Test : Light Pollution Meter Pro de Astromechanics Group

Salut à tous, petit "test" de matériel...

Il y a quelques semaines, Ph. Mollet (Mira) m'indique qu'il a trouvé une nouvelle solution pour 
mesure la Magnitude Surfacique du ciel, telle que largement popularisée par les "Sky Quality Meter"
de Unihedron. 

Instrument : Light Pollution Meter Pro de la firme Astromechanics Group

Description : 
https://www.astromechanics.org/lpm.html



Target : 
- mesure des mag/arcsec² sur une zone du ciel
- connection PC et collecte des info
- mise en boitier "fixe" pour site observatoire.

Il est livré dans une boite en métal et l'ensemble des software et drivers nécessaires.



Sur papier, cela parait intéressant.... 
Surtout que le prix annoncé est de 124$ 

Il faut tout de suite positionner le produit :
- le premier, à peine sorti de R&D
- de-facto : perfectible... 
=> je le compare à la première version du SQM (portable) qui a du subir
une évolution vers le SQM-L pour devenir un outil fiable. 
  
L'appareil arrive en Belgique (frais de douane ) et c'est à ce moment que suite à
une discussion sur le sujet, il m'arrive dans les mains pour validation... 

En gros : On s'interroge sur la fiabilité, la qualité et la calibration des mesures...

Partie 1 : Hardwarel

Analysons d'abord les caractéristiques extérieures :

Aspect : il est bien fini, solidement fermé et parait "prêt" pour supporter l'humidité de la nuit...
Ce qui serait un "plus" vis à vis du SQM(-DL/DE/DU) qui nécessite une boîte de protection.



SAUF que... De manière inexplicable au niveau Design...

L'affichage n'est PAS protégé !

     
Comme on le voit dans la vue éclatée, le bloc LED d'affichage (de qualité moyenne)
est directement en contact avec l'extérieur... Il aurait suffit d'une simple fenêtre en
plastique pour totalement "isoler" le module !
=> mettons cela sur un défaut de jeunesse, c'est la première version.  

La prise pour USB (type video S) interroge aussi pour l'aspect "ready pour l'exterieur".
Si ils adaptent les deux, cela sera un plus certain.  

Voyons l'intérieur :

Sensor : TSL237T 
=> banal... 
Optical filter, wavelength :500 ± 5 nm
=> petit rappel... Même si ce n'est pas fort documenté sur le site (mais bien 
dans les publications liées), un SQM intègre un file de type HOYA CM-500 qui influence
sa capture de la lumière. 



Point positif si c'est le même : les LED sont incluses !

Mais si on sait que utiliser le SQM dans des exercices de comparaison 
vers les modèle B-V, entraîne des facteurs de correction. 
Voir :
http://unihedron.com/projects/darksky/sqmreport_v1p4.pdf

Il semble que nous avons affaire ici au même filtre, ce qui devrait 
aider dans la comparaison... Sauf que le mécanisme d'intégration des
mesures (fréquence, intensité) peut être différent ici... 

Lens: angle of view : ≈ 10°
=> c'est la moitié d'un SQM, ce qui oblige à revoir les évaluations comparatives...
Est-ce un avantage ou un inconvénient ? On verra... 

Meter precision : ±0.10 mag/arcsec2
=> idem SQM-L

PC connection : USB->Serial cable (1.2 m) based on PL2303 chip
=> On y reviendra... 

Display : 4-digit 7-segment LED display (red)
=> si il était protégé, cela serait un plus... 

Power source : 10440 type Li-ion battery (350 mAh) with 5V step-up unit
=> différence intéressante... 
Tout le monde sait que la stabilité des mesures d'un SQM dépend de l'état
de sa batterie (consomme 18mA en fonctionnement continu).  
Ici, on a une batterie de 350 mAH, quelle est la durée possible de mesure ?
D'autre part, quand on a "oublié" son SQM dans un tiroir pendant une longue période,
remplacer une pile est parfois gênant, mais facile... Que va-t-il se passer avec cette batterie
Li-Ion ?

Bon, a première vue on devrait largement utiliser le même type de mesure 
que son concurrent. Mais des questions subsistent.

Passons aux mesures manuelles... 

Position
Si "instinctivement" la position de mesure parait évidente, en pratique, c'est moins simple...

Avec le SQM-L : 
on peut aisément "lever" l'appareil au-dessus de soi et appuyer sur le bouton.
La lecture des données est visuellement immédiate, et la mesure est fournie après le délai standard 
d'intégration des données (env 3-4 sec). 
On peut d'ailleurs facilement "pointer" et "incliner" le capteur sur le ciel pour des mesures plus précises.
De plus, il faut prendre au min 3 mesures successives et calculer la moyenne pour obtenir un résultat 
valable. 

Avec le LPM Pro : 
La position "horizontale" ne facilite pas la prise, car il faut garder l'affichage visuellement accessible.
(donc, une position sur un mat ou au-dessus de soi = pas possible)

Ensuite, le fonctionnement du bouton (serti) est parfois étrange... 
- une pression "longue" = allumage (affichage 0000)
- la pression "courte" = la mesure... 
- après 10 sec = power off

Mais plusieurs fois, j'ai du m'interroger pour savoir si la première pression était bonne ?
Puis dans le cas de mesures successives, on appuie "court", mais c'est déjà trop tard.
Conclusion : on appuie plusieurs fois, et ne sais pas trop quand la mesure arrive... 

Question d'habitude, me direz-vous ? Mwais, ben, perso, je ne trouve pas cela pratique ! 
Je comprends la logique qui vise à économiser l'énergie, mais j'aurai préféré : un bouton
on/off + bouton de capture.

Surtout en rajoutant que perso, la mesure lue "sur le haut" n'aide pas trop à une mesure globale...
- si on veut l'incliner vers un point du ciel : on ne voit plus la mesure, sauf ce "contorsionner" 
en travaillant à l'envers (on ne voit plus ce que l'on pointe)
- la position "plus bas que les yeux" n'aide pas dans des cas ou désire justement ne pas
intégrer une luminosité connue (ex : lampe, etc)...
- Mais si on "retourne" rapidement on peut apercevoir les chiffres... 

Quoi qu'il en soit, les résultats de mesure manuelle...
Seront fourni dans le prochain post... 
(Car j'ai un truc à faire, donc : à la prochaine pour la suite... : Partie 2 : Software et mesures"

Tu vas pouvoir commencer à tout comparer!

Deuxième chapitre... 

Partie 2 : Software et mesures


"Pouvoir commencer à comparer", certes... Mais ce n'est pas si évident que cela.

Protocole
J'ai un protocole simple, issus de précédentes évaluations de solutions équivalentes
(Lightmeter, Simple PL meter, différents SQM, etc...)

1) mesure étalonnée entre 24 MPSAS et 15 MPSAS, 
- ce qui permet de déterminer la courbe (éventuelle) d'erreur et un réglage d'étalonnage.
- d'évaluer la sensibilité du capteur et filtre considéré
- d'évaluer la durée d'intégration des mesures
   
2) mesure de ciel comparative (entre outil testé et un SQM calibré par mes soins)
- évaluer l'impact du champ de mesure
- évaluer les aspects opérationnels 
- évaluer les défauts 

3) si disponible, une capture "longue durée" pour 
- évaluer la stabilité 
- évaluer la déviation sous l'influence de la température  
- évaluer la solution logicielle fournie de capture
- évaluer l'intégration possible de l'outil dans d'autres solutions...

Simple, sans trop se prendre la tête... 

Tests LPM Pro

1) mesure étalonnée... Pas possible sérieusement ! 

Quand je veux utiliser mon banc de test/calibration SQM : difficile avec cette lecture
vers le haut. En effet, le banc de test prévoit que le la lecture des informations 
se fait soit en dehors, soit sur le modèle d'un SQM (introduit jusque affichage).
Généralement, j'adapte un "cache" pour faire cela... 

Mais ce dispositif avec une "lecture sur face avec capteur" est une première !

De plus,  
- le "bouton" peu pratique n'aide pas à la manœuvre. Si on rate "10 sec" => faut tout recommencer.
- mais de plus, quand on a la bonne séquence de bouton, on ignore QUAND elle sera
(rapidement) affichée !  Car la durée dans laquelle elle est fournie est variable, et.. peut atteindre 2 min ! 

Rem : dans un SQM-L, la durée d'intégration est de l'ordre de 4 sec, le temps de faire
quelques centaines de mesures. Dans les modèles -LU/-LE, on fournit les mesures exactes
(fréquence d'échantillonnage, durée, intégration, etc...) à chaque mesure.
La température influence... Ici, difficile d'évaluer.

Donc : 
- partie "manuelle" = je laisse tomber... 
- partie "remote" = je m'y attaque... et là, les problèmes commencent !

Les informaticiens du forum savent que le sujet des "driver USB" est une bête complexe (et parfois maudite)...
Il faut que cela soit "simple et bien fait" (du côté électronique et logiciel) pour que cela fonctionne.

Le driver du SQM est basé FDDI
Le driver du LPM  est basé PL2303

Et ici : impossible de connecter ce LPM sur un PC Windows !

Analysons
- le logiciel de contrôle est fourni pour Windows, donc il est logique que j'utilise cet OS pour
évaluer/calibrer si nécessaire.
- il existe un support INDI du matériel... https://indilib.org/devices/auxiliary/astromechanics-light-pollution-meter-pro.html

Mais après de multiples tests sous Win10,WinXp, Linux : toujours en "error"...   

Appel au support
- via mail : bon point, il répond ! 
- la personne m'incite à tester deux-trois "trucs" pour supprimer le blocage (connu) sous Windows
=> rien n'y fait... 
- et très rapidement, admet elle-même que c'est la première version du matériel, basé
sur des composants "USB" qui se sont avéré peu fiable et qu'il les abandonnent !
- il me propose d'envoyer un modèle basé sur le chipset FT232RL qui sortira en Novembre....      
 
Conclusion : ok, pour la partie "validation" technique, on attendra... 

2) mesure de ciel comparative
- Outre l'aspect "bouton" (qui m'a encore plus énervé à l'utilisation)
- dans des conditions "hautes" ( < 19 MPSAS), la réponse arrive dans les
quelques secondes, et ne dévie que de +/- 0.2 MPSAS avec le SQM-L
- mais il faudrait tester dans un "bon ciel" (faute de banc de mesure) pour valider 
plus loin... Et ce ciel, sur la période de test, je ne l'ai pas eu !

Une remarque : on ignore l'état de la batterie... 
Donc, à la longue, cela a-t-il un effet (comme sur le SQM-L) ?

3) si disponible, une capture "longue durée"  
- impossible vu les problèmes logiciels... 

Mais regardons l'aspect des logiciels fournis... 
- il est "minimal" 


Et là aussi, on sent aussi le "first release"... 

Et on est très loin de la version "aboutie" livrée avec les SQM (qui inclut les
outils scientifiques de calibration, de suivi, d'intégration GPS, etc...).

Quand au "protocole" de lecture, il est aussi minimaliste... Largement loin de celui
de Unihedron (plus de 25 commandes).

En finale... 


Points positifs :
- boitier solide, bonne facture, aspect très professionnel
- intégration très correcte des composants
- fonctionnalité de "lecture immédiate" + "remote capture" annoncée
- support INDI, ASCOM et Windows annoncée 
- Prix annoncé (124$, soit 112,56 Euro) < SQM-L de base (149 eur) et SQM/DL de base (215 eur)

Points négatifs :
- Point faible sur l'affichage, qui, si il avait été protégé, rendait la solution vraiment "solide" 
- Affichage vers le haut : perturbant et peu pratique dans des cas de mesure plus précis
- il faudrait un affichage de la batterie pour savoir si il est opérationnel
- Fonctionnement du bouton de capture "peu pratique" 
- Temps d'intégration pour la réponse trop long... 
- Interface USB non opérationnelle sur le modèle livré 

Discussion/comparaison
"La critique est facile, l'art est difficile" 
Clairement, cet outil est le premier "release", que l'on n'aurait pas en théorie du mettre 
sur le marché... Pour éviter une critique assez mauvaise comme celle-ci   
Mais ceux qui se souviennent des premiers "SQM" se souviendront aussi que la première
version était, elle aussi, largement "buggée" à sa sortie. 
La différence entre Unihedron et ici, c'est que tous les bugs ont été corrigés (électroniquement à l'époque) dans les mois qui ont suivis. Et c'est avec le modèle SQM-L que la mesure est devenue
fiable en nomade, puis réellement utilisable avec les modèles "remote".

C'est en 2005 (déjà 14 ans) que la première "vraie" validation par une publication scientifique a
fixé ses capacités. Depuis, le hardware n'a quasi pas bougé d'un pouce, tandis que les améliorations 
ont été principalement logicielle.  

S'attaquer à ce matériel "établi, testé, validé et complet" est un défi... Je le salue. 
Mais il faut rester réaliste aussi... 
Tout va dépendre de la capacité de cette société à "relever" les défis et les résoudre, 
sinon : quelle sont les alternatives ? 

LE point fort est d'avoir intégré (théoriquement du moins" l'aspect "nomade et remote", chose
que Unihedron aurait pu faire aussi depuis longtemps ! 
D'ailleurs, ils indiquent que l'on peut rajouter un affichage de type I2C 4-digit 7-segment display
(Sparkfun (model COM-11441)) sur leurs modèle "remote" (SQM/-DL /-DL-DU /LE).

Evidemment, comme ils peuvent vendre deux appareils au lieu d'un, aucun intérêt à le faire... 

Comparons les frais... 

Un LPM Pro : 112 eur + trajet + frais douane = env. 200 eur tout selon la firme.

Un SQM-L (sans remote) : 149 eur 
Un SQM-DL (USB) : 215 eur
Un SQM-DL-DU (USB + capacité autonome de prise de mesures) : 286 eur

Si on veut l'équivalent du LPM pro (sur papier, du moins), il faudrait débourser 149 + 215, soit 364 eur

Donc : en terme marketing, ils ont une opportunité... 
Mais actuellement, la qualité ne suit pas ! 

Car le SQM/-DL a atteint une maturité (hardware et software)
qui en fait une solution fiable sur le long terme et validée scientifiquement.

Rem : je connais les solutions "bricolées" pour intégrer le même capteur soi-même sur 
une base Arduino ou autre... Mais hélas, atteindre une vraie mesure passée 20 MPSAS 
est un défi qui est complexe à relever sans un matériel ad-hoc... 

Et financièrement, j'en suis (quasi) au même prix. Donc : le LPM est théoriquement intéressant.

J'ai remis le module à son propriétaire, et j'espère qu'il aura des nouvelles prochainement... 
A un prochain post pour une étude vraiment plus poussée, je l'espère...

Merci pour ce retour complet d'expérience

Merci pour le test super complet.