1- Description de l'UVEX4i .
La nouvelle version de l’UVEX4i est robotisée 3 axes et présente les caractéristiques suivantes:
1- Motorisation du réseau, pour un placement précis en longueur d’onde de la zone du spectrale. (réduction 1/100)
2- Motorisation de la mise au point par translation du miroir M2
3- Motorisation de la position de la fente, qui permet un ajustement précis de l’inclinaison de la fente et la possibilité de choisir parmi 4 fentes 15, 25, 35 et 100µm
La première avancée de ce nouveau modèle est la fente. Nous avons fait fabriqué une multifente sur mesure pour l’UVEX4i en quartz. Avantages:
- Transparente aux UV
- Parfaitement plane, robuste
- Plus grande 18mm x 18mm = plus de champ
- plus facile pour la reconnaissance de champ
- Nettoyable facilement
Une autre grande avancée de ce modèle est l’introduction d’une réduction 1/100ième du réglage en longueur d’onde, pour le réglage plus précis et reproductible de la fenêtre en longueur d’onde visée par la caméra. Placer votre UVEX4i sur le doublet du sodium rien de plus facile en deux clics et c’est fait! Régler la mise au point du spectre ou ajuster finement l’inclinaison des raies ou choisir une largeur de fente se fait sans ouvrir le boitier, ni toucher l’UVEX4i. Pour chaque moteur, des capteurs de fin de courses permettent à l’électronique de connaitre rapidement la position du réseau, de la mise au point, et de la fente. Une fois les optiques installées, et le capot de l’UVEX4i fermé, il suffit de connecter l’électronique les réglages s’effectuent avec le logiciel UVEX Manager à la lumière du jour.
Un fois connecté à votre télescope, l’UVEX4i est directement opérationnel pour un contrôle en « Remote » et grace au Wifi intégré, il peut aussi contrôler le système de calibration, Calibrex4 ou CaliGuide4.
ATTENTION UVEX4i est uniquement compatible avec les caméras ASI183, ASI294, ASI1600, ASI 533, ASI 585.
1- Le matériel
L’UVEX4i se décompose en 5 parties:
– Un kit plastique (KP)
– Un kit Mécanique (KM)
– Un kit Motorisé (KU)
– Une fente 4 positions spéciale UVEX4i (KF)
– Un ensemble Optique Réseau / 2 miroirs + supports (Reste est à votre charge à commander chez Thorlabs)
Vous vous lancez dans la fabrication d’un UVEX4i, alors trois choix s’offre à vous.
1- Imprimer vous même, nous fournissons les STL, et commander vous même la liste du matériel, souder…c’est la version Do It Yourself.
2- Réaliser une partie par vous même, mais commander sur notre site un ou plusieurs Kits pour compléter.
3- Tout commander sur notre site, on s’occupe de vous fournir les 4 Kits complets, testé par nos soins.
Alors à vous de choisir!
Le kit plastique (KP) contient l’ensemble des plastiques PETG avec inserts de type Ruthex installés. Les pièces plastiques sont débarrassées de leurs supports, nettoyées et rectifiées par nos soins, de façon à ce qu’elles s’adaptent facilement entre elles, sans outil spécial.
Le Kit mécanique (KM) contient toute la visserie, les aimants, les ressorts, les tiges, les 3 roulements, la couronne + vis sans fin + les 2 roulements de réduction, pour le mouvement fin du réseau. Nous nous chargeons de rassembler l’ensemble de ces pièces pour vous dans des sachets numérotés, il n’y plus qu’à visser ;-).
Le Kit motorisation (KU) contient les 3 moteurs pour la rotation du réseau, la mise au point et la rotation de la fente, les 2 cartes électroniques, les microcontrôleurs programmés, les 2 capteurs à effet Hall, le système de rotation de la fente préassemblé avec les pièces plastiques 200/201/212/213 et la connectique. Le tout est prêt à être assemblé, il n’y a plus qu’a visser, pas de soudure, pas de programmation.
Le Kit fente (KF) contient la fente 4 positions spéciale UVEX4i, 15, 25, 35 et 300µm.
3- La liste du matériel optique à commander par vous même.
La partie optique est à commander à la société Américaine Thorlabs qui comprend les deux miroirs concaves M1 et M2 ref CM254-100-G01 et les 2 supports FMP1/M, le réseau et la lentille cylindrique LJ1934L1-A. Les réseaux compatibles sont les ref GR25-0305 300 tr/mm, 600 tr/mm et 1200 tr/mm de 25x25x6mm blazé à 500nm. Une liste de réseaux compatibles au catalogue Thorlabs est dans le fichier Excel ci-dessous, elle correspond aux réseaux que nous avons testé avec l’UVEX4. D’autres réseaux peuvent être utilisés la limite extrême étant 1800 tr/mm.
4- Etapes de montage de l'UVEX4i
KU 01 - Installation Cartes électroniques
- Enlever l’arduino 2560 Pro de son support.
- Fixer la carte mère sur le coté du périphérique avec les 3 vis M3x8. Attention la vis du centre doit comporter une rondelle plastique.
- Installer l’Arduino Mega 2560 Pro
- Installer la mini carte dans son logement + connecter à la carte mère avec la nappe 8 brins.
- Carte Mère UVEX version 4.13 programmée + Arduino mega 2560 Mini Pro + ESP8266 + W5500
- 3 vis M3x8 + 1 rondelle pour la fixation de la carte électronique au boîtier
- Minicarte relais montée
Matériel plastique KP
- 102_périphérique.stl
KU 02 - Installation 2 capteurs Effet Hall
- Fixer le capteur Hall de réseau avec les 2 vis M2
- Fixer le capteur Hall de mise au point (capteur relevé) avec les 2 vis M2
Matériel sachet KU 02
- 2 capteurs effet hall ST054
- 4 vis M2x4 pour fixation capteur à effet hall.
Matériel plastique KP
- 101_base.stl
KU 03a - Branchement moteurs et électronique.
- Connecter les 3 moteurs à la carte mère.
- Connecter LED et Photodiode à minicarte.
- Connecter les 2 Capteurs à effet hall à la mini carte, connecter USB a l’ordinateur, Attention le connecteur micro USB de l’Arduino est très fragile!
Matériel sachet KU 03
- 3 moteur pas à pas 28 BYJ-48 5V
- 200_Support_fente_tournante.stl avec LED, photodiode + roulement installé et testé.
Matériel plastique KP
- 101_base.stl
- 102_peripherique.stl
- 504_base_reseau.stl
- 402_support_M2.stl
- 200_support_fente_tournante.stl
KU 03b - Capteurs effet hall + mise en place des aimants de fin de course.
4. Tester capteur Hall, Installer les aimants de fin de course dans le bon sens
Le test des capteurs à effet Hall consiste vérifier l’action d’un aimant sur les 2 capteurs. La LED rouge des capteurs ST054 doit s’allumer lorsqu’on approche une des faces de l’aimant de fin de course. On en profite pour positionner les aimants de fin de course dans le bon sens, dans leur logement.
a- l’aimant de fin de course réseau dans la pièce plastique 504_base_reseau.stl….
passer le bout du bras, aimant visible, par dessus le capteur, le LED rouge doit s’allumer
b- l’aimant de fin de course de mise au point, pièce plastique 402_support_M2 sur le coté du chariot.
Avant que le chariot arrive en butée la LED rouge doit s’allumer. Si ce n’est pas le cas ne pas hésiter pas à légèrement incliner le capteur
Matériel sachet KU 03
- 1 Aimant Néodyme cylindrique ∅4×1.5mm de fin de course réseau.
- 1 Aimant Néodyme cylindrique ø3×1.5mm pour capteur effet hall, fin de course Mise au point.
KU 03c - Test des moteurs.
5. Régler le sens des moteurs.
Installer Uvex4Manager (Téléchargement du logiciel UVEX4manager)
Lancer Uvex4Manager et connecter à l’Arduino le bouton en bas à gauche doit être Vert.
Aller dans l’onglet test et lancer les tests n°4, 5 et 6 avec 4000 pas. Les moteurs doivent tous tourner dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Si ce n’est pas le cas, il faut modifier la rotation du moteur dans l’onglet Hardware, cliquer sur Unlock puis cocher/decocher rotation puis Write EEPROM. Enfin déconnecter puis reconnecter l’arduino.
KU 03d - Test capteur hall.
6. Lancer le test des capteurs à effet hall 7 et 8.
Approcher l’aimant de la base du réseau (504_base_reseau.stl) du capteur ST056 à effet Hall. Lorsque la LED rouge s’allume, le coefficient en console de l’UVEX4manager doit passer de 1 à 0. Faire de même avec le support de mise au point M2 (402_support_M2.stl)
KU 03e - Test LED et photodiode.
7. Lancer le test des capteurs de fente tournante, LED et photodiode, test 9 et 10.
Lorsque le test n°9 est lancé la LED blanche de fente tournante s’allume. Lorsque le test n°10 est lancé la LED clignote, insérer la photodiode dans son logement derrière dans son logement. L’intensité lue en mode console dans UVEX4manager doit passer de 30 à 900 environ.
KM 01a - Installation du support M1.
- Installer la monture FMP1/M de chez Thorlabs pour le miroir M1 dans son logement.
- Visser la M4x18 par l’arrière de la base.
- 1 M4 x 18 (pour fixation M1)
Matériel plastique KP
- 101_base.stl
Matériel Optique
- Monture FMP1/M Thorlabs
KM 01b - Installation du mécanisme de mise au point M2.
- Visser M2x12 + écrou M2 à travers support M2.
- Monter la monture FMP1/M du miroir M2 avec la vis M4 fraisée.
- vis cruciforme tête fraisée M4x12.
- 1 M2x12 (réglage par manette du M2)
- 1 Écrou M2 (prisonnier pour manette M2)
Matériel plastique KP
- 402_support_M2.stl
Matériel Optique
- Monture FMP1/M Thorlabs
KM 01c - Installation du support de mise au point M2.
- Insérer les deux tiges à mi course.
- Installer le chariot et pousser les tiges jusqu’à 3/4 course.
- Insérer les 2 ressorts 3x30x0,3mm dans les tiges.
- Pousser les tiges
- 2 ressorts 3x30x0,3 mm
- 2 tiges 2mm x 50mm
- 1 ressort 19×9,5×0,7mm
Matériel plastique KP
- 101_base.stl
- 402_support_M2.stl
- 404_Axe_M2.stl
KM 02 - Support réseau.
- Installer les aimants dans la base et sur support réseau.
- Visser cale basse et haute de réseau.
- Vis 2x M2x4
- 2 x Aimants néodyme ∅5mm h=8mm
- 2 x Aimants parallélépipédiques 10x5x2mm
Matériel plastique KP
- 504_base_reseau.stl.stl
- 505_support_reseau.stl
- 506_calle_reglage_aimant_reseau.stl
- 507_cale_reseau.stl
KM 03 - Roulement de support réseau
- Installer le roulement Bas de réseau (Base)
- Mettre le roulement Haut de réseau (capot)
- Roulement à bille D=28 et d=12mm e=8 (roulement réseau bas)
- Roulement à bille D=11 et d=5mm e=5 (roulement réseau haut pour couvercle)
Matériel plastique KP
- 101_base.stl.stl
- 103_capot.step
KM 04 - Mécanisme de réduction de motorisation réseau
- Assembler l’accouplement moteur au moteur.
- Accoupler la vis sans fin avec ses roulements
- Installer vis sans fin roulement dans boîtier supérieur, graisser la vis sans fin.
- Fixer le moteur avec les 2 vis M4x6.
- Fixer sur axe réseau à la couronne.
- Mettre la couronne dans le boitier inférieur.
- Fermeture du boîtier par 3 vis M3x16.
- Fixer la base réseau avec la vis M4x10.
- M4x10 vis d’axe réseau.
- Vis sans fin ModContinMini 0,3 dents.
- Couronne 1/100 ø 24mm.
- 2 roulements à billes pour vis sans fin
- 3 vis M3 x 20 Fixation à l’UVEX4i
- 2 vis M4x6 pour fixation moteur de réseau.
Matériel plastique KP
- 101_base.stl.s
- 500_axe_moteur_reseau.stl
- 501_axe_reseau.stl.stl
- 502_carter_reduc_reseau_inv.stl
- 503_carter_reduc_reseau_sup.stl
- 504_base_reseau.stl
KM 05 - Support de fente tournante
Montage
- Mettre en place Moteur de fente
- Installer le roulement de fente dans support fente
- Mettre en place le manchon.
- Installer barillet de fente.
- fixer au boîtier par M3x16 haut et M3x8 bas.
- Moteur pas à pas 28 BYJ-48 5V
- Roulement 24x15x5
- M3x8 fixation inférieure courte.
- M3x16 fixation supérieure (attache câble Led + photodiode).
- M2x4 centrale pour fente claire (option)
- 2 x M4x6 + écrou pour support de moteur
Matériel plastique KP
- 102_periph_ASI.stl
- 200_support_fente_tournante.stl
- 201_support_LED_em.stl
- 204_Manchon_fente_tourn_motorise.stl
- 212_axe_fente_libra_4_positions.stl
- 213_cadre_guide_fente_18x18x2mm.stl
KM 06a - Assemblage et final et Optique
Montage
- connecter hall / led / photodiode à la minicarte
- Fixer moteur de mise au point par 2 vis M4x6
- Assembler Base + périphérique avec M4x10
- Faire le chemin de câble.
- Vis 5x M4x10 fixation base
- Vis 2x M4x6 pour motorisation mise au point
Matériel plastique KP
- 101_base.stl
- 102_periph_ASI.stl
KM 06b - Mise en place des Optiques
Montage
- Mettre en place optique M1, M2, Lentille et du Réseau.
- Fermer boîtier M4x10 moletée.
- Mettre en place Multifente UVEX4i
- Vis moletée 5 x M4x10 (capot)
Matériel plastique KP
- 103_capot.stl
Matériel Optique
- Miroir M1 et M2 – CM254-100-G01 Thorlabs
- Lentille LJ1934L1-A Thorlabs
- Multifente
5- Les premiers réglages
L’Uvex4 est un spectroscope qui ne nécessite pas de réglage complexe, qui est stable dans le temps. La motorisation permet de faciliter les premiers réglages qui se font directement par le logiciel Driver de l’UVEX4 le boitier du spectroscope fermé. Ces réglages consistent en une initialisation des réglages mécaniques par l’électronique qui sont ensuite conservés dans la mémoire de l’Arduino. Voici la procédure pour obtenir les premiers spectres avec l’UVEX4 motorisé:
Assemblage avec le CalibGuide4 ou le Guidex4
1- Le préréglage
- Position de la caméra de guidage
- Position de la caméra science (ZWO ASI xxx PRO)
- Position de base du réseau, l’ordre 0 doit être visible dans le champ de la caméra.
- Réglage de mise au point théorique miroir M2.
2- Première image, réglage rapide de l’inclinaison de la caméra sur l’ordre 0.
3- AutoSetup avec le logiciel DRIVER.UVEX4.
4- Premier spectre placer le réseau à 4800A. Premier spectre du ciel bleu: vérification la partie bleue du spectre doit être coté gauche, le rouge coté droit
5- Réglage fin de l’inclinaison de la caméra.
6- Déplacement sur le spectre ordre 1, repérer les raies principales du soleil. H&K Ca, Triplet du magnésium, doublet du sodium, Ha, bande O2.
7- Réglage fin de l’inclinaison de la camera et identification de la fente synchronisation de la fente
8- Mise au point fine sur raies du magnésium.
Félicitation votre UVEX4 est prêt pour l’observation du soleil des planètes, des étoiles, des nébuleuses et des galaxies…
