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SAF Article Le Robofocus Part 1 .pdf



Nom original: SAF_Article-Le-Robofocus_Part-1.pdf
Titre: villemaire.qxp
Auteur: Mourad

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villemaire.qxp

06/04/2007

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Page 238

INSTRUMENTS ET TECHNIQUES

OUBLIEZ VOS PROBLÈMES DE MISE AU POINT !

ROBOFOCUS

1ère

partie

par Vincent Villemaire

www.astrosurf.com/astromania
epuis l’époque où l’on s’est efforcé de garder une trace
“photographique” des objets célestes, l’astronome
amateur s’est toujours confronté au problème de la
mise au point. L’arrivée de l’imagerie numérique dans le
milieu amateur a permis de faire un énorme bond qualitatif,
mais elle a aussi décuplé l’exigence des astrophotographes !
Désormais, plus question de se satisfaire d’une mise au point
approximative ! Elle doit être parfaite et reproductible pour
exploiter au mieux les capteurs numériques.
Heureusement, il existe désormais pour l’amateur tous les
outils nécessaires pour automatiser cette phase délicate :
c’est ce que permet le Robofocus.

D

Le robofocus

Le Robofocus est un système de motorisation de la mise au
point, que l’on peut gérer à distance par ordinateur, et qui
s’adapte à la plupart des instruments. Conçu et développé par
deux Américains (John Menke et Jeff Daniels), il est commercialisé aux États-Unis par Technical Innovations (Jerry W.
Smith) (http://www.homedome.com).
Il est disponible soit en importation directe (pour 435 dollars
+ port et TVA), soit en France par l’intermédiaire d’un revendeur (pour environ 570 euros).

Les spécifications

• moteur pas à pas avec un bloc
de démultiplication. • système
de fixation selon votre instrument (plaque métallique ou
poulie / courroie) • boîtier de
commande avec boutons poussoirs pour utilisation manuelle
(voir figures 1 et 2) • tous les
câbles nécessaires (câble de
connexion au moteur par prise
DB9 (2,4 m) et câble de
connexion à l’ordinateur par
prise RJ11 et RS232 (4 m). • transformateur 220 V
- 12 V (1A) (Attention si vous le commandez
directement aux USA, ce sera du 110 V et prise
US !) • CD-Rom contenant le logiciel “Remote
Focus Control Program” (Contenant également
les sources du programme en Visual Basic).

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Robofocus avec un axe
très long, destiné à remplacer le moteur d’origine
d’un focuser JMI NGFS.
Montage sur le focuser
JMI NGFS

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Adaptation du
Robofocus à votre système de mise au point
Le Robofocus s’adapte au système de mise
au point de tout type d’instruments : de la
crémaillère d’une lunette, à la molette de
mise au point d’un Schmidt-Cassegrain, en
passant par un objectif photo ou un système de mise au point de type Crayford !
Toutefois, n’oubliez surtout pas de spécifier clairement,
lors de la commande, sur quoi vous souhaitez le
fixer ; le système de fixation fourni
dépend directement de l’instrument sur lequel il sera installé.

Manchon de fixation du
moteur sur un axe de
crémaillère. La douille en
Téflon à l’intérieur est
bien visible...

Fixation sur la crémaillère d’une lunette
Takahashi FSQ106, en
dévissant simplement
une des molettes de
mise au point
sans excès si l’on souhaite que la douille en Téflon remplisse sa fonction.
Vous pouvez toujours faire la mise au point manuellement en utilisant l’autre molette de la crémaillère, mais
toutefois avec beaucoup plus de dureté et surtout en prenant soin d’éteindre auparavant le Robofocus ! (D’ailleurs
vous ne pourrez pas tourner la molette avec un Robofocus
allumé.)
Vous pouvez également fabriquer ou acheter un support
spécifique à votre instrument.

Sur la crémaillère d’une lunette

Afin de garantir une bonne précision et une mise au
point reproductible, il faut bien sûr s’assurer auparavant d’avoir une crémaillère de bonne qualité sans
jeu excessif qui nuirait à la qualité de la mise au
point! Dans le cas où votre crémaillère vous semble
un peu “légère”, vous pouvez toujours y adapter un
système de mise au point de type Crayford. J’ai utilisé
ce montage (avec un JMI NGFS et une bague d’adaptation) sur mon ancienne lunette Perl Vixen Fluorite
102/920 avec d’excellents résultats.
Le Robofocus s’adapte très facilement sur l’axe de la
crémaillère d’une lunette par l’intermédiaire d’un
manchon en laiton et d’une plaque métallique. C’est
cette plaque fine et malléable qu’il vous faudra
tordre pour la positionner correctement dans l’axe de
la crémaillère. Le moteur vient se visser sur cette
plaque qui se fixe : soit sur le support du chercheur,
soit sous le capot métallique qui protège la crémaillère, soit en prenant appui sur un des anneaux de fixation de la lunette. Elle est fonctionnelle mais pas très
rigide, ni esthétique ! Les puristes la changeront rapidement pour un système de fixation plus rigide.
Le manchon en laiton contient à l’intérieur une
douille en Téflon sur la moitié de la longueur qui se
place du côté de l’axe du moteur pas à pas (et non
pas du côté de la crémaillère). Elle sert d’embrayage de sûreté, permettant au moteur de patiner en
cas de blocage accidentel de la crémaillère en
butée. Le manchon doit être vissé assez fort, mais

Schéma de montage du robofocus
sur une lunette et (à gauche) plaque
de fixation pour Takahashi FSQ106
distribuée par AXIS instruments.

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Le Robofocus s’adapte aussi très
bien à un Crayford ou sur un objectif photo (par l’intermédiaire d’une
poulie crantée et d’une courroie)

Sur la molette d’un
Schmidt-Cassegrain
Dans le cas d’une adaptation sur un
Schmidt-Cassegrain, la poulie crantée
fournie en standard est prévue pour
un Meade série LX et autres SchmidtCassegrain similaires.
Dans des cas particuliers comme le
Maksutov STF mirage (figure ci-dessous), où la molette de mise au point n’est
pas adaptée pour une fixation de poulie
crantée, il est préférable d’y adapter un
Crayford (JMI NGFS équipé du Robofocus).
Une douille et une poulie crantée viennent s’emmancher et se serrer sur la
molette de mise au point. Le moteur est
équipé d’une plaque de fixation (avec
un adhésif double face résistant) et
d’une poulie crantée, il vous suffit de
placer correctement la courroie, la
tendre, et coller le moteur sur la face
arrière du S.C.

Adaptation sur un Schmidt-Cassegrain.

Schéma de connexion

Précision de la
mise au point
Le point crucial d’un système comme le
Robofocus est évidemment la fiabilité
et la qualité de la mise au point obtenue. Le Robofocus utilise un moteur pas
à pas à 0,1 degré (soit 3 600 micropas
par tour), qui donne ainsi un micropas
de 2,54 microns, soit 0,0254 millimètre.
Cela permet donc d’avoir une précision
supérieure à ce qui est nécessaire même
avec des rapports F/D très faibles.

On a donc une précision suffisante
pour la FSQ106. (en prenant
comme base les pixels de 6.8
microns de la CCD Sbig ST10XME).
On peut encore être plus précis en
modifiant le paramètre par défaut
du Robofocus (1 pas = 2 micropas
par exemple), mais ici cela ne présente aucun intérêt.
De nombreux essais ont été réalisés et deux documents récapitulatifs en anglais ont vu le jour. Le
premier concerne une comparaison sur la précision et la fiabilité
des systèmes d’autofocus avec la
fonction @focus de CCDSoft et le HDR
(une variante du FWHM) de Focusmax :
(http://www.homedome.com/autofocusing2.pdf).
Le second est un comparatif entre une
mise au point réalisée avec un
Robofocus fixé sur la molette d’un
Meade LX200 et un focuser JMI.NGF-S
(http://www.homedome.com/knobvsJM
I2.pdf). Le résultat devrait rassurer ceux
qui hésitent encore.

Schéma de fixation d’un Robofocus sur un
Schmidt-Cassegrain
Par exemple, pour une très bonne mise
au point en planétaire (à λ8), la demiplage de netteté sur un instrument
comme la lunette Takahashi FSQ106 à
F/D:5 est de +/- 0,02 mm, soit une plage
de netteté de 0,04 mm.
Le parcours de la crémaillère d’une
lunette Takahashi FSQ106 fait environ
78 mm. Robofocus fait ce déplacement
en 52 secondes. Un déplacement de la
crémaillère de 10 mm (mesuré au pied à
coulisse) correspond à 375 “pas” (avec
la configuration par défaut de 1 pas = 4
micropas), soit 0,026 mm par “pas”.

Une fois l’installation terminée et les
câbles branchés, vous êtes dans une des
configurations pages suivantes :
Remarque : les ordinateurs portables
récents ne sont malheureusement plus
équipés de port série RS232.
Il vous faudra certainement passer par
un convertisseur USB vers port série, que
l’on trouve partout. Malheureusement
c’est un peu une loterie ! En effet certains convertisseurs fonctionneront sans
problèmes alors que d’autres ne voudront jamais fonctionner... Cela fait partie des mystères de l’informatique (en
fait c’est le pilote (driver) fourni avec le
convertisseur qui est en cause).
Une solution fiable mais plus coûteuse
est d’utiliser un convertisseur “réseau
Ethernet vers port série RS232”. Il existe
des boîtiers convertisseurs pour 1, 2 ou
4 ports série (par exemple l’EtherSerial
de Lavalink), ils se connectent sur la
prise réseau Ethernet de votre ordinateur, via un câble Ethernet (catégorie 5,
pouvant aller jusqu’à 100 mètres !).
Vous pouvez ainsi par un simple câble
réseau, disposer de 4 ports “RS232” au
pied de votre télescope.

Le principe du Serial
pass Through*
*partage de port série

Sur un JMI NGFS fixé à un Maksutov STF
mirage 180 mm.

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Adaptation pour un téléobjectif
en utilisant une courroie crantée.

Le Robofocus est câblé de manière à piloter deux systèmes nécessitant un port
COM à travers un seul port physique !
C'est-à-dire que les commandes des deux

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Utilisation “manuelle” du Robofocus. Le moteur est connecté au boîtier par un câble plat (DB9)
et le boîtier est alimenté par un transformateur 12 V. La raquette de commande (option¬nelle)
présente peu d’intérêt, car elle ne reprend que les commandes “Focus In” et “Focus Out” déjà
présentes sur le boîtier de commande.

(Robofocus et monture) passeront à travers le
boîtier de commande du Robofocus, sur le même
câble connecté à un seul port série RS232 de votre
ordinateur ! Le Robofocus n’interceptera que les
commandes qui le concernent, laissant les autres
commandes atteindre la monture.
Mais attention ! Il faut absolument un adaptateur entre votre monture et le connecteur du
boîtier du Robofocus ! Ne jamais connecter
directement votre monture au boîtier !
En effet le câblage du port de connexion est
propre à chaque monture, et un branchement
direct peut endommager gravement votre monture et/ou le boîtier de commande du Robofocus !
Malheureusement, cette fonctionnalité est fortement remise en cause par les limitations du système d’exploitation. Windows n’autorise pas deux
logiciels à accéder simultanément à un même
port série !
La seule solution pour exploiter au mieux cette
possibilité de partage de port série est d’avoir,
dans le même logiciel, les fonctionnalités du
robofocus et du contrôle de la monture.
Un tel logiciel n’existe pas à ce jour... avis aux
développeurs.
La solution de secours consiste à lancer en alternance le logiciel du Robofocus et votre logiciel
de contrôle de la monture, mais ce n’est ni pratique, ni réellement exploitable dans une utilisation automatisée de votre matériel.

Pilotage d’un bloc d’alimentation de 4 prises 220 V

Le cas le plus courant. Grâce à une connexion sur le port série d’un ordinateur et le logiciel
fourni, vous pouvez piloter à distance la mise au point. Si vous utilisez le logiciel CCDSoft
(Bisque Software) ou MaximDL (Diffraction Limited) avec votre caméra CCD, vous aurez en
plus un véritable autofocus capable de faire automatiquement une mise au point parfaite en
moins de 2 minutes !

Un connecteur RJ11 (idem connecteur téléphonique) du boîtier de commande du Robofocus
permet également de piloter à distance un bloc
d’alimentation de 4 prises format USA de 110 V
(optionnel).
Vous pouvez donc allumer ou éteindre chacune
des 4 prises (10 A au total et au maximum) par
l’intermédiaire de votre ordinateur pour, par
exemple, allumer la monture, la caméra CCD,
activer la résistance chauffante, etc.
Le câblage de tous les connecteurs du
Robofocus étant détaillé dans la documentation, vous pouvez facilement modifier vous
même un enrouleur multiprises standard 220 V
(en y câblant quatre relais 12 V 250 VA de pouvoir de coupure et 2,5 A) pour pouvoir le piloter
à distance grâce au Robofocus.
Une des particularités du Robofocus est d’offrir un port
de communication partagé permettant, sous certaines
conditions, d’utiliser un seul port série pour piloter deux
périphériques (le Robofocus et le contrôle de la monture
par exemple). Le connecteur RJ11 (de type câble téléphonique) utilisé par la raquette de commande optionnelle peut également être utilisé pour connecter la monture afin de la piloter à distance (si celle-ci le permet
bien sûr).

l’Astronomie – Mai 2007 – vol. 121 - 241


SAF_Article-Le-Robofocus_Part-1.pdf - page 1/4
SAF_Article-Le-Robofocus_Part-1.pdf - page 2/4
SAF_Article-Le-Robofocus_Part-1.pdf - page 3/4
SAF_Article-Le-Robofocus_Part-1.pdf - page 4/4

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