Un module Wi-Fi pour piloter sa monture depuis son smartphone

S’applique au matériel suivant : monture équatoriale Sky-Watcher, Celestron ou compatible.

L’un des accessoires que l’on peut souhaiter acquérir pour compléter une monture Go-To est un module Wi-Fi permettant l’interfaçage avec un logiciel de carte du ciel, sans-fil, afin de ne pas avoir à trimbaler son ordinateur portable partout avec son télescope : Un smartphone ou une tablette, c’est tout de même bien plus pratique : En ce qui me concerne, j’ai toujours mon smartphone avec moi, et je l’utilise de toutes façons déjà pour faire ma mise en station avec Polar Scope Align Pro. L’application de facto destinée à cet usage et qui reste à ce jour la plus complète et la plus indiquée pour l’astro-amateur est selon moi SkySafari, de Simulation Curriculum.

La vision nocturne n’aime pas les écrans

L’astronome du 21^ème siècle sait qu’il existe un paradoxe assez vicieux : Si l’utilisation d’un système GoTo est particulièrement pertinente pour gagner du temps à localiser une cible du ciel profond, l’utilisation d’écrans éclairés tels que celui d’une tablette ou d’un ordinateur constitue une garantie de perdre les bénéfices d’une accoutumance à l’obscurité : la vision « nocturne ». Si celle-ci s’obtient après quelques dizaines de minutes dans l’obscurité, elle se perd quasi-immédiatement si vous consultez votre téléphone sans avoir pris la précaution d’en baisser la luminosité au minimum et d’utiliser un filtre rouge, ou mieux encore si vous utilisez iOS de suivre cette astuce pour régler votre écran adéquatement.

Une fois que l’on a utilisé une application d’astronomie pour piloter sa monture , il est vrai qu’utiliser la raquette de commande SynScan est bien moins aisé que de simplement chercher l’objet sur la carte et de cliquer sur « Goto« . Le hic, c’est qu’à partir d’un appareil mobile, il n’est pas possible de se raccorder directement avec le câble fourni (si vous disposez sur votre mobile d’un port RS232 sur connecteur DB-9, j’exige une photo !), à moins de se doter d’un câble spécifique qui n’est pas donné, et qui vous met par définition «un fil à la patte».

Autre avantage non négligeable à utiliser une application : les coordonnées d’observation, la date et l’heure sont automatiquement configurés, ce qui évite d’avoir à les saisir soi-même à l’aide de la raquette de contrôle – Cela évite tout risque d’erreur, et on ne va pas se mentir, ça vous évite également la corvée de la saisie.

Il existe sur le marché plusieurs produits qui permettent de réaliser cette connexion sans fil, via un réseau Wi-Fi :

• L’adaptateur ScanFi (environ $40 chez AstroGadget)
• Un convertisseur RS232/Wi-Fi (environ 60€ chez USConverters)
• L’adaptateur Officiel Sky-Watcher (environ 70€ chez Pierro-Astro) (Il est cependant destiné à remplacer la raquette, et non se raccorder derrière, en permettant l’utilisation d’une application mobile à la place de la raquette)
• L’adaptateur Sky-Fi (environ $200 chez SimulationCurriculum)

Chacune de ces solutions a un coût certain, et il est vrai que si on y regarde de près, la problématique de base est assez simple : Rien qui ne soit pas réalisable avec un Raspberry Pi ; clairement, il est juste question de mettre en œuvre un réseau Wi-Fi, une connexion physique RS-232, et de réaliser une liaison logique entre les deux. Si on considère le prix d’un RPi Zero W (la version « W » est dotée du Wi-Fi), on peut se demander s’il est vraiment intéressant de dépenser 40€ au minimum dans un module tout prêt.

Le Raspberry Pi

Créé par un ensemble de professeurs de l’Université de Cambridge, ce nano-ordinateur a fortement et indéniablement démocratisé l’informatique embarquée. Il est intéressant pour notre projet, car il est à même d’exécuter un système d’exploitation, ce qui veut dire que avons à notre disposition une bibliothèque de logiciels très étoffée, et prêts à l’emploi !

Notamment, le Raspberry Pi se verra doté ici d’une distribution GNU/Linux «Raspbian» (une version de Debian spécifiquement compilée pour le Raspberry Pi) – Ce choix nous permet de n’avoir presque rien à faire par nous mêmes : En effet nous n’aurons qu’à configurer deux ou trois choses pour arriver à notre objectif. Enfin, Cela nous permet également de pouvoir utiliser le langage de programmation Python, qui se prête très bien à ce genre d’exercices.

Ser2Net à la rescousse

C’est à ce processus que revient tout le mérite : En effet, c’est là que toute la magie opère. Son rôle est de faire correspondre une ressource réseau (un port TCP, en l’occurrence) à un port de communication série (l’une des façons les plus basiques pour faire communiquer deux systèmes informatiques entre eux).

J’ai donc commencé à réfléchir à un premier prototype, qui fondamentalement reposait sur une distribution raspbian, complétée de ser2net, avec une configuration sommaire mais suffisante pour assurer une connexion Wi-Fi Ad-Hoc et la connexion RS232 au travers d’un port TCP. Dans cette première version, il était question d’utiliser un convertisseur RS232/USB dont je disposais (En effet, le RPi ne dispose pas nativement d’une interface série directement utilisable – nous verrons cependant un peu plus tard qu’il ne manque pas grand chose).

Plus qu’un simple convertisseur

C’est en utilisant ce premier prototype en situation réelle que j’ai soudain réalisé quelque chose dont je n’avais pas envisagé de prime abord tout le potentiel : En effet, en utilisant un Raspberry Pi pour faire la conversion d’interface, on a accès à tout le dialogue entre l’application (SkySafari en ce qui me concerne) et la monture… Et cela est très intéressant ! Cela ouvre en effet, pas mal de portes… Par exemple, on peut s’apercevoir que SkySafari interroge constamment la monture pour connaître les coordonnées équatoriales pointées, afin d’afficher le réticule du scope au bon endroit sur la voûte céleste. En y regardant de près, on peut même s’apercevoir que les coordonnées échangées sont en époque J2000 (époque standard, utilisée comme référence par nombre de cartes et d’ouvrages depuis 1984 ). Tiens, accessoirement, on pourrait demander au RPi de nous afficher ça sur un dot-matrix LCD, et ainsi nous faire un cadran DSC (Digital Setting Circles) dédié ! Cela compléterait assez bien l’affichage de la raquette qui ne présente que les coordonnées de la date (donc légèrement différentes de celles indiquées sur les cartes). Lorsque l’on voit à quel prix sont vendus les afficheurs dot-matrix LCD, ça apporte un petit plus sympa, pour presque rien… il ne manque qu’un peu de code pour gérer ça… mais rien de bien grave.

Si on récapitule, à ce stade, nous aurions besoin de :

• Un Raspberry Pi Zero W (10,44€ chez Kubi)
• Un convertisseur RS232/USB (9,90€ chez Kubi)
• ou encore un port RS232 intégrable (10,99€ chez Conrad)

Si on opte pour l’affichage DSC, il vous faudra adjoindre à cela :

• Un afficheur LCD 16×2 ou 20×4
• Un backpack I2C compatible
• un boîtier pour habiller proprement le tout
• un enjoliveur pour l’écran LCD
• un morceau de gélatine rouge (voir ci-dessous)

Vous pourrez constater que le module LCD rouges sur fond sombres sont bien plus rares (et donc plus chers !) que les blancs sur fond bleu qui sont carrément bradés et que vous pouvez parfois acquérir pour un peu plus d’un euro, frais de port offert. Le problème c’est que le blanc et bleu en astro ça jure un peu… Mais avec un filtre de gélatine rouge par dessus, vous obtenez un rouge très convaincant, sans pour autant payer beaucoup plus cher ! Il suffit juste de découper un pièce aux dimensions de l’écran, que vous viendrez placer entre celui-ci et la fenêtre du boîtier dans lequel il sera installé. Un enjoliveur pour parfaire la finition, et l’affaire est dans le sac ! Vous pouvez bien entendu opter pour un module de n’importe quelle couleur, et même opter pour un module LED plutôt que LCD, qui offre un bien meilleur contraste d’affichage, moyennant un coût un peu plus élevé : l’écran n’est dans ce cas plus éclairé par l’arrière, chaque point est une LED indépendante des autre. Outre les points allumés, le reste de l’écran demeure ainsi totalement noir.

Tout cela reste bien en dessous du prix du module du commerce, mais hélas il va falloir trouver un boîtier qui convienne, et c’est tout de suite moins évident. Si on reste sur la configuration de base sans afficheur, pas de souci, les boîtiers standards prévu pour le RPi Zero font parfaitement l’affaire (celui-ci, par exemple), il est aisé d’en assurer la fixation sur l’un des pieds de la monture à l’aide de bande velcro adhésive par exemple. Si on opte pour l’afficheur, là c’est un peu plus compliqué : On peut envisager de réaliser son propre boîtier sur mesure avec une imprimante 3D, ou de le faire réaliser par un service d’impression 3D en ligne, mais le coût de l’ensemble va nécessairement s’en trouver augmenté.

Préparatifs

Le Raspberry Pi Zero W est un ordinateur compact livré sans système d’exploitation : Il vous incombe de lui en fournir un, sur une carte micro SD. Pour cela, il est question de récupérer une image du système Raspbian Stretch Lite (version épurée, sans interface graphique, inutile ici), de l’installer sur une carte SD pour rendre cette dernière « bootable« , à l’aide d’Etcher par exemple, qui fait ça très bien sous Win/Mac et même GNU/Linux.

• Récupérer l’image Raspbian Stretch Lite
• Utiliser Etcher pour graver l’image sur une carte micro-SD

Une fois la carte micro-SD formatée avec l’image et avant de l’insérer dans son slot sur le RPi, je voulais invite à suivre cette procédure pour activer le mode Ethernet Gadget, qui simplifie pas mal l’accès et la maintenance du Raspberry. Notez cependant qu’il va falloir activer ce mode à la demande et le désactiver avant l’utilisation du dispositif car j’ai pu observer qu’un conflit existe entre le port série et le mode Ethernet Gadget.

(Article en cours de rédaction – à suivre)