Motorisez votre télescope
avec Arduino
et Skypikit

par Jean Vallières     Version 2019-12-22
Motorisation de télescopes Arduino
NGC7000.COM
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BUT DU PROJET
Motoriser une monture de télescope pour la rendre capable de faire de la photographie astronomique et de l'observation visuelle en utilisant les microcontrôleurs ARDUINO et SKYPIKIT et d’autres pièces disponibles sur le marché.

Applications possibles :
DÉVELOPPEMENT DU PROJET
Après avoir testé ce projet avec mes propres instruments et ceux d'amis astronomes amateurs, j'ai développé un système de motorisation et de pilotage de télescope qui pourrait être reproduit et modifié pour s'appliquer à plusieurs situations et plusieurs modèles de télescopes.

Ce système est basé sur la plateforme
ARDUINO et sur une puce microcontrôleur, nommée SKYPIKIT, contenant un firmware programmé pour accomplir toutes les tâches complexes du pilotage d'une monture de télescope, ce qui simplifie énormément la conception et la programmation du Arduino et des autres composantes du système.

NIVEAU DE COMPÉTENCE
Pour entreprendre ce projet, vous aurez besoin de monter des pièces mécaniques et électroniques. Le montage mécanique dépend du type de projet. Ce sera plus complexe si vous construisez une monture maison à partir de zéro. Ce sera plus simple si vous modifiez une monture commerciale existante. Pour l'électronique, vous pourrez utiliser des cartes de circuits imprimées déjà toutes montées et testées mais vous devrez quand même raccorder des câbles, connecteurs, et faire un peu de soudure. Des connaissances de base en électronique sont recommandées pour interpréter les schémas et tester le fonctionnement de vos circuits. Surtout, vous devez aimer apprendre de nouvelles choses en n’ayant pas peur de relever de nouveaux défis.


CONTENU DU SITE
Dans ce site, j'ai essayé de mettre si possible toute la documentation nécessaire pour que l'on puisse reproduire le projet ou le modifier et l'appliquer à divers modèles de télescopes. Tous les documents d'information sont en format PDF et il y a aussi divers fichiers contenant des applications et des exemples de programmes Arduino.

Pour avoir une bonne idée du projet, consultez d'abord le document "Présentation du projet" puis les autres documents au besoin.
PRÉSENTATION DU PROJET

(2019-12-21)
Ce document est une présentation générale du projet.

On y donne les renseignements nécessaires pour avoir une bonne idée des particularités de ce projet et de ce qui pourrait le distinguer d'autres projets de motorisation de télescopes.

On recommande de lire ce document avant d'aborder les autres documents de cette page.

LES SÉRIES DE CARTES
LES CARTES BLINDAGE ARDUINO SKYPIKIT

(2019-06-14)
Cette série comprend des cartes qui s’insèrent directement sur un ARDUINO. Chaque carte est ainsi un blindage Arduino (Arduino Shield) qui sert à contrôler un moteur de télescope.

La série comprend actuellement trois modèles de cartes, un modèle pour moteur pas-à-pas bipolaire, un modèle pour moteur pas-à-pas unipolaire et un modèle pour moteur CC avec encodeur.
LES CARTES DE LA SÉRIE PLÉIADES

(2019-12-15)
Les cartes de cette série sont faites pour simplifier le montage puisqu’elles contiennent déjà de nombreux éléments que vous n’avez pas besoin d’installer. Il suffit de percer les trous aux bons endroits dans un boîtier assez grand pour contenir les cartes.
CARTES POUR MOTORISER UN TÉLESCOPE LX200 GPS

(2019-12-14)
Cette série est destinée au remplacement des circuits électroniques d’une monture MEADE LX200 GPS ou RCX400 qui aurait cessé de bien fonctionner.

Cette série comprend trois cartes qui se retrouvent à l’intérieur de la monture et des cartes Pléiades dans un boîtier externe.
CARTE POUR TÉLESCOPE DOBSON PUSH-TO

(2019-07-15)
Cette série contient une seule carte qui permet à un télescope DOBSON de communiquer sans fil par lien Bluetooth avec une tablette ou un téléphone intelligent Android. L'application Android (en développement) va permettre d'afficher la position du télescope sur l'écran de la tablette et va contenir une liste de nombreux objets célestes.

L'utilisateur devra ajouter deux encodeurs (un sur chaque axe) pour compléter le projet.
MINI CARTE DRIVER DE MOTEUR PAS-À-PAS UNIPOLAIRE
(documentation à venir)

Pour contrôler une moteur pas-à-pas bipolaire, on peut facilement trouver la mini carte A4988 de Polulu ou l'un de ses clônes. Mais il n'y avait pas d'équivalent pour contrôler un moteur pas-à-pas unipolaire.

Cette nouvelle mini carte pour moteur unipolaire à le même brochage (pinout compatible) que la carte A4988 et peut par exemple être insérée à la même place que la carte A4988 sur une carte TAYGETA-3 de contrôle de moteur pas-à-pas.
EXEMPLES D'APPLICATIONS
MOTORISATION D'UNE MONTURE À SECTEUR LISSE

(2019-12-11)
Ce télescope de fabrication maison est un Newton de 250 mm d’ouverture et de 1100 mm de focale. C’est un système à vis sans fin, écrou tracteur et secteur lisse.

L'entraînement original contenait seulement un moteur en ascension droite contrôlé par un système électronique basé sur un circuit RC pas très stable.

Le projet consiste à ajouter un deuxième moteur en déclinaison et un contrôle avec Skypikits pour avoir un suivi plus stable et faire de l'autoguidage pendant les photos astronomiques.

Ce projet utilise les cartes de la série blindage Arduino.

Croquis Arduino pour ce télescope
MOTORISATION D'UNE MONTURE EQ3

(2019-12-17)
On avait ici une petite monture portative avec un seul moteur pas-à-pas sur l'axe d'ascension droite, sans possibilité de GoTo ni de guidage automatique.

Le projet consiste à ajouter un deuxième moteur en déclinaison et un contrôle avec Skypikits pour pouvoir faire des Go To et de l'autoguidage pendant les photos astronomiques.

Le contrôleur de cette monture utilise les cartes de la série Pléiades.

Croquis Arduino pour ce télescope
MOTORISATION D'UNE MONTURE LOSMANDY G11

(2019-09-11)
La monture originale était une monture Losmandy G11 usagée avec deux moteurs pas-à-pas, sans possibilité de GoTo ni de guidage automatique.

Modifications faites sur ce télescope :
- remplacer les moteurs par des moteurs CC avec encodeur;
- ajouter le contrôle du moteur d'un porte-oculaire;
- ajouter la possibilité de GoTo et de guidage automatique pour
   astrophoto longue pose.

Le contrôleur de cette monture utilise les cartes de la série Pléiades.

Croquis Arduino pour ce télescope
REMPLACEMENT DE L'ÉLECTRONIQUE D'UNE MONTURE LX200 GPS

(2019-12-22)
On a ici une monture de télescope LX200 GPS qui supportait originalement un tube optique avec miroir de 400 mm, et dont l'électronique avait cessé de fonctionner.

Les circuits électroniques ont été remplacés par des circuits de la série Pléiades.

Croquis Arduino pour ce télescope
MOTORISATION D'UN PORTE-OCULAIRE MOONLITE
(documentation à venir)

Le porte-oculaire MOONLITE peut être livré avec une moteur pas-à-pas de précision.

Ce moteur est un moteur pas-à-pas unipolaire.

Ce document montre comment le moteur unipolaire du porte-oculaire MOONLITE peut être contrôlé avec une carte de la série blindage Arduino ou bien avec une carte TAYGETA-3 munie du driver de moteur pas-à-pas unipolaire.
OUTILS ET DOCUMENTATION
CALCULS ET CHOIX DES MOTEURS ET DES ENGRENAGES

(2017-12-18)
Une chose importante que vous devez connaître avant d’aller plus loin dans le projet est de savoir comment choisir le moteur et les engrenages qui vont donner les bonnes vitesses pour faire le suivi des astres à la vitesse sidérale et pour faire un déplacement rapide pendant un GoTo.

MONTAGE ET ASSEMBLAGE ÉLECTRONIQUE

(2019-09-24)
Petit guide de montage électronique avec conseils pour faire les soudures, les assemblages et les tests. Nécessaire surtout pour ceux qui veulent tout monter sur des circuits imprimés vierges.

LE MICROCONTRÔLEUR SKYPIKIT

(2019-12-20)
Manuel technique et guide de l'utilisateur. Document détaillé sur le fonctionnement et l'utilisation de la puce SKYPIKIT.

Description des broches. Caractéristiques. Description de l'interface I2C.
Liste des commandes et format du protocole SKYPIKIT.
Contrôle de divers modèles de drivers de puissance de moteurs.
Autoguidage avec la méthode On-camera et avec PulseGuide.
Les interrupteurs limites, le signal Index et le signal Sensor.
Exemples de programmation du ARDUINO et du logiciel d'astronomie.

L'APPLICATION SKYPIKIT MOTOR TESTER TUNER

(2019-12-22)
Le programme Windows "SKYPIKIT MOTOR TESTER TUNER" sert à tester le fonctionnement d'un moteur et à trouver les bons paramètres pour un contrôle optimal :
- permet d'ajuster les paramètres de la communication USB;
- permet de tester différentes fréquences de requêtes d'états sur le lien I2C;
- permet d'ajuster et tester tous les paramètres du contrôleur : suivi sidéral, déplacements rapides, autoguidage, gains proportionnel-intégral, etc.;
- donne un graphique d'analyse de la vitesse et de la position en fonction du temps, dans le système de référence fixe et dans le système de référence sidéral;
- calcule la précision du moteur pour le suivi : déviation pic à pic, écart type...;
- aide aussi à faire les calculs pour choisir les moteurs et la bonne démultiplication des engrenages.

Croquis Arduino SKYPIKIT MINIMAL
L'APPLICATION SKYPIKIT FEX

(2019-12-10)
Cette application gratuite sert à contrôler directement une monture équatoriale de télescope skypikitisée à partir du logiciel COELIX. Elle peut aussi contrôler un porte-oculaire motorisé.

Elle fonctionne pour n'importe quel type de moteur. Vous devez simplement y insérer les bons paramètres pour le contrôle et la communication USB entre l'ordinateur et le télescope.

Cette application fait partie du logiciel COELIX à partir de la version Apex 2.120 ou Démo 1.120.
LE PILOTE ASCOM SKYPIKIT (en développement)

Un pilote (driver) ASCOM permet de contrôler un modèle précis de télescope, porte-oculaire, dôme, rotateur de champ, etc., à partir de n'importe quel logiciel d'astronomie (COELIX, Stellarium, Cartes du Ciel, ou autres).

Les appareils développés avec ARDUINO et SKYPIKIT pourront ainsi être contrôlés à partir de ces logiciels d'astronomie.

Un pilote ASCOM pour les montures équatoriales construites ou modifiées avec ARDUINO et SKYPIKIT est en développement.


COÛTS DES PIÈCES


Si vous désirez skypikitiser votre télescope, vous pouvez obtenir les cartes
des différentes séries toutes montées et testées.

Vous pouvez aussi obtenir des microcontrôleurs Skypikit et des cartes non montées
si vous avez les connaisances et les habiletés pour les monter vous-même.
Recommandé seulement pour les experts.

Dans tous les cas, vous devez m'envoyer un courriel à vjean@videotron.ca
pour vérifier les disponibilités, poser des questions ou faire une commande.
Les paiements se font toujours par PayPal et les coûts sont en USD.
Vous devrez ajouter les frais de livraison et les taxes si requises.
CARTE BLINDAGE ARDUINO POUR MOTEUR PAS-À-PAS BIPOLAIRE

  54,95 USD : Carte montée testée avec régulateur de 9 volts

  49,95 USD : Carte montée testée sans régulateur de 9 volts

    8,95 USD : Carte vierge non montée (circuit imprimé seulement)

  99,95 USD : Ensemble de deux cartes (
une seule avec régulateur de 9 V)

note : l'image montre deux cartes empilées sur un Arduino
CARTE BLINDAGE ARDUINO POUR MOTEUR CC AVEC ENCODEUR

  54,95 USD : Carte montée testée avec régulateur de 9 volts

  49,95 USD : Carte montée testée sans régulateur de 9 volts

    8,95 USD : Carte vierge non montée (circuit imprimé seulement)

  99,95 USD : Ensemble de deux cartes (
une seule avec régulateur de 9 V)

CARTE ALCYONE-3 DE LA SÉRIE PLÉIADES

  41,95 USD : Carte montée testée avec bus I2C amplifié sans Arduino ni module Bluetooth

  54,95 USD : Même carte avec module Bluetooth programmé

    8,95 USD : Carte vierge non montée (circuit imprimé seulement)

CARTE ELECTRA-3 DE LA SÉRIE PLÉIADES

  39,95 USD : Carte montée testée avec câble plat 10 conducteurs

    8,95 USD : Carte vierge non montée (circuit imprimé seulement)


CARTE TAYGETA-3 DE LA SÉRIE PLÉIADES
avec contrôleur A4988 pour moteur pas-à-pas bipolaire

  46,95 USD : Carte montée testée

    8,95 USD : Carte vierge non montée (circuit imprimé seulement)


CARTE TAYGETA-3 DE LA SÉRIE PLÉIADES
avec contrôleur TB67S142NG pour moteur pas-à-pas unipolaire

  54,95 USD : Carte montée testée

    8,95 USD : Carte vierge non montée (circuit imprimé seulement)


CARTE MEROPE-3 DE LA SÉRIE PLÉIADES
avec contrôleur TB6612 pour moteur CC avec encodeur

  44,95 USD : Carte montée testée

    8,95 USD : Carte vierge non montée (circuit imprimé seulement)



CARTE MAIA-3 DE LA SÉRIE PLÉIADES
avec contrôleur TB67H303HG pour moteur CC avec encodeur

  49,95 USD : Carte montée testée

    8,95 USD : Carte vierge non montée (circuit imprimé seulement)

ENSEMBLE DES CARTES POUR TÉLESCOPE MEADE LX200 GPS

  39,95 USD : pour l'ensemble des cartes montées testées

Le coût est seulement pour les trois cartes qui s'installent dans la monture (tel que montré sur l'image).

Vous devez ajouter les cartes de contrôle de la série Pléiades qui vont dans le boîtier externe, ainsi que le manette simple.

Voir le document sur les cartes pour LX200 GPS.
CARTE POUR TÉLESCOPE DOBSON PUSH-TO SANS MOTEUR

  79,95 USD : Carte montée testée incluant deux Skypikit, un Arduino Nano et un module Bluetooth JY-MCU programmés.

  49,95 USD : Carte montée testée mais sans Arduino ni module BT

   8,95 USD : Carte vierge non montée (circuit imprimé seulement)

Projet encore en développement. L'électronique est complétée mais l'application Android est en développement et sera gratuite quand elle sera disponible.
MINI CARTE DRIVER DE MOTEUR PAS-À-PAS UNIPOLAIRE

  19,95 USD : Mini carte montée testée

Cette carte a le même brochage (pinout) que la mini carte Polulu A4988 pour moteur bipolaire, mais elle sert de driver pour moteur unipolaire.

MICROCONTRÔLEUR SKYPIKIT

  11,95 USD : pour UN microcontrôleur SKYPIKIT

  21,95 USD : pour DEUX microcontrôleurs SKYPIKIT

  29,95 USD : pour TROIS microcontrôleurs SKYPIKIT

   
9,95 USD : chacun pour quatre ou plus ou si acheté en même temps que
                        des cartes Skypikit montées et testées.
ENVOI POSTAL
Coût d'emballage : 4,00 USD

Coût d'envoi selon la destination (max. 500 gr) :
   Canada : 15,95 CAD
   États-Unis : 15,95 USD
   Europe de l'Ouest :29,95 USD
   Australie : 35,95 USD

   Moins cher si le poids est plus petit que 250 gr.

Envois par avion avec numéro de suivi et confirmation de livraison.
améliorer le pilotage d’un télescope existant, par exemple ajouter la possibilité de GoTo ou d’autoguidage
à un télescope qui n’en possède pas;
remplacer les circuits d’un télescope dont l’électronique a cessé de fonctionner;
motoriser un télescope dont on a construit la monture;
motoriser le porte-oculaire d’un télescope;
simplement ajouter des cercles gradués numériques à un télescope PushTo sans moteur;
remplacer la manette de contrôle (handpad) par une tablette Android ou IOs avec un lien Bluetooth;
vouloir comprendre le fonctionnement de son télescope et pouvoir le réparer soi-même plutôt que de
compter sur des services après-vente aléatoires de certains fabricants;
etc ...