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 т.к. механизм предназначен для наведения антенны по углу места.

Управлять двигателем нашего механизма элевации будем через небольшой релейный блок. На схеме видим обыкновенный коммутатор полярности двигателя. Как уже упоминалось, редуктор оснащен нормально замкнутыми оконечными выключателями ОК1 и ОК2 которые в свою очередь зашунтированы диодами. Такая схема не позволит двигателю редуктора вращаться после размыкания оконечника пока не произойдет изменение полярности питающего напряжения, т.е. направление движения. Просто и эффективно.

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. Этим и обусловлено вертикальное расположение пульта поворотника в общем корпусе, что позволит вывести ось шагового двигателя на лицевую панель.

У задней стенки, скромно притулился трансформатор питания, я уже упоминал, что пульт американец по рождению и требует сетевое напрящение 110 вольт. Поэтому и появился в конструкции небольшой трансформатор 220V/110V. Про всё вторичные источники питания, а их немало, расскажу в следующий раз.

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