LES MODIFICATIONS DES WEBCAMS POUR LE CIEL PROFOND : CHAPITRE 1, LA MODIFICATION LONGUE POSE , DITE S.C.1

Publié le par yvaton

AVANT-PROPOS :

Ces modifications ont été mises à disposition gratuitement sur le web par leurs auteurs  Steve Chambers pour la partie longue pose et Martin Burri pour la coupure d’ampli en limitant leur utilisation à un but non lucratif. C’est à dire, en clair,  qu’ils ne veulent pas que certaines personnes mal intentionnées se fassent du pognon avec le résultat de leurs travaux. Nous nous ferons donc le devoir de n’utiliser ces transformations que pour le seul intérêt de l’astronomie amateur, sans chercher autre chose que le plaisir de l’observation et de la photographie du ciel.

 

N.B : Ils ne sont bien entendu pas responsables de toutes manipulations qui pourraient détruire la webcam suite à une mauvaise compréhension ou application de leurs travaux (celle-ci n’étant bien entendu plus garantie du fait de l’ « opération » subie). Et il en va de même pour moi-même, on le comprendra aisément !

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Pour utiliser une webcam en ciel profond (et c’est préférable aussi pour le planétaire), il faut que le capteur de celle-ci soit ait une sensibilité inférieure à 1 lux et surtout privilégier les capteurs de type CCD. Tout modèle de webcam ayant une sensibilité supérieure à 1 lux et, qui plus est à capteur CMOS, est donc à proscrire, ce qui réduit considérablement les candidates à la modification.


Quelques webcams modifiables :

- la Logitech  Quickcam Pro 3000 (modification traitée sur le site de Martin Burri à cette page : http://www.burri-web.org/bm98/l3k/lqc3000.htm ), mais cette webcam est moins utilisée que ses collègues de chez Philips…

- La Vesta pro Philips (PCVC 680K), que l’on ne trouve plus que d’occasion,

- Les Philips Toucam Pro (PCVC 740K) et Toucam Pro II (PCVC 840K) , plus récentes, mais qu’on ne trouve plus que d’occasion aussi,

- Et la SPC 900NC, que l’on peut trouver neuve, car c’est le dernier modèle sorti chez Philips.

Les autres webcams récentes de Philips ne sont pas modifiables ou ont un capteur CMOS, à l’heure où j’écris cet article. Peut-être une webcam avec un capteur CCD de plus grande dimension que celles citées ci-dessus (qui sont en résolution 640x480) dans un avenir proche ? Il faut l’espérer pour l’astronomie amateur …

 

Quelques liens sans lesquels je n’aurais pu faire cet article :

Le site de Steve Chambers, père de la modification dite SC :

http://www.pmdo.com/wintro.htm

Le site de Martin Burri sur la coupure d’ampli :

http://www.burri-web.org/bm98/p740k/modification.htm

Le site de M.J Meijer (site en anglais) sur la façon de démonter la SPC 900 :

http://home.zonnet.nl/m.m.j.meijer/D_I_Y/spc900nc.htm

Le site de Bernard Bayle qui est en français, et qui reprend les travaux de Michel Medina sur le démontage des SPC 900 Philips, pour ceux qui ne seraient pas « polygones » (de Vincennes !!!)  :

http://www.bbayle.com/spc900nc/spc900nc.htm

Le site d’Etienne Bonduelle pour la modification longue pose avec un circuit intégré 4011 :

http://www.astrosurf.com/astrobond/ebtruc.htm#truc06 , site incontournable qu’il ne faut pas hésiter à visiter entièrement, vu le nombre de trucs, astuces et renseignements qu’on peut y trouver…

Et aussi le site de Christophe Héau sur la modification des SPC 900 (mais ici la longue pose n’est pas commandée par le même type de circuit intégré) :

http://pagesperso-orange.fr/astronomie-webcam/webcam.htm

Et les liens pour les transformations logicielles (RAW, non RAW optimisé) :

La page du site de Martin Burri pour télécharger WcRmac, pour changer les EEPROM des webcams :

http://www.burri-web.org/bm98/soft/wcrmac/

Et la page du site d’Etienne Bonduelle, auteur des macros des EEPROM, qui explique en français l’utilité du RAW et l’utilisation de WcRmac :

http://www.astrosurf.com/astrobond/ebrawf.htm


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Pour les modifications que l’on va voir, c’est la SPC900 NC que j’ai choisie car elle est beaucoup plus facile à modifier pour un profane que ses sœurs plus âgées.

On va donc pouvoir passer à la première des modifications intéressantes pour le ciel profond : LA LONGUE POSE . Celle-ci sera assurée  par un petit circuit que l’on va intégrer à la webcam, après l’avoir modifiée dans son circuit électronique.

Je passerais outre sur le démontage proprement dit de la webcam, car Michel Médina l’a décrit à grand renfort de photos et d’explications, visible ICI, sur le site de Bernard Bayle. La modification du circuit électronique aussi, je ne ferais donc que le récit de la transformation de la webcam avec quelques petites améliorations qui m’ont parues utiles lors de ces travaux.


Matériel à prévoir :

- un circuit intégré CD4011 CMS (Conrad – 0,40 € - ou revendeur électronique près de chez vous)

- 1 résistance de 10 kOhms ¼ de watt

- un morceau de plaquette de circuit imprimé présensibilisé ou normal si vous ne disposez pas d’insoleuse, il faudra alors faire le circuit à l’aide de décalcomanies Mecanorma ou un stylo pour circuit imprimé. J’en ai même fait à mes débuts avec du vernis à ongles et un fin pinceau, mais c’est pas le top !!!

- une chute de câble blindé de 2 à 3 m à 6 ou 8 conducteurs (5 fils suffisent pour cette transformation longue pose uniquement). Pour ma part, j’ai pris du câble Ethernet pour le faire : 8 fils et un écran qui remplace la tresse de blindage. Attention, il y a du câble Ethernet qui ne comporte pas d’écran (pour les liaisons PC/PC ou PC/Routeur courtes), qui ne convient pas à cause des parasites qu’on peut se choper s’il n’y a pas la continuité de masse…

- une prise DB25 (port parallèle //) mâle qu’on peut récupérer sur un vieux câble d’imprimante, pour peu que cette prise soit démontable…

- du perchlorure de fer pour la gravure (faire gaffe, ça tache et faut pas l’avaler !)

- du révélateur pour le présensibilisé (pareil que le perchlo, mais il ne tache pas)

- un petit fer à souder 10 à 15 W, car le circuit intégré craint la surchauffe

- de la fine et bonne soudure dont le point de fusion est le plus bas possible (toujours pour la surchauffe du C.I et surtout pour la facilité de la soudure)

- divers chutes de différentes couleur de fil de câblage fin isolé

- de la galette d’aluminium ou de cuivre pour faciliter la continuité de l’écran de masse

- du souplisso ou de la gaine thermorétractable pour isoler les fils ou contacts, ou du scotch à défaut d’autre chose…

- un petit foret de 1 mm et une perceuse sur pied ou une petite Dremmel ou équivalent.
 

Et divers outils tels que tournevis, pinces à becs longs, scie à métaux (pour couper le C.I par exemple), etc. Des petits tournevis d’horloger sont impeccables pour faire le démontage de la webcam (1 à 2 € la boîte à  la solderie du coin).

En premier lieu, il faut faire la modification du connecteur reliant les deux parties du circuit imprimé de la webcam. Les risques d’inversion de fils étant importants, j’ai préféré leur donner une couleur différente à chacun, ceci pour faciliter le dépannage en cas de problème de mise en service (que j’ai eu justement à cause d’une inversion des fils du connecteur lors de ma première modif). J’ai donc utilisé les couleurs suivantes :


Côté connecteur 20 pins mâle :

-  Orange pour le fil A de la modification Médina

- Vert pour le fil C de la modification Médina
connecteur mâle

 

 

Côté connecteur 20 pins femelle :

-  Blanc pour le fil B de la modification Médina

- Violet pour le fil D de la modification Médina.

 


connecteur femelle

Côté femelle

 


Pour le connecteur mâle, j’ai soudé les fils sur les picots repliés (plus simple à souder) et j’ai protégé les soudures avec un bout de gaine genre souplisso ou thermorétractable.

Pour le connecteur femelle, j’ai soudé les fils sur le circuit imprimé aux deux contacts respectifs, et le connecteur a été évidé en face de ces deux contacts en évitant de les échancrer jusqu’au cuivre à l’intérieur (comme indiqué sur la transformation Médina).

 

4 fils soudés

Photo des deux circuits avec les fils soudés

 

J’ai, en plus, mis un bout de scotch à ces deux endroits quand j’ai ré-assemblé les deux circuits ensemble, histoire d’être sûr de ne pas avoir de problèmes de court-circuit.

J’ai réalisé un petit circuit imprimé pour la régulation de la longue pose. Celle-ci est orchestrée par un circuit intégré CMS CD4011, selon la méthode d’Etienne Bonduelle. J’ai préféré prendre un modèle CMS par rapport au modèle standard à picots qui prend quand même une certaine place.

Les typons de circuit ont été fait avec le logiciel Tracé de Circuit (en téléchargement gratuit ICI).

Le typon du premier circuit réalisé :

circuit ancien LP

Le jugeant trop volumineux, et en plus il nécessitait un strap,

donc j’en ai fait un plus compact :

circuit nouveau LP CMS

 

 

 

 

Les pistes du circuit côté cuivre :

Typon LP

 

Vous pouvez télécharger le typon sous forme de dossier zip en cliquant sur le lien ci-dessous :

Voir le Fichier : circuit_1_LP_seule_CMS.zip

 mais il faut impérativement avoir installé TCI  pour les ouvrir car ce sont des fichiers spéciaux. Il vous suffira, une fois que TCI l'a ouvert de cliquer sur => Fichier puis Impression, de cocher En noir pour typon et de cocher uniquement Côté soudures, laisser la résolution sur 1.00, et de là vous pouvez cliquer sur Imprimer.

 

 

Une petite explication des différents éléments et fils à souder sur ce circuit :

Schéma CD4011 fils

 

 

Pour la réalisation du circuit imprimé, voici un lien vers le site Tronic Space qui vaudra mieux que de longs discours ... 

Le circuit du CD4011 CMS doit être mis tel qu'ici, le repère de la patte 1 étant la marque ronde, ou c'est des fois signalé par un rectangle (comme ici à côté du repère rond).

Pour souder ce circuit, il faut faire très attention ! Tout d'abord, il faut étamer légèrement les pistes en cuivre au niveau de l'emplacement du 4011. Tout excès de soudure sera enlevé à la pompe à soudure ou à la tresse d'étamage. Il faut ensuite disposer le 4011 sur le circuit imprimé bien en face des contacts et souder une des pattes dans les angles (on préférera les pattes à souder en doublette pour commencer : en haut à gauche et celle-ci faite, après vérification du bon positionnement celle du bas à droite). La soudure doit être effectuée rapidement, sans surchauffe du 4011. je met la panne du fer sur la patte du circuit après l'avoir étamée et dès que la soudure prend sur la patte je tire la panne vers moi, un peu comme l'indique les flèches désignant les fils : ça étire comme ça la soudure sur la piste du circuit imprimé. Pas facile à expliquer comme ça, faut s'entrainer !

Quand le 4011 est soudé, on vérifiera avec un Métrix en position ohmètre la continuité des contacts entre les pattes du 4011 et les pistes en cuivre, et aussi s'il n'y a pas de court-circuit entre des pattes non reliées par les pistes. Certains controleurs universels sifflent pour confirmer la continuité, ça évite de regarder l'appareil et le circuit en même temps et choper un strabisme !!)

On pourra souder après la résistance et les fils de branchement sur la carte du capteur.

Le circuit est prévu pour être mis entre le circuit webcam et le câble de liaison avec le PC, c’est donc pour cela qu’il y a deux fils pour le + 5V et le 0 V.

J'ai récupéré le connecteur de branchement de la webcam en coupant les fils à 2/3 cm et en épissurant, soudant et isolant avec du souplisso les fils du nouveau câble de liaison :

webcam Jacques- 07

On peut voir aussi que j'ai gardé la ferrite des fils de data vert et blanc. la continuité de la masse a été assurée  par l'enroulement de l'écran du câble de liaison autour des fils de branchement, et maintenu par de la gaine thermorétractable. Le fil de la longue pose n'est pas encore branché.

 

webcam Jacques- 10

Ici le fil de la longue pose a été branché et isolé par de la petite gaine thermo. Le connecteur a retrouvé sa place sur le circuit de la webcam, du scotch a été mis sur le petit circuit imprimé de la longue pose pour éviter les court-circuits intempestifs.

On peut maintenant commencer à refermer la boîte, sans oublier de mettre un collier Colson petit modèle sur le câble de branchement, pour éviter qu'il coulisse et qu'on arrache les fils de branchement par inadvertance :

webcam Jacques- 12

Et ici la webcam rhabillée pour l'hiver :

webcam Jacques

L'adaptateur ici n'est pas un 31,75, mais un 24,5 mm, car elle est destinée à Jacques, collègue de club qui a une ancienne lunette de ce diamètre d'oculaire (plus très courant à l'heure actuelle). Le câble ici n'est pas du câble Ethernet, c'est une chute de câble à 10 paires monobrins plus souple et plus léger. C'est le seul morceau qui me restait, donc les webcams suivantes ont hérité du câble Ethernet.

Pour le câblage du fil de liaison, on se rapportera au site de Bernard Bayle où c’est très bien expliqué. Pour ma part, comme j’ai utilisé du câble Ethernet, j’ai donc remplacé les 4 fils du câble USB par les paires suivantes du câble Ethernet :

-  Vert USB (data 1) par le vert de la paire Vert/Blanc-vert,

-  Blanc USB (data 2) par le Blanc-vert

-  Rouge (+ 5V) par l’orange de la paire Orange/Blanc-orange

-  0 V par le Blanc-orange.

- Commande pin 2 DB25 de la longue pose par le marron de la paire Marron/Blanc-marron.

 

Le restant des fils ne servira pas pour cette modification-là, sauf si on désire changer le boîtier de la webcam et lui ajouter un ventilateur pour le refroidissement (genre ventilo 12V de processeur sur les anciens Pentium), on pourra utiliser alors :

-  le bleu de la paire Bleu/Blanc-bleu pour le – 12 V du ventilo

- le blanc-bleu pour le + 12 V.

Il restera donc le blanc-marron de la paire Marron/Blanc-marron qui sera réservé à la coupure d’ampli sur la transformation S.C. 2 que l’on verra plus tard.


ATTENTION A BIEN ASSURER LA CONTINUITE DE L’ECRAN DE MASSE DE LA WEBCAM AU PC  : GARE AUX PARASITES !!!

Ce n’est pas le tout de transformer sa webcam pour qu ‘elle puisse prendre des longues poses : faut pas que tout le boulot soit gâché par des parasites intempestifs pendant la prise de vue …. Si vous avais un voisin insomniaque qui se lève par nuit pour se faire chauffer une bricole au micro-ondes par exemple…

 Après les avoir bien isolés avec du souplisso ou de la gaine thermorétractable, il faudra prendre soin d’emballer les quatre fils de l’USB avec l’écran et la tresse de masse de l’USB et du câble blindé côté webcam et aussi côté prise DB25. On va en effet ressortir de la prise DB25 un câble USB qui servira au branchement sur le PC, on fera le raccord des quatre fils à l’intérieur de la DB25 (il y a assez de place si on ne fait pas un trop gros raccordement). J’assure la continuité de masse en mettant en supplément de la galette d’alu autocollante autour de chaque raccordement, on peut aussi mettre de la galette en cuivre, qui n’en sera que meilleure. Quand on n’en dispose pas, il suffit de décaper le câble Ethernet sur une plus grande longueur, de récupérer l’écran de masse et de l’enrouler à spires recouvrantes sur les raccordements et de maintenir le tout avec du scotch d'électricien..

Le câble USB originel de la webcam sera récupéré, on en gardera une quarantaine de centimètres côté prise USB, et donc la ferrite antiparasite en même temps. On pourra aussi sortir un petit câble d’alimentation 12V pour le ventilateur, si ventilateur il y a …

 

Une photo de tout ce beau monde dans la DB25, qui vaudra plus qu’un long discours :

DB25

Le circuit étant relativement petit, il sera installé à l'intérieur du boitier originel de la SPC 900, en prenant bien soin de l'isoler de court-circuits occasionnels de la partie circuit de la webcam par elle-même.

C’est terminé, il faut maintenant brancher la webcam pour s’assurer de son bon fonctionnement. Vous lancerez une longue pose (une dizaine de secondes) avec votre logiciel d’acquisition préféré (pour moi Astrosnap) en mettant la webcam dans un coin très sombre ou en coupant la lumière s’il fait nuit et, si tout va bien, vous devriez voir apparaître sous vos yeux ébahis des détails dans l’obscurité qu’un chat ne verrait même pas !!!

 


Prochain article sur la modif longue pose ET ampli off des SPC 900. 


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plomberie paris 2 29/01/2015 14:38

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Cordialement