Mise au point automatisée via Arduino

Module de mise au point par ordinateur (en cours de rédaction!)

  • I. But du montage.

Le but de ce module est de faire un montage électronique qui permet de piloter par ordinateur un moteur électrique monté sur le porte-oculaire. Sur cette page on va parler du prototype fait à base d’un « arduino » qui est parfaitement fonctionnel. A terme ce module sera fait à base d’un micro-contrôleur de type « AteMega ». Ce micro-contrôleur permettra des fonctions supplémentaires ou des protections plus poussées, que le prototype ne possède pas. La version avec arduino classique sera toujours possible.

Important : Le montage et le logiciel sont libres de droits, mais soumis à la licence GNU version 3 (voir en annexe). Nous ne donnons aucune garantie sur le bon fonctionnement de ce montage et le logiciel.

  • II. Possibilités et contraintes du prototype.

Il s’agit d’un prototype. Certaines fonctions ne sont pas encore implantées.

Fonctions non présentes à l’heure actuelle :

– Il ne possède pas encore de bouton poussoir pour faire la mise au point manuellement. Celle-ci ne peut se faire que par l’ordinateur.
– Il ne gère pas les moteurs pas à pas, seulement les moteurs de type courant continu (à terme il pourra utiliser les deux types de motorisation).
– Quand le prototype est mis hors tension, il ne garde pas en mémoire la position de mise au point. A la prochaine mise sous tension, la position est à 0. Il faut donc toujours être sur une position proche de la mise au point quand on arrête le montage (pour une mise au point rapide).
– Actuellement le prototype ne peut pas fonctionner sans ordinateur, car l’arduino est alimenté par le bus usb.

Contraintes et possibilités du prototype :

– Pour la partie puissance, il lui faut du 12V à 13V courant continu;
– Les moteurs de mise au point doivent pouvoir fonctionner entre 6V à 12VCC. Même sur du 12V, on peut utiliser un moteur 6V (réglage dans le logiciel);
– En mode standard le prototype peut piloter deux moteurs de mise au point de type courant continu (l’instrument principal et la lunette de guidage par exemple)
– Possibilité de programmer des butées, pour éviter de forcer sur le moteur quand on arrive au bout du porte-oculaire;
– Réglage de la vitesse limite (mini et max), du sens de rotation, ainsi que d’une rampe d’accélération / décélération;
– Réglage de trois vitesse de fonctionnement prédéfinies;
– Personnalisation des noms des moteurs;
– Réglage de la compensation des jeux mécaniques (lors de l’inversion du sens de rotation). Avec de simples moteurs à courant continu, on ne pourra pas la garantir à 100 % suivant la position du porte-oculaire et la charge de celui-ci (problème technique des moteurs);
– Tout les réglages sont sauvegardés dans un fichier et repris automatiquement par le programme au démarrage. De même si on utilise deux moteurs de mise au point différents, tous les réglages sont indépendants entre les deux moteurs;
– Fonctionne sous Linux ou Windows, cela reste à tester avec un mac.. (mais qui utilise un mac en astrophoto??)

  • III. La partie électronique.

Dans le cas de ce prototype, la partie électronique est assez simple. On a besoin d’un « arduino » et d’un module de puissance et quelques diodes.

Avec un module de puissance on peut piloter deux moteurs à courant continu de type « Orion focus ». On peut utiliser d’autres moteurs du moment que le courant nominal ne dépasse pas 1A (avec les modules de puissance en standard) et que le moteur peut fonctionner entre 6 à 12V CC.

Vous trouverez ci-dessous deux schémas différents pour la partie puissance. (les deux sont utilisables)
module_puissance_v1

module_puissance_v2

arduino_uno

Vous pouvez utiliser n’importe quel module de puissance du moment que celui-ci possède trois pattes de commande fonctionnant comme le tableau suivant :

Table de vérité par moteur du fonctionnement du module de puissance

PWM

A

B

Fonctionnement

0

x

x

Moteur à l’arrêt

1

0

1

Rotation du moteur dans un sens

1

1

0

Rotation du moteur dans le sens opposé

0 indique 0v, 1= +5V, X valeur sans importance car non prise en compte.

Très important :
– Si le module de puissance choisi ne possède pas de diode de protection interne au niveau des bornes du moteur, il faut obligatoirement en mettre, voir le schéma V2 pour les branchements. (ci-dessus)

– Il est conseillé de mettre une diode en série à l’entrée du +12V, pour protéger le module de puissance en cas d’inversion de polarité, cette diode doit pouvoir tenir l’ampérage maxi des moteurs + 1A.
Pour le câblage entre l’arduino et le module de puissance, il suffit de relier les fils de même couleur entre eux. Toutes les connexions avec le symbole de terre doivent être reliées entres elles.

Important : L’arduino est alimenté par le bus usb du PC, le module de puissance lui est alimenté par du 12V courant continu.

En cas d’utilisation d’un module de puissance différent, le tableau suivant indique les connexion de l’arduino utilisé pour le contrôle du module.

Borne de l’arduino utilisé pour le contrôle du module de puissance

PWM

A

B

Moteur

4

2

3

1

7

5

6

2

  • IV. La partie logiciel.

Là c’est un peut plus compliqué, car il y a deux parties distinctes.
– Mise en place du logiciel dans l’ardino (à faire une seule fois);
– Mise en place de la suite logiciel du programme utilisateur:

Pour la suite, revenez plus tard…

Annexe

1.0 Licence
Programme pour gérer la mise au point en tcl/TK et langage Arduino
Copyright (C) <2013> <Alarcon yves> Tous droits réservés.
Ce programme est un logiciel libre ; vous pouvez le redistribuer ou le modifier suivant les termes de la « GNU General Public License » telle que publiée par la Free Software Foundation : soit la version 3 de cette licence, soit (à votre gré) toute version ultérieure.
Ce programme est distribué dans l’espoir qu’il vous sera utile, mais SANS AUCUNE GARANTIE : sans même la garantie implicite de COMMERCIALISABILITÉ, ni d’ADÉQUATION À UN OBJECTIF PARTICULIER. Consultez la Licence Générale Publique GNU pour plus de détails.
Vous devriez avoir reçu une copie de la Licence Générale Publique GNU avec ce programme ; si ce n’est pas le cas, consultez : « <http://www.gnu.org/licenses/>. »

dl

Réalisé par Alarcon Yves – Astroaspach

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