SatPC32 управление спутниковой антенной системой.

Трекер сервопривод sat антенны. Ротатор на Arduino.

# ... arrl.org, Система слежения и наведения антенн, простой портативный спутниковый трекер от Рэй Крафтон, KN2K, ARRL.

... Требуется регистрация на сайте ... Новые пользователи могут испытать задержку при входе ... Непонятно, как работает эта регистрация ... Ничего не открывается, но всё время пишет - для доступа на эту страницу залогиньтесь на сайте ... Так я уже и залогинился ))) ...

# ... radiohata.com, Скачать радиолюбительский жарнал QST 11 2023 без регистрации в ARRL.

... Можно попытаться скачать журнал QST и без регистрации в радиолюбительской лиге ARRL, используя сайт Радио Хаты ))) ... Однако, следует помнить, что ресурсы Turbobit и Katfile бесплатной холявы - один мерзо / пакостнее другого ... Но, по крайне мере, Turbobit - хоть какой то невнятный рабочий способ заполучить эту статью ... Поскольку, я уже давно мониторю подобные разработки, этот уникальный опыт - никак нельзя оставить без внимания, популяризируя усердие автора - в широких радиолюбительских кругах ...

Можно ли, для управление спутниковой антенной системой, вместо SatPC32 - использовать другую программу ? ... Будут ли какие либо проблемы с протоколом обмена между устройствами ? ... Ответ : да, можно использовать другую программу вместо SatPC32 ... Существует несколько альтернативных программ, которые предлагают подобные функциональные возможности ... Orbitron ... Gpredict ... Ham Radio Deluxe ... Однако, разные программы - могут использовать разные протоколы или иметь некоторые отличия в их реализации ... Поэтому, перед переходом на другую программу, важно убедиться, что она - совместима с устройствами и поддерживает необходимый протокол обмена данными ...

Какие протоколы обмена данными наиболее распространены в радиолюбительской среде для управления антенными поворотными системами наведения на спутники ? ... Это - DDE (Dynamic Data Exchange) : протокол обмена данными в реальном времени и CAT (Computer Aided Transceiver) : протокол для связи между компьютером и радиостанцией ... Библиотека Hamlib - также предоставляет интерфейс для управления различными радиолюбительскими устройствами, включая антенные поворотные системы ... Однако, библиотека Hamlib - уже поддерживает DDE и CAT, включая иные различные протоколы Rotator Control ... Впрочем, Orbitron - также использует DDE и CAT для отслеживания спутников и управления антенными поворотными системами ... Так, почему бы им, не быть - взаимозаменяемыми ? ))) ...

Об авторе простого ротатора спутниковых антенн.

Рэй Крафтон впервые получил лицензию класса Новичок - еще подростком, в 1966 году. В течение года он сдал экзамен общего класса и стал WA3GHV. В 1982 году Рэй повысился до любительского экстра-класса и стал KN2K. 30-летняя карьера Рэя в AT&T началась в Bell Laboratories в 1973 году. Он перешел в общий отдел AT&T в 1980 году, а затем занял все более ответственные должности в сетевых и местных службах компании. Основные интересы Рэя в области радиолюбительства связаны со спутниковой связью и операциями Земля-Луна-Земля. Он имеет степень бакалавра наук по математике в Университете Мэриленда, степень магистра наук в области исследования операций Корнельского университета и степень магистра делового администрирования Колумбийского университета.

Проект простого антенного ротатора на Arduino.

Этот проект позволит вам оставаться в палатке, и не кормить собой жуков и комаров, прилетающих на свет экрана компьютера, когда нужно поворачивать спутниковую антенну. Но я знал, что для достижения этой цели мне понадобится создать по-настоящему портативный прибор для отслеживания азимута и места, чтобы автоматизировать позиционирование моей спутниковой антенны. Двигатели азимута и угла места трекера должны быть легкими, развивать крутящий момент, достаточный для небольшой антенны, и работать от питания +13,8 вольт литий-железо-фосфатную батарею (LiFePO) емкостью 30 Ач, которую я использую вместе с солнечными панелями.

У меня были сервомоторы от другого азимутально-углового трекера, который отвечал всем моим требованиям. Они работали от напряжения 6 В и развивали достаточный крутящий момент для спутниковой антенны и ее линий питания, и они уже были установлены на штативе, который я мог повторно использовать для нового трекера. В полевых условиях я использую SatPC32 для доплеровского контроля со своим спутниковым трансивером, поэтому я понял, что могу также использовать управление ротатором программы при работе с портативным устройством.

SatPC32 выполняет все расчеты азимута и угла места в реальном времени, необходимые для точного отслеживания антенны; все, что мне было нужно, это микропроцессор в трекере, который мог бы преобразовывать строки управления ротатором SatPC32 в сервокоманды. Для этой работы я выбрал Arduino Uno. Наконец, мне нужен был надежный канал связи между ноутбуком, на котором работает SatPC32, и микропроцессором трекера, а также USB 2 длиной 25 футов активного удлинителя - достаточно (7,5 метра).

В оставшейся части этой статьи, а также подробности на сайте www.arrl.org/qst-in-depth описывается, как построить каждую из четырех подсистем, образующих трекер. Для этого проекта вам понадобится прочный портативный штатив и монтажная стойка. Монтажная стойка должна быть либо 25,4 или 32 миллиметра по внешнему диаметру (труба дюймовая, или дюйм с четвертью). Он также должен быть достаточно длинным, чтобы его можно было надежно удерживать на штативе, а также иметь выступ длиной не менее 16 миллиметров, на котором можно закрепить трекер. Подойдет телескоп, спутник или геодезический штатив, на котором можно разместить алюминиевую трубку подходящего размера или круглый алюминиевый стержень.

Изготовление крепления сервопривода.

Сервопривод (рис. 1) обеспечивает вращение антенны по азимуту и углу места и устанавливается на штатив, предоставленный пользователем. Вся подсистема будет стоить примерно 360 долларов США, а спецификация материалов подробно описана в Таблице 1. Два сервопривода - относятся к разным моделям. Stingray-4 используется в качестве редуктора по азимуту, поскольку он способен вращаться на 450 градусов, а Stingray-9 используется для подъема из-за его более высокого крутящего момента, который обеспечивает максимальный угол подъема 90 градусов. Замечания по строительству размещены на сайте www.arrl.org/qst-in-depth.

Изготовление крепления для антенны.

Крепление для антенны (рис. 2) устанавливается на крепление для сервопривода, прикрепленное к антенне, и его можно изготовить из ПВХ-трубы стоимостью менее 20 долларов. Схема крепления антенны, описанная на сайте www.arrl.org/qst-in-depth, подходит для различных небольших антенн. Если у вас есть двухдиапазонная логопериодическая антенна Elk Antennas, вставьте монтажные ножки Elk из ПВХ в соединители в верхней части стоек ПВХ-сборки. В качестве альтернативы, если у вас есть двухдиапазонная спутниковая антенна Arrow Antennas или самодельная антенна, имитируйте конструкцию Elk с двумя кусками ПВХ толщиной 1/2 дюйма длиной 2 дюйма. Просверлите отверстие диаметрально в верхней части каждой детали; каждое отверстие должно быть достаточно большим, чтобы в него можно было закрепить проволочную стяжку. Проденьте стяжку через каждый шлейф из ПВХ, а затем плотно прикрепите каждый шлейф к нижней части штанги антенны. Обращая внимание на центр тяжести антенны, расположите шлейфы так, чтобы они находились на расстоянии 9 дюймов друг от друга. Вставьте их в стойки крепления антенны из ПВХ трекера.

Изготовление блока сервоуправления.

Блок сервоуправления (рис. 3) содержит микропроцессор трекера и источники питания сервоприводов. В общей сложности эти предметы обойдутся примерно в 70 долларов. Блок управления содержит три небольшие платы : Arduino Uno, который управляет сервоприводами азимута и угла места, и два понижающих преобразователя LM2596 для питания сервоприводов. Эти платы хранятся в небольшой коробке для проектов. После завершения коробку можно установить сбоку от U-образного профиля.

В блоке управления есть две входные линии. Одним из них является USB-кабель, по которому подается напряжение +5 В для питания платы микропроцессора, а также для передачи сообщений управления поворотным устройством от SatPC32. Другой вход - это напряжение питания для питания серводвигателей. При использовании здесь понижающих преобразователей этот вход может составлять от +9 до +40 В. Любого напряжения в этом диапазоне достаточно для того, чтобы понижающие преобразователи выдавали +6 В на сервоприводы.

Перед сборкой встроенными потенциометрами преобразователей установите их выходные напряжения +6 В. Ток срыва каждого сервопривода составляет 2500 мА, следовательно, максимальный ток каждого из понижающих преобразователей составляет 3000 мА. Маловероятно, но возможно, что сервопривод заглохнет во время нормальной работы трекера. Отдельные понижающие преобразователи для каждого сервопривода также обеспечивают их охлаждение и отсутствие необходимости в радиаторах. По моему опыту, батареи LiFePO 9 В, 3 Ач более чем достаточно для питания сервоприводов на протяжении всех выходных.

Небольшие сервоприводы для хобби иногда могут получать питание непосредственно от платы Arduino, но сервоприводы в этом проекте - не могут. Их ток потребления превышает предел Arduino в 40 мА на контакт. Кроме того, их совокупный ток также может превышать предел платы микропроцессора в 500 мА. Поэтому вам необходимо отделить источник питания сервоприводов от Arduino. Блок управления имеет два стандартных сервосоединения в качестве выходов. Каждое из этих соединений имеет три вывода для подачи на сервопривод сигнала положения широтно-импульсной модуляции от Arduino, +6 В от одного из понижающих преобразователей и заземления. Я рекомендую использовать общее одноточечное заземление внутри блока управления. Спецификация блока сервоуправления приведена в Таблице 2.

Управляющее программное обеспечение.

Управляющее программное обеспечение работает на микропроцессоре и интерпретирует строки управления поворотным устройством SatPC32 в сервокоманды. Программное обеспечение доступно для загрузки по адресу www.arrl.org/qst-in-depth. После загрузки вы можете загрузить программное обеспечение из интегрированной среды разработки (IDE) Arduino в Arduino Uno в блоке управления через последовательный интерфейс Una. Запишите номер коммуникационного (COM) порта, который ваш компьютер назначает плате Uno. После загрузки программного обеспечения трекера закройте IDE, чтобы последовательный порт стал доступен для SatPC32. Отсоедините USB-кабель, а затем подключите его снова, чтобы убедиться, что COM-порт свободен. Посетите www.arrl.org/qst-in-depth и следуйте стандартным инструкциям SatPC32 для настройки управления ротатором.

Тестирование и калибровка.

Вы можете проверить точность трекера в помещении, без установленной антенны. Начните с ввода AZOELO, используя функцию ручного управления ротатором SatPC32. С помощью компаса поворачивайте штатив так, чтобы крепление антенны указывало на истинный север. Затем выровняйте крепление антенны, отрегулировав длину ножек штатива. На этом этапе могут оказаться полезными цифровой инклинометр, пузырьковый уровень или приложение для iPhone. Азимут можно проверить аналогичным образом, используя функцию ручного ввода SatPC32. Соблюдайте осторожность, поскольку серводвигатели нарушают магнитные поля в непосредственной близости от них. Введите несколько ручных команд, чтобы изменить высоту, оставив азимут фиксированным на нулевом уровне. Проверьте, находится ли угол крепления антенны в пределах нескольких градусов от входного значения.

Если передняя часть крепления, обращенная к истинному северу, направлена вниз, а не вверх, отвинтите сервопривод угла наклона от крепления и измените его ориентацию.

Если полученные углы возвышения недостаточно точны, код можно изменить, как показано на сайте www.arrl.org/qst-in-depth.

Использование в полевых условиях.

Прежде чем вы сможете работать в полевых условиях, необходимо подать питание на сервоприводы и подключить USB-кабель. После выполнения этих шагов откройте SatPC32 и используйте ручной ввод значка EasyComm, чтобы снова ввести AZOELO. Переместите штатив так, чтобы антенна была направлена на истинный север, и отрегулируйте ножки штатива, чтобы выровнять антенну. Теперь он готов отслеживать спутники под управлением SatPC32.

Благодарности.

Этот проект во многом обязан работе других. Физическая конструкция с использованием сервоприводов основана на книге Элвуда Дауни WB00EW автономный спутниковый трекер - в выпуске QEX за март/апрель 2016 года. Код для анализа строк азимутального возвышения EasyComm был адаптирован из кода Виорела Раковитеану, Y03RAK, проект ротатора антенны на https://create.arduino.cc ...

Раздел sat-ksm : список всех страниц ...