Nouvelle librairie SkyCatalog en cours de dev

Ce weekend, c’était bdd (base de données) party!!! But du jeu: créer une base de fichiers sur carte SD pour servir de pseudo base de données d’objets célestes (étoiles, Messier, NGC, IC). Faute de trouver des bases de données homogènes et cohérentes en accès libre sur le web, j’ai opté pour le logiciel Coelix qui permet d’exporter ses données. Simple et efficace, je le recommande vivement.

Une fois les fichiers d’export générés, j’ai ensuite traité les données pour les transformer en une arborescence de fichiers et ne conserver que les données utiles. Ce travail devrait donner lieu à une nouvelle librairie Arduino baptisée SkyCatalog et complétant Ephemeris.

coelix

Ephemeris fait des petits...

S’il est bien une chose agréable c’est de voir le travaille qu’on partage donner vie à d’autres projets. Je vous présent le bébé de Bram van Zoelen en Hollande qui exploite Ephemeris pour son dosbon fait maison…

scherm

totaal

full2

La raquette de commande est entièrement réalisée en matériaux de récupération. Pas mal non? :D

Plus d’infos sur le blog de Bram… :)
http://zoelen.net

Test en grandeur réelle du coucher du Soleil

Et c’est parti pour un tour à Guidel plage pendant les vacances pour observer le coucher de soleil en bord de mer. Février? Vous avez bien dit Février?!? Tiens! Des phoques sur des planches! Y sont fous ces Bretons… ;)
sunset arduino ephemeris

L’estimation avec Ephemeris était de 18m42m17s. Manque de bol des nuages en bord d’horizon ont limité la précision de la mesure. Dernier rayon photographié à 18h41m12s…
sunset arduino ephemeris

Zoom sur la zone centrale de la photographie...
sunset arduino ephemeris
Il nous reste à vue d’oeil un « demi soleil » à une 1 minute et 5s du dernier rayon estimé. On est vraiment pas mal du tout niveau précision si l’on fait abstraction des nuages. :)

PolarisFinder dispo dans Ephemeris

PolarisFinder (version simplifiée sans GPS ni Bluetooth) est maintenant intégré dans les exemples de la librairie Ephemeris sur mon Github…

PolarisFinder
https://github.com/MarScaper/ephemeris/tree/master/examples/PolarisFinder

Abaque numérique pour le viseur polaire de l'EM10

Je me souviens très bien de cette nuit de mi-août 1998 où je mettais à l’oeuvre pour la première fois ma flambant neuve EM10. Avec cette monture et le CN-212, j’allais enfin pouvoir passer dans un autre monde: celui de l’astrophotographie et de l’indispensable alignement polaire (aussi appelé « mise en station ») qui va avec.

La monture, équipée d’usine d’un viseur polaire, était accompagnée d’un abaque en carton permettant de déterminer facilement l’endroit où placer l’étoile polaire en fonction du jour et de l’heure…
abaque carton
Après près de 20 ans de bons et loyaux services à coup de lampe rouge dans l’obscurité j’ai décidé de lui fabriquer un successeur numérique digne de ce nom!

Le concept est simple: un arduino, un écran TFT et un puce Bluetooth. Dès que l’on approche l’ensemble à quelques centimètres de la raquette de commande, la liaison Bluetooth s’établie automatiquement et les infos (localisation sur la Terre, date, heure, altitude) du module GPS de la raquette sont rapatriées. Le Arduino calcule alors le positionnement de la polaire et affiche l’abaque numérique. Et voici le résultat à côté du logiciel Polaris Finder proposé par Optique Unterlinden sur PC…
polaris-arduino-em10

Pour le calcul de l’angle de l’étoile polaire c’est on ne peut plus simple: j’utilise ma librairie Ephemeris. La longitude est celle du lieu d’observation et par contre pour la latitude on se place au pole Nord c’est à dire à +90°. Notre pôle céleste est alors parfaitement au dessus de notre tête et la polaire va réaliser sa ronde autour durant la nuit. Connaissant ses coordonnées équatoriales, on calcule ses coordonnées horizontales avec la librairie ce qui nous donne son angle en azimut. Le tour est joué.

En langage programmeur cela donne quelque chose comme ces quelques lignes…

code polaris

La classe à Dallas non?!? ;)

Système solaire embarqué et opérationnel! :)

La boucle est bouclée, Ephemeris est maintenant intégrée au projet EM10 USD Arduino. Les coordonnées du lieu et l’altitude sont initialisées avec la puce GPS. Ici pour le test, les données sont calculées par le arduino de la raquette puis envoyées à ma console Bluetooth de debogage. C’est une affaire qui roule… :)

bluetooth console arduino systeme solaire

Ephemeris dans le gestionnaire de bibliothèque Arduino

Tout est dans le titre de ce billet: le code d’Ephemeris est maintenant compatible avec le gestionnaire de bibliothèque pour une intégration facile dans d’autres projets Arduino.
ephemeris_library_embeded_in_library_manager

Librairie à télécharger ici…
http://github.com/MarScaper/ephemeris

Le matin vient de se lever...

Dernière finitions sur la librairie Ephemeris pour mon Arduino avec la gestion des heures de lever/coucher des astres de notre système solaire. Voilà qui est fait. De quoi allumer l’arrosage automatique lorsque le Soleil se couche enfin si le télescope est pas dehors hein!?! ;)

Coordinates of Solar system objects (10/4/2014 19:21:0)
_____________________________________
Sun
R.A: 01h17m00s.65
Dec: 08d08'00".12
Azi: 292.30d
Alt: -8.08d
Rise: 5h10m16.53s
Set: 18h34m40.20s
Dist: 1.002 AU
Diam: 31.93'
_____________________________________


Et cela fonctionne pour le Soleil, Mercure, Venus, notre Lune, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et avec en bonus une méthode publique permettant d’estimer l’heure de lever/coucher de n’importe quel astre pour peu de connaitre ses coordonnées en ascension droite (ex: galaxies, etc).

Librairie à télécharger ici…
http://github.com/MarScaper/ephemeris

Fly me to the Moon avec Ephemeris

Voilà qui est fait. La librairie Ephemeris intègre les calculs des coordonnées de notre bon vieux satellite. :)

Coordinates of Solar system objects (10/4/2014 19:21:0)
_______________
Earth's Moon
R.A: 09h56m34s.76
Dec: 07d40'11".96
Azi: 154.47°
Alt: 46.27°
Dist: 401178.68 Km
Diam: 30.13'
_______________


Les calculs sont basés sur les termes périodiques ELP2000 mis en forme dans le fichier d’entête « ELP2000.h ».

ephemeris_include_graph_2

Librairie à télécharger ici…
http://github.com/MarScaper/ephemeris

VSOP87 exit pour les Arduinos de base (Uno, etc)

Le codage de la librairie Ephemeris avance bien et la précision de calcul devrait s’avérer largement suffisante pour le pointage automatique du télescope.

Coordinates for Mars (10/04/2014 19:21:00)
R.A: 13h10m55s.10
Dec: -4d54'45".09
Azi: 111.50°
Alt: 11.62°
Dist: 0.62 AU
Diam: 15.13"

Seule ombre au tableau, la théorie VSOP87, malgré qu’elle soit tronquée, demande un peu plus de 29Ko rien que pour le stockage des thermes permettant le calcul des coordonnées héliocentriques. Exit donc la compatibilité avec les Arduinos de base en l’état. De même, le stockage des données dans la mémoire flash (PROGMEM) est impératif pour le Arduino Mega car ses 8Ko de SRAM sont insuffisant.

Bien sûr on pourrait trouver des subterfuges si c’était vraiment nécessaire:
- utiliser la méthode de calcul de base présentée dans l’ouvrage mais elle est peu précise car elle ne tient pas compte des interaction entre les planètes.
- stocker les termes VSOP87 dans des fichiers sur une carte SD avec accès à la volée.
- stocker les termes VSOP87 dans une mémoire flash annexe en utilisant la librairie SPIFlash.

Dans mon cas, je vais me borner à mon besoin. Autant exploiter le Arduino Mega.

Conception de la librairie Ephemeris pour Arduino

J’avance actuellement sur le codage de la librairie Ephemeris. Elle sera dévolue aux calculs des éphémérides pour le Arduino afin de permettre le pointage automatique des astres du système solaire.

arduino-ephemeris-library

Les algorithmes sont développés sur la base de l’ouvrage de Jean Meeus et découpés en une classe C++ Calendar pour les calculs de dates et une classe C++ Ephemeris pour ce qui concerne les calculs d’éphémérides à proprement parlé.

ephemeris_8ino__incl


L’idée est de faire quelque chose d’assez léger et adapté aux possibilités d’un Arduino.

Calculs des éphémérides planétaires

Après une quête peu fructueuse sur le net à la recherche d’une librairie pour Arduino, je décide de m’y coller pour mon projet. L’ouvrage de référence en la matière est « Calculs astronomiques à l’usage des amateurs» par Jean Meeus. Un très bel ouvrage concret édité par la SAF pour seulement 13€. C’est une initiative à saluer car il est rare de trouver des ouvrages spécialisés aussi abordables.

calculs_astronomiques_jea_meeus

J’ai donc maintenant de quoi m’amuser pour calculer les éphémérides (Soleil, Lune, planètes) avec mon Arduino. L’application des formules proposées par Jean Meeus n’est pas très complexe en soit pour peu d’être méthodique car chaque étape des calculs est bien détaillée. Là où cela se complique un peu c’est qu’il va falloir jongler avec un microcontrôleur « simple précision » hors certains calculs nécessitent une précision plus importante.

Librairie Ephemeris dispo sur mon Github

Le premier jet de ma librairie C++ Ephemeris est dispo sur github...
http://github.com/MarScaper/ephemeris

Elle est conçue avant tout pour le Arduino Mega mais codée pour rester multiplateforme. On peut ainsi obtenir les coordonnées équatoriales (R.A/Dec), les coordonnées horizontales (Alt/Az), la distance en AU et le diamètre apparent des planètes du système solaire ainsi que du Soleil pour une date et un lieu donné.

Il ne manque que la Lune que j'attaque dans la foulée. :)