La motorisation deux axes

Motorisation en ascension droite

Il faut plusieurs éléments:

La source de courant

Une batterie de type moto fait très bien l’affaire pour les petits moteurs dont nous avons besoin. J’utilise l’excellent bloc batterie “PowerCube” de marque “Tronic” vendu par une chaîne de supermarchés à bas prix.

Le moteur

Etant donnée la très faible puissance demandée, un télescope devant toujours être équilibré, devant tourner librement, et avec systématiquement un grand rapport de réduction entre la vitesse du moteur et celle de l’axe, le couple du moteur peut être très faible, il sera en pratique toujours suffisant.

On a le choix entre plusieurs types de moteurs.

Les moteurs synchrones, qui tournent à une vitesse tout à fait proportionnelle à celle de la fréquence du courant peuvent très bien convenir, surtout si on en trouve un muni d’un réducteur donnant un tour heure. Mais il faut l’alimenter en courant alternatif 220 volts, ce impose de fabriquer un onduleur à fréquence variable pour ajuster finement la vitesse. Avec en plus l’obligation de manipuler du 220 dans l’obscurité et l’humidité…

Les moteurs à courant continu. Bien intéressants, car faciles à trouver et à alimenter. Une alimentation stabilisée dotée d’un potentiomètre permet de faire varier la vitesse dans une assez grande plage, ce qui laisse une bonne possibilité de réglage. On peut aussi, et il le faut, les doter d’un système de régulation de vitesse. Il est par contre assez difficile de trouver le réducteur permettant de ramener les 6000 tours minute qu’ils font typiquement au tour heure dont nous avons besoin. Ils ont le défaut, même si le couple demandé est faible, d’avoir une vitesse de rotation sensible à la charge.

Les moteurs pas à pas paraissent être les plus intéressants, c’est en tous cas la formule à laquelle je reste fidèle. Les avantages sont multiples. Ils tournent lentement, par construction. Ils ont une vitesse de rotation parfaitement déterminée par la fréquence d’horloge de la carte de commande électronique qui les alimente, ils peuvent tourner indifféremment dans un sens ou dans l’autre, ce qui a son importance, car cela permet d’avoir un nombre de pignons réducteurs quelconque, il suffit a posteriori de faire tourner le moteur dans le bon sens.

Ils ont un défaut, c’est celui de vibrer. Ce type de moteur avance d’une fraction de tour, s’arrête, avance à nouveau d’une fraction de tour, etc.… Comme cela se passe avec une fréquence aux alentours de 100 Hz, il y a obligatoirement une vibration correspondante.

Leur alimentation se fait par l’intermédiaire d’un carte électronique comportant un petit circuit horloge déterminant la fréquence et un circuit distribuant les impulsions électriques sur les bornes du moteur. Rien de bien compliqué, on trouve tout ça par exemple chez Conrad, sous forme de kits à monter soi même. Ca ne demande rien d’autre qu’un fer à souder et un peu de patience.

Pour diminuer les vibrations, on peut aussi (et c’est préférable) alimenter le moteur en demi-pas ou micro-pas, un procédé qui permet de lisser la vibration. Nous vous proposons un montage simple à réaliser pour le demi-pas.

On cherchera par ailleurs le plus petit moteur disponible, avec si possible 200 pas par tour. La petite dimension du moteur est intéressante d’une part pour sa faible consommation, mais surtout parce que ses vibrations seront bien plus faciles à atténuer, le rotor étant plus léger.

Comme ils avancent par pas, le télescope va lui aussi avancer par pas, même s’il y a un certain filtrage fait par le train réducteur. Il faudra donc que le nombre de pas par seconde soit suffisant pour qu’une avance d’un pas sur le ciel soit bien inférieure à la résolution du télescope. Comme le ciel tourne de 15 secondes d’arc par seconde de temps, qu’un télescope de 200 sépare presque la demi seconde, on voit facilement qu’il faut avoir au moins 30 pas seconde comme fréquence d’horloge, et que 100 pas seront encore bien mieux.

Ca donne deux tours seconde pour les 48 pas par tour, et un tour toutes les deux secondes pour les 200 pas. La vitesse étant fonction de la fréquence de l’horloge, et les moteurs acceptant jusqu’à 300 pas seconde, on voit qu’on a une latitude de 1 à 4 dans le choix du rapport de réduction.

Le galet

C’est lui qui va transmettre le couple du moteur au secteur lisse. C’est le rapport entre son diamètre et celui du secteur qui va déterminer le rapport de réduction du dernier étage.

J’ai utilisé le corps d’un clapet anti-retour trouvé au rayon sanitaire du magasin de bricolage du coin. C’est une pièce de laiton tournée de qualité mécanique irréprochable… Il fait 35 mm de diamètre, soit 17.5 de rayon. Comme le secteur a un rayon de 400 mm, ça donne un rapport de réduction de 22.8 fois. C’est ce rapport là qui va effacer toutes les erreurs périodiques du réducteur qu’on mettra en amont, en les divisant d’autant. On a là l’avantage déterminant de ce type d’entraînement galet contre secteur.

On voit donc qu’il faudra passer d’un vitesse moteur typiquement de un tour seconde à une vitesse de galet de grosso modo un tour heure. Il reste donc à trouver un train réducteur qui soit aux alentours de 3600 fois.

Cette valeur n’est pas critique, c’est un ordre de grandeur, car on ajustera la vitesse du moteur en fonction du rapport disponible. Mais il ne faudra quand même pas trop s’en éloigner, sous peine d’avoir trop peu de pas seconde, ou sous peine de voir le moteur incapable de suivre une fréquence excessive. Mettons entre 1500 et 6000 fois.

Il faudra faire preuve d’imagination ! Et surtout savoir détourner de leur destination première des mécanismes pas forcément prévus pour au départ. Une piste cependant : les tournevis électriques rechargeables ont une réduction interne dans cette gamme de valeurs, on en trouve qui ne sont pas bien chers. Il faut le démonter sans remords, retirer le moteur origine, récupérer le pignon de sortie, l’adapter au pas à pas et mettre notre moteur à la place du moteur origine. Ca demande obligatoirement un peu de bricolage et de soin.

Il faut ensuite adapter le galet à l’axe de sortie du réducteur. Là aussi, bricolage et précision… Il y a tout intérêt à utiliser au besoin des pièces intermédiaires de détournement ou de récupération.

Le support de galet

Sauf à trouver le réducteur avec un axe de sortie hyper costaud monté sur des roulements adaptés à travailler en cisaillement, on ne peut pas faire porter le poids du télescope directement sur le galet au bout de son axe qui ne tiendrait pas le choc. J’ai donc opté pour la solution d’un galet porté.

Deux roulements à bille de diamètre intérieur de 14 mm sont solidement fixés par deux tiges filetées sur le bâti général, et le galet porte dessus, leur transmettant toutes les forces de poussée. L’axe du galet n’a donc que la fonction de rotation à assurer et travaille dans les meilleures conditions.

Le moteur est collé sur le bâti par du Rubson, élastomère de silicone, qui filtre les vibrations du pas à pas. Il Faut veiller à ce que les axes du galet et de ses deux roulements soient bien parallèles.

Quelques éléments additifs

Le kit électronique de commande du moteur est protégé par une diode. Ca lui évitera de griller à la première erreur de branchement.

Une LED est installée dans la boîte d’électronique permettant de savoir que le système est sous tension et un régulateur de tension de 10 V est mis sur le circuit.

Un potentiomètre 10 tours remplace le potentiomètre d’origine sur la carte électronique, permettant le réglage fin de la vitesse.

Au final, c’est un peu de travail, pas mal de soin, mais ça tourne comme une horloge, sans piège particulier.

Avec une table comme celle que je décris, on a une heure d’autonomie avant de revenir au zéro par simple glissement de l’ensemble sur le galet, et une batterie comme celle du PowerCube (7 Ah) a une autonomie de douze heures d’entraînement continu.

Une autre motorisation

Vincent Becker: Le moteur pas à pas dont l’installation est décrite sur cette page par mon père n’était en fait pas adapté à cette table. Relativement gros et doté de seulement 100 pas, il induisait une vibration telle que le télescope posé dessus entrait en résonance. A fort grossissement, on voyait double! J’ai donc entrepris de re-motoriser la table.

Pour ce faire, plusieurs solutions s’offraient à moi: remplacer le moteur pas à pas par un autre moins gros, idéalement alimenté en demi-pas voire micro-pas ce qui impliquait de changer également la carte électronique, ou bien opter pour un simple moteur à courant continu.

La table étant utilisée uniquement pour du visuel et de la photo planétaire à la webcam, la précision du suivi n’est pas critique. j’ai donc opté pour la deuxième solution, beaucoup plus simple.

J’ai choisi pour cela un moteur destiné aux montures équatoriales EQ-1 comme celui-ci.  Il dispose d’une carte de commande électronique avec un variateur de vitesse et d’une démultiplication. La plage de vitesses qu’il donne (à vide) varie d’un tour en 5 à 25 minutes.

Pour le montage sur la table, j’ai sorti le moteur et la carte de leur boîtier. J’ai rajouté un étage de démultiplication au rapport 1:4 (une roue dentée 10 dents et une 40 dents trouvées sur Conrad) et opté pour un galet un peu plus petit.

J’ai aussi remplacé le potentiomètre de réglage d’origine, minuscule et très imprécis, par un potentiomètre de précision 10 tours. La valeur du potentiomètre et de 10 kohms.

J’ai également remplacé l’alimentation d’origine (une pile de 9v) par une alimentation sur batterie via un régulateur de tension type LM317.

Ajouter un commentaire

Nom :

Courriel : (Obligatoire mais confidentiel)

Site perso :

Commentaire :

Anti-spam Combien font huit plus six (réponse en chiffres)

---