Entraînement pour équatoriale maison. Direct drive VS roue dentée

[samR 1]

Bonjour à tous,

 

heureux propriétaire d'un télescope maison, (200mm à F/5.5), je m'adonne aux joies de l'astrophoto, malgré une monture assez artisanale, un suivi qui laisse plus qu'à désirer. Mais bon on y arrive quand même. (par exemple: triplet du lion)

 

Je souhaite passer aujourd'hui à la gamme supérieure, mais j'ai cette idée, allez savoir pourquoi, qu'un télescope ça ne s'achète pas, ça se fabrique (en kit la rigueur, avec des composant achetés. Je ne peux pas non plus TOUT faire avec mes petites mains...). Je souhaite donc me fabriquer une monture équatoriale (allemande a priori) tip top nickel (je peux ponctuellement avoir accès à un tour, une fraiseuse, peut-être une CN...)

Je pensais mettre un peu de sousous pour acheter une bonne roue dentée + vis sans fin (chez Mathis-intruments? ou un autre fournisseur que vous pourriez conseiller?). Maintenant, avec toutes les discussions sur les moteurs direct drive, je ne sais plus trop dans quelle direction me lancer.

 

Ces système direct drive semblent être la panacée car on peut se passer d'étoile guide (mais enfin, le guidage, ça marche bien et c'est pas cher à mettre en place...). Mais, si j'ai bien compris, le direct drive fonctionne par asservissement de la vitesse de rotation sur la lecture faite par un encodeur de haute précision. Du coup, qu'est-ce qui empêche d'avoir le même asservissement, avec le même encodeur, sur un système roue+vsf?

Et puis me passer d'étoile guide, je ne l'envisage pas particulièrement. Il ne suffit pas d'avoir un axe qui tourne à la bonne vitesse... (mise en station irréprochable, correction de la réfraction atmosphérique, télescope ultra-rigide...)

Reste tout de même un avantage indéniable du direct-drive: la suppression du jeu qu'on trouve entre la roue et la vis sans fin.

 

Bref, j'ai lu les discussions sur le forum à ce sujet (celle initiée par Cyril C. env 2010. Plus récemment par Willoubu44), et je me demande si ça vaut le coup de se lancer là-dedans (et si j'en suis capable!), ou si je devrais me contenter d'un système classique (qui a tout de même fait ses preuves!) Est-ce que des amateurs parmi vous ont réussi à implémenter un système direct drive sur leur monture? Le jeu (ou plutôt l'absence de jeu, ha ha!) en vaut-il la chandelle? J'ai cru comprendre qu'au niveau électronique de pilotage, c'était quand même pas simple. Existe-t-il aujourd'hui des systèmes "clé en main", avec le moteur DD + l'électronique de pilotage (ou du moins tous les détails pour faire cette électronique)?

 

Merci pour vos avis éclairés

 

Samuel

[ndesprez 928]

Bonjour,

Il existe également l'entraînement par galet lisse. Rapport coût efficacité très favorable et difficulté d'exécution raisonnable pour un amateur ... 

Cordialement.

Norma

[samR 1]

oui, effectivement, j'ai vu ça aussi (c'est Trassud qui fai(sai)t des télescope comme ça, entre autres, n'est-ce pas?). Sûrement intéressant sur bien des points: pas de jeu entre le galet et la roue, un moteur "classique"... je ne sais pas trop ce que ça vaut à l'usage, niveau usure, etc... je vais étudier la question aussi. Merci.

[samR 1]

mmh, voilà déjà un élément de réponse pour moi. Si je cite jmpg86 (je ne connais pas ce monsieur, mais il a l'air de savoir de quoi il parle!), dans son message du 9 novembre 2016 posté ici: "un entrainement par galet, qui est le meilleur entrainement pour une monture AMHA en dehors de l'entrainement direct inaccessible pour l'amateur, pour l'instant"... même si les choses peut-être ont évoluées depuis, ça reste probablement pas trop accessible pour ma bourse et mes compétences...

L'entraînement par galet me semble un peu galère quand même... le côté "sans débrayage" de la roue d'entraînement est intéressant cela dit. Si je comprends bien, il suffit de couper l' alimentation du moteur pour faire tourner le télescope à la main, le disque d'entraînement est toujours solidaire de l'axe, et toujours en contact avec le galet, ce qui simplifie pas mal de chose, j'imagine.

 

Modifié 31 octobre 2017 par samR

[Jijil 265]

Ce sujet m'intéresse hautement, puisque actuellement dans la même démarche/recherche

Concernant l'embrayage/débrayage, on peut effectivement débrancher les moteurs pour leur permettre de tourner librement, mais je ne sais pas si c'est recommandable mécaniquement.

Sinon, peut-être un système qui appuie le galet d'entrainement contre le disque ou le relâche avec un solénoide (ou autres)? ou un embrayage magnétique pour éviter les forçages? (il me semble avoir vu ça dans le livre de Pierre Bourges, mais je ne suis plus très sûr).

 

J'ai pensé à utiliser un système de courroies, l'une directement fixée sur le grand disque à entrainer et l'autre, plus grande, entrainant ce disque avec le moteur. Il y a effectivement les variations de taille liées à la température (et humidité?).

Ou directement entrainement un grand disque avec des galets, mais c'est sans doute encore plus sensible aux variations climatiques.

 

...mais peut-être qu'avec un encodeur de position ça pourrait être compensé... si le jeu en vaut le coût (littéralement )

 

Modifié 31 octobre 2017 par Jijil

[willoubu44 48]

Salut,

 

En effet c'est une sacrée aventure le Direct Drive ! Et ça coûte chère surtout...

Je comprends mieux le prix ! Les moteurs couple utilisés valent 500 - 700 € par axe et les codeurs absolut environ 1500€

Vu le peu de temps que j'ai à y consacrer et même si le sujet était intéressant, j'ai revu mes ambitions à la baisse.

J'étais parti sur la fabrication du contrôleur et du driver PC au complet. J'ai développé le driver en partant de zéro. C'était très intéressant.

Le soucis c'est qu'un contrôleur à base d'arduino c'est trop lent pour tout faire (asservissement en position + recevoir les commandes du port série).

Il aurait fallut que je fasse avec plusieurs ardiuno et un system de cache pour recevoir les commandes et les stocker.

 

L'asservissement avec un codeur à plusieurs millions de positions par tour demande un temps de traitement très court. 

L'arduino DUE y arrive mais pour un axe seulement et avec une vitesse limitée.

 

Du coup pour gagné du temps je suis parti sur une autre solution.

J'ai acheté un module IONI Pro pour gérer toute la partie puissance et asservissement en position.

ça fonctionne super bien. Il sait lire la plus par des codeurs mais en mode incrémental seulement.

Il permet un calibrage du PID avec un système de courbe bien fait.

Maintenant le but et de le faire fonctionner avec un contrôleur en Dir/pulse

 

Par exemple le MCMT32 qui fonctionne sur ce mode la avec des contrôleurs DM422 pour moteur Pas à Pas.

Je n'ai pas encore pu tester car il me faut un codeur haute résolution mais j'ai tous le reste.

J'ai trouvé un codeur Sin/cos 18 000 lignes sur ebay à 600 euro. Dans la théorie, vu  que le IONI interpole sur 8 bits, ça fait 4 * 18000 * 256 =   18 432 000 pas /tour donc suffisant.

Maintenant il faut voir la précision du codeur lui même... 

 

Je suis déjà en train de terminer une monture à fourche traditionnelle avec VSF, mais je ne perds pas ce sujet de vue.

 

 

[FroggySeven 182]

- Le gros avantage des montures équatoriales allemandes, c'est qu'elles s'adaptent à tous les diamètres et toutes les latitudes.

  Mais dans le cadres d'un projets DIY, ces qualités sont secondaires.

  As-tu envisagé la possibilité d'une monture berceau ou dérivée (fer à cheval et autres) ?

 J'ai l'impression qu'il y a moyen de faire plus léger qu'une allemande.

 

-  Je ne comprenais pas pourquoi on avait besoin d'asservissement avec des moteurs pas à pas (idem direct drive).

    Si j'ai bien compris CKris,  ça ne sert qu'à gérer le débrayage.

   Or en mettant une caméra au foyer ou sur un chercheur, on doit pouvoir se faire une sorte de Telrad électronique, qui reconnait automatiquement la portion de ciel qu'il regarde,

   et donc peut se déplacer jusqu'aux coordonnées souhaités sans encodeurs.

   Et pour le même prix on a un goto qui ne nécessite pas de mise en station pour le visuel.

 

Modifié 30 janvier 2018 par FroggySeven

[christian viladrich 7 897]

Pour la roue dentée + vis sans fin, tu peux regarder sur la page web du télescope remote au Chili de Richard Galli and friends. Ils avaient indiqué quel était leur fournisseur.

 

Pour le système sur galet, il y a une lunette de 45 cm (de diamètre, et pas de focale ...) qui est montée comme cela dans le Sud Est. Cela marche très bien. Elle est piloté par un MCMT32, comme le télescope en remote de Richard and friends d'ailleurs.

[Invité]

Il y a 3 heures, willoubu44 a dit :

En effet c'est une sacrée aventure le Direct Drive ! Et ça coûte chère surtout...

Je comprends mieux le prix ! Les moteurs couple utilisés valent 500 - 700 € par axe et les codeurs absolut environ 1500€

Vu le peu de temps que j'ai à y consacrer et même si le sujet était intéressant, j'ai revu mes ambitions à la baisse.

J'étais parti sur la fabrication du contrôleur et du driver PC au complet. J'ai développé le driver en partant de zéro. C'était très intéressant.

Le soucis c'est qu'un contrôleur à base d'arduino c'est trop lent pour tout faire (asservissement en position + recevoir les commandes du port série).

Il aurait fallut que je fasse avec plusieurs ardiuno et un system de cache pour recevoir les commandes et les stocker.

 

L'asservissement avec un codeur à plusieurs millions de positions par tour demande un temps de traitement très court. 

L'arduino DUE y arrive mais pour un axe seulement et avec une vitesse limitée.

 

Du coup pour gagné du temps je suis parti sur une autre solution.

J'ai acheté un module IONI Pro pour gérer toute la partie puissance et asservissement en position.

ça fonctionne super bien. Il sait lire la plus par des codeurs mais en mode incrémental seulement.

Il permet un calibrage du PID avec un système de courbe bien fait.

Maintenant le but et de le faire fonctionner avec un contrôleur en Dir/pulse

 

Par exemple le MCMT32 qui fonctionne sur ce mode la avec des contrôleurs DM422 pour moteur Pas à Pas.

Je n'ai pas encore pu tester car il me faut un codeur haute résolution mais j'ai tous le reste.

J'ai trouvé un codeur Sin/cos 18 000 lignes sur ebay à 600 euro. Dans la théorie, vu  que le IONI interpole sur 8 bits, ça fait 4 * 18000 * 256 =   18 432 000 pas /tour donc suffisant.

Maintenant il faut voir la précision du codeur lui même...

Faut les lâcher un peu les Arduino.

Y'a des trucs tout fait qui existe.

C'est fiable,

Y'a un PID intégré

C'est hyper précis,

Hyper rapide,

Hyper costaud (j'ai fais bouger des machines de 2T5 avec une réso de quelques centièmes et une vitesse hallucinante)

160V 35A

Si ton tube fait moins de 3T t'es tranquille.

https://cnc4pc.com/catalog/product/view/id/504/s/dg4s-16035-dc-servo-drive/category/88/

 

Ioni PRO très bien, mais très cher.

Modifié 30 janvier 2018 par Invité

[willoubu44 48]

Salut kris

 

La différence de prix se justifie avec le ioni pro.

 

Le ioni accepte des encodeurs sincos, incrémentaux et absolution et peut monter à 15 000 000 de pas par tour. Certain sur le forum du site disent avoir utilisé des codeurs absolut 26bits sans problem.

Le model que tu proposes (si j'ai bien lu)  accepte seulement des codeurs incrementaux avec 20 000 lignes donc 80 000 pas par tour.

On est loin de la résolution necessaire.

 

Oui l'arduino c'est feblar mais j'ai beaucoup appris. C'était aussi le but.

 

William

[Invité]

Il y a 9 heures, willoubu44 a dit :

Le model que tu proposes (si j'ai bien lu)  accepte seulement des codeurs incrémentaux avec 20 000 lignes donc 80 000 pas par tour.

 

Très juste !

 

EDIT : En faite, non, il s'agit de l'erreur max de suivi. Utile par exemple lorsque tu gères une broche haute vitesse. Il y a toujours une grosse "perte de pas"  lors d'une entrée dans la matière, d’où la nécessité des 20 000 lignes de tolérance de suivi.

Modifié 31 janvier 2018 par Invité

[Jijil 265]

Merci pour ces échanges!

 

Je ne comprends pas bien cette notion de 18000 pas par tour et encodage 8 bits qui génèrent 256 fois + de positions. Ce sont des encodeurs absolus?

Bref, pouvez-vous détailler? (ou envoyer un lien vers un détail technique, mais le wiki de GraniteDevice ne m'aide pas beaucoup...).

Je sais ce qu'est un code Gray, mais s'il y a 18000 pas, et si c'est un encodeur absolu, il y a 18000 positions, mais identifiées individuellement... non?

A vot' bon coeur...

 

Froggy, si tu penses à la même chose que moi: http://www.dgkelectronics.com/inkscape-optical-rotary-encoder-disc-generator-added-gray-encoder-support/

 

CKris, un lien pour toi? http://openservodrive.com/

 

Modifié 31 janvier 2018 par Jijil

[Invité]

Le Sin/Cos, tu le décodes comme tu veux. Faut juste l'élec qui arrive à suivre derrière.

 

Tiens, un schéma DIY

 

[willoubu44 48]

Salut

 

c'est un abus de langage.

En fait le codeur sincos produit 18 000 périodes/tour comme indiqué sur le schéma de Kris,

Il y a deux lignes qui permettent une quadrature du signale comme sur les codeurs incrémentaux.

Donc 18 000 périodes, sur lesquels on peut lire 256 valeurs par périodes. (interpolation 8 bits) 

Certaines électroniques permettent une interpolation sur 13 bits...

Donc 18 000 x 4 (quadrature) x 256 (interpolation)

 

J'espère que j'ai été assez clair :-)

 

 

[Jijil 265]

Ok, merci à vous 2, c'est en effet plus clair sur cette histoire d'interpolation (et assez intelligent sur le principe )

Mais si je comprends tout de même, ce ne sont pas des encodeurs absolus au sens strict, dans le sens où ils ne renseignent pas en un temps t de l'angle de l'axe tourné? (ce que fait un encodeur optique codé Gray, par exemple). A moins qu'il n'y ait un système de zero, de comptage d'incréments et de mémorisation de la dernière position?

 

Désolé si ça vous parait trivial...

 

[willoubu44 48]

Salut,

 

Non pas de soucis,

En effet ce sont des codeurs incrémentaux. On ne comptes que les pas depuis un instant t. Si tu coupe l'alim, tu repars de la position mémorisé ou tu remets à 0 le compteur. 

Sur son mouvement, il ne sait donner que des +1 ou -1 en gros. 

En théorie le drive IONI peut compter 2 millions de changement par seconde.... ça laisse de la marge quant à la vitesse de déplacement, même avec 15 000 000 de pas par tour.

Les codeurs absolut envoie une trame de byte qui donne la position du codeur de 0 à 2^n. On peut couper l'alimentation, bouger la position de l'axe et au rallumage, le codeur donnera la nouvelle position.

 

 

[Jijil 265]

OK, ça y est, tout est clair

Doooonc, la précision vient de l'échantillonnage des signaux sinusoïdal et cosinusoïdal, le tout avec une grande stabilité de signal et à un taux d'échantillonnage élevé (et dans une mécanique/électronique à priori robustes).

Ca explique donc le coût...

 

Parallèlement, je viens de regarder + concrètement pour créer des encodeurs optiques absolus : sur un disque de 20cm de diamètre, en supposant 3 traits/mm en périphérie, on n'a encore que 1884 positions, soit une précision angulaire de ~0,19°.

Ceci dit, on peut peut-être combiner absolu et incrémental... ou utiliser une autre technique d'écriture+lecture...

Modifié 1 février 2018 par Jijil

[willoubu44 48]

Dans les précisions que nous recherchons, c'est de la gravure nanométrique faite au laser.

Vraiment hors de porté d'un amateur :-)

Regarde le site de Renishaw, tu vas comprendre.

[Jijil 265]

Merci pour ce lien démoralisant

Ca fait une option en moins, mais il y en a d'autres

(n'empêche, les chiffres cités sont juste hallucinants... j'ai du mal à comprendre comment une mécanique pareille, avec ses jeux, atteint une précision pareille...)

[FroggySeven 182]

ça ne dépasse pas largement  le décallage dû à l'atmosphère quand on se rapproche un tant soit peu de l'horizon ?

 

Je ne comprends pas l'intérêt (je ne dis pas qu'il n'y en a pas) alors qu'on a une référence absolu avec la reconnaissance automatique des étoiles, et relative avec l'autoguidage.

 

 

[samR 1]

wahou, ce sujet a pris sons envol sans moi. Merci pour toutes ces discussions, et liens intéressants (j'ai bien remarqué le "DC servo drive" pas cher)

Projet mis un peu de côté ces derniers mois, mais pas abandonné. Je ne songe plus au direct drive, je vais certainement partir sur une solution roue dentée+vsf.

@FroggySeven: une monture à berceau me semble un peu encombrante... je veux un truc a priori transportable. Et pouvoir adapter n'importe quel tube dessus  me semble un avantage pas négligeable de la monture allemande! Et puis, je trouve ça plus joli, les EQ allemandes...

S.