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02 - Les réglages - Erreur Périodique S. Polaris

Erreur périodique de la monture Super Polaris.

J'ai décidé de me pencher sur la précision de suivi de l'ensemble monture + telescope car je voulais réaliser des poses au foyer de mon instrument de plusieurs minutes. Pour évaluer la précision du suivi, le bon outil est une Webcam monté au foyer du télescope. J'utilise ici un Philips ToUcam Pro, mais d'autres webcams peuvent etre utilisées ou même des caméras de surveillance. Le principe est la mesure sur une période de 10 à 30 minutes la précision du suivi en contrôlant la position d'une étoile sur le capteur de la Webcam. J'ai utilisé dans un premier temps, le logiciel Astrosnap qui permet d'enregistrer les positions successives en ascension droite d'une étoiles au cours du temps dans fichier texte, et le logiciel EXCEL pour la présentation graphique des données. Voici les résultats:

Suivi avec mise en station au viseur polaire. 10,8" d'arc pour 10' de pose.

Suivi après un réglage suivant la méthode de King. 4.2" d'arc d'erreur moyenne pour 10' de pose.

Erreur périodique: au maximum 30" d'arc sur 600s.

On constate que l'erreur de suivi est la combinaison d'un mouvement périodique de période 600s (défaut de la vis sans fin d'entrainement), du défaut de mise en station (dérive constante) et d'un mouvement à période courte (système de réduction).
Surprenant! Je ne pensais pas que le problème majeur d'un bon suivi était autant lié à la qualité de la vis sans fin du mouvement en ascension droite (alpha). Ce problème de suivi est appelé erreur Périodique car elle se reproduit à l'identique après un tour de vis ici 600s = 10 min. Avec une mise en station rapide au viseur polaire, l'erreur périodique est de l'ordre de 25" d'arc sur 10 min de pose alors que dans le même temps l'erreur de mise en station est seulement de 11"! De plus l'erreur de mise en station est très facilement réduite soit par une manipulation du viseur polaire plus soignée soit par la méthode de King (voir la méthode avec Astrosnap sur le site de Frédéric Féra AstroVP). C'est donc l'erreur périodique qu'il faut "combattre" pour effectuer des poses au foyer plus importante que 30s.

Première action réglage de l'engrenage de sortie du moteur pas à pas: En démontant le cache moteur, une observation attentive m'a montré un léger voilage de la vis sans fin et un point dur. En laissant un peu plus d'espace entre les deux engrenages en laiton on fait disparaître le point dur et voici de nouveau le résultats des enregistrements effectués avec le Logiciel IRIS de Christian BUIL.

Contrôle du jeu entre les deux engrenages en ascension droite de la Super Polaris.

L'amélioration est sensible, on gagne ainsi environ 5" d'arc sur le l'erreur Périodique.

J'ai utilisé le logiciel Iris et suivi la démarche proposé sur le site de Demeautis Christophe, qui indique une meilleure performance de ce logiciel par rapport à Astrosnap. Iris enregistre la position X et Y d'une étoile en pixels dans le champ de la ToUcam Pro dans deux fichiers textes. Il faut donc orienter la Webcam dans le sens des axes de rotations de la monture en alpha et delta. Puis il faut déterminer le grandissement des images en chronométrant le transit d'une étoile d'un bout à l'autre du capteur et déterminer ainsi la résolution angulaire par pixel du montage optique. J'ai mesuré 1,9" d'arc / pixel au foyer du T130 avec la ToUcam Pro. Même si la méthode est moins immédiate qu'avec Astrosnap, le logiciel Iris permet une lecture plus fine du suivi. En effet le logiciel donne la position des étoiles à la fraction de pixel près. L'erreur statistique est de l'ordre de 10" d'arc avec Astrosnap alors qu'il n'est que de 5" d'arc sous Iris. Il reste que la nature "frisé" des courbes est certainement la conséquence d'une combinaison turbulence / stabilité de la monture / manque de résolution du système Webcam au foyer (1,9"/ pixel). Il faudra donc utiliser un dispositif de grandissement pour avoir une lecture plus fine de ces courbes.

Autre surprise: j'ai enregistré la position d'une étoile au foyer du T130 en essayant de suivre avec la lunette guide et un oculaire réticulé double croix Meade de 12mm de focale. Je pensais avec cette méthode, réduire le problème d'erreur périodique de ma monture. Mais les résultats ne sont pas à la hauteur de mes espérances...

Malgré mon application le suivi en alpha reste insuffisant pour des images au foyer avec l'EOS 300D, la précision étant de l'ordre de 15" d'arc alors que la résolution angulaire de l'appareil est de 2,1" d'arc / pixel. Malgré tout, l'erreur périodique et le défaut de mise en station s'atténuent. Mais, je constate avec stupeur que les corrections en déclinaison sont contre productive (courbe verte). il est possible que la fixation de l'oculaire guide sur la lunette soit en cause... Prochaine étape j'installe la Webcam derrière un oculaire pour obtenir je l'espère des courbes plus lisses, je mets une Lentille de Barlow sur ma Lunette guide et je revois le système de fixation de l'oculaire réticulé...

30 octobre 2005

Pour avoir une idée plus fine du suivi de ma monture j'ai utilisé une lentille de barlow au foyer du T130/720 et j'ai utilisé comme précédemment Iris et astrosnap pour comparer les deux logiciels... voici les résultats corrigé de la dérive due à l'erreur de mise en station:

Erreur périodique enregistrée avec IRIS


Erreur périodique enregistrée avec Astrosnap


La différence est flagrante comme Iris utilise une interpolation pour la position de l'étoile repère il permet une précision à une fraction de pixel près. On remarque que l'EP sous iris est beaucoup moins "frisée" et une période de 15s environ apparaît plus facilement. J'ai ensuite utilisé l'excellent logiciel PEAS qui permet une interprétation des résultats...



Ce logiciel crée par un ingénieur Tchèque - Karel SIMAN - permet de visualiser la Transformée de Fourier de l'erreur périodique et ainsi mesurer plus précisément les périodes des défauts de suivi. Voici une petite démo de l'utilisation du logiciel PEAS:
Le pic centré sur 15s est parfaitement visible sur l'EP faite avec Iris. Il semble que la cause de cette irrégularité périodique vient du système d'engrenage en effet l'embrayage est constitué de deux roues dentées de 40 dents qui tournent en 10 minutes donc une dent entraîne la vis sans fin pendant 15s.Pour réduire ce problème certains astronomes amateurs ont opté pour un entrainement par courroie. Voir la modification d'une monture Perl vixen GP-DX -> http://xmcvs.free.fr/ep/ep_fr.htm


Caractéristiques:

Suivi Vis tangente: 1 tour / 10 minutes. Paramètre pour la Méthode de King sous Astrosnap:
Pas de vis réglage azimut: 1mm Rayon réglage azimut: 40mm Pas de vis réglage hauteur: 1,25mm Rayon réglage hauteur : 38mm

Quelques Liens:

Mesure de l'erreur périodique de la monture Super Polaris et d'autres montures:http://astrosurf.com/demeautis/
Télechargement du logiciel d'analyse d'Erreur Périodique: http://web.telecom.cz/elektro-metal/peas_f.htm
Méthode de King pour la mise en station précise avec Astrosnap:http://astrovp.free.fr/trucs_et_astuces.htm
Un moteur de mise au point pour un 150/750 Perl Vixen:http://perso.wanadoo.fr/jdepigny/moteur%20mise%20au%20point.html


Date de création : 09/05/2005 @ 12:45
Dernière modification : 01/06/2008 @ 08:16
Catégorie : 02 - Les réglages
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Réaction n°1 

par Marc le 18/08/2005 @ 13:04

Cher ami, bonjour (!)

C'est avec un réel plaisir que je viens de parcourir ton site, que j'ai découvert grace à Google. Je cherchais une synthèse claire concernant mise en station et erreur périodique en vue de me lancer dans la photo numérique. Je dois dire que sur ton site, concision , clarté et précision sont au rendez-vous... Très  agréable surprise! Bonne continuation, reçois tous mes encouragements;  Marc

PS :En plus,pas de fautes d'orthographe sur ce que j'ai parcouru, ce qui n'est pas courant, et ajoute au plaisir. Bravo!



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