L'informatisation

Écrit par Jean-Pierre le 24 janvier 2016.

Objectif :

L’objectif visé est de pouvoir piloter en totalité l’abri et le télescope à distance, car j’envisage (un jour………!), un remote longue distance (sud de la France) pour pouvoir bénéficier de nuits exploitables en plus grand nombre. La configuration actuelle, non totalement finalisée, doit être mise à l’épreuve afin de vérifier que tout fonctionne, y compris dans des situations de plantage électrique, informatique ou réseau.

En période hivernale, le pilotage permet également de rester bien au chaud.

Pour le moment, mon abri est dans le jardin, facilement accessible pour traiter les problèmes.

Dans cette page, ne sont traités que les composants permettant le "pilotage à distance". Les autres équipements (télescope, monture, caméras, ....) font l'objet de pages spécifiques.

Descriptif de l’installation :

Les alimentations électriques :

Un onduleur alimente l’ordinateur et les 2 alimentations basse tension. Il y a parfois des petites coupures du réseau 220V qui ont pour effet immédiat de planter l’installation. Depuis que l’onduleur est en place, plus de soucis.

Cet onduleur s'appuie sur une batterie 12V - 7Ah. L'objectif n'est pas de tenir des heures, mais il permet de compenser les petites coupures du réseau 220V et éviter les plantages informatiques, voire de replier complètement l'installation après une coupure franche.

Un bloc alimentation d’ordinateur de 400W de puissance totale fournit le 5V et le 12V. Cette alimentation est très silencieuse, on entend jamais son ventilateur lorsqu'il fonctionne. Le ventilateur de la caméra CCD est bien plus bruyant !

Une 2ème alimentation spécifique fournit du 24V pour la monture 10Micron GM2000HPS. Vu la puissance nécessaire dans certaines configurations (charge importante, vitesse max de déplacement), le constructeur a privilégié le 24V.

Dans le cas d'un branchement avec un câble de grande longueur, ce dernier peut être source d'une chute de tension . La chute de tension est fonction de l'intensité demandée, ce qui fait que la tension aux bornes de la monture peut varier. Pour pallier à ce problème, cette alimentation est équipée d'une boucle de retour.

Il suffit de raccorder un 2ème câble entre la monture et cette alimentation. Ce câble va renvoyer à l'alimentation, la tension réelle aux bornes de la monture. En cas de chute de tension au niveau de la monture, l'alimentation va augmenter sa tension de sortie de manière à compenser la chute dans le câble principal. Ce système permet de garantir une parfaite stabilité de la tension d'alimentation au niveau de la monture.

L’informatique :

Il y a bien sûr un ordinateur type PC complet dans l'abri qui permet d’exploiter les différents logiciels de pilotage de la monture et d’imagerie. L'ordinateur est piloté à distance à l'aide du logiciel Radmin Viewer qui permet (contrairement à TeamViewer) d'ouvrir une connexion à distance sur un ordinateur protégé par un mot de passe. Manifestement et sauf erreur de ma part, cela ne semble pas possible avec TeamViewer. Par contre, si on utilise pas de mot de passe sur l'ordinateur distant, TeamViewer donne satisfaction. Le comble de ce pilotage est que Radmin Viewer ne fonctionne que sur Windows. Utilisant un iMac 27, j'y ai installé une machine virtuelle fonctionnant avec XP pour me connecter sur l'ordinateur distant qui est sous Seven. Le pire ........ tout fonctionne sans problème. Vu qu'il existe une version Mac pour TeamViewer, il est possible de piloter directement l'ordinateur distant qui est sous windows.
L'ordinateur est connecté au réseau personnel via un modem wifi D-LINK DAP-1360 qui fait office de point d’accès. Ce modem présente l'intérêt d'avoir 7 modes de fonctionnement : point d'accès, client de point d'accès, pont de groupes de travail, pont de groupes de travail avec point d'accès, répéteur, routeur client WISP, répéteur WISP, ce qui permet de l'utiliser en fonction de son propre besoin. Dans le cadre d'un remote "grande distance", ce modem serait remplacé par une box internet.
N’ayant pas la possibilité de tirer une gaine entre la maison et mon abri et les tests avec un boîtier CPL n’étant pas probants, seule une liaison wifi m’a permis de m’en sortir. Une antenne WIFI a été installé sous le débord de toiture de la maison afin d’améliorer l’intensité du signal et par conséquent, le débit de transmission.
Un hub Ethernet (NETGEAR 5 prises) permet de connecter les différents éléments du réseau (Ordinateur, modem, caméra IP filaire, monture, IPX800)
Le cœur du pilotage à distance est assuré par un Webserver IPX800 V3. Ses principales caractéristiques sont les suivantes : 8 entrées digitales tout ou rien. (contact sec) extensible à 32. 4 entrées analogiques extensible à 16. 8 sorties relais sur contact inverseur 250v/10A extensible à 32. 8 Compteurs d'impulsions. 128 Timers programmables individuellement. 1 Port d'extension pour I/O supplémentaire. Accès sécurisé par login et mot de passe. Site WEB entièrement personnalisable. Relais configurable en ON/OFF ou Impulsion. Envoi des données vers l'url de son choix (Notification Push). Ping watchdog, reset de la box en cas de perte de connexion. Caractéristiques complètes sur le site du fabricant
L'IPX800 ayant un mode de fixation compatible rail DIN, il a été monté dans un coffret électrique un rangée. L'alimentation 12V de l'IPX est au même format. Elle est montée à coté de l'IPX dans le coffret et est bien-sûr connectée sur l'onduleur.

Exploitation de l'IPX800 :

Les 8 sorties relais pilotent les fonctions suivantes :

M/A de l’alimentation principale 12V qui alimente les principaux accessoires sur le télescope: la CCD Moravian G2-8300 avec RAF externe, la motorisation du focuser Moonlite et le hub USB 3 qui est fixé directement sur le télescope afin de connecter les accessoires (caméras G2, Lodestar X2, QHY5-II L et focuser).
M/A de la monture. Pour cette fonction, le boitier de commande de la monture est équipée d’un connecteur sur lequel il suffit d’établir le contact pendant une seconde. Si la monture est à l’arrêt, une impulsion la met en service. Idem pour la mise à l’arrêt, la même impulsion entraine sa mise hors service.
M/A de l’ordinateur. J’ai branché un câble en parallèle du bouton de mise en service. Cette sortie fournit une impulsion de 1 seconde de durée. J’ai privilégié cette solution par rapport à une mise en service type Wake on Lan, qui, si j’ai bien compris nécessite de mettre en veille l’ordinateur. Une coupure totale ne permet pas une remise en service, d’où la solution mise en route par contact sur alim démarrage ordi. En situation normale, lorsque l'ordinateur est en service, je l'arrête par le menu ad'hoc. Si l'ordi est planté et que je ne peux pas accéder au menu normal pour l'arrêter, il suffit que je clic sur le bouton "Démarrage / Reset ordinateur" pour que la mise à l'arrêt forcée s'effectue. Comme ça, je peux redémarrer l'ordinateur.

Alimentation du ventilateur du télescope.
Alimentation de l’écran à flat. C’est un panneau LED de 600 x 600mm.
Alimentation des résistances anti-buée. Le miroir secondaire ainsi que le correcteur de coma sont équipés d’une résistance chauffante.
Manoeuvre du toit. Cette partie est entièrement à développer. Pour le moment l’ouverture et la fermeture du toit sont effectuées en manuel.
Watchdog routeur. En bon français, ont dit « chien de garde », sous-entendu de la liaison réseau. L’IPX800 envoie un ping au modem wifi via le hub Ethernet et ce, à une fréquence réglable (exemple : 1 ping tous les 60 secondes). A chaque ping; le modem doit répondre. Si le modem ne répond pas à un certain nombre de ping (réglé à 3), cela signifie que le modem ou le hub est planté. Dans ce cas l’IPX coupe pendant quelques secondes l’alimentation du hub et du modem, ce qui reboot l’ensemble. Il est également possible de forcer la coupure d’alimentation manuellement pour forcer le reboot.

Les 4 entrées analogiques sont également utilisées :

Les 3 premières servent à mesurer précisément les 3 tensions utilisées (5, 12 et 24V). On voit immédiatement si une des alimentations est en défaut.

La 4ème entrée sera utilisée pour y raccorder une sonde de température intérieur abri.

Les entrées digitales font l'objet d'une utilisation en cours ou à venir :

La position Park du télescope est contrôlée par un capteur opto-électronique, ce qui permet d'avoir une information redondante par rapport à l'information transmise informatiquement par la monture. Il serait regrettable que le toit se ferme alors que le télescope est encore orienté vers le ciel.

Certaines entrées seront utilisées pour déterminer la position du toit (ouvert ou fermé) à l'aide de fins de course.

Pilotage de l'IPX800 :

L'IPX800 est équipé d'un interface pilotable à l'aide d'un navigateur internet. L'interface est modifiable afin de pouvoir l'adapter aux besoins spécifiques. Dans mon cas, il a été nécessaire que je modifie certains coefficients de manière à ce que les tensions électriques affichées pour mes différentes alimentations correspondent aux vrais valeurs.

Un intérêt également de l’IPX800 est qu’il est possible d’agir sur chacun des relais via un script VBS.

MaxPilote et Sequence Generator Pro permettent de lancer des scripts VBS à des moments précis de la séquence de prise de vue.

Il me semble que PRISM permet directement le pilotage d’un IPX800.

Exemples :

Arrêt du ventilateur avant lancement de la séquence photo. Eh oui, cela m’est déjà arrivé de le laisser fonctionner pendant une séquence photo.
Fermeture du toit après mise en position Park de la monture, allumage écran flat en début de séquence flats, extinction de l’écran flat en fin de séquence, mise à l’arrêt de la monture et coupure des alimentations.
Mise en service des résistances chauffantes en dessous d’une température relevée. Sur l'IPX800, chaque entrée analogique dispose d’une valeur mini et d’une valeur maxi paramétrables au delà desquelles il est possible de déclencher un des relais.

Exemple de script VBS pour la mise en service du panneau flat, raccordé sur le relais n°5 :

Etant un ignare complet dans le domaine du langage VBS, un collègue de travail (merci Raphael) m'a concocté le script de base qui me permet d'intervenir sur les relais de l'IPX800.

Dim aXMLHTTP, aURL
aURL = "http://192.168.1.53/preset.htm?led5=1"
Set aXMLHTTP = CreateObject("MSXML2.XMLHTTP")
Call aXMLHTTP.Open("GET", aURL, False)
Call aXMLHTTP.send
Set aXMLHTTP = Nothing

192.168.1.53 est l'adresse de l'IPX800 sur mon réseau interne. "preset.htm?led5=1" est la commande qui permet d'activer le relais 5.

Pour éteindre l'écran flat, il faut désactiver le relais 5. Le script VBS est identique mais on remplace la commande "preset.htm?led5=1" par "preset.htm?led5=0".

Tous les relais se commandent de la même manière.

Aux relais associés à la M/A de l'ordinateur ou de la monture (on génère un contact durant 1 seconde), c'est un timer de l'IPX800 qui est associé à chaque relais.

Les accessoires complémentaires :

Une 2ème caméra IP wifi complète le tout, de manière à surveiller l’intérieur de l’abri sous un autre angle.
Une Lodestar X2 est en place sur un diviseur optique et permettra si nécessaire d’effectuer de l’autoguidage. Avec une GM2000HPS, si le paramétrage/réglage de la monture est bien effectué, l’autoguidage peut s’avérer inutile. A confirmer après mise en service de cette monture qui je le rappelle vient d’être installée. Un post spécifique sera dédié à la présentation et mise en service de cette nouvelle monture.
Pour améliorer le positionnement et le suivi de la monture, une petite station météo USB Sticktation de BlueAstro (Per Frejavall bien connu des utilisateurs 10Micron) mesure la température, l’hygrométrie et la pression atmosphérique. Sur la base de ces mesures, le driver de la monture intègre les variations de diffraction de l’atmosphère dans le calcul du suivi.

Une QHY5-II L, équipée d’un objectif à courte focale permet d’avoir un viseur électronique à champ large afin de pouvoir se positionner en cas de besoin (j’avoue, c’est un peu pour le fun).
Une caméra vidéo 360° doit pouvoir permettre d’effectuer une surveillance de l’état du ciel. Il faut que je trouve un logiciel ad’hoc (All Sky Cam Uploader de Moonglow ou autre)
Un détecteur photoélectrique avec réflecteur permet de confirmer d’une manière autonome la position Park de la monture. Le détecteur (émetteur/récepteur) est fixé sur le mur à coté de l’écran flat. Le réflecteur est fixé sur le télescope. Bien qu’il soit possible d’interroger la monture GM2000HPS pour confirmer la position Park, j’ai préféré disposer d’une mesure indépendante, qui entrera dans la logique d’autorisation de déplacement du toit.

Schéma général de l’ensemble :

Pour clarifier le câblage des 8 relais, un petit schéma :

Copie écran du gestionnaire de l’IPX800, où figurent les boutons de commande des 8 relais et à droite, le suivi de la tension des différentes alimentations :

Ce qu’il me reste à faire :

La motorisation et l’automatisation des manœuvres du toit.
Valider les séquences complètes de prise de vue, avec utilisation des scripts VBS, y compris les DOF automatisés en fin de séquence.
Éprouver le système pour en détecter les éventuelles faiblesses et les corriger.
Étudier la faisabilité d’une prise en compte de la perte de l’alimentation 220V (au delà de la petite coupure), de manière à replier l’ensemble de l’installation avant que la batterie de l’onduleur ne soit totalement déchargée.

Pour sécuriser les alimentations, plusieurs possibilités sont à analyser :

Mesurer la durée de coupure 220V. Le problème est qu'en fonction de la consommation, la durée d'autonomie réelle de l'onduleur est variable. Dans ce cas de figure, il faudrait être très conservatif.
Mesurer une baisse de tension au niveau des différentes alimentations basse tension et je lance un script qui permet de tout replier. Avec les alimentations à découpage utilisées aujourd'hui, qui permettent une variation importante de la tension d'alimentation, la chute au niveau des tensions de sortie risque d'être très rapide.
Mesurer la tension aux bornes de la batterie de l'onduleur. Je pense que cette solution est celle qui devrait être la plus efficace. Il suffit de régler la tension minimale à partir de laquelle la capacité restante de la batterie permet d'engager le repli complet de l'installation.

La mise en place de batteries complémentaires est également une possibilité pour augmenter l’autonomie de l’ensemble, mais dans tous les cas, il faut se prémunir d’une coupure 220V de longue durée.