Sciences - Astronomie
Observatoire Andromède partie 1 site perso de Jean-Claude - AUTOMATISATION

DOME



ETUDE AUTOMATISATION DU DOME :

Mon choix pour automatiser le mouvement de ma coupole se porte sur le Dome Tracker de Cyril Cavadore distribué par Shelyak Instruments.
Le Dome Tracker permet de gérer les phases d'ouverture et de fermeture du cimier (y compris la fermeture d'urgence) et d'asservir le mouvement de la coupole sur celui du télescope, pendant le pointage et le suivi du télescope.
Le boîtier de contrôle, relié à votre ordinateur personnel, est piloté par un logiciel indépendant, le logiciel PRISM 7 pour une automatisation plus complète de votre installation.
Le logiciel contrôle ainsi la position de la coupole par rapport à la position du télescope, en tenant compte par exemple de la position décalée du tube optique (cas des montures allemandes) par rapport au centre de la coupole.
En mode coupole, la position de la coupole est mesurée par un codeur angulaire incrémental, et un capteur de proximité pour indexer la coupole sur une position fixe.

Principe de fonctionnement :

Une initialisation de la position de rotation de la coupole est réalisée grâce à un capteur inductif placé sur un point fixe de la coupole. Elle permet de connaître la position de référence de la coupole (position de reset ou d'initialisation).
Pour effectuer la rotation de la coupole sur un azimut donné, le Dome Tracker ferme un des deux contacts de rotation, la coupole tourne dans sens (ou l'autre) jusqu'à que la valeur lue par l'encodeur de position soit égale à la valeur de position cible calculée par le logiciel, et le contact est ré-ouvert à ce moment là (J15 sur le schéma).

Alimenté en 12V, le Dome Tracker commande les variateurs des moteurs au travers de relais, garantissant un bon isolement électrique par rapport à votre installation.


Dome Tracker de Shelyak Instruments :

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Guide utilisateur Dome Tracker:

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Schéma général des connexions internes et externes du Dome Tracker version Dôme.

Schéma en format PDF :

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Guide utilisateur Dome Tracker:

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Câble RJ9 interface Dome Tracker PC (RS232) 5m.

Principe:

Le Dome Tracker vient s'intercaler entre le PC de pilotage du télescope et la commande de puissance du moteur de la coupole.



Capteur inductif (reset)
Type M30, fonction de fermeture PNP, 10mm distance de détection.

Principe :

L'initialisation de la position d'azimut de la coupole est indispensable au système.
Il s'agit de savoir à quel azimut se trouve la coupole lors du démarrage du système.
C'est une référence de position (position d'origine de la coupole).

Fonctionnement :

Le capteur inductif (reset) fixe détecte quand une masse métallique passe devant.



Câble RJ11 : fils nus de 3m pour connecter le capteur inductif (reset) et le codeur incrémental (de position).



Ensemble capteur inductif (reset) et codeur incrémental (de position) pour la rotation du dôme.





Support fixe du capteur inductif (reset) sur le moto-réducteur et mobile (pièce métallique) sur la coupole.



Support fixe du capteur inductif (Reset) sur le moto-réducteur et mobile (pièce métallique) sur la coupole.

Photo montrant la partie fixe et mobile décalées.





Codeur de position

Codeur incrémental (128 impulsions par tour) pour la mesure de la rotation de la coupole.



Détail des broches du codeur incrémental

Partie arrière

De gauche à droite sur la photo :

1 : ne pas brancher
2 : -
3 : A
4 : +
5 : B



Le côté droit du manchon sert pour l'axe rotatif du codeur de position.
On aperçoit un trou pour avoir accès à la vis de blocage de l'axe rotatif du codeur de position.
Le côté gauche du manchon s'emmanche sur l'arbre du moto-réducteur.
On aperçoit une des 2 vis alène servant au blocage du manchon sur l'arbre du moto-réducteur.



Partie montrant le bouton (potentiomètre de façade) enfoncé lègèrement en force dans le manchon, le bouton sert au support de l'axe rotatif du codeur de position.
L'axe du codeur de position va venir s'emmancher dedans.
Une vis alène qui empêche le bouton de glisser (partie haute de la photo).
Une des 2 vis alène servant au blocage du manchon sur l'arbre du moto-réducteur (partie basse de la photo).



Partie montrant l'intérieur du manchon on voit au fond le potentiomètre de façade servant au support de l'axe rotatif du codeur de position.
On voit les 2 vis alènes servant au blocage du manchon sur l'arbre du moto-réducteur.



PARTIE MOBILE :

Le bouton sera fixé en bout d'arbre du réducteur.
L'axe du codeur de position dans le bouton.



Partie accouplement codeur/moto-réducteur.

La partie gauche de l'accouplement viens sur le manchon sortie moto-réducteur.
Pour adapter l'accouplement à la sortie du manchon, un petit arbre à était confectionné pour le raccordement manchon/accouplement.
La partie droite de l'accouplement viens sur l'arbre du codeur de position.

NOTA:
- le support exerce une traction mécanique, le codeur de position s'est ouvert !
Remède :
pour éviter les tractions mécaniques, je coupe le support en 2 parties qui seront reliées par des vis.
- essais concluants.
Pour améliorer et éviter les contraintes mécaniques longitudinales et transversales sur le codeur de position. Je décide de rajouter un petit accouplement en sortie de l'axe du codeur incrémental de position et la sortie de l'arbre du moto-réducteur du dôme.

Reférence catalogue HPC : Accouplement P-FLEX PFL28-6 SO207624/1

Engrenages HPC
69570 DARDILLY
FRANCE
Tel : 04 37 49 64 96
Fax : 04 37 49 00 55
http://www.hpceurope.com



Support partie fixe du codeur de position.



Modification du support :

Le support est en deux parties pour éviter les contraintes mécaniques sur le codeur de position.




MONTAGE SANS LE CACHE DE PROTECTION POUR L'ENCODEUR DE POSITION.

Support modifié en deux parties.
Vu de face.



Branchement des câbles au codeur de position et au capteur inductif (reset).



Montage avec son cache de protection rouge en bois pour l'encodeur de position.

Les dominos servant à relier le codeur de position et le capteur de Reset sont protégés dans un petit boitier en aluminium rouge.
CIMIER



ETUDE AUTOMATISATION DU CIMIER :

Le cimier est également géré par le système, en envoyant une impulsion d'ouverture ou de fermeture.
La fermeture brève des contacts 3 et 4 de J16 provoque l'ouverture de la trappe (cimier).
De même, la fermeture brève des contacts 1 et 2 de J16 provoque la fermeture de la trappe (cimier).
Attention, il n'y a pas de maintien de ces contacts (durée: 1 seconde, paramétrable), la gestion complète de l'ouverture et fermeture (durée et de fin de course) n'est pas géré par le Dome Tracker.
Par conséquent la coupole doit être capable de gérer elle-même le temps d'ouverture ou de fermeture du cimier et les fins de course associés.
Le Dome Tracker lance l'action d'ouvrir ou de fermer le cimier, mais ne gère pas le temps d'action du moteur, ni des fins de course associés.
Le cimier doit avoir sa propre sécurité et arrêt de fin de course (butée) car le système Dome Tracker ne gère pas les butées du cimier.
Un système autonome est recommandé et permet de s'affranchir des passages de câbles car le dôme tourne !
Donc il faut opter pour une commande sans fils.
Un émetteur RF transmettra les informations d'ouverture ou de fermeture à un récepteur RF.
Le cimier sera piloté via Prism 7 qui commande le Dome Tracker, le contact sec du Dome Tracker commande l'émetteur VM 108 Velleman.
Le récepteur VM109 Velleman actionnera les relais d'ouverture ou de fermeture qui commande le motoréducteur du cimier.
L'émetteur et le récepteur viennent de Conrad Electronique.


Dome Tracker de Shelyak Instruments :

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Guide utilisateur Dome Tracker:

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Schéma électrique du Cimier

Schéma en format PDF :

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Emetteur VM108 Velleman.

Une boucle est faite au niveau du bornier pour éviter une contrainte mécanique sur les fils qui sont très fins.

Nota :
L'alimentation externe n'est pas encore branchée sur ce montage.
Pour l'instant l'émetteur est alimenté par une pile interne.



Récepteur VM109 Velleman.

Réglages du récepteur VM109 Velleman :
CH1 (6 clignotements)----- Temporisation 5mn (bleu AR).
CH2 (6 clignotements)----- Temporisation 5mn (vert AV).

Le cimier s'ouvre en 1mn10s.
Le cimier se ferme en 1mn10s.



Ensemble des composants assemblés
FERMETURE D'URGENCE DU CIMIER :

1) par un coup de poing qui commande un émetteur radio 433.92 MHz.

2) par un minuteur réglé sur le lever du jour.

3) par un système SENTINEL gérant la couverture nuageuse du ciel.

4) par une coupure EDF.

Nota : ceci permet de s'affranchir d'une perte de contrôle du système par le PC.

Fonctionnement :

L'interrupteur S12 provoque la fermeture d'urgence du cimier en fermant par le microprocesseur du Dome Tracker le contact S3 qui ferme alors le cimier.
SENTINEL



Si on a un observatoire automatique, il faut un moyen pour le fermer si ça se couvre.
Cela peu servir à vous réveiller si en cours de nuit le ciel s'éclaircit.

Ce type de matériel est indispensable pour un observatoire automatique.
Mais cela n'est pas suffisant, il faudra le coupler avec une station météo pour avoir les paramètres de vitesse et de direction
du vent, mais aussi d'humidité.

Pour réaliser une protection efficace fasse aux problemes de météo, il y a deux méthodes:
- utiliser un détecteur disons simple comme le cloud sensor I (qui n'est plus commercialisé) ou ce nouveau détecteur AAG +
l'utilisation d'une station météo par exemple du Type WS2300.
- utiliser un détecteur plus complet comme le cloud Sensor II.
- utiliser le nouveau détecteur Sentinel de Shelyak Instruments.
Qui est plus complet et de meilleur qualité de fabrication que le Cloud sensor II.

Développé en collaboration avec Cyril Cavadore, le Sentinel est un système de surveillance du ciel et protège votre installation astronomique quand la météo se gâte.

SENTINEL :
mesure la couverture nuageuse
détecte la pluie ou la neige
mesure la force et la direction du vent
mesure la température ambiante
mesure le taux d'humidité
mesure la luminosité du ciel
enregistre ces données dans sa mémoire interne

Un logiciel autonome (pour MS Windows) permet d'afficher les graphes pour chaque mesures et d'exporter les données par exemple en format CSV facilement récupérable dans un tableur.

Le logiciel permet aussi de configurer le Sentinel:
seuils d'ouverture de votre installation
seuils de fermeture de votre installation
fréquence d'enregistrement des données (une mesure toute les 5min permet par exemple une autonomie du système, ordinateur éteint, de 25 jours)
lien vers votre site FTP: le logiciel transfère alors les graphes sur votre site web pour une page web personnalisée et automatiquement mise à jour
Sentinel peut fonctionner sans ordinateur: sa mémoire interne enregistre pendant 26 jours les données prises toutes les 5 minutes (fréquence réglable) et il active la fermeture d'urgence automatiquement en fonction de seuils prédéfinis.
Cela en fait un outil de surveillance autonome voir un système de qualification d'un futur site astronomique.

Le logiciel interne (microcode) du Sentinel peut être mis à jour via l'interface RS232.


Guide utilisateur Sentinel :

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Système : SENTINEL

Détecteur de nuages/pluie pour la fermeture d'urgence de la coupole.


Le système consiste en un module de mesure et d'une girouette à installer à l'extérieur(typiquement, près de son installation astronomique, à une hauteur proche de celle du télescope). Un cable blindé de 25m relie ce module à un petit boîtier alimenté en 12V, connecté par une interface RS232 à votre ordinateur, et avec une sortie logique pour gérer une alarme ou un système de fermeture d'urgence comme le Dome Tracker.

En cas de détection de pluie ou de neige, le système a un chauffage intégré afin de profiter des nuits claires même si le sol est enneigé.

La qualité de fabrication du module Sentinel est particulièrement soignée car il reste en permanence aux intempéries: étanchéité, solidité, pic anti-oiseaux...





Convertisseur KEYSPAN USB 1 port RS232 USA :

Cet adaptateur a été retenu pour sa grande fiabilité, sa facilité d'installation et d'utilisation,
et la présence d'un outil de diagnostic. Il convertit un port USB en RS232 "femelle".
Nous l'avons testé chez Optique et Vision avec succès sur les montures Astro-Physics et Losmandy,
avec les classiques logiciels de planétarium ou la plateforme ASCOM, et avec les systèmes d'exploitation
Windows XP et Vista.
Livré avec CD d'installation.

IMPORTANT:
Tous les USB-Serial convertisseurs ne sont pas compatibles avec les logiciels OPTEC.
Nous avons constaté que ceux qui ont la puce FTDI sont compatibles et les modèles OPTEC utilise cette puce.
Ceux qui ont la puce PROLIFIC ne sont pas compatibles.
Cette limitation est uniquement valable pour le logiciel OPTEC de contrôle et non pas les logiciels telles que CCDSoft ou MaximDL.

Pilotage du SENTINEL via le logiciel PRISM 7.2.25 et le boitier interface Dôme Tracker sur Convertisseur KEYSPAN USB 1 port RS232 USA : ===> COM 9


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Câbles OPTEC :

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Piquet support de l'instrumentation

Sur la photo de gauche à droite :

Transmetteur TX29 DTH IT+
Sentinel
Pluviomètre
Anémomètre-Girouette








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Observatoire Andromède partie 1 site perso de Jean-Claude - AUTOMATISATION (Sciences - Astronomie)    -    Auteur : Jean-Claude - France


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dernière mise à jour : 2012-04-23

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