Motorisation AD à faire soit même

[Thx8411 0]

Lorsque l'on a une monture modeste (EQ1, EQ2) et peu de budget, ou que l'on souhaite voyager leger, question motorisation AD, le choix n'est pas génial.

On a droit :
- au moteur DC, a 50 euro, avec la precision que l'on connait
ou
- au moteur pas à pas dans les 150 euro...un peu cher à mon gout.

Etant beaucoup informaticien, et un peu electronicien, je me suis dit qu'il devait y avoir moyen de faire bien pour pas cher.

J'ai donc attaqué la conception d'une motorisation AD à moteur pas à pas, et autant que cela profite à d'autre, si besoin est.

La partie electronique est prête, avec les éléments suivants :

- 1 plaque CI de test : dans les 3 euro
- 1 microcontroleur pic16f84a (peut être remplacé par un 16F628, moins cher), dans les 5 euro
- 1 quartz 4Mhz, dans les 2 euro
- 2 opto-darlington, on va dire 1 euro piece
- 1 HA13421 recupéré sur un lecteur de disquettes 5,25"
- 1 moteur pas à pas recupéré sur le même lecteur
- 1 7805, pas plus de 1 euro
- 4 boutons poussoir, 2 euro
- 1 interrupteur dip 4 bits, peut être replacé par des jumpers, 2 euro
- 1 led, trois resistances, 3 condensateurs, un peu de fil, de temps et de soudure... ;-)

Il ne reste plus qu'à l'alimenter entre 12v et 20v (si l'on a besoin d'un peu plus de couple...)

Bref, en embalant ça joliment, 20 euro à tout casser. Et en se debrouillant bien, presque 0 euro (j'ai recupere la plus-part des composants gratuitement, en demandant des echantillons).

Pour le soft, le première version de base et bientôt finie. Je l'améliorerai au cours du temps, je suis loin d'exploiter l'ensemble du microcontroleur. Si vous avez des idées et suggestions, je suis d'ailleur preneur !

Le cahier des charges dans le post suivant...

[Thx8411 0]

Avec un moteur pas à pas de lecteur 5,25" (100 pas par tour), les caractéristiques sont les suivantes (peu être remplacé par un autre moteur, mais 100mA max par bobinage) :

- inversion de sens hemisphere Nord/Sud
- pas complets ou demi pas paramètrable
- 4 à 30 pas ou demi pas par seconde, reglable, soit une precision de l'ordre de 4" a 0,5" d'arc (si mécanique parfaite...), sans reprogrammation du pic.
- démultiplication axe AD/axe moteur (dépends du nombre de pas du moteur)
* pas complets min : 3400 max : 25000
* demi-pas min : 1700 max : 12500
- rattrapage x2 et x8 vitesse sidérale (en avant et en arrière)
- dérive maximum de l'ordre de +40µs
- correction +-2ms par pas
- consommation max 230mA, plutôt de l'ordre de 80mA

pilotage par pwm prévu a terme ;-)

[Thx8411 0]

Le shema electrique dès qu'astrosurf m'aura ouvert mon site ;-)

[BGI 14]

Très bien, THX, je suis impatient de voir ça, au cas où je pourrais l'adapter sur la monture Lidl...

BGI

[Thx8411 0]

C'est effectivement le but ;-)

[bob60 0]

C'est un bon plan, mais tu oublies le boîtier, les connecteurs entre la raquette et le moteur, les câbles, la fiche allume-cigare 12V, le fusible et le porte fusible sur la batterie.

Trois questions:
- A quoi servent les opto-darlington ?
- Où trouves-tu le réducteur qui va bien sur le moteur ?
- Pourquoi 4 boutons poussoirs pour un seul moteur ? J'aime bien la rampe d'accélération quand on maintient appuyé.

Deux suggestions:
- Ca serait bien de prévoir un moyen pour enregistrer la vitesse précise du moteur correspondant au mouvement diurne dans la mémoire eeprom du pic, avec une manipulation simple sur le terrain (avec une touche "setup" et un clignotement de la led)

- Une version de pic à 16Mhz serait préférable pour voir venir la version avec PWM software.

[Thx8411 0]

>C'est un bon plan, mais tu oublies le boîtier, les >connecteurs entre la raquette et le moteur, les câbles, la >fiche allume-cigare 12V, le fusible et le porte fusible sur >la batterie.

C'est ce que j'appel l'emballage ;-)

>Trois questions:
>- A quoi servent les opto-darlington ?

En fait, j'ai fait avec ce que j'avais sous la main. Ils me servent de relais statiques pour alimenter le dual bridge, qui attaque ensuite le moteur. C'est en gros une adaptation TTL/CMOS -> 12V

>- Où trouves-tu le réducteur qui va bien sur le moteur ?

Je ne sais pas encore. J'etudierai la partie mécanique plus tard, car elle dépend beaucoup de la monture utilisée. Je pense qu'un motoreducteur 1:50 de chez conrad devrait faire l'affaire.

>- Pourquoi 4 boutons poussoirs pour un seul moteur ? J'aime >bien la rampe d'accélération quand on maintient appuyé.

C'est une idée. Je n'ai pour l'instant utilisé que des raquettes 4 boutons, je trouvais ça pratique. Pourquoi pas. Sur un autre projet plus consequent, j'utilise des joysticks analogiques avec un 16F88
+ afficheur LCD pour la raquette et un 18F (je n'ai pas encore arreté mon choix) pour la centrale de commande. Le but est ici d'avoir un élément totalement autonome, type GOTO. Si j'arrive à le finir un jour, je le mettrai également sur le site ;-)

>Deux suggestions:
>- Ca serait bien de prévoir un moyen pour enregistrer la >vitesse précise du moteur correspondant au mouvement diurne >dans la mémoire eeprom du pic, avec une manipulation simple >sur le terrain (avec une touche "setup" et un clignotement >de la led)

Oui, c'est une bonne idée. Je pensais donner la possibilité d'une programmation des différents paramètre dans l'EEPROM via les DIP, en plusieur passes.

>- Une version de pic à 16Mhz serait préférable pour voir >venir la version avec PWM software.

Normalement, je devrai pouvoir faire un cycle pwm en 8+64*resolution instructions. Soit 200µs pour des 1/64e de pas, soit un pwm a 5KHz. L'idéal étant de rester au dessus de 20KHz, la resolution max serai de l'ordre de 1/16e de pas, ce qui est moyen.

On pourrait alors pousser jusqu'à 20MHz avec un 16F84A-20 ou un 16F628. Cela permettrai d'attaquer des resolutions de l'ordre de 1/64e de pas, ce qui est déjà plus interessant.

Une autre solution serai d'utiliser le pwm integré du 16f628, mais exit alors du 16f84.

Merci pour tes commentaires !

[emmanuel fontaine 821]

Thx, me concernant, c'est le moto-réducteur que j'ai toujours eu du mal à trouver. D'autant qu'il faut pour mes applications des 1/50 ou 1/100 dans ce genre pour des moteurs à 48 pas par tour. Encore plus démultiplié pour une monture allemande puisque un système vis sans fin/tangente démultiplie beaucoup moins qu'un système à secteur lisse. J'ai des SAIA à 110 €. Je serais curieux de savoir où tu trouves des 1/50 chez Conrad!!! Et c'est pas faute d'avoir cherché! Il y a encore 10 jours, Conrad n'avait aucun motoréducteur pas à pas, que des moteurs simples à 48 ou 200 (400?) pas par tour

[Thx8411 0]

Ici, par exemple.
http://www.conrad.fr/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay?catalogId=10001&storeId=10001&productId=213614&langId=-2&parent_category_rn=19428

On demonte le moteur DC et l'on monte le moteur pas a pas dessus.

[bob60 0]

Thx, le HA13421 a des entrées compatibles TTL, tu ne devrais pas avoir besoin des opto-darlington.

Sur le kit linistepper que j'ai bricolé (moteur uni-polaire), la boucle PWM tourne à 333 KHz, ce qui impose un PIC à 16 MHz pour les 12 cycles de la boucle. http://www.piclist.com/techref/io/stepper/linistep/index.htm

Ca va pas être simple de fixer joliment le moteur pas à pas sur le réducteur RB-35, ni de coupler le pignon de 6mm sur l'axe du moteur de disquettes en fraction de pouces. Tu nous montreras des photos ?

Emmanuel: C'est sûr que le réducteur est toujours un problème. J'ai aussi utilisé des Saia qui coûtent chers. Parfois j'ai trouvé un Hurst AS dans une brocante.

[emmanuel fontaine 821]

Effectivement c'est une solution que j'ai envisagée, mais je me suis dégonflé car rien ne dit qu'on peut adapter le réducteur si facilement que ça (diamètre et type de l'arbre de sortie notamment). J'ai préféré m'orienter vers la solution motoréducteur où on est SUR que le réducteur est parfaitement adapté au moteur

[Thx8411 0]

Comme je vous l'ai dit, je fais avec ce que j'ai sous la main. De bêtes transistors NPN de type BC547 devraient faire l'affaire. Je vais modifier mon shéma dans ce sens.

Pour la partie mécanique, d'autres problèmes vont se pauser, c'est certain, mais je m'y attaquerai le moment venu ;-)

L'objectif du montage étant d'être relativement bon marché, l'option des reducteurs à 110 euro est bien sûr hors de question. Il y a biendes types qui montent des reducteurs conrad sur des EQ6, c'est donc que cela doit être faisable. Il faudra de toute façon un élément elastique pour ammortir les changements de pas, alors pourquoi pas à ce niveau là.

De toute façon, ce montage est dédié aux montures modestes, je n'exige donc pas une précision de fou non plus.

[fp 0]

Bonjour,

Pour info, j'ai déjà réalisé ce genre de bricolage sur une EQ1 et une EQ3-2 avec des motoréducteurs de tournebroche. Pour l'EQ1, j'ai adapté un moteur pas à pas récupéré d'une imprimante au réducteur tournebroche (moins de 5 euros). L'électronique est à base d'un pic 16F628 (sur oscilateur interne, pas de quartz) et d'un L293. Le soft fait avec logipic est assez précis et j'utilise 4 piles 1,5 V pour l'alim. Le tout qui m'a couté moins de 10 euros (mais plus de 2 ans de bidouilles) marche assez bien, je ne changerais pas pour le moteur à 50 euros.

[Thx8411 0]

J'avais penser utiliser également l'horloge RC interne d'un 16f628, mais la fréquence est malheureusement assez peu stable, dépendante de l'alimentation, j'ai donc choisi d'utiliser un quartz.

Je suis épaté que des reducteurs de tourne broche soient aussi précis ! En tout cas, bravo pour ta réalisation !

[Thx8411 0]

J'utilise deux L292 pour mon projet "GOTO", pour piloter AD et DEC, ils debittent un peu plus de courant, pour une monture et des moteurs un peu plus costauds. Pour le focus, j'utilise aussi un HA13421, mais pour un moteur DC cette fois ci.

[Thx8411 0]

Ca y est ! Je lance les hostilités !

Bref, voici quelques éléments d'une version plutôt limitée, mais qui devrait être suivi très vite d'une version demi-pas et micro-pas.

Voila pour la doc : http://astrosurf.com/thx8411/download/pilotage%20AD%20version%201.0.pdf

Le schéma de la raquette :
http://astrosurf.com/thx8411/download/raquette.png

Et voila ce que cela donne pour l'instant :
http://astrosurf.com/thx8411/download/boitier.jpg
http://astrosurf.com/thx8411/download/recto.jpg
http://astrosurf.com/thx8411/download/verso.jpg

[Thx8411 0]

Je fais un peu le ménage dans le code, je le commente, et je le mets en ligne très vite...

[Thx8411 0]

Voila :
http://astrosurf.com/thx8411/download/main.asm
http://astrosurf.com/thx8411/download/main.HEX

[bob60 0]

Bonjour Thx,

Sympa le montage, et merci de tout partager avec la communauté!

Trois remarques:
J'aurais branché l'alim 12V des darlington après la diode de protection, pas avant. Si tu inverses la polarité de batterie tu risques de griller la moitié du montage.

A quoi sert la commande de puissance du moteur ? Tu ne fais rien avec les bits "ENABLE_" dans ton programme ?

Dans le programme, tu as introduit une fonction "stop" en pressant les deux boutons "slow". C'est bien, mais ça ne marche que si tu presses "Forward" puis "Backward", et pas si tu presses "Backward" puis "Forward"...

[Thx8411 0]

Merci pour tes remarques.

Voici mes éléments de réponse :

>>J'aurais branché l'alim 12V des darlington après la diode >>de protection, pas avant. Si tu inverses la polarité de >>batterie tu risques de griller la moitié du montage.

Je me suis également posé la question. En fait, je voulais éviter le courant de chute de la diode pour le 12V, en cas d'alimentation en 8V. Mais effectivement, c'est sans doute mieu.

>>A quoi sert la commande de puissance du moteur ? Tu ne >>fais rien avec les bits "ENABLE_" dans ton programme ?

Pour l'instant, effectivement, je n'en fais rien. Mais le but est à terme de faire du micro-pas en PWM.

>>Dans le programme, tu as introduit une fonction "stop" en >>pressant les deux boutons "slow". C'est bien, mais ça ne >>marche que si tu presses "Forward" puis "Backward", et pas >>si tu presses "Backward" puis "Forward"...

Lors du premier tour dans le boucle, oui. Mais lors du deuxième tour, le forward sera detecté en premier, meme si backward était déja pressé. Cela pourrait introduir un temps de retard génant avec une période de base temps élevée, mais comme le moteur est à l'arret...

[Thx8411 0]

La version la plus à jour ici :
http://astrosurf.com/thx8411/download/vers1.0.1/

Demain, j'attaque le demi-pas. Il y a presque rien à faire...

[Thx8411 0]

Après une version 1.0.1 bien verolée, voici la version 1.0.2 :
http://astrosurf.com/thx8411/download/vers1.0.2/

Toujours pas de demi-pas, mais pas mal de corrections, la doc, le programme du pic, un petit soft pour aider au calcul des paramètres, et un premier embryon de mesure d'EP sur ma monture astro3.
http://astrosurf.com/thx8411/download/vers1.0.2/002.png

A bientôt pour la suite !

[Ce message a été modifié par Thx8411 (Édité le 24-01-2007).]

[Thx8411 0]

J'ai eu une belle nuit bien dégagée cet week-end, ce qui m'a permis de refaire quelques mesures.

- J'ai une dérive dans le temps, mais très régukière. Il faut que je verifie s'il s'agit d'un problème de mise en station ou s'il s'agit de mon programme. Cela ne devrait pas être compliqué à corriger.

- Après correction de la derive et de la mise en station (rotation de champs, axe nord-sud), et un lissage avec deux sinusoides, voila le resultat :
http://astrosurf.com/thx8411/download/vers1.0.2/006.jpg

C'est toujours très régulier. Avec le PEC que j'ai prévu, cela devrait marcher pas mal ;-)

Les petites variations correspondent à ma petite roue dentée, les grandes à ma grande roue dentée ou à ma vis sans fin. Je devrais pouvoir descendre à +/- 5", ce qui est honnète avec ce type de monture.

Voici enfin une petite photo de l'entrainement :

C'est tout moche avec du scotch, mais ce n'est encore qu'un prototype.
http://astrosurf.com/thx8411/download/pieds.jpg

[fp 0]

Bonjour,

Pour l'EQ1 tournebroche dont j'ai parlé plus haut, vous trouverez ci-dessous des photos du mécanisme : http://frederic.perrenoud.free.fr/astro/Image0016.jpg http://frederic.perrenoud.free.fr/astro/Image0017.jpg