Un système d'automatisation de coupole et d'abri roulant


Voici quelques mots sur ce projet, il est maintenant actif sur plusieurs installations. Je presente ici quelques images de l'installation réalisée sur le pilotage azimutal de la coupole de 4.2m de l'observatoire des Pises mi Mai 2008.


Vue sur le capteur inductif de position de référence, l'index, attaché à la partie tournante de la coupole, est positionné sur le capteur inductif, et provoque l'initialisation de l'azimut de la coupole sur une valeur donnée.


Vue sur le codeur de position, il s'agit d'un systeme rotatif qui envoie 64 impulsions par tour de codeur (voir la vidéo plus bas)

 


Une vue sur le capteur inductif de reference de position, et sur le codeur de position, le cable entre les deux éléments n'est pas encore mis dans une goulote; mais cela ne saurait tarder....

 


Vue sur la motorisation en azimut de la coupole, un moteur reducteur triphasé a été installé sur l'ancien dispositif à manivelle qui faisait tourner la coupole...


Comme le site ne dispose pas de source triphasée, un dispositif de chez KEB a été installé, il fourni une source de courant triphasé, de frequence variable. Cette fréquence variable permet un démarrage en rampe, cad, un démarrage en douceur de la rotation de la coupole. Ce qui est impossible avec un moteur 220V classique, outre la difficulté de le faire tourner dans le sens désiré.
Le site ne dispose pas de 220V fourni par EDF, il est fourni par des panneau solaires, des batteries et un convertisseur 12V -> 220V de 1.5KW qui assure la fourniture de 220V à tout l'observatoire. Il est a noter que le variateur KEB et le moteur-reducteur triphasé ont été acheté d'occasion sur E-Bay.


Vue sur le boitier du Dometracker, les cables sont les suivants : alimentation 12V, vers le variateur KEB, vers le codeur et le capteur inductif de référence, et enfin le cable RS232 qui va vers un module convertisseur ethernet-série Lavalink, et puis vers le PC de controle.

 

L'image suivante montre l'intégration du panel de controle de la coupole/abri dans le logiciel PRISM v7, à chaque pointage d'un nouvel objet, le telescope se déplace ainsi que la coupole. Dans ce cas particulier, le telescope est fortement désaxé du centre de la coupole (60 cm vers l'est), et le logiciel corrige tooujours la position de la coupole de manière à faire intersecter l'axe optique du telescope et le meridien de sphere de la coupole qui passe par le centre de la trappe.


 

Quelques vidéos montrent la dynamique de l'ensemble :

Video1 : (requière le decodeur divX) montre le codeur de position de la coupole en train de tourner lorsque la coupole est en rotation, on rappelle que ce codeur envoie 64 impulsions par tour de codeur, soit plus de 5500 impulsion par tour de coupole.

Video2 : (requière le decodeur divX) montre comment fonctionne l'initialisation de la coupole : le codeur de position n'est pas un codeur absolu et une position de reference de la coupole a nécessaire. Lorsque la coupole passe devant le capteur inductif, le logiciel initialise une valeur d'azimut de coupole donné et connue.

 

Il s'est passé pas mal de temps depuis le mois de Juillet, un partenaire industriel a été trouvé (SHELYAK). Je pense que cela sera la derniere mise à jour de ce site, puisque par la suite tout sera mis en ligne sur le site web de cette société.
Il y a eu beaucoup de travail et il en reste encore pas mal coté documentation et logiciel.
Le nom du produit est "dometracker", et il est toujours applicable pour des abris roulants, bien sur.

La connectique du boitier a été revue, un routage refait, et le mode d'alimentation changé.

Voici, en definitive à quoi le système ressemble :

Pour en savoir bien plus, ici une documentation préliminaire (pdf) permettra de preparer votre installation en vue de l'accueil du système.

Le schema des entrées sorties de ce système :

- pour un dome

- pour un abri

 


Vue du codeur de rotation (en noir) et du capteur inductif qui sert à reperer le zéro de la coupole (en vert)


Vue arriere, alimentation 220V

 


Vue facade avant, de gauche à droite : le connecteur série (qui peut etre aussi passé en USB moyennant un adapatateur USB/Serie), deux connecteurs DB9 de controle.

Voila, la mise en boite est terminée !

Un driver ASCOM est prévu, permettant l'interfacage avec presque n'importe quel logiciel !

Le circuit PCB a été envoyé en réalisation a PCB-Pool, la carte devrait revenir le 26 Juin. A ce moment, le prototype de serie pourra etre réalisé et testé !

Suite aux souscriptions, les composants pour le prototype ont été achetés et validés, le routage de la carte va pouvoir maintentant se faire.
Le boitier a été choisi et il fait : l=121mm x h= 45mm et p=165mm

Le capteur de position de zero de la coupole a été validé et voici le plan, la partie metallique qui va servir d'index est à gauche:

Le codeur optique a été validé et voici le plan, il a 64 pas par tours :

Le routage de la carte est en bonne voie !

 

Informations

Je suis arrivé à faire la liste de tout les composants :

Dans le cas d'un abri, comme il n'y a pas d'encodeurs optique de rotation, ni de capteur de position d'origine de coupole, ceci fait tomber le prix.


Capteur de position d'origine de coupole


Encodeur optique de position en rotation de coupole (fourni tel quel)

Capteur d'origine de rotation de la coupole et fixation mecanique, le codeur de rotation optique pourrait etre accroché sur l'axe de la roulette

Attention, le systeme ne comprends pas (parce que les coupoles ne sont pas identiques) :

La coupole ou abri, doit avoir la possibilite de tourner dans un sens par la fermeture d'un relai, dans un autre par la fermeture d'un autre relais. Pareil pour les ouvertures et fermetures de cimier ou d'abri. Note la présence (operationnelle ou pas) d'un systeme de fermeture et d'ouverture de cimier de coupole n'est pas obligatoire.

Une réalisation de référence sera mise en ligne sur ce site.


Carte électronique et préplacement des composants.

Le premier prototype de série sera pret fin Juin, et la série entamée vers Aout/Septembre 2007, livraison avant fin 2007.


 

Principe


Je viens de refaire une carte de contrôle pour l'automatisation d'un dôme plus optimisé, je pense. Elle peut être aussi utilisée pour un abri roulant.

Concernant la motorisation de la coupole, il faudra une coupole qui tourne sur 360°, et installer une motorisation douce capable de la faire tourner dans les deux sens par l'appui de deux boutons (pour aller dans un sens et dans l'autre par exemple).

Un système de motorisation de type Digidrive de chez Leroy Somer pilote la rotation de la coupole. Ce dernier sert à transformer le 220V en triphasé, et réalise des démarrages très doux du moteur (pente de vitesse).
Il y a bien sur, un ou des moteurs triphasés piloté par le système Digidrive.

Les motorisations en tout ou rien, qui marchent par à-coups (type moteur 220V) sont fortement déconseillées.

En gros le système de pilotage marche comme ceci :

Evidemment (et cela va sans dire) ce système permet le pilotage du dôme/abri par Prism et donne une automatisation complète de l'observatoire.

Je tiens à répéter que la motorisation du cimier (éventuelle), de la coupole est à votre "charge", et que ce système ne fait "que" piloter (par "appui" sur des boutons) les dites motorisations. Cela s'applique aussi pour les abris, un appui sur un bouton pour ouvrir l'abri et un autre appui pour le fermer.

Dans le cas d'un abri roulant, il n'est pas obligatoire d'utiliser un systeme de motorisation de type Digidrive.

Logiciel

Le logiciel permettra le controle du dome ou abri avec PRISM, si cette interface connait le succés, une interface ASCOM sera réalisée.

Couts

A ce jour, le cout n'est pas connu, mais dans le cas d'un abri roulant, le cout sera reduit car il n'y a pas de codeurs de rotation (il donne la position precise du dome en rotation), et il a un cout qui n'est pas negligeable.

 


C.Cavadore, Mai 2006