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ENSEMBLE ÉLECTRONIQUE DESTINE A LA MOTORISATION ET AU PILOTAGE DE TÉLESCOPES

1. Généralités
2. La carte interface PC
3. La raquette de commande
4. Carte de commande de moteur pas à pas

Généralités

Cette électronique de pilotage a été conçue de manière à être la plus simple possible, intégrant le fait qu'un ordinateur est nécessaire pour l'exploiter. En effet, l'un des objectifs est de contrôler une monture Dobson et notamment de générer un suivi sidéral. Pour ce faire, étant donné les calculs et la gestion de nombreux paramètres que cela implique , la programmation informatique s'imposait.

Le schéma de cet ensemble électronique est présenté à la page précédente. Il se compose de 3 cartes différentes :

• Une carte interface PC qui se connecte  à l'ordinateur par l'intermédiaire du port parallèle et sur laquelle vont venir se greffer toutes les autres cartes (raquette, cartes de commande moteur, voir même codeurs) ainsi que l'alimentation (12 V ou 5V)

• Une raquette de commande dotée de 4 boutons de direction et de 2 commutateurs rotatifs à 3 positions, chacune déterminant une vitesse de rotation des moteurs.

• La carte de commande de moteurs pas à pas basée autour d'une puce L297. Chaque carte contrôle un moteur pas à pas (4, 6 ou 8  fils). Il en faut donc 2 pour motoriser un télescope sur ses 2 axes, mais elles sont strictement identiques. ( Une version de carte à base de SAA1042 est également disponible)

          Voir schéma de branchement moteur pas-à-pas 6 fils

Les typons et les circuits imprimés:

Ils sont téléchargeables au format wmf. Pour les imprimer à l'échelle convenable, il suffit d'ouvrir ces fichiers sous Word. Ils sont alors automatiquement dimensionnés à la bonne taille et il suffit de les imprimer à partir de Word. Leur ouverture sous un logiciel de dessin type Paint Shop Pro les détériore.

Attention les typons sont tous vus face composant, donc ne pas se tromper de sens au moment de la réalisation du circuit imprimé. 

Pour réalisation des circuits imprimés, une bonne adresse sur Internet, Tronicspace. Le webmaster Thomas NAUDE propose la gravure des circuits ainsi que le perçage des plaques sur simple envoie des typons.

Coût de réalisation : 

A prendre en compte : la réalisation des cartes (gravure des typons, perçage ...), les composants électroniques et l'ensemble connecteurs, boutons, boites et câblage. C'est généralement cette dernière partie qui revient le plus cher. Au total, l'ensemble électronique (interface, raquette et 2 cartes moteurs ) est tout à fait réalisable pour 700 francs.

La carte interface PC (v 1.2)

Cette interface est relativement simple, pratiquement que du câblage. Elle présente deux fonctions:

• Alimenter l'ensemble des cartes, en assurant une masse commune avec le PC.
• Dispatcher les différentes informations reçues et traitées par l'informatique.

Télécharger le typon (113 Ko) : interface1_2.wmf

 

M1 : carte moteur de l'axe de déclinaison ou d'altitude

M2 : carte moteur de l'axe d'ascension droite ou d'azimut

X1, X2, Ax, Vcc, OV, Y1, Y2, Ay : câble 8 fils relié à la raquette de commande (voir partie suivante)

 

Liste des composants : 

Carte interface
Description	Quantité	Code commande Radiospares	Observations
Connecteur Sub-D 25 coudé à souder sur CI	1	160-3082
Régulateur MC78T05CT (12V-5V) 3A	1	641-724	A refroidir au moyen d'un radiateur adapté pour boîtier TO220
Diode de redressement	1	216-9864
Condensateur 2nF	1
Condensateur 22µF	1

 

Répartition des entrée/sorties :

Chose importante concernant cette carte, certaines broches utilisées en entrées ne peuvent l'être que si le port parallèle du PC est configuré EPP ou ECP (bidirectionnel). C'est le cas généralement sur tous les PC pas trop anciens. A vérifier dans le bios.
De plus il faut que l'adresse d'entrée/sortie configurée soit 378. A voir dans les paramètres du port parallèle, mais c'est généralement l'adresse affectée par défaut.

Mise à jour 05/04/2001 :

Afin d'améliorer la compatibilité avec une majorité de port parallèles et donc de PC, il est nécessaire de relier entre elles les broches de masse 18 à 25, ce qui est représenté ci-dessous sous la forme du strap vert. 

La raquette de commande (v 1.1)

Schéma de principe : 

La logique est extrêmement simplifié (réduite à quelques diodes) (cliquer sur le schéma pour agrandir)

Version avec leds lumineuses indicatrices de vitesse

Télécharger les typons (147 Ko et 51 Ko) : raquette_haut.wmf et raquette_bas.wmf 

Liste des composants : 

Quelques explications le fonctionnement de la carte :

• Les signaux Xi, Yi et Aj ont la même signification pour l'axe 1 ou pour l'axe 2. La raquette est symétrique.
• Les signaux X et Y définissent la vitesse qui est demandée par l'utilisateur.
• Le signal Aj indique lui le sens de rotation souhaité.
  

Il est probable que les résistances R4 (de l'ordre de 1 Kohm) ainsi que les 2 capacités ne soient pas nécessaires. Donc, ne pas les monter dans un premier temps. 

Il est nécessaire de réaliser un câble (8fils) reliant la raquette à la carte interface en s'assurant de la bonne correspondance des broches : Xi, Yi, Ax, Ay, 5V et 0V. Un moyen simple et peu coûteux pour obtenir un tel câble est d'acheter un câble de type connexion réseau (connecteurs RJ45) qui possède plus de 8 fils déjà insérés dans une gaine. il suffit de couper les connecteurs existants et de les remplacer par des connecteurs 8 contacts.

Le fait d'avoir scinder cette carte en 2 s'explique par le fait que généralement les commutateurs rotatifs sont plus hauts que le boutons pressoirs et ceci peut donc s'avérer gênant pour le montage de la carte dans un boîtier. 

La carte de commande de moteur pas à pas

1. Carte basée sur les L297 et L298  (V 1.0)

Étant donné les difficultés actuelles pour se procurer la puce SAA1042 de Motorola, nous avons développé une carte basée sur les composant L297 et L298. Elle s'avère plus petite et plus simple que l'ancienne à base de SAA1042 (voir chapitre suivant) avec une réduction du nombre de composants.

Elle nécessite une alimentation de 12 V mais la présence du L298 qui délivre une intensité de 2A permettra de supprimer l'étage de puissance de la carte à base de SAA1042. 

Cette carte pilote les moteurs pas à pas en demi pas. Une acrte pilote un moteur, il en faut donc deux identiques pour la motorisation double axe d'une monture de télescope.

Télécharger le typon (162 Ko) : l297.wmf

Liste des composants : 

Cette carte de commande moteur doit être reliée à la carte interface par 5 fils : les alimentations 5V et 12 V, la masse et les fils de clock et de sens. 

A ces fils, s'ajoute la possibilité de brancher un interrupteur entre le point B "bloqué" et la masse. Ceci permet manuellement, de libérer le moteur de l'emprise de la tension et de le tourner à la main sans couper l'alimentation générale.

Important : le moteur est alimenter en 12 V. Or certains ne supportent pas une telle tension ou plutôt un trop fort courant de phase. L'intensité se calcule en divisant la tension d'alimentation, 12V, par la résistance de phase du moteur (que l'on peut mesurer entre les 2 fils d'une même phase du moteur).

Par exemple, un moteur présentant une résistance de phase de 12 ohm pour une alimentation de 12 V reçoit un courant de phase de 1A, valeur qui correspond souvent la limite acceptable. En cas de dépassement de limite le moteur chauffe.

Dans ce cas, il suffit d'ajouter des résistances de puissance de quelques ohm, une par phase de façon à augmenter la résistance du moteur et ainsi faire baisser le courant.

2. Carte basée sur le SAA1042 

Les plans et typons de cette carte sont disponibles dans la partie électronique du télescope newton.   Bien que parfaitement fiable, ses points faibles par rapport à la précédente à base de L297 sont qu'elle revient plus cher et surtout qu'elle est basée sur un composant, le SAA1042, de plus en plus difficile à trouver sur le marché.

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