1- Description du Kit Motorisé.
Vous êtes sur la page de montage du kit Motorisé de l’UVEX4. Le kit motorisé est une extension de l’UVEX 4 standard qui peut être upgrader à partir du kit standard sans problème, toutes les pièces du kit standard sont compatibles avec la partie motorisation.
ATTENTION si vous préférez imprimer vous même votre UVEX4 motorisé en DIY (do it yourself) vous devez réaliser les étapes de commande du matériel mécanique électronique et d’installation des inserts avant le montage ci-dessous. Une page est consacrée à cela: UVEX4 Motorisé DIY
L’utilisation de la manette pour le réglage en longueur d’onde, demande une certaine précision du geste, la motorisation apporte une avancée sensible pour le réglage précis et reproductible de la fenêtre en longueur d’onde visée par la caméra. Placer votre UVEX4 sur le doublet du sodium rien de plus facile en deux clics et c’est fait!
La motorisation de la translation du miroir M2 en remplacement de la vis micrométrique du kit UVEX4 standard permet la mise au point du spectre à distance ce qui rend l’UVEX4 opérationnel pour un contrôle en « Remote ».
La motorisation de la fente facilite le réglage de l’orientation de la fente et offre la possibilité de pouvoir changer de fente très facilement (en un clic) sans ouvrir le boitier.
2- Le contenu du Kit Motorisé.
Le kit Motorisé contient l’ensemble des plastiques PETG avec inserts installés ainsi que toute la visserie, les aimants, les ressorts, les tiges, les 3 roulements déjà en place, 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, et la connectique. Le tout est prêt a être assemblé, il n’y a qu’a visser, pas de soudure pas de programmation. Ci-dessous une vue globale de l’ensemble du kit. Nous nous chargeons de rassembler l’ensemble de ces pièces pour vous ;-).
ATTENTION UVEX4 est uniquement compatible avec les caméras ASI183, ASI294, ASI1600 et les ATIK314L+/414/460EX, il faut bien indiquer la version ASI ou ATIK que vous désirez pour la commande.
3- La liste du matériel à commander par vous même.
La liste du matériel comporte deux parties:
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. Attention pour les commandes Thorlabs passées depuis la France certaines cartes bleues sont refusées, le mieux est de demander un devis et de payer par virement.
Les fentes
La motorisation de la fente consiste à pouvoir régler finement la position de la fente et a pouvoir changer la taille de fente suivant l’objet, la résolution que l’on veut atteindre. Pour cette option vous avez le choix entre les deux fentes claires ci-dessous:
Il existe deux modèles à 6 positions: Fentes claires
– OP0073C Standard Slit Alpy (1 trou de 25µm, fentes de 25µm, 50µm, 100µm et 300µm)
– OP0092A Alternative Slit Alpy (3 trous de 10, 15, 20µm, fentes de 10µm, 15µm, 35µm, 75µm, et 500µm)
4- Outillage et nettoyage des pièces plastiques.
L’assemblage des différentes pièces de l’UVEX4 nécessite un peu d’outillage de bricolage. Cette liste n’est pas exhaustive mais nous semble suffisante pour réaliser le montage sans difficulté. Tout d’abord maintenant que vous avez imprimé toutes les pièces plastiques et installé les inserts dans les perçages prévus, il faut vérifier les états de surface de chaque pièce plastique en particulier les surfaces qui seront par la suite en contact les unes avec les autres. Il faut absolument enlever par abrasion toutes les aspérités dues aux défauts d’impression, restes de plastique… Le réglet et le pied à coulisse permettent d’identifier et de contrôler les longueurs et les diamètres des vis du kit. ATTENTION un point important, les serrages avec les clés Allen seront modérés car nous avons à faire des pièces plastiques!
Par ailleurs nous vous conseillons de repasser à la main une mèche du bon diamètre 2, 3 ou 4mm suivant le cas, dans tous les perçages pour que les vis glissent bien dans les trous, ce qui facilitera le montage par la suite.
Le point le plus délicat est le nettoyage des deux trous de ∅ 2mm du chariot M2 (n°402). En règle générale après impression ces 2 trous sont obstrués par des restes de fils plastiques et n’ont pas le bon diamètre. C’est point très important, ces trous permettent le glissement sans effort et sans jeux du miroir M2 qui doit pouvoir se translater précisément et sans à coup le long de deux tiges en acier de 2mm de diamètre. Pour cela la méthode que nous avons retenue est la suivante:
1- déboucher les trous avec un foret de 1,5mm de diamètre. en tapotant avec celui-ci a l’entrée du trous.
2- utiliser une perceuse en sens INVERSE avec un foret de 2mm pour modeler le trou au bon diamètre par passes successives en vérifiant au fur et à mesure le glissement des tiges métalliques.
Au final, les tiges doivent glisser sans efforts dans les trous mais sans jeux latéral.
Un autre point sensible est le barillet de fente tournante n° qui doit être exempte de tout fil d’impression. Passer une mèche pour éliminer les défauts d’impression. Chacun des 6 trous doivent être propre car tout le flux lumineux sortant de la fente passe par là.
5- Vidéos et photos du montage du kit
Les étapes 01 à 04 et l’étape 12 du montage du kit motorisé sont identiques au kit standard, si vous avez déjà un UVEX4 mécanique (base) déjà monté vous pouvez sauter ces étapes. Pour chaque étape ci-dessous les photos et les vidéos.
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La tête fraisée M4x8 doit être bien serrée et ne pas dépasser du plastique n°302.
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Bien nettoyer les trous de 2mm du chariot n°402 pour les tiges. ATTENTION à ne pas agrandir ces trous au moment de ce nettoyage!
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Support de lentille Cylindrique ATTENTION au sens du C support de lentille l’ouverture est dirigée vers le roulement de réseau. |
 ATTENTION au sens des aimants de la base réseau et de son support.
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| Les tests de validation de l’electronique et des moteurs nécessitent l’installation du logiciel UvexManager, et la mise en oeuvre des tests voir ici. |
 Références des vis pour la mise en place du moteur de réseau et ressort spiralé (0,2x3x1300mm) de rappel de jeu du moteur. |
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 Fixation moteur sur le cache n°503, on voit bien le ressort hélicoïdal dans son logement. Régler la tension du ressort en tournant l’axe moteur dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, de plusieurs tours de façon à ce que les spires ne soient plus jointives. |
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 Retourner le moteur et l’installer dans le boitier UVEX. |
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 Vérification du bon fonctionnement du capteur à effet hall, une fois branché à l’électronique, le passage de l’aimant au-dessus du capteur hall ST054 doit allumer sa LED rouge. |
Vérifier que les 4 écrous M4 pour la fixation du module de calibration sont bien en place dans leur logement du boitier périphérique n°102. |
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 Le support de fente tournante avec son roulement et la LED fils avec manchon Bleu. |
 Le support de fente vu de derrière, la photodiode est montée manchon orange.. |
 Branchement à la minicarte Interne. |
 Fente tournante vue coté Extérieur UVEX |
 Installation Porte Fente |
 Manchon |
 Photorésistance |
 Installation du dispositif fente tournante dans le boitier UVEX |
 Fixation au boitier |
 Installation moteur de fente tournante. |
 Passage de câble 1 |
 Ajouter le manchon et la vis sur le moteur | |
 Désinstaller la vis micrométrique |  Insérer le moteur a la place de la vis micrométrique |
 Pousser fort et vérifier que la vis est dans le logement du support de M2 (pièce n°503) |  Visser les deux vis M4x6 + boulon pour fixer le moteur au boitier UVEX |
 Vérification de la position de la vis dans le support de M2 |  Installation du Capteur d’effet hall sur la base de l’UVEX |
 Carte Electronique présentation | |
 Serrage des vis. |  Installation des modules électroniques. |
 Collage de la plaque Nice People 😉 |  Insérer le boitier par la droite, du coté de carte Réseau. |
 Puis Plaquer le boitier coté USB. |  Serrage du boitier Vis M3x30 |
 Les câbles des moteurs de mise au point et de réseau passe dessous la carte réseau. |
 Support de réseau, en bas le réseau Thorlabs dans son boitier protecteur. Attention, le réseau est à manipuler avec des gants! |
 Sens du réseau 1200tr/mm dans son support , la bande spectrale la plus brillante (l’ordre 1) doit être projeté à droite, on la distingue parfaitement lorsqu’on éclaire le réseau avec une lampe de bureau à 1 m de distance. |
 Sens réseau 300tr/mm, le spectre est très difficile à voir avec ce réseau, on peut le repérer grâce à son bord gauche qui est légèrement bleuté et son bord droit légèrement rouge. |
 Installation des cales réseau. |
6- Les premiers réglages
L’Uvex4 est un spectroscope qui ne nécessite pas de réglage complexe, qui est stable dans le temps du moment qu’on respecte le sens de montage des optiques et que les réglages de bases sont conservés. La version motorisé 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:
1- Regarder les petits repères qui se trouve un peu partout sur la base du spectroscope n°101 et sur les pièces n°401 et n°601. Ces repères sont des triangles qui permettent d’aligner l’optique sur quatre réglages de Base:
– Position de base du miroir M1 (A bien régler pour éviter le vignetage).
– 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.
– Position de base de la lentille cylindrique (à bien régler pour avoir un spectre le plus fin possible dans la direction verticale du spectre).
– Vérification de la perpendicularité de la fente: position sur la fente de 15µm.
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: (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…
Un trabajo fantástico!!!!
Ya he empezado a construir el Uvex4.
¿Cuando vais a publicar la tarjeta de electronica? ¿quiero hacer el pedido a JBL cuanto antes?
hola samuel,
gracias por los animos, aun estamos trabajando en los detalles finales, muy pronto lanzaremos una subscripcion para las placas PCB.
Amistades
Hi, Thank you very much for sharing this excellent design, is it possible to have the Gerber files to manufacture the PCB?
Regards,
Javier
Hi Javier,
No Gerber files, we will propose a souscription for the UVEX and the PCB at the unity very soon.
Cordially,
Stephane
I note the advantages of using plastics for this project (insulator, low thermal expansion, established commercial process at a reasonable cost etc). However, have you looked into the possibility of using metal powder 3-d printers for this project? Here I note that 3-d metal powder printers are are capable of providing the accuracy required and a choice of light weight alloys are now available.l on a commercial basis. If not, would you consider this and would it be possible to offer this to a group wishing to fund the increased cost?
Nous n’avons pas éprouvé le besoin de changer de matériau d’impression le PETG donnant entièrement satisfaction pour un coup optimal. Certains UVEX ont été imprimé en PETG carbone rien n’empèche d’essayer le principe de la poudre métallique pour l’impression et de caractériser la différence de stabilité du spectro. Bonne continuation.
UVEX Team