LES
CODEURS /LECTEURS DE SITE DE CONSTRUCTION AMATEUR
CETTE
REALISATION EST TESTEE SUR UNE MONTURE DOBSON
Dans cet article nous utiliserons les
abréviations suivantes :
DSC27
- Le codeur /lecteur de site incrémental possède une roue dentée provenant
d‘une souris d’ordinateur PC. Celle-ci sert à moduler le faisceau
infrarouge à l’aide de ses 27 dents (génération de 108 impulsions /360°
en mode quadrature du NAVIGATOR)
DSC70 - Le codeur /lecteur de site incrémental qui utilise une roue dentée (perforée) fabriquée par nos soins et ayant 70 dents pour la modulation (génération de 280 impulsions /360° en mode quadrature du NAVIGATOR)
DSC1 - La partie électronique exploitant les lecteurs de site DSC27 et DSC70. Celui-ci possède des éléments optiques (semi-conducteurs) provenant d’une souris d’ordinateur PC.
DSC1K - Le codeur /lecteur de site incrémental rotatif (marque
AGILENT) ayant 1000 pas, de type HEDM-5500 J12 peu honéreux. Il est
fourni sans axe de rotation, donc on est obligé de construire une adaptation
mécanique.
ETAT ACTUEL DU PROJET « DSC FAIT MAISON »
Le développement des DSC27, DSC70 et DSC1 est achevé. Ces lecteurs
sont dans un état d‘avancement permettant de démontrer leur qualité et leur
utilisabilité par des amateurs. La documentation est disponible pour tous ceux
qui sont intéressés.
PROLOGUE
Pour une navigation céleste on comprend facilement qu'une
condition nécessaire à celle-ci est l‘acquisition faite par des codeurs.
Une installation soigneuse et stable sur la monture est primordiale.
Le fonctionnement de ce système de navigation commence par
la détection faite par un lecteur des mouvements des axes de rotation. Par la
suite dans notre module électronique NAVIGATOR-1 & PC (ou bien NAVIGATOR-2
sans PC) on fait un décodage du site et on indique en permanence les
coordonnées instantanées du site.
Ce schéma synoptique indique le principe de fonctionnement du DSC
et l’installation du lecteur de site sur une monture azimutale.
Les codeurs DSC27 et DSC70 sont bien adaptés à une
installation sur une monture DOBSON où ce n'est pas gênant d’avoir
sur les axes de rotation une roue de diamètre important permettant des
multiplication de 108 (280) impulsions à 4000 impulsions ou plus.
Cliquez sur les images pour les agrandir.
Le codeur /lecteur de site incrémental type DSC27 emploie pour la
modulation une roue dentée de 27 dents provenant d’une souris d’ordinateur PC.
Le système génère 108 impulsions /360° en mode quadrature
à
l’aide des éléments optiques.
La construction interne et la mise en oeuvre du lecteur DSC27 sont
illustrées dans une série de photographies:
La construction mécanique de l’axe utilise une paire de roulement
à billes 4/13 mm (ou bien 5/18 mm) afin de permettre une pression radiale importante et la
récupération du mouvement de friction provenant du grand disque du DOBSON.
Aspect du boîtier du lecteur DSC27
Le boîtier du codeur (en tôle dural 2 mm) supporte le roulement
à bille supportant l’axe ainsi que le circuit imprimé de
l’électronique.
Sur l‘extrémité de l'axe
de diamètre
4 mm on
ajoute d’un petit tube flexible de contraction
par procédé thermique (heat shrink sleeving)
pour assurer un receuil sans erreur du mouvement de friction.
Le bord latéral vertical du couvercle se fixe
sur les liteaux permettant ainsi le guidage vertical du lecteur.
Le boîtier du codeur est constitué d’une
petite boîte en plastique que l’on trouve facilement et de dimensions 67*47*26
mm.
La construction du transfert à friction
Voici quelques notes sur l’ensemble mécanique
effectuant le transfert à friction et fixé sur l’axe ALT de la monture
DOBSON:
- L’axe du codeur est maintenu par un ressort
unique sur la roue d’une moyenne de 127 mm (matériel AL-dural) fixé sur l’axe
ALT du DOBSON.
- L’entraînement vertical du codeur est guidé
depuis le liteau latéral, d’où la nécessité de bien positionner ce
chariot afin de minimiser le jeu.
- Sur l’axe de la grande roue, un joint en
caoutchouc (noir) est fixé afin d’assurer la jonction entre l’axe ALT du
télescope et la roue de 127 mm.
- Il est possible également d’employer un autre type de transfert. Par
exemple sur la roue dentée, une courroie plate ou dentée.
LECTEUR
DSC27 SUR LA MONTURE DOBSON
Installation du lecteur DSC27 avec module NAVIGATOR-1
sur l’axe ALT de la monture DOBSON.
La construction doit être assez rigide
pour garantir la stabilité et la lecture des coordonnées.
Il est possible d‘installer sur ce même
principe le lecteur sur l’axe AZ et analogiquement aussi de permettre
l’installation d’un lecteur DSC70.
La partie électronique du DSC27 est basée sur trois pièces
optho-électroniques
provenant d’une souris d’ordinateur PC
Il s’agit des pièces suivantes :
- une diode LED spéciale émettant un rayon
infrarouge: type KM-4457F3C (*),
- un photo-transistor devant lire le faisceau infrarouge de cette LED: L-610MP4BT/BD (*)
(*) Le manuel au format PDF peut être trouvé
sur internet en utilisant GOOGLE.
- une roue de modulation de 27 dents.
Notons que les proportions de la largeur des
dents et des espaces sur la périphérie de la roue de modulation sont
dépendantes du type de photo-transistor utilisé. Il est vraisemblable que l’électronique du
DSC1 soit utilisable de façon similaire avec des pièces optiques
provenant d’autres types de souris.
Photographie de la souris utilisée et détail interne de celle-ci.
Le lecteur de site DSC70 contient une
nouvelle roue de modulation ayant toutefois un nombre supérieur de dents :
70 dents.
La roue de modulation pour le DSC70
est capable de générer en mode quadrature 280
impulsions /360°. Les tests attestent d’une exactitude à 100% de la
lecture du nombre d’impulsions en fonction de la rotation de l’axe. La photo
illustre le produit fini pour le DES70 comparable à l’original DSC27.
Pour le fonctionnement exact du lecteur et
à cause des composants optiques similaires au DSC27, il a été nécessaire
de respecter les proportions (largeurs) des dents et des espaces identiques
à la roue du DS27.
La roue de modulation agrandie pour le lecteur DSC70
a été élaborée dans une feuille en phosphore de bronze d’une épaisseur de 0,2
mm par une technologie similaire à celle de la production des circuits
imprimés.
Six roues ont été fabriquées ensemble. Le prix de revient de cette technique de gravure (2 euros la roue) est
plus intéressant que la réalisation des roues à la machine. Les dessins
illustrent les étapes de la réalisation des roues perforées.
La roue de modulation s’installe sur l’axe
par son trou central de 2,6 mm afin que celle-ci soit serrée entre deux disques
en plastique d’une épaisseur de 0,5 mm.
Lecteur de site DSC70 : boîtier fermé et boîtier ouvert
L’axe d’un diamètre de 5 mm est maintenu par deux roulements
à billes.
Après ajout d’un petit tube flexible de
contraction par procédé thermique
(heat shrink sleeving) le diamètre résultant de l’axe est de 5,5 mm. Le boîtier en plastique est de dimensions
77x58x28 mm.
Le lecteur DSC70 est équipé de la même
structure électronique que le type DSC27 et emploie un circuit imprimé
identique. Les éléments optiques sont issus d’une même souris.
Le lecteur DSC70 est installé sur la monture
DOBSON. Il a besoin d’un rapport de vitesse de transfert inférieur à
celui de DSC27.
DSC1
- ELECTRONIQUE DES LECTEURS DE SITE DSC27 et DSC70
Le schéma de circuit électronique DSC1 et le dessin du circuit imprimé correspondant
Pour les lecteurs DSC27 et DSC70 j'ai développé le circuit imprimé cuivré sur une seule face, est de dimensions 43x21,5x0,75 mm. Le schéma du circuit imprimé vous permet soit de le réaliser vous-même, soit de le faire réaliser par un tiers ou bien par l’auteur de cet article. Les pièces utilisées sont classiques, donc l’électronique est facile à assembler. L’électronique ne comporte pas d’élément à la mise au point.
Position des éléments optiques placés par rapport à la roue de
modulation
Il faut trouver la position du circuit
électronique par rapport à la roue de modulation de façon à ce
que les éléments optiques commencent à générer les impulsions.
Le plan vertical du photo-transistor doit se
trouver à peu près dans une position tangentielle aux dents de la
roue de modulation situées à la périphérie de celle-ci. La photographie illustre les variations
possibles de positions des éléments en question.
Le câble entre le DSC27 (DSC70) et le module
NAVIGATOR situé à côté du DSC27 (DSC70) respecte le brochage des
connecteurs standards des lecteurs US-DIGITAL, par exemple de types S1 /S2.
En conclusion et en fonction des nombreux
tests réalisés, il est possible d’affirmer que :
·
la précision et la
répétition des mesures de site sont proportionnelles uniquement à la
stabilité du montage des lecteurs sur la monture.
·
le pouvoir séparateur
mesuré (ordinairement en ArcMin) est dépendant du rapport de vitesse entre
l’axe du lecteur et la roue du DOBSON.
DSC1K
- CERCLE DIGITAL 1000 PAS - ENCODER
Le lecteur incrémental de site type HEDM-5500
J12 d’AGILENT présente des aspects intéressants : son prix modique, la roue de
modulation à 1000 pas et la génération en mode quadrature de 4000
impulsions /360°. Le nombre 4000 impulsions signifie un pouvoir séparateur de
5,4 ArcMin. Cela nous permet d’installer directement le DSC1K sur l’axe de la
monture DOBSON (ou équatoriale) sans la transmission et sans la multiplication.
On peut aussi l’installer en utilisant un petit rapport de vitesse.
Le codeur HEDM-5500 J12
est fourni sans axe. Nous sommes donc obligés
de construire cette adaptation mécanique, c’est à dire d’insérer un axe
neuf fabriqué par nous-même dans une roue située à l’intérieur du
codeur.
Il est à noter que le codeur en
question paraît être assez « fragile » Donc il faut que son
adaptation mécanique soit solide. En même temps le codeur doit être
protégé contre les influences atmosphériques. Le positionnement du nouvel axe doit permettre
une grande pression radiale sur celui-ci, afin de pouvoir utiliser
éventuellement la transmission par friction.
Le brouillon initial de cette adaptation
présente une solution originale de construction de cet axe du codeur avec un maintient de celui-ci dans une paire de roulement à billes.
Cette solution supporte bien la transmission
par friction, c’est à dire la pression transversale sur l’axe de rotation.
L’enveloppe du roulement se fixe au panneau frontal par l’écrou central M16X1
servant à installation du lecteur DSC1K sur la monture.
Ce schéma de base (le dessin) est disponible. Sur le document définitif les constructions seront illustrées photographiquement. Actuellement, la documentation d’esquisse mécanique présentée ci-dessus est transmis à la production.
Merci à Jean-Pierre Richaume (Goofy sur le forum LUNIVERSALIS) pour l'assistence au point de vue linguistique.
A Prague le 150605
(c) Ján Greèner
