lise-en lise-fr
[lise] Informatique
Informatique
Automatisation du positionnement de la nacelle

La nacelle portant le dispositif optique est suspendue à un câble porteur orienté nord-sud tendu entre les deux versants du vallon de la Moutière. Son positionnement précis sur la sphère focale de l’hypertélescope à 100 mètres au dessus du sol est assuré par deux treuils dont la manœuvre est automatisée. 
 
La manœuvre de ces deux treuils permet également
  • de pointer le dispositif optique vers l’astre observé,
  • de modifier lentement l’orientation de la nacelle durant l’observation afin de suivre le mouvement apparent de l’astre d’est en ouest,
  • d’orienter le foyer coudé du dispositif optique vers le miroir du petit télescope fixe implanté au point sud.
Nacelle suspendue au câble porteur ©MR
 
Chacun des treuils est équipé d’un ou de deux moteurs pas à pas commandés par une carte d’interface Snowball (Linux Micro PC) communiquant sur un réseau local TCP/IP. Ces moteurs sont alimentés par des batteries rechargées par panneau photovoltaïque.
 
Moteur ouest ©MR
Intérieur d’une armoire de commande ©MR
Panneau Solaire ©MR
 
Installé à proximité du télescope fixe de 20 cm – au foyer duquel sont observées les images formées par l’hypertélescope –, le poste de commande communique par réseau Wi-Fi avec les moteurs des treuils, distants d’environ 300 mètres. Un logiciel développé spécifiquement permet d’ajuster à chaque seconde la vitesse d’entraînement des treuils est et ouest. Ce logiciel – appelé motor-speed-carlina – tient compte à la fois de la position dans le ciel de l’astre observé et de la géométrie précise du système formé par les miroirs au sol, la nacelle focale suspendue et le télescope d’observation au point sud. Il est exécuté sur ordinateur portable sous Windows et communique par TCP (Transmission Control Protocol) avec les cartes Snowball équipant les moteurs des treuils est et ouest. L’opérateur surveille à l’œil ou à l’aide d’une caméra la position de la nacelle dans le télescope de 20 cm du point sud. Le mouvement de suivi diurne de ce télescope permet de contrôler avec précision le mouvement de suivi de la nacelle impulsé par le logiciel : lorsque l’opérateur observe une dérive de l’image de la nacelle dans le champ visuel du télescope du point sud, il peut apporter de petites corrections au positionnement de la nacelle à l’aide de commandes au clavier.
 
R.P. et P.N. testent le logiciel ©AL
P.N. fait un test de pilotage de la nacelle ©AL
Essai local du moteur ©PN
 
La distance entre le télescope et la nacelle – qui doit être maintenue constante au mm près – est mesurée à l’aide d’un distance-mètre. L’ajustement de cette distance, assuré manuellement, sera automatisé.

L’exécution des opérations successives est lancée au clavier par « ligne de commande ». Une interface graphique permettant de simplifier cette procédure est en cours de développement.
 
Précisions techniques :
  • Les cartes électroniques Snowball ont été acquises auprès de Calao Systems à Grenoble. Équivalentes à un smartphone type mini Galaxy Samsung, dual core, 1 Go de Ram, 1GHz, elles utilisent le système d’exploitation Linux Ubuntu. Elles ont une grande puissance CPU (Central Processing Unit) et permettent de programmer aisément sous Linux.
  • Élaboré par l’équipe, le logiciel motor-speed-carlina comprend un ensemble de modules communicant entre eux par messages TCP selon le mode « client-serveur ». Ces messages sont constitués de chaînes ASCII aisément utilisables dans tous les langages de programmation (nous les avons programmés en C++, Common Lisp pour les tests). Ils peuvent être exécutés sous Linux et sous Windows 7. Chaque message correspond à une fonction précise et contient l’ensemble des informations nécessaires à son exécution. Ces messages étant sans connexion les uns avec les autres (« sans état »), ils sont facilement testables.
  • Une bibliothèque de base DS en C++ et Common Lisp permet d’enrichir rapidement l’application de nouveaux composants. S’il s’agit d’un composant simple, sa mise au point est typiquement de l’ordre de la journée. Cette structuration de l’application Carlina en composants indépendants permet de l’élaborer dans le cadre d’un travail collectif. Plusieurs ordinateurs sont donc équipés des outils de développement nécessaires à la création des composants du logiciel. La synchronisation des « sources » utilise le logiciel de gestion de versions svn (SubVersion).
  • Le treuil côté est, contrairement au treuil ouest, est double. Les deux moteurs qui l’équipent sont montés tête bêche et commandés par une seule carte Snowball. L’un des deux câbles assure le suivi par la nacelle du mouvement apparent de l’étoile. L’autre permet grâce à un léger différentiel de corriger l’inclinaison de l’axe optique de la nacelle dans le plan est-ouest au fur et à mesure du déplacement de l’étoile dans le ciel. La correction de l’axe optique de la nacelle dans le plan nord-sud ainsi que la rotation autour de l’axe optique de la nacelle sont contrôlées manuellement depuis le poste d’observation situé au point sud.
 

Point est ©MR
Antenne WIFI - Point sud ©MR
La carte Snowball ©MR