LE PILOTAGE INFORMATIQUE DE LA MONTURE ÉQUATORIALE

Voir le nouveau logiciel de pilotage adapté à une électronique simplifiée

Les intérêts de l'informatique

Les objectifs d'un pilotage informatisé de la monture sont multiples. 

Dans un premier temps, l'informatique constitue une alternative intéressante à l'électronique pour commander les moteurs. Il est d'ailleurs bien plus simple d'utiliser un ordinateur pour générer les fréquences requises que de développer une carte électronique basé autour d'un quartz et d'un diviseur de fréquence. De plus lors de la construction du télescope, le logiciel fut opérationnel bien avant l'électronique ce qui a permis de tester la mécanique.

Contrôler les moteurs depuis le PC présente également un intérêt lorsqu'on emploie une caméra Quickcam pour réaliser des prises de vue : on peut à la fois prendre des images et ajuster la position de l'objet observé (Lune ou planètes) sans quitter son écran d'ordinateur.

Mais l'objectif principal recherché était d'employer un PC pour effectuer de façon automatique les pointages sur les objets célestes.

Le langage de programmation

Un critère de choix important a été de concevoir un programme ayant une interface conviviale sous Windows. Le Visual Basic s’est avéré être le langage le plus intéressant.

( Le visual Basic : la principale caractéristique de ce langage est qu’au lieu de décrire l’apparence et la position des éléments d’une interface à l’aide de nombreuses lignes de code, il suffit de la dessiner. Ensuite, à chaque objet de votre interface, est associé un certain nombre d’événements (clic souris, appui sur une touche, etc.) que vous pouvez très facilement gérer à votre convenance. Ainsi par exemple, si vous créer un bouton nommé bOk, vous pourrez très simplement gérer le fait que l’utilisateur clique dessus en définissant la procédure bOk_Click. )

Le principe général

           cLa commande des moteurs

La  commande d'un moteur pas à pas depuis un PC s'effectue en générant sur le port parallèle de l'ordinateur une fréquence plus ou moins rapide selon la vitesse de rotation désirée du moteur. Cette fréquence envoyée (succession de créneaux de tension 0V/5V) est recueillie par les cartes électroniques de commande des moteurs indispensables.

Afin de générer les fréquences sur le port parallèle, la solution retenue a été de faire réaliser à l'ordinateur des boucles dans le vide plus ou moins longues en fonction de la fréquence désirée. La procédure de rotation du moteur en ascension droite est la suivante :

Sub Tourne_AD()
Trans_Depl                           (procédure de choix de l'axe de rotation et du sens qui fixe alors les valeurs des variables suivantes clock et sens)
Select_Tempo                       (tempo est une variable qui prend une valeur précise pour chaque vitesse et en particulier pour la vitesse sidérale)
While Depl <> 0
Out 888, Sens                                               ( 888 : adresse de sortie utilisée du port parallèle)
For i = 0 To Tempo: Next i
DoEvents
Out 888, Sens + Clock
For i = 0 To Tempo: Next i
DoEvents
Wend
End Sub

                 cLe pointage automatique

Précisons tout d'abord que cette technique requiert une mise en station correcte de la monture, au moins en visant l'étoile polaire, ainsi qu'un soin particulier dans l'assemblage de la monture. (voir page mécanique divers) 

La méthode retenue pour effectuer un pointage d'objet est la suivante : il faut dans un premier pointer une étoile de référence (présente dans la liste connue par le programme). une fois l'étoile centrée dans l'oculaire, on informe le programme qu'on se trouve sur cette étoile : le logiciel se réfère alors à sa base de donnée pour connaître ses coordonnées en ascension droite et déclinaison. Puis il suffit de faire défiler la liste d'objets du ciel profond et de sélectionner l'objet souhaitée. Le programme calcule alors la distance séparant l'étoile de référence de cet objet et ceci pour les 2 axes du repère. (ascension droite et déclinaison.) Les moteurs effectuent ainsi le nombre de pas nécessaire sur chaque axe pour rejoindre l'objet recherché.

En théorie, 2 moteurs pas à pas suffisent pour une recherche automatique : en effet, ce type de moteur peut effectuer sur commande un nombre de pas précis et par conséquent un angle précis. (et de façon d'autant plus précise que le nombre de pas du moteur est important ou que le réducteur est grand). Mais ceci est sans compter les éventuels défauts de fonctionnement : jeux dans les transmissions lors des changements de sens de rotation (roue et vis sans fin...), moteur qui saute des pas en raison d'un couple nécessaire trop important...

Ainsi le seul moyen d'obtenir un fonctionnement fiable du programme est d'employer des codeurs pour réaliser un asservissement des moteurs. Un codeur placé directement sur l'axe va mesurer précisément l'angle de rotation effectivement réalisé. Soit on demande aux moteurs de réaliser un certain angle de rotation, on compare avec ce qu'indique le codeur et on corrige petit à petit jusqu'à ce que l'erreur soit inférieure à la précision souhaitée, soit on laisse tourner le moteur jusqu'à ce que le codeur indique l'angle souhaité. C'est cette seconde méthode qui a été retenue.

Pour plus de détails sur les codeurs optiques incrémentaux voir la page qui leur est consacrée (théorie et algorithme)

Sur notre monture équatoriale seul l'axe de déclinaison a été muni d'un codeur : il y a nettement moins de jeu dans le système poulie-courroie tendu que dans la vis sans fin et la dépense d'un autre codeur est peut-être excessive du moins dans un premier temps.

Le programme

Dans la pratique...

Il faut tout d'abord signaler que lors de la phase de recherche d'un objet, l'oculaire utilisé présente une focale de 40 mm ce qui permet d'obtenir un champ de vision supérieur au degré (88' précisément). Ceci laisse par conséquent une marge de sécurité quant à la précision du déplacement effectué par la monture.

Le défaut constaté est généralement un léger manque de précision sur l'axe d'ascension droite, défaut dans tous les cas inférieur au degré. Ce problème était prévisible du fait de l'absence de codeur sur cette axe horaire. Néanmoins, étant donné que le déplacement en déclinaison s'avère extrêmement précis, il suffit uniquement de déplacer manuellement (avec la raquette de commande) la monture en ascension droite si l'objet recherché n'apparaît pas dans l'oculaire. La manipulation est très rapide, l'éventuel défaut étant limité. L'ajout d'un codeur résoudrait ce problème.

Les premières nuits d'observations ont mis en évidence le confort d'utilisation apporté par ce pilotage informatique : fini l'éprouvante recherche d'objets du ciel profond en se déplaçant d'étoile en étoile à l'aide du chercheur (monture Dobson) et  plus besoin de balayer le ciel en ascension droite après avoir réglé le cercle gradué de déclinaison ! L'observation de nombreux objets en un un temps réduit devient possible.

Voici un exemple de balade céleste effectuée à l'aide du logiciel dans la constellation du cocher: initialisation sur l'étoile Capella puis pointage, dans l'ordre, des amas ouverts M38, M36, M37 et enfin M35 en se déplaçant d'amas en amas, chaque nouvel amas pointé devenant la nouvelle référence pour le déplacement suivant. Le tout effectué en moins de 5 minutes ! Bien sûr ce n'est pas une course et mieux vaut prendre le temps d'observer calmement mais il était intéressant de tester les possibilités du programme.  

En conclusion, la recherche automatique d'objets céleste constitue véritablement un plus si l'on désire réaliser de nombreuses observations au cours d'une nuit. Mais on savoure certainement mieux ce confort après s'être tout d'abord exercé au repérage manuel qui constitue une bonne expérience pour connaître le ciel. (Dans notre cas 115/900 et newton 200 sur monture Dobson)

Retour au menu précédent