Gestion du câblage, suite : Un boitier informatisé

 

Lors d’un précédent article, j’avais décrit la gestion du câblage du télescope, en proposant une solution basée sur un boitier de répartition électrique. Dans cet article, je présente une solution bien plus évoluée de boitier, intégrant à la fois la partie électrique, informatique et réseau.

Après quelques rappels, je présenterai le nouveau projet, les éléments matériels indispensables pour le réaliser, et la partie la plus intéressante : Sa réalisation.

Rappels

A la fin du précédent article, nous nous étions arrêtés à une solution schématisée comme suit :

En pratique, et suite à l’évolution de mon matériel, c’est la solution suivante qui a été utilisée pendant plus de deux ans :

Peu de changements : Certains éléments ne sont plus utilisés (Manette EQMOD, Mise au point motorisée), d’autres ont évolué (CCD remplaçant l’appareil photo numérique). Le câble ST4 a été retiré au profit d’un autoguidage par pulseguiding, et l’alimentation remplacée et finalement placée au sol.

Mon premier boitier de répartition électrique m’a donné toute satisfaction, voici à quoi il ressemblait :

 

Présentation du nouveau projet

Mais j’ai souhaité pousser plus loin encore le concept.

Cette nouvelle idée est schématisée ainsi :

Le but : Avoir un boitier qui rassemble l’ensemble des connectiques pour mon matériel (Electricité, USB), mais aussi de fixer le PC de contrôle au niveau du télescope ainsi que l’ajout d’autres fonctionnalités (mise au point motorisée, réseau Wifi intégré…)

Dans l’idéal je souhaitais également avoir la possibilité de contrôler les prises d’alimentation en 12V ainsi que l’intensité des prises pour les résistances chauffantes depuis mon PC, ceci afin de pouvoir couper à distance et/ou de façon automatisée chaque élément depuis le PC de contrôle.

Le cahier des charges, en plus de celui réalisé pour mon précédent boitier, comporte les points suivants :

  1. Contrôle des prises 12V (on/off) depuis le PC de contrôle
  2. Contrôle de l’intensité des résistances chauffantes
  3. Possibilité de contrôler un moteur de mise au point 
  4. PC de contrôle fixé au niveau du tube
  5. Alimentation du boitier par le PC
  6. PC accessible en WIFI depuis mon domicile (via ma box internet) ou à côté du télescope (création d’un réseau WIFI spécifique)
  7. Au minimum 4 prises USB en prévision d’évolutions futures et hypothétiques.

Elements matériels

Concernant les points 1, 2 et 3, un boitier du commerce répond à mes besoins : Le Mount Hub Pro de chez Hitecastro.

Il dispose de 8 prises 12V commandables via une application sur le PC, de 4 prises pour les résistances chauffantes (commandables également via le PC ou via des potentiomètres), d’une connectique pour moteur de type Robofocus, de 4 sorties 12V non commandables, bref, il couvre largement mes besoins !

Au niveau des points négatifs, il ne dispose que de 3 ports USB. C’est suffisant pour le moment, mais limitant assez fortement l’évolution de mon matériel.

L’autre point négatif, vraiment ennuyeux, c’est que certes le logiciel permettant de commander les prises fonctionne sous windows 10, mais l’API permettant de créer ses propres scripts de commande, lui, ne fonctionne pas car développé il y a plusieurs années.

C’est via le forum Stargazerslounge que la solution est arrivée. Après avoir contacté Darren Jehan, son administrateur, confronté au même problème que moi, ce dernier a développé et m’a transmis une solution logicielle complète et compatible avec Windows 10 permettant de commander les prises via des scripts. Je le remercie chaleureusement !

 

Le point 4, la fixation du PC au niveau du télescope, a nécessité l’achat d’un PC miniature, sans ventilateur et muni d’un disque SSD (je ne souhaitais pas d’éléments mécaniques dans ce PC). Il devait être suffisamment puissant pour faire tourner mon logiciel d’acquisition (Sequence Generator Pro) et d’autres logiciels.

C’est vers une solution de type Intel NUC que je me suis tourné, muni d’un boitier StreamCom assurant son refroidissement.

Son alimentation devant être assurée par le boitier (point 5), j’ai acheté un transformateur 12V vers 19V du commerce.

 Concernant le point 6, quelques explications.

Le PC d’acquisition étant fixé sous le tube, il est hors de question d’y connecter un quelconque écran, clavier ou souris. L’accès se fera donc par le réseau, en bureau distant (Teamviewer, VNC ou autre). Pas question non plus de brancher un câble réseau partant du PC pour aller à ma box ou à un autre PC de prise de main à distance, je veux un minimum de câbles partant du sol (dans l’idéal juste le câble d’alimentation).

Deux cas de figure se posent :

  • Je suis chez moi et je souhaite me connecter au PC de contrôle depuis mon canapé : Il faut que le PC de contrôle soit connecté en WIFI à ma box internet, pour que j’y accède depuis mon PC « client ».
  • Je suis près de mon télescope, là ou mon PC « client » ne capte pas le WIFI de ma box internet (trop loin dans le jardin ou carrément en nomade) : Le boitier doit avoir créé un point d’accès WIFI permettant d’accéder au PC de contrôle.

Pour cela, j’ai trouvé un routeur WiFi minuscule répondant à ce besoin, qui me permet en plus d’activer simultanément un WiFi client (1er cas de figure) ou serveur (2ème cas de figure). C’est idéal pour moi, lorsque mon télescope est dans mon jardin.

 

Enfin, concernant le point 7, le mount hub pro ne dispose que de 3 ports USB, trop restrictif pour moi. Un hub USB dlink, modèle équivalent à celui que j’avais précédemment, fera parfaitement l’affaire.

 

Réalisation

Vu le nombre de composants à intégrer, il est évident que ce nouveau boitier prendra de la place.

Fini le petit boitier fixé à l’avant du télescope, sous le tube, il faut trouver autre chose.

Après plusieurs heures passées à se creuser la tête avec mon ami Fabien, nous avons trouvé la solution.

Le boitier sera fixé « en sandwich » entre une platine losmandy (qui viendra se positionner sur la tête de monture à la place du télescope) et une queue d’aronde sur laquelle viendra se fixer le télescope.

Je ne souhaitais en effet pas fixer tout ce matériel au-dessus du télescope pour plusieurs raisons. Je souhaite garder la possibilité de guider avec une lunette-guide, fixée au-dessus. Je souhaite aussi pouvoir changer facilement de télescope sans avoir à démonter quoi que ce soit.

Cette solution est donc idéale.

Nous avons donc dessiné une pièce, sur laquelle viendront se fixer la platine au-dessous et la queue d’aronde au-dessus. Le transfo 12v-19v viendra se fixer à l’avant pour alimenter le PC.

Il faut que cette pièce soit TRES rigide pour éviter toute flexion. Nous avons opté pour une « arche » avec des colonnes de très forte section.

Cette pièce a été usinée en aluminium, pour un coût très raisonnable, puis améliorée (quelques retouches) par mon ami Henri.

L’ensemble des pièce usinées.

Le support en alu, une fois monté. Le transformateur 12v->19v est fixé à l’avant.

Je peux vous assurer que c’est du solide !

Maintenant la difficulté principale. Comment, dans l’espace libre au milieu du support, faire rentrer tout ça :

Il n’y a pas 36 solutions… Il faut enlever les boîtiers de chaque élément, récupérer les cartes électroniques et les placer dans un nouveau boitier fait sur mesure.

Les différentes éléments, une fois désossés.

Arrêtons nous un instant sur le mount hub pro.

Il dispose de connectiques sur le côté, mais aussi d’éléments :

  • à l’avant  : Des potentiomètres pour le réglage des résistances chauffantes, qui devront être supprimés, et « shuntées » directement sur le circuit.
  • a l’arrière : Des sorties 12V non commandées, qui seront inaccessibles mais qui ne me sont de toutes façons d’aucune utilité.

D’autre part, un hub USB 4 ports est fixé sur le capot du boitier, dont un port a été déssoudé pour brancher la carte principale. Ce hub USB est alimenté par un petit transformateur 12v-5v. C’est une excellente nouvelle pour moi : Je peux remplacer ce petit hub par mon hub 7 ports (un port sera également remplacé pour y connecter la carte principale).

C’est encore une fois grâce à un ami, Sylvain, que j’ai pu avancer sur cette partie.

Un gros travail de conception du boitier, sur-mesure, a été réalisé, et après plusieurs prototypes, les plans sont terminés.

Ensuite, impression du boitier en 3D

Enfin, le boitier est prêt à recevoir l’électronique.

Après plusieurs soirées passées à souder, tester, resouder, retester…dans un joyeux désordre…

Le boitier est enfin finalisé, et les cartes électroniques placées à l’intérieur. Quelques connecteurs et un interrupteur après, voici à quoi ressemble l’intérieur du boitier :

Le voici maintenant placé dans son support alu, monté sur la monture et affublé de son télescope, sans câbles

Et avec les câbles, prêt à faire ses premieres images. 

Aucun problème de flexion avec ma petite lunette, j’ai de la marge !

Au final, qu’est ce qu’intègre ce boitier ?

  • 8 prises 12V commandables par le PC, soit via une application dédiée, soit via des scripts interfaçables avec Sequence Generator Pro
  • 4 prises pour les résistances chauffantes commandables par le PC, là aussi via l’application ou par script.
  • Une interface pour moteur robofocus, commandable via le PC
  • La possibilité de commander le moteur de mise au point avec une raquette (fournie)
  • 6 ports USB
  • Un routeur WiFi fonctionnant simultanément en mode client et en mode serveur
  • Une alimentation 19v pour le PC fixé juste en-dessous

Au final je n’ai plus qu’un câble venant du sol : Le 12V qui provient soit de mon alimentation stabilisée, soit d’une batterie si je suis en itinérant (et que j’utilise donc le Wifi serveur).

J’ai eu l’occasion de tester tout cela quelques jours plus tard avec succès.

Cette première image entièrement réalisée avec ce nouveau boitier m’a confirmé que tout fonctionne parfaitement !

Nébuleuse du croissant et nébuleuse de la bulle de savon.

La suite ?

Développer la partie logicielle, sur PC et sur smartphone pour avoir un accès immédiat aux principales fonctionnalités.

La morale ?

Il est très agréable de partir d’une simple idée et de se retrouver au final avec dans les mains un objet fonctionnel.

J’ai pris beaucoup de plaisir à réaliser ce boitier, en grande partie parce qu’il m’a permis de travailler en équipe, avec mes amis, sur ce projet. Je les remercie encore !

Si vous souhaitez réaliser vous-même ce boitier, contactez-moi, je me ferai un plaisir de vous fournir les logiciels et fichiers 3D des différents éléments.