Узел элевации, поворотного устройства УКВ антенн

В прошлые разы я рассказывал о своём поворотном устройстве для УКВ антенн. Там, в самом начале, есть фотография этого механизма, точнее его части отвечающей за поворот по азимуту. Его основное предназначение менять направление антенны в горизонтальной плоскости, в идеале на 360 градусов. Чаще всего из-за различных ограничений этот угол несколько меньше, но совсем незначительно. А вот механизмы изменения положения антенны по углу места различаются на две основные группы — антенна поднимается от 0 до 90 градусов по вертикали и 180 градусная элевация при которой антенна поворачивается в вертикальной плоскости от горизонта, до горизонта через зенит.

Для проведения QSO через искусственные спутники земли удобнее использовать второй вариант, в этом случае антенна сопровождает спутник непрерывно всё время нахождения его в зоне радиовидимости. При 90 градусной элевации, система слежения за спутником будет вынуждена развернуться на 360 градусов в случае прохождения орбиты через «север» поворотной системы. Такое поведения механизма наведения антенны приведет к потере драгоценного времени радиовидимости спутника.


Исходя из этих размышлений я выбрал в качестве механизма «по углу места» широко распространенный мотоподвес от спутниковой антенны.

мотоподвес

Такие устройства можно приобрести во многих онлайн магазинах как новые так и б/у за недорого. Мне приобретать не пришлось, имелся в запасе комплектик. Начнем с того, что удалим ненужное, кривой «хобот» и блок управления располагавшийся внутри корпуса.

отрезаем хобот

блок управления удалён

И в результате у нас получится замечательное поворотное устройство, не имеющее обратного хода, благодаря червячной передаче, выдерживающее значительные нагрузки, с уже установлеными конечными выключателями ограничивающими поворот 180 градусами. В этом конкретном экземпляре поворотного устройства на валу расположена полная шестерня, что позволяет сделать полнооборотную поворотку, но мне это не нужно.

Продолжение не задержится….

Нет комментариев »

Поворотное устройство для УКВ антенн (продолжение_2)

Ранее я упоминал, что выбранная мной плата контроллера не поддерживает внутрисхемное программирование контроллера. В связи с этим, для заливки программного обеспечения в микроконтроллеры мне понадобился программатор. Некоторое время назад я пользовался самодельным программатором для запуска своего УКВ маяка, но он (программатор) отказался работать с другими микроконтроллерами. Тогда я решил приобрести довольно распространённый и дешевый программатор  —  К150, но и он не захотел программировать PIC16F876, хотя с PIC12F629 справился замечательно.
После разбирательств и матюков причина была найдена и устранена. Если судить по принципиальной схеме, на плате программатора есть небольшая ошибка — лишняя перемычка. Её наличие не позволяло включиться 12-и вольтовому встроенному преобразователю «напряжения программирования» Увидеть и устранить лишнее соединение можно подняв разъём J1. Смотрите на картинке:

После такой доработки, программатор замечательно и без ошибок залил программное обеспечение в микроконтроллеры.
ВАЖНО, хотя может и не своевременно. При работе с контроллером PIC12F629, не забудьте в первую очередь считать содержимое памяти и записать на листочке калибровочное число вашего экземпляра микроконтроллера — цифра в самом конце дампа памяти. Если вы потеряете это значение, то после стирания памяти запрограммированный заново контроллер может не заработать. В этом случае просто добавьте сохраненное вами число в конец дампа своей программы.


Хорошо! Программы в микроконтроллерах, макетное испытания на столе проведены, все работает замечательно. Начинаем собирать всё в корпус. Тут просто фото, пояснять ничего не надо. Отмечу лишь, что на лицевой панели, кроме цифровой индикации, задуман аналоговый указатель азимута подобный распространенным пультам поворотных устройств.

Нет комментариев »

Поворотное устройство для УКВ антенн (продолжение)

Здесь начало

Сегодня покажу немного «схем электрических принципиальных». На картинке модуль шагового двигателя, реле отключения питания и общая схема управления поворотным устройством.

На рисунке выше, в схеме реле отключения питания «Cut Power» закралась ошибка, сопротивление в цепи диода имеет номинал 220 Ом, а резистор в цепи коллектора фототранзистора — 10 кОм. В качестве ключевого транзистора я использовал BC547, оптическая пара с открытым каналом досталась мне при разборке старого принтера.
Шаговый двигатель запустить «просто так», подключив к источнику питания не получится. Для этого я изготовил небольшой контроллер шагового двигателя на микропроцессоре 12F629. Это небольшая микросхема позволила заставить двигаться шаговый двигатель в нужном направлений и с нужной скоростью. Вот схема контроллера:

Хочу отметить, что данная конструкция подойдет для проверки практически любых шаговых двигателей. Просто на выходе микроконтроллера следует использовать соответствующие мощности повторители-драйвера. В данном случае я использовал специализированную микросхему ULN2003 — семь вентилей с диодной защитой в одном корпусе.

Рисунок печатной плата в формате SprintLoyout и прошивку для микроконтроллера можно загрузить здесь. Плата разведена под SMD деталюшки, просто мне так удобнее.


Небольшое видео работы азимутального датчика в переделываемом поворотном устройстве

В этом видео, управление двигателем со стрелкой-флажком я осуществлял при помощи кнопок. Вот такая платка с кнопочками для управления по азимуту и элевации

На следующем снимке, слева виден контроллер шагового двигателя со стандартной платой драйвера, по центру микропроцессорный интерфейс для связи поворотного устройства с компьютером через USB, ну и его дисплей.


Программы, спутниковые трекеры, такие как Orbitron и др. умеют управлять поворотными устройствами с двумя плоскостями вращения, чаще всего для этого используются наборы команд GS-232 и EasyComm I. Несколько лет назад Howard Long (G6LVB) разработал замечательный интерфейс на простом и доступном PIC процессоре. Последняя версия прошивки микропроцессора v.07 использует продвинутый протокол обработки данных АЦП с «плавающей точкой». В ней поддерживается стандартный набор команд GS-232, кроме того добавлен расширенный набор команд GS-232, при обнаружении использования протокола Easycomm переключение между протоколами происходит автоматически.
На оригинальной странице проекта автор пробовал перевести свою разработку на коммерческие рельсы. Я не знаю как там пошло дело, но нам нет резона покупать то что мы сами умеем. Спасибо автору за свободное распространение программного обеспечения своего проекта.
В сети можно найти несколько вариантов печатных плат этого интерфейса, например тут и описание самого интерфейса. Я использовал для своего проекта печатную плату от RX9A, с немного дорогой, но надежной микросхемой FT232RL на борту. Самое важное свойство этого интерфейса — хорошая, безглючная поддержка в операционных системах  Windows 7 и 10.  Это очень важная характеристика, никому не хочется возится с драйверами каждый раз при подключении интерфейса  к компьютеру.

Большинство современных компьютеров уже не имеют COM-портов, поэтому хорошая микросхема преобразователя USB-COM есть важный элемент конструкции. И даже потеря возможности внутрисхемного программирования процессора в этом случае не сильно «напрягает», программа более не развивается и ждать обновлений не стоит.
Программа интерфейса настолько умна, что при правильной калибровке, соображает как вести спутник проходящий через север по азимуту. Эта конструкция благодаря своей простоте и возможности подключения самых разнообразных «фирменных» или самодельных поворотных устройств остаётся вне конкуренции для повторения в домашних условиях.
Немного правленый, для используемых мною транзисторов BC547, файл печатной платы и схему забираем здесь. Там же в архиве .hex файл прошивки микроконтроллера и, для самых любознательных, исходник программы на языке С.

см. Продолжение 2

Нет комментариев »

Поворотное устройство для УКВ антенн


Правдами ли, неправдами, но досталась мне поворотка для укв антенн типа такой. Все в тут замечательно сделано, качественно и добротно  и даже питание в 110 Вольт не проблема.

Но есть огромный, по нашему времени, минус — механическое управление и невозможность подключения компьютера для отслеживания радиолюбительских спутников. Было решено устранить этакие недостатки. Начнем с разборки блока управления. Под крышкой видим такую картину, ручка управления снята:

Хорошо заметны контактные группы направления вращения и отключения питания. Вся эта белая фиговина вращается через шестерёночный редуктор, а ручкой управления мы замыкаем контакты направления и питания до тех пор пока весь механизм не повернётся на заданный ручкой угол. Может и сложно кажется, но если внимательно разобраться всё понятно. Из двух двигателей, наверху и внизу, соединенных трехпроводной линией, построен электро-механический мост. Проворачивание одного из двигателей, заставляет и второй двигатель двигаться до остановки первого.
Это всё про технологию поворотного устройства, можно начинать модификации и переделки.


Для начала удаляем все контактные группы с их проводами, не забыв записать цветовую формулу, что куда. Синий, красный, с общим коричневым — направление движения, а черный и белый — отключение питания, т.е. разрыв цепи питания электродвигателя.

Общая идея такова. Нужно установить датчик отключения питания на вращающуюся часть, а угол поворота задавать стрелочным флажком. Как только стрелка-флажок передвинутся их зоны действия датчика, включится питание двигателя блока управления и он будет вращаться до момента срабатывания, т.е. пока не догонит стрелку-флажок, и остановится. Соответственно и поворотный механизм с антенной провернется на заданный стрелкой-флажком угол. Всё гениальное просто…

Теперь решим что можно использовать для управления стрелкой-флажком. Ну конечно же, доступный и дешевый шаговый двигатель от наших азиатских друзей.
Вот так выглядит блок шагового двигателя с редуктором для датчика, в качестве которого выступает обычный переменный резистор. Тут можно использовать почти любой потенциометр класса А. Про датчики и микропроцессоры расскажу как нибудь позже.


Вот так прилепился к нашему блоку управления модуль шагового двигателя и датчика:

stepdriver

Ось шагового двигателя удлиненна, она проходит через блок управления, а на конце установлена стрелка-флажок. Редуктор модуля шагового двигателя рассчитан таким образом, чтобы 360 градусов поворота оси двигателя превратить в 280 градусов поворота переменного резистора.
А вот так выглядит стрелка-флажок и датчик на оптической паре с открытым каналом, справа плата реле отключения питания «Cut Power»:

Продолжение

Нет комментариев »

Часть 3. Небольшое отступление от темы

Размышлизм

Компоненты SMD вот уже 15 лет являются неотъемлемой и важной частью всех электронных устройств. Отказаться от использования технологии SMD в настоящее время уже невозможно, это равносильно отказу от прогресса. Работа с SMD отличается от таковой при использовании обычных «выводных» радиокомпонентов — но это не «невозможно» — и нет так «тяжело» как кажется, но и не просто. Несмотря на это, мы можем использовать уже существующую оснастку и паяльное оборудование радиолюбителя в технологии поверхностного монтажа. Прежде всего я хотел бы дать несколько простых советов и решении в работе с SMD компонентами, прежде чем вы приступите к самому McHF. Ошибку сделать легко, а исправить будет трудно …

———————————————————————————————————————

Читать далее…

Нет комментариев »

Часть 2, коммерческая. MCHF — закупаем комплектующие

Приобретение необходимых комплектующих, всех этих малюсеньких деталюшек совсем непростое дело. Это в европах и америках загрузил спецификацию, так называемый BOM (Bill Of Materials), на сайт поставщика радиокомпонентов, оплатил счет и к концу недели уже перебираешь и рассматриваешь небольшую кучку пакетиков. Можно пойти и другим путем, заказать полный набор, включающий все компоненты, на том же самом сайте Криса (Chris) m0nka. В этом случае вы получите две платы с уже напаяными микросхемами и другими элементами SMD монтажа, останется немного дособрать трансивер из прилагающихся в комплекте компонентов и загрузить программное обеспечение. Выбирать вам, какой вариант сборки и изготовления трансивера McHF предпочтительнее.

Читать далее…

Нет комментариев »

Как я строил QRP SDR (Software Defined Radio) McHF

mt-1
В названии этой записи чувствуются некие ностальгические нотки, помните «Я строю радиостанцию…». Если вы не поняли о чём я, дальше будет не интересно, но не бросайте чтение на этом предложении, а вдруг сможете узнать что-то новое и интересное.
В наше время технология SDR (Software Defined Radio) позволяет получить совершенно новые возможности в радио. Симбиоз современных цифровых технологий и аналоговой технологии используемой любителями коротких волн доказывают , что радиолюбительство все еще сильно и нам рано на свалку истории!
Радиолюбители — далеко впереди в области беспроводной связи! И это не лозунг, мы не на митинге, это реальность.
Мне хочется выразить благодарность всем друзьям и коллегам кто занимался и занимается разработкой этой удивительной конструкции, пишет программы и осуществляет поддержку всех интересующихся этим проектом.
В задуманной мною серия записок я постараюсь хронологически описать сборку и настройку QRP SDR трансивера McHF разработки Криса (Chris) M0NKA. Его проект живет по адресу http://www.m0nka.co.uk

Итак начинаем. Часть 1, описательнаяЧто мне нужно для этого?

Читать далее…

Нет комментариев »

Яндекс.Метрика