ASO, Phase 1

Dans le domaine du bricolage astro...

Vous savez que je travaille sur des projets de "longue durée"... 
Ici, c'est le projet "ASO" ou "All Sky Observer", un observatoire miniature
totalement automatisé.

Hier soir et ce matin, j'ai apporté la phase finale à la première partie.

Objectif suivi : le contrôle d'une CCD à distance.

Entendons-nous, pour contrôler une CCD, il y a 4 méthodes utilisées 

- une connexion USB (limitée à quelques mètres) ou RJ45 (rare, que 2 marques) directes entre CCD et PC
- une connexion USB avec un "extendeur" (pour éloigner la CCD du PC), limité à quelques dizaine de mètres
- une connexion USB/IP avec convertisseur (USB/RJ - RJ/USB, cable dédié)
- une virtualisation de connexion USB dans un LAN

Comme vous vous en doutez, c'est la dernière solution qui m'a intéressé... 
Le but est simple : quelque soit le PC que l'on désire utiliser, et sa place dans le réseau local,
(machine principale, notebook, tablette) il peut "récupérer" l'usage une CCD qui a été "virtualisée". 

Ex pratique : on désire traiter des images avec le PC du salon... Mais il faut mettre au point, et 
cela exige soit des dispositifs coûteux (focus à distance, etc...) soit que l'on déplace une fois, avec 
un portable, à côté du télescope. 

Une fois la mise au point faite, on "libère" la CCD et on revient au PC principal et on commence à acquérir
comme de rien n'était... Joli, non ?  

Bon, c'est pas tout de rêver, comment on fait ?

1) analyse du besoin : une à 2 CCD à virtualiser... Cela consomme combien ?
- USB 1.1 = 12 Mbit/s
- Firefire 400 = 400 Mbit/s
- USB 2.0 = 480 Mbit/s
- FireWire 800 = 800 Mbit/s
- USB 3.0 = 5 Gbit/s

Or, je dispose d'une ATIK 16IC (USB 1.1) et d'une DMK (USB 2.0) ou d'une WebCam (Compatible StarShoot)
que j'aimerai utiliser... 

Mais d'un autre côté, 
ATIK : 659 x 494 x 16 bits =  5.208.736 bits/sec, mettons 6Mbits/sec
DMK :30 img/sec à 1024x768 et 8bits de résolution = 188.743.680 bits/sec, donc 200 Mbits/sec
Webcam : idem DMK au max... 

Mais à un moment donné, on ne mettra que 2 caméras actives
(une pour le visible, une pour le solaire ou la spectro). 

Résultat, on exploite à 50% les normes.
Et avec 500 Mbits/sec, on couvre les deux besoins.  

Donc, un simple cable UTP6 couvre largement le besoin. 

Maintenant, pour des raisons personnelles, je préfère passer actuellement par CPL ou WiFI.
Le cable est une meilleure solution, mais cela entraînerait d'autres travaux dans mon cas...
Donc, il faudrait un vrai CPL de 500 Mbits ou un WIFI de 2x 300Mbits.

=> je choisi le CPL pour commencer, et pour garantir la vitesse, il sera dédié aux CCD's. 

2) Commander la monture : un protocole de contrôle est très simple, la dépense 
en réseau est négligeable. Mais par contre, il y a une communication permanente.

=> donc, on va également passer le contrôle via réseau et les quelques kbits/sec ne 
fera pas grand chose...

Mettre cela en musique... 
J'ai testé une dizaine de solutions... 
Avec des solutions "toutes faites" et d'autres "bricolées". 

En finale, j'ai opté pour un mélange entre les deux :
- la virtualisation des USB est une solution "pro" (industrielle), compatible ASCOM
- la virtualisation des accessoires est une solution "brico" (Rasbperry Pi), compatible INDI
- la commande du télescope sera en IP "pure", compatible ASCOM, avec le protocole Vixen.

Donc, me voici avec une "boite" sur laquelle se trouve branchée tous les éléments actuels de ma monture,
qui finit avec une prise électrique...

4) Test (hier soir) : tout est "on-line"... 



Tout devrait fonctionner, en théorie... 
Et... 
Commande de monture : ok, nickel...
Un pointage polaire et après alignement de 4 étoiles, je prends le contrôle en
"mobile" : ok, tout fonctionne. "The Sky" et son catalogue sont disponible.

Ok, passons aux CCD. Pour simplifier, je mets la WebCam. 
Et là, à chaque tentative de connexion : abend !!!    

Alors que sur le banc de test avec l'ATIK et la DMK, tout fonctionnait !    
Grrr...  

OK, on va tout reprendre à zéro...  

a) problème network ? on change le CPL par un vrai câble : idem...
b) problème switch ? je connecte les CCD en direct : idem...
c) problème soft ? je teste en local la WebCam : cela fonctionne... 
d) problème énergie ? je vérifie les voltages, tout est ok...

M'enfin ?  

Mais... Ok, on va retester avec l'ATIK.
- démontage, remplacement, lancement virtualisation
- connect : ok
- acquisition : ok !  
- remet le switch : ok !
- remet le CPL : ok ! 

Donc... C'est la qualité du "Driver" de la Webcam qui pose problème...  

Evidemment, un driver de webcam n'est pas, normalement, au même niveau
de finition que l'on s'attendrait, et donc : il "bugge" car on a utilisé une 
astuce quelconque de programmation pour accéder l'USB. 

En théorie, on attaque un USB via un "bloc" virtuel.
Ex : https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/hardware/dn376872(v=vs.85).aspx

On dispose de plusieurs modes (KMDF, UMDF et WinUSB)
https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/hardware/hh770892(v=vs.85).aspx

Et les trois modes sont toujours disponibles sous Win10 (on prévoit...)
Il faudra que je regarde en détails les drivers pour comprendre "qui est compatible ou pas".

Mais par contre, a ce stade, cela fonctionne... Je peux "acquérir" la CCD (ATIK) en mobile, 
faire toutes les mises au point près du télescope et rentrer. Ensuite, je la "récupère" sur mon
poste fixe et je continue l'acquisition et le pilotage de la monture...

Mais je vais améliorer deux-trois trucs pour rendre cela plus fluide (priorité et performance IP, par exemple).

Je précise que la solution utilisée et une solution "micro-boitier" (donc pas de PC avec écran, ni OS
standard) organisée autour d'un processeur à 800Mhz, le tout alimenté sous 5V/1A. Le logiciel
dédié "boote" en 2 sec et ne fait "que" cela...  

Si cela intéresse quelqu'un, je vous propose de faire une conférence sur le sujet... 
En fait, j'en ai déjà deux : "les outils Open Source" et "la virtualisation de CCD".
A vous de voir et de m'indiquer si cela vous intéresse... 

j'ai pas totu compris, mais j'admire le bricolage, et en plus, ça fonctionne 

Voilà un super projet, et un joli bébé viable au final, bravo ! Et je suis certain que l'enfant deviendra grand.

La virtualisation de CCD me chatouille le cerveau, donc une conférence sur le sujet peu m'intéresser.

Pour la réunion de septembre ou novembre? (Pas en octobre car stage) Les outils open source c'est pour le traitement, l'acquisition, ... tous?

@Lemju : Les outils open source, c'est pour tout... Ce que j'ai testé ! 
Ok, on en discute vendredi ?

@Steph : no problemo... Je teste la configuration avec un APN prochainement. 
Donc : une CCD mise sur une lunette (très) grand champ (5,5° !) et un APN mis
sur la lunette... Le but étant de pouvoir "cibler", puis d'acquérir via l'un ou l'autre...     

ok on voit ça vendredi

Cela faisait treess longtemps....

Mais hier soir, je sors vers 22h et je regarde le ciel... Alors 
que les nuages étaient là toute la journée, boum : une éclipse de nuages 

Donc : j'ouvre ma "boîte" et 10 min après, je pointe Vega pour faire un essai...
Et vlan : problème... J'ai donné un coup dans la lunette guide et tout pointe de travers...

Ok, 10 min a rectifier la situation... Ensuite : je rentre.. 

Et je prends le contrôle de la station et de la CCD.
Ok, petite mise au point sur Vega, je bascule sur le portable et reviens au telescope
5 min de réglage "fin".. Il faut dire que j'ai besoin de deux positions : une "totalement 
défocalisée" et une "MAP standard"... 

Le bascule dans la MAP standard et je reviens à mon bureau..;
et là, par curiosité, je pointe M57 toute proche...

1) elle apparait après quelques réglages d'expo dans la CCD : chouette ! 

2) je lance une capture (7 images de 1min) et je cloture... On ferme et stop.

Actuellement en train d'attendre dans une salle.. (longemps), je reprends mon portable
et regarde par curiosité...

Voilà le résultat :


Je précise : sans dark, sans offset, sans traitement à part une registration (mais cela 
n'avait pas trop bougé...). Mais avec une CCD refroidie...

rem : ok, ce n'est pas gros, mais c'est un 400mm f5 dessus... et la CCD est "petite" (que 659 pix long)

Je trouve que ce n'est pas trop mauvais pour un premier essai rapide
sans appliquer aucune théorie de traiement... 

Je crois que cela devient intéressant... Il est temps de passer à la partie 2...
Le guidage APN 

Ha oui ! effectivement ... Il y a un résultat qui est plutôt bon vu que tu es en phase de test et que le ciel n'était pas bon. Moi ce que je retiens, c'est le temps qu'il faut pour commencer à acquérir, c'est tout bon.

En effet, c'est le critère temps qui devient sympa !
Surtout que pour le moment, je dois mettre le courant (câble deroulant)
A chaque fois.
Par contre, une fois la prise mise, tout le reste demarre tout seul...

Thierry,
C'est beaucoup plus qu'un bricolage, pour moi. Une idée et la réaliser comme ça, bravo! Et qui marche.
J'écouterais avec plaisir et intérêt une présentation à ce sujet.

Qu'as tu exactement comme matos dans ta boite : un multiprise,une alim, un CPL (wi-fi) , un Switch, un routeur, un convertisseur RS 242 vers RS 422, .......??????? Pour la conférence se serait bien de réaliser un schéma bloc du dispositif afin de mieux comprendre les différents éléments et leurs connexions.  Et ceci pour vulgariser le système et permettre à tout le monde de comprendre son fonctionnement. 

C'est le but de la présentation de décrire tous les éléments en détails...
(rem : RS232 : pas utilisé, par contre...) 
 
Je teste pour le moment plusieurs combinaisons soft/hardware 
pour couvrir un ensemble de fonctionnalités, y compris les limites fonctionnelles !

Ex : j'ai testé 3 logiciels Rasperry PI, avec des résultats divers. Ce qui m'a clairement
indiqué qu'il ne suffit pas de dire "j'ai utilisé X", mais bien "Je peux utiliser X avec Y, pas Z".

Lorsque j'en parlerai en détails, cela sera aussi avec "marche/marche pas", ce 
qui prend évidemment du temps. Et je suis prudent à ce stade. Ce qui marche
avec un driver ATIK, je vais voir si cela fonctionne avec d'autres...    

Inutile d'investir dans la solution si cela ne fonctionne pas avec son matériel. 

En plus, ce n'est pas fini... J'ai encore une idée (iconoclaste) à expérimenter 

Avec l'approche des NEF, je doute d'avoir le temps de tout faire directement, mais pour 
septembre, cela devrait être sans problème.

Waow super tout ça... clairement pour une image "à l'arrache" le résultat est super encourageant!

Vu le résultat, j'ai commandé les deux dernières pièces aujourd'hui
(je vais pas à pas, y compris dans les dépenses...) 

Une fois reçues, je démonte et je reconstruis pour avoir le montage
(théoriquement) final...

et là, on sera reparti vers des tests/validations... 
Donc : à bientôt pour de nouvelles aventures...

Bien, première pièce reçue aujourd'hui (alim spéciale). 
J'ai reconstruit un support plus équilibré et plus robuste pour la configuration finale. 
Tant qu'on y était, j'ai adapté le support de la WO (plus 

Et le nouveau viseur (un APN) est adapté 
Il en reste plus que le ciel pour tester...