voie. Ensuite, Patrick Fosanelli a relevé le challenge de fabriquer des fentes en inox (plus dur, mais inaltérable…), en soignant particulièrement la rectitude des arêtes. Il faut bien comprendre que c’est grâce à l’ingéniosité de André puis de Patrick que l’on arrive à un instrument aussi performant!
- La possibilité d’intégrer un APN
Christian a rapidement insisté très fort pour que l’on puisse utiliser le Lhires III avec un appareil numérique. Si aujourd’hui les caméras CCD sont encore nettement plus sensibles que les APN, les développements dans le domaine photo sont tels qu’il y a fort à parier que de plus en plus d’amateurs travailleront avec ces appareils.
Le support des APN n’a pas été facile. En effet, la dimension de ces appareils (le capteur se trouve au fond de l’appareil, à environ 50mm du plan de fixation) exige un fort tirage. Pour garder la compacité générale, il a fallu ruser en faire passer le faisceau du télescope très près de la face principale du Lhires III (face sur laquelle sont montées les brides webcam et caméra CCD). C’est ce qui explique le déport de la platine de fixation sur le télescope…
Mais on y est arrivés, et on ne le regrette pas!
- Nous avons intégré une lampe au néon, pour la calibration des images (le néon a l'énorme avantage de présenter deux belles raies juste autour de Ha!). Cette lampe était initialement alimentée en 220V. Mais des considérations évidentes de sécurité nous ont conduit à accepter une petite complication supplémentaire, pour alimenter, avec un petit montage sur circuit imprimé, à partir de 12V (il y a toujours du 12V autour d’un télescope, de nos jours!).
Schémas 3D!
Les plans sont disponibles (formats PDF, DXF, et SolidWorks). Leur utilisation est libre pour usage privé et dans un cadre non commercial. En voici un extrait au format JPG:
Vous pouvez aussi élécharger ce programme (MS-Windows, 2.4MB) qui affiche le schéma en 3D avec la possibilité de le faire tourner, de regarder à l'intérieur, etc...
Schéma Optique & Schéma 3D
Interfaces mécaniques
Votre Lhires III a été conçu comme un instrument facilement adaptable à de nombreuses configurations. Regardons en détail ces différentes possibilités
Vue synthétique des interfaces
1 – Interface avec le télescope
Deux brides de fixation sont fournies avec le Lhires III : la première permet un montage direct sur un C8 (C11, C14…) ou un Meade (LX200…), sur le filetage de pouces, à l’arrière du tube. La seconde bague est un coulant de 50.8mm. Vous pouvez aussi fabriquer votre propre bague, qui viendra se monter sur la platine d’interface fraisée (fixation par 6 vis M4 à tête fraisée, sur un diamètre 38mm).
2 – Montage de la caméra d’acquisition
Plusieurs bagues sont fournies dans le kit, permettant de monter les caméras suivante :
- Audine (pas de M42*1mm).
- ST7/ST8 (pas de M42*0,75mm)
- APN, avec un adaptateur-T standard (propre à chaque fabricant d’appareil photo, et donc non compris dans le kit)
- Toute autre caméra ayant un filetage M42 (pas de 1mm ou 0.75mm), avec un tirage compatible (de l’ordre de 20-25mm entre la face d’appui et le CCD). Notez que le doublet collimateur dispose d’une plage de réglage d’environ +/- 5 mm, sans trop altérer les images.
- Et bien sûr, pour toute autre configuration, vous pouvez aussi démonter la bague M42 de base et la remplacer alors par une bague de votre fabrication ! Le tirage disponible (60,50mm) entre le châssis du Lhires III et la position du CCD est suffisamment importante pour couvrir l’énorme majorité des caméras (les plus contraignantes sont les APN !).
Enfin, un porte-oculaire (31.75mm) est aussi compris dans le kit. Il vous sera très utile dans les phases de réglage de l’instrument (sur le soleil, on voit instantanément ce que l’on fait !). Et ensuite, ça vous permettra d’admirer le spectre haute résolution du soleil – faites-le : c’est vraiment magnifique !!
Fixation caméra
3 – Montage de la caméra de guidage
Plusieurs types de caméra de guidage peuvent être utilisées. Des tests ont été réalisés avec une webcam (Vesta pro), avec une toute petite caméra de vidéosurveillance, et aussi avec une caméra vidéo performante (Watec). Toutes ces caméras ont comme interface un coulant de 31.75mm – c’est donc l’interface de base du Lhires III (et le seul fourni). Si vous aviez une autre caméra, vous pouvez bien sûr fabriquer votre propre bague, en respectant un tirage de 53mm (ce qui, là encore couvre l’énorme majorité des cas !)
Alimentation Néon
A noter également la présence d'un petit circuit imprimé pour l'alimentation haute tension de la lamp Néon à partir du 12V. Le circuit est monté sur son support.
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)