Etoile artificielle idéale ?

[NVU 0]

Bonjour à tous,

Ayant un petit peu de temps à tuer en ce moment, je voudrais me construire une étoile artificielle qui tienne à peu près la route.

J'aimerais bien que cette étoile soit à peu près "universelle" et qu'elle puisse être utilisée pour n'importe quel instrument.

Je me suis déjà noté quelques critères à prendre en compte :
- utilisation d'une LED blanche pour un bon rendement et une alimentation sur pile avec une durée de vie convenable.
- Possibilité de la fixer sur un pied photo pour une installation pratique.
- Fond noir pour bien distinguer l'étoile...

L'usage d'une bille est réellement nécessaire, étant donné la faible dimension de la LED? Quel est votre avis sur cette question? et quelle taille de bille serait convenable?

Quels autres critères seraient à retenir à vos yeux?

Bref, l'intérêt serait d'avoir un montage fiable qui puisse être mis en oeuvre simplement et rapidement et avec le résultat le meilleur possible...

Toutes vos idées sont les bienvenues.

Nicolas.

[tégéa 15]

Va voir ce post, il i a quelques idées : http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/012767.html

tégéa

[Pierro 3]

<<CE N'EST PAS DE LA PUB>>

Bonjour !

je fabrique depuis quelques temps des étoiles artificielles en petite série, donc je peux te donner quelques tuyaux

Tout d'abord il te faut une led blanche ultra haute luminosité : chez Selectronic on en trouve qui vont à 20000mcd ou un peu plus, c'est ca qu'il faut (WARNING : attentoin, 20 candelas dans l'absolu c'est peu mais c'est sur une toute petite surface d'émission alors ATTENTION AUX YEUX, NE LAISSEZ PAS CA A LA PORTEE DES ENFANTS ET NE LES REGARDEZ PAS EN FACE). Ensuite, pour l'alimenter, une pile 9v, un potentiomètre 2,2Kohm avec interrupteur (toujours chez séléctronic) et une résistance toujours en série de 133ohms (en fait 2 résistances de 270ohms en // c'est mieux car 133 ca n'existe pas), et un cordon avec la prise pour pile 9V. Pour rappel, la grande patte de la led va au +, la petite patte va au -.

Pourquoi 133 Ohms ??? La loi des noeuds !! On a une led UHL dont la "tension d'entrée" doit être de 5v pour une intensité de 30mA, le tout alimenté en 9v : la résistance est donc : (9-5) / 0,03 = 133ohms.

Ensuite il te faut une fibre optique : multi-mode 50/125 (fibre 50 microns gainée 125 microns) ca te fera une étoile suffisemment ponctuelle pour voire une tache de diff. à 8 metres avec une lulu de 80mm. La fibre tu la trouveras un peu partout, prends la avec des fiches ST, c'est les moins cheres et les plus simples. Quand tu recois la fibre, tu as 2 brins : eh oui ca se vends pas avec 1 seul brin généralement... A chaque bout de la fibre tu trouveras un petit cabochon plastique semi-transparent qui protège la tête de céramique de la fibre. ne les jette pas, ca te servira pour relier la fibre à la led (partie délicate)...

là est le vrai petit truc, le secret de fabrication de l'étoile artificielle : la liaison led-fibre optique, qui ne doit pas se faire à la colle par exemple et doit permettre le cas échéant de changer la led dans le temps pour une led d'une autre couleur ou parcequ'elle a eu un probleme...

Pour relier la fibre à la led il faut :
- prendre une gaine thermo retractile noire de 4,8mm de diamètre et en couper 2 cm.
- avec un tournevis ou autre outil, tu agrandis un peu le diamètre de la gaine d'un côté afin de pouvoir y glisser la led, ne recouvre pas les pattes, arrête toi quand le boitier cristal de la led est recouvert et que tu as environ 1cm de gaine qui dépasse vers l'avant de la led.
- avec un cutter, prends un cabochon et coupe l'extrémité fermée pour obtenir un "tube"
- glisse le tube dans la gaine, en avant de la led
- coupe la gaine afin qu'elle ne dépasse du petit tube que de 2 mm environ
- avec un briquet, passe une flamme rapidement autour de la gaine pour qu'elle enserre la led et le tube, attention a ne pas faire fondre le tube
- si la gaine s'est rétractée et obstrue un petit peu l'entrée du tube ce n'est pas grave ca fera ventouse quand tu y glisseras la fibre
- glisse la fibre dans le trou obtenu : ca tient, tu as couplé avec succés la led et la fibre, et quand tu allumeras la led, tu auras de l'autre côté une superbe étoile
mets tout ca dans un boitier plastique, garde la fibre entière ne la coupe pas, profite du connecteur ST en céramique pour avoir une sortie "propre" de boitier.

Le tour est joué.

Pour info, pour ceux que ca intéresse, et parceque les composants sont chiants à trouver, je tiens à leur dispo les composants (non non je ne vends rien, 0 benef, etc...) je suis en train de préparer une doc de fabrication, mailez moi si vous avez des questions techniques...

[Ce message a été modifié par Pierro (Édité le 15-06-2005).]

[Ce message a été modifié par Pierro (Édité le 15-06-2005).]

[Toutiet 1 972]

Dans le post que tégéa propose d'aller voir, j'ai écrit :

"Attention, attention :
Pas vraiment besoin de trou rond pour faire une étoile artificielle !

Un trou carré fonctionne très bien... pourvu que sa dimension angulaire soit telle qu'elle soit inférieure au pouvoir séparateur de l'instrument que l'on teste.

Ainsi, on pourra voir le "vrai-faux disque" de l'étoile artificielle qui n'est autre que le disque d'Airy (dû à la nature ondulatoire de la lumière).

Si l'étoile artificielle ne remplit pas cette condition angulaire, alors l'image observée sera effectivement celle du trou réalisé tant bien que mal, avec tous ses défauts de réalisation.

D'où l'utilisation du reflet du Soleil dans une bille d'acier, dont on aura calculé le diamètre approprié pour la distance d'observation souhaitée, afin que le Soleil présente une image dont le nouveau diamètre angulaire apparent (vu dans la bille) soit inférieur au pouvoir séparateur de l'instrument testé.

Tout autre dispositif doit nécessairement respecter également cette condition angulaire apparente".

Tout ceci pour rappeler que l'étoile artificielle observée doit avoir une dimension angulaire inférieure au pouvoir séparateur de l'instrument. C'est la condition élémentaire à respecter pour pouvoir observer le "faux disque" de l'étoile et non pas l'étoile artificielle approximative réalisée.
Un simple calcul de dimension angulaire apparente permet de dimensionner la source ponctuelle servant d'étoile (à matelas).

[NVU 0]

Merci pour vos réponses,

Je me suis donc attelé au calcul de la dimension de l'etoile en fonction de la distance au telescope et du diametre de ce dernier. Pour une étoile de 0.1mm de diametre, on trouve les distances minimales suivantes (en fonction du telescope) :

D(mm) Distance (m)
60 9
100 15
150 22
200 29
250 37
300 44
350 52
400 59
500 74
600 88
800 118
1000 147

Une étoile de 0,1 mm de diametre devrait donc convenir pour faire des collimations... jusqu'à 1m de diametre avec un recul de 150m. Pour des telescope inférieurs à 300, 50m suffisent. Une étoile de 0,1mm devrait donc être utilisable avec à peu près tout les télescopes amateurs avec un recul qui reste raisonnable.

Par contre, le calcul ne tiens pas compte du défauts de sphéricité, pour le star-test, c'est donc un peu limite et on ne pourra pas juger de cette aberration. Bref, l'usage de l'étoile sera réservé à la collimation (je ne vois de toute façon pas bien comment placer l'étoile à plus d'un kilometre du télescope... à part en allant mettre l'étoile sur la montagne d'en face mais ça devient compliqué.

Je vais donc retenir 0,1 mm comme dimension pour l'étoile. Avec ma LED qui fait 2mm de diametre, il faut donc un grandissement de 1/20ème. Avec une bille de d=6,4mm que j'ai en stock, un petit calcul indique qu'il faut mettre la LED à 30,4mm de la bille. Je prendrais donc une distance de 35mm.

A priori, je n'aime pas beaucoup l'idée de la fibre optique ou d'un petit trou car ça revient à diaphragmer la LED et à perdre beaucoup de luminosité. Sur une LED de 5mm, la surface est de 3,9mm². Si on met devant un trou ou une fibre optique de 0,1mm (0,008mm²), il ne reste que 0,2% de la lumière disponible. La LED de 20cd ne délivre donc plus que 40mcd "utiles". Je préfère donc le principe de la bille avec lequel on "voit" toute la surface de la LED et qui permet donc de limiter les pertes. La LED dont je dispose faisant 660mcd devrait donc suffire.

Ceci dit, je ne suis pas vraiment sûr de tout ce que j'avance ici... Si vous avez des remarques, n'hésitez pas.

Sinon, l'utilisation d'un potentiomètre est-elle vraiment utile? J'avoue ne pas en voir l'intérêt. (à priori, plus c'est lumineux, mieux c'est?)

Enfin, je recherche surtout des idées "pratiques" qui facilitent l'utilisation du truc et qui permettent d'éviter de se prendre la tête à chaque fois que l'on s'en sert. Alors, si vous avez des idées là dessus...

[Toutiet 1 972]

NVU,

Je suis tout à fait d'accord avec toi et tes calculs. Ton principe de réalisation est satisfaisant. L'ensemble peut être mis dans un tube qui assurera l'ambiance sombre et que l'on observera légèrement de travers, par l'avant.

Une autre idée c'est d'utiliser une lentille divergente au lieu d'une bille. Elle permet de réduire la taille apparente de la diode que l'on observe alors à travers la lentille (et non plus par réflexion sur la bille).

Le calcul est à revoir pour avoir la réduction de taille apparente souhaitée, en fonction des distances et de la focale de la lentille divergente.

[Ce message a été modifié par Toutiet (Édité le 16-06-2005).]

[NVU 0]

Toutiet,

La lentille divergente est une bonne idée, j'ai d'ailleurs passé une bonne partie de ma soirée d'hier à mesurer les focales de toutes les lentilles divergentes que j'avais sous la main. Le problème c'est que les plus fortes dont je dispose font environ 40 mm de focale. Pour avoir le grandissement de 1/20 nécéssaire, il faudrait que j'en utilise 3 avec environ 6 cm entre chaque. Ca commence à faire un tube assez long (20cm) pour emmancher tout ça! tandis que la bille de 6,4mm fait un miroir convexe de 1,6mm de focale. Y'a pas photo, ça permet de limiter le recul à 3,5 cm. J'ai donc abandonné cetre idée pour des raisons de compacité. C'est d'ailleurs assez dommage car je trouvais l'idée de la lentille assez séduisante et surtout plus esthétique. Mais bon, je n'ai pas non plus envie d'aller écumer tout les opticiens pour trouver la lentille qui va bien!

[Toutiet 1 972]

C'est vrai qu'un grandissement de 1/20ème avec une seule lentille conduit à des dimensions de l'ensemble un peu prohibitives. La bille reste la bonne solution. De mon côté, je retiens l'idée de la diode de 2 mm, très lumineuse.

[naclo3 0]

je ne sais pas si la lentille divergente est une bonne idée:
dans le cas d'une etoile (située a l'infini), les rayons lumineux arrivant sur l'objectif sont parralelles. Si on utilise une source proche du telescope, et une lentille divergente pour reduire son diametre apparent, c'est un faisceau de rayons divergents qui arrive sur le scope. quel est l'impact sur la figure de diffraction?

[Toutiet 1 972]

Le problème n'est-il pas le même avec une bille qui fournit également un faisceau divergent ?

[Ce message a été modifié par Toutiet (Édité le 16-06-2005).]

[NVU 0]

Oui, c'est d'ailleurs pour cela qu'il faut éloigner au maximum l'étoile artificielle du télescope. Si on savait vraiment faire le faisceau parallèle qui va bien pour simuler l'étoile, on pourrait placer l'étoile juste devant le tube et on pourrait même faire des star test en mesurant l'aberration de sphéricité... seulement, on ne sait pas vraiment faire...

D'ailleurs, le problème serait le même en diaphragmant une source (genre trou dans du papier alu devant une lampe) : la diffraction dans le trou entraîne de la même manière un faisceau divergent.

[fabrice2 1]

Je réponds :-))
Et la relation de lagrange, vous en faites quoi les gars :-))....Y'a un invariant impossible à éviter, n AB u = n' A'B' u'....en gros ça revient à dire que la led ayant une certaine dimension, le grandissement que vous voulez obtenir (<1) va augmenter l'ouverture du faisceau...et votre scope n'en prendra qu'une partie...et ce d'autant moins que le grandissement sera petit....résultat des courses, met ta LED derrière un trou et ça sera quasi pareil (si ce n'est mieux!!), l'invariant de Lagrange Helmotz étant tjs là pour t'emmerder :-))) arffff!!
fab

[Toutiet 1 972]

Comprends pas ? Pourrais-tu être plus explicite s'il te plaît ?

[NVU 0]

Ben j'comprend pas non plus!

[jm2 0]

La fibre optique multimode 50/125 est une bonne idée pour obtenir une source très lumineuse de taille minuscule, parfaitement calibrée et stable dans le temps.
Elle aura toujours la même taille après avoir été manipulée.
Bien entendu, on ne récupère pas dans la fibre toute l'énergie lumineuse émise par la diode, mais ce n'est pas gênant car le but n'est pas d'obtenir une exitance comparable à celle d'une étoile réelle. En effet, l'angle sous lequel on verra l'étoile artificielle, même s'il paraît faible (de l'ordre de quelques dizièmes de seconde d'arc) est considérable par rapport à celui sous lequel on voit une étoile réelle.
Il n'est pas nécessaire de chercher à concentrer à tout prix toute l'énergie de la diode dans un cercle ou un carré de l'ordre de 50 microns, que cette surface de petite dimension soit obtenue avec une fibre optique ou avec un orifice dans du papier d'alu ou autre.
L'utilisation de connecteurs ST est aussi une bonne idée pour qu'un amateur puisse relier correctement la diode avec la fibre.
Par contre les cordons optiques équipés de connecteurs ST ne se trouvent pas si facilement que cela et ceux que j'ai trouvé sont d'un prix très élevé (environ 50 Euros), alors que le reste du matériel (diode, fibre optique multimode sans connecteurs, etc...) ne coute que quelques euros.
Est il possible de trouver de la fibre optique avec connecteurs ST à un prix abordable ?

[Pierro 3]

Bonjour,
oui, les cordons de 1m de fibre a connecteurs ST sont pas chers ches "Réseau direct" sur internet
voili

[Flopin 154]

Ce que veut dire Fabrice (tiens ça faisait longtemps!) c'est que utiliser un système optique pour essayer de choper plus de lumiere de la led est inutile car là où se situe l'image de la led il y aura peut etre plus d'energie mais le faisceau étant également plus divergent, cette énergie sera perdue beaucoup plus vite en s'éloignant.

Donc autant mettre la led directement derriere le trou, moins d'énergie sera transmise mais le faisceau ne sera pas tres divergent( de l'ordre du degré pour un trou de 0.1mm contre une dizaine voire plus avec un grandissement important).

[Toutiet 1 972]

Mais non, l'objectif ce n'est pas d'éclairer un trou (en augmentant l'énergie lumineuse) mais bien de réaliser une image de la diode telle qu'elle soit angulairement inférieure au pouvoir séparateur de l'instrument testé. Et là, la lentille divergente fait l'affaire.

[NVU 0]

DarkFireProut,

C'est vrai que l'énergie se perd avec l'éloignement sur un faisceau divergent et qu'au bout du compte l'étoile n'est pas forcément beaucoup plus lumineuse qu'avec un simple trou, mais aligner un faisceau de 1° sur un telescope à 150m ça me semble pas évident. Sans compter qu'avec le faisceau divergent, on peut s'en servir avec plusieurs téléscopes en même temps. L'image de l'étoile n'est peut-être pas meilleure, mais le côté pratique compte aussi.
Quant à la sortie d'une fibre optique, elle est loin de ne faire que 1 degré et je pense qu'elle est quasiment aussi divergente que ce qui sort de la bille.

[Ce message a été modifié par NVU (Édité le 17-06-2005).]

[fabrice2 1]

Re hello,
Salut Dark, on reconnait les opticiens :-))
Donc oué Dark a compris; la led, qui doit emettre sur une dizaine (ou plus) de degré, si on obtrue avec un trou en ajustant au mieux la led on doit pouvoir conserver l'angle, donc à 50mètres (on est loin de l'onde plane!!!) le faisceau fait 8 mètres de diamètre (pour 10°)!!! faut avoir sérieusement picolé pour le louper!
Maintenat si on met une bille pour un gamma de -1/20,le faisceau prend le gamma également angulairement (la fameuse relation de lagrange :-)) résultat on se retrouve à eclairer sur plus de 2pi stéradian (au dela de la demi sphère)...arfff.... donc énergiquement parlant, y'a pas de solutions meilleures que d'autres. C'est pareil pour la fibre optique dont l'ouverture numérique limite la quantité de lumière. A noter qu'on peut "aplatir" le dome d'une led à coup de lime ou de papier de verre, un coup de polissage sur un drap et zou, ça permet de s'approcher du chip emetteur dont la dimension est de 0.2-0.3mm² (enfin 0.2*0.2 ou 0.3)
fab

[Pierro 3]

A noter que l'utilisation de led 20000mcd + fibre 50/125 permet d'obtenir une étoile artificielle super lumineuse (mieux vaut d'ailleurs mettre un potar en série pour régler la luminosité) et si l'angle de sortie n'est pas énorme, il n'y a pas besoin non plus d'être tout pile en face, je dirais à la louche qu'on choppe bien le spot à +ou- 15°.
Enfin hier soir je me suis amusé à regarder ce que ca donne dans le noir, et j'ai pu me diriger chez moi avec le halo lumineux sur le sol, produit par l'étoile artificielle dans ma main. Comme quoi c'est pêchu !!

[Toutiet 1 972]

D'où l'intérêt de l'utilisation d'une visée sur bille éclairée par... le Soleil ! (On y revient).

[Pierro 3]

???

[Z80 5]

Pierro, tu pourrais préciser quelle référence est abordable chez réseau direct ? Parce que bon, dans cette jungle épaisse, je n'ai trouvé que des trucs qui coûtent la peau des fesses... :s

(Mazette, je ne savais pas qu'il y avait autant de modèles de fibres optiques différentes !!! o_O)

[maire 252]

Il fut un temps j'ai utilisé un "Pinhole" de chez Melles Griot" derrière lequel se trouvait une LED multicolore. Elle permettait de se placer à la longueur d'onde désiré, habituellement utilisée en microscopie de fluorescence... Cela permettait par exemple d'avoir une idée de la répartition de la lumière en intra et en extra focale des objectifs à immersion et de vérifier les affirmations des consctructeur de microscopes... Ce dispositif était également destiné à controler la sensibilité d'une caméra à comptage de photons...
Ces "Pinhole" (trous de diamètre calibré) existent jusqu'à un micron de diamètre si mes souvenirs sont bons. Ce diamètre est certainement trop petit pour placer la source à 50m... il faut simplement prendre le diamètre le plus petit possible en fonction du flux lumineux emise par la LED. Un tel pinhole coincé par exemple entre deux lames de verre, c'est certainement un peu plus précis que le papier d'alu... Avec l'idée de Fabrice2 "de raper le dessus de la LED, je pense que l'on est en mesure de confectionner une source ponctuelle d'excellente qualité utilisable en astro.
Amicalement. Eric

[Ce message a été modifié par maire (Édité le 17-06-2005).]