Têtes en l'air
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Robofocus Arduino

  1. Présentation
  2. Schéma de principe
  3. Liste du matériel
  4. Montage
  5. Conexion du moteur pas à pas
  6. Calibration du courant
  7. Les logiciels
  8. Programmation de l'Arduino
  9. Mise en service

Retour 1. Présentation

En astrophotographie la mise au point est cruciale. Nous avons tous commencé par la mise au point manuelle. Sans compter que manuellement, cette opération est fastidieuse et imprécise. En effet, dès que l'on pose la main sur la molette du porte oculaire, l'image tremble dans tous les sens. C'est donc à tâtons qu'il faut procéder. Une bonne amélioration consiste à utiliser un moteur à courant continu piloté à distance  par deux boutons poussoir. Cette solution est très économique. L'appréciation de la mise au point est faite par l'utilisateur. Cependant elle ne peut pas être utilisée à distance lors d'une prise de main sur le l'ordinateur. Cette solution oblige aussi l'utilisateur, au cours de la séance de prise de vue, à intervenir régulièrement pour vérifier la mise au point et l'ajuster si nécessaire. La solution idéale est d'automatiser la mise au point. C'est ce qu'on appelle un /dossiers/images/robofocus et autofocus. Le /dossiers/images/robofocus s'organise autour d'un moteur pas à pas piloté directement depuis l'ordinateur. La mise au point peut rester manuelle par l'intermédiaire de « bouton poussoirs » logiciel mais surtout elle est automatique. Le logiciel d'acquisition capture une image de prévisualisation, mesure la qualité de la mise au point puis agit sur le moteur pour apporter les corrections.

Le prix de revient du montage complet est d'environ 40 / 50€

Retour 2. Schéma de principe

Retour 3. Liste du  matériel

1 Arduino uno pour l'étage de la logique

1 CNC Shield V3 pour l'étage de puissance

1 TMC2208 (driver moteur) pour l'étage de puissance

L'avantage de ce driver c'est qu'il est silencieux et qu'il passe d'un micropas à l'autre en douceur.

Un moteur pas à pas, 400 pas. (ref du moteur utilisé ici : 14HM08-0504S)
Un Nema 14, plus léger et moins encombrant, suffit pour si monté sur porte oculaire avec démultiplication.
Pour un porte oculaire plus dur, il faudra prendre un Nema 17, un Nema 14 suffirait peut être mais il faut faire des tests.

 

Une alimentation 12v ou batterie

Selon le moteur choisi il faut prévoir quelques ampères. 3A pour le Nema14 (1A de marge). Si vous n'avez pas d'alimentation autant en prendre une sur laquelle il sera possible de brancher plusieurs appareils simultanément.

Une alimentation à découpage de ce type peut être utilisée. On en trouve jusqu'à 10A pour moins de 20 euros.

Un câble USB type « imprimante »

Cornière aluminium, visserie etc

Retour 4. Montage

Connecter le CNC Shield à l'Arduino ensemble, on ne peut pas se tromper sur le sens.

Repérage des connexions

Installer les 2 cavaliers. Ils permettent de paramétrer le nombre de micro pas (ici 16).

Connecter le driver TMC2208 sur l'axe X du CNC Shield. ATTENTION, il y a un sens et si on se trompe, ça grille le driver. Il faut bien connecter la patte « EN » du driver TMC sur la patte « EN » du CNC Shield.

Retour 5. Connexion du moteur pas à pas

Selon les moteurs et les fabricants, le moteur peut être livré sans connecteur. Il faudra alors se procurer un connecteur 4pin pour moteur pas à pas. On trouve ce genre de câble pour les imprimantes 3D. Par exemple sur eBay : 4pin connector stepper. Les pinoches du connecteur sont démontable en levant légèrement la languette plastique. Ça permet de modifier le brochage en fonction de la couleur des fils.

Trouver le datasheet du moteur. Voici celui du NEMA 14 14HM08-0504S

https://tetesenlair.net/heberg_tetesenlair/david/2020_09_21_Datasheet_14HM08-0504S.pdf

Il permettra de connaitre le brochage en fonction de la couleur des fils et aussi l'intensité nécessaire pour chacune des 2 phases. 0,5A par phase pour le NEMA14.

Le connecteur moteur du CNC Shield correspond respectivement aux sorties M1B / M1A , M2A / M2B du TMC

Connexion du moteur de notre montage. La couleur des fils du câble bleu correspondent à celles de ceux du moteur.

Coller de radiateur bleu bien au centre des deux rangées des broches du TMC pour éviter un éventuel court- circuit. Laissé aussi la vis EN libre d'accès. Dans notre montage le câble fait environ 1,5 mètre. Le boitier du robotfocus pourra être fixé sur le trépied de la monture.

Retour 6. Calibration du courant

Une fois le montage terminé et qu'il est alimenté en 12v, il faut régler l'intensité du moteur. A défaut une intensité trop élevée ferra chauffer le monteur et trop basse, il ne tournera pas. Relever la tension continue entre le point de contrôle et la masse (GND) et utilisé le petit tournevis fourni avec le TMC2208 pour ajuster la tension.

La formule ci-dessous définie la valeur de Vref en fonction de l'intensité (i) de fonctionnement du moteur.

i=Vref x 1.9/2.5

Vref

Intensité

0.66V 0.5A

0.79V

0.6A

0.92V

0.7A

1.05V

0.8A

1.18V

0.9A

1.31V

1.0A

1.44V

1.1A

1.57V

1.2A

 

Retour 7. Les logiciels

Télécharger et installer IDE Arduino ici : https://www.arduino.cc/en/main/software. L'environnement de développement intégré Arduino (Integrated Development Environment (IDE)) est une application multiplateforme qui est écrite dans des fonctions de C et C ++. Il est utilisé pour écrire et télécharger (téléverser) des programmes sur des cartes de type Arduino.

Télécharger l'archive zip de OnFocus.zip et décompresser les fichiers dans un dossier nommé « OnFocus ». Ne pas changer le nom du dossier.

La version utilisée dans ce tutoriel : https://tetesenlair.net/dossiers/fichiers/robofocus/OnFocus.zip
Le site officiel : https://github.com/hjd1964/OnFocus
Auteur du programme : Howard Dutton

Télécharger et installer  le driver Ascom Version 1.5.7 ici : http://www.stellarjourney.com/index.php?r=site/software_focuser
Si le site ne fonctionne plus, il est aussi disponible ici : https://tetesenlair.net/dossiers/fichiers/robofocus/On-Cue-On-Focus1.5.7.zip Au cas où Poth-hub (normalement déjà installé avec Ascom) au cas où : https://www.webastro.net/forums/topic/168736-poth-hub-le-contr%C3%B4le-en-deux-clics/

Retour 8. Programmation de l'Arduino

Connecter le câble USB de l'Arduino au PC. Le pilote s'installe automatiquement. Relever dans le gestionnaire de périphériques le numéro du port Com de l'Arduino

Aller dans le dossier OnFocus. Faire un clic droit sur Onfocus.ino et choisir "Ouvrir" ou "Ouvrir avec Arduino".

Les trois programmes doivent être ouverts.

 

S'assurer d'avoir les bonnes valeurs des numéros de pin.

Téléverser les programmes dans l'Arduino

La barre d'état indique le résultat de l'opération

S'il y a une erreur du type

Cause : Le logiciel Arduino ne fait pas ou mal la liaison avec les deux autres programmes. Vérifier qu'ils soient ouverts dans Arduino. Vérifier aussi le nom du dossier et réessayer d'ouvrir Onfocus.ino

Le programme est maintenant charger sur l'arduino. Fermer l'IDE Arduino. Laisser connecté l'autofocus

Retour 9. Mise en service

Tout est prêt pour un test avec un logiciel d'acquisition. On utilisera ici NINA.
Dans NINA, sélectionner et ouvrir les réglages du pilote Onfocus

Sélectionner le bon port Com et donner une valeur à la position Max souhaitée. Ici 5000 pour un porte oculaire avec démultiplication. Définir la position centrale à 2500 par exemple et cliquer « Set current position as Half-Travel » pour la valider.
Valider les paramètres par « OK »

 

Connecté l'autofocus

Utiliser les boutons de déplacement pour vérifier la rotation du moteur. Si le moteur tourne pas, commener par testé le montage avec ce programme :

https://tetesenlair.net/heberg_tetesenlair/david/2020_09_21_test_moteur.ino

Dès qu'il est téléversé dans l'Arduino, le moteur tourne. Ajuster les variables (voir l'image ci-dessus) pour modifier le comportement du moteur.

Si le test du moteur est bon et que le Robofocus se connecte sans erreur sur NINA, il est possible qu'il faille utiliser le "ASCOM Device Hub"

Déconnecter le Focuser" dansNINA, lancer
Aller dans le menu "Tools / Setup", sélectionner l'onglet "Focuser Setup" et cliquer sur "Choose" et sélectionner le pilote "Onfocus"
Avant de valider vérifier et/ou ajuster les propriétés du pilote (comme vu plus haut)

Dans l'onglet "Focuser" connecter le focuser.

Dans NINA il faudra choisir "Device Hub Focuser"

 

Un exemple de montage sur le porte oculaire

Proposé par l'association Têtes en l'air / David Chiron
Merci à Guillaume Ragot pour son aide.


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Les commentaires


Gourdon, le 01-10-2020

Que de boulo, merci pour ce tuto vraiment top !!!!!!

David, le 21-09-2020

Merci. J'ai fais des modifications depuis. Si tu vois encore des erreurs, remontes les par Slack. ;-)
Alain POYVRE, le 21-09-2020

ouahhh !!!
C'est excellent !
Super détaillé et super clair.
Merci beaucoup pour ce super Tuto
PS: Le lien de la photo du shema de principe (en bas du tuto) ne fonctionne pas.
 
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