Systém ovládání antén
EME
ÚVOD
V srpnu 2006 jsem navštívil OM Mirka OK1YK
v jižních Čechách. Z naší výměny technických informací je zřejmé, že pro řízení
a nastavování antén EME používáme stejná zařízení. Mira se zajímal o můj systém
sledování a sdělil mi, že více stanic OK používá konfiguraci s motorem AlfaSpid
v azimutu. Můj přítel JAN OK1VJG se vyjádřil, že mé řešení ovládání antén EME
může posloužit OK amatérům jako inspirace a navrhl, že popis přeloží do češtiny,
za což mu děkuji. 73 F1TE.
Spolu s OM F6BKI jsme se
rozhodli, že každý postavíme stanici EME pro
Jedná-li se o větší antény,
v našem případě jde o typ 4 x 3 WL o délce
Rozhodli jsme se pro elevaci EL
použit zdvihák získaný z běžné parabolické satelitní antény o průměru 18“.
Tento typ zdviháku se v angličtině nazývá „actuator“ a je k dispozici
ve výhodné cenové relaci na úrovni 50 EUR.
Na dvou fotografiích je můj kompletní anténní systém. Ve dvou
vertikálních trubkách PVC viditelných po stranách naklápěné základny, jsou
umístěny předzesilovače, systém sdružovače a přepínač polarizace antén.
Pro ovládání v AZ jsme použili
motor typu RAK AlfaSpid který je k dispozici ve Francii u prodejce RF-HAM
(http://www.rfham.com/)
Jakmile bylo
rozhodnuto o mechanickém řešení a toto bylo realizováno, zbývalo vyřešit
ovládání motorů a zpětnou vazbu polohy.
Pro ovládání
výkonových obvodů nutno vzít do úvahy, že oba motory jsou stejnosměrné, napájené
nízkým napětím a smysl jejich otáčení se mění změnou polarity napájecího napětí.
Funkční rozsah napájecího napětí je dostatečně velký, motor zdviháku má mít
napájecí napětí 36 V, ale v našem případě jeho rozběhový moment byl ještě
dostatečný při 15 V.
Motor AZ funguje
s napájecím napětím mezi 12 V a 24 V. Pro oba motory lze tudíž použít
stejný zdroj napájecího napětí.
Pro snímání polohy
anténního sytému a zajištění zpětné vazby řídícího systému se nabízí několik řešení:
* Snímání polohy potenciometrem mechanicky svázaným s osou
otáčení systému,
* Kyvadlový systém
s potenciometrem pro osu EL,
* Absolutní nebo
relativní rotační inkrementální optické snímače (např. produkce USDigital)
*
atd..
Systémy
využívající potenciometrické snímání polohy osy otáčení vyžadují převodník A/D
pro zajištění zpětné vazby.
Snímače polohy vyžadují precizní a
více-méně složitý mechanický převod, který by měl být být bezporuchový a spolehlivý. Proto musí
být pečlivě konstruován a chráněn proti nepříznivým povětrnostním vlivům. Právě
táto část zařízení bývá zdrojem problémů.
V našem případě, kdy pro
anténu 144 MHz je přesnost 1° více než dostačující, jsem zvolil systém mnohem
jednodušší, používající impulzy generované těmito dvěma
motory.
Zvedák, jakož i motor RAK jsou
vybaveny magnetickým snímačem typu ILS (Interrupteur ŕ Lame Souple = spínač
s pružnou lamelou).
Motor RAK generuje 1 impulz / 1° ,
tj. 360 impulzů na otáčku.
Zvedák
Zatímco v případě rotoru AZ
existuje proporcionalita mezi počtem generovaných impulzů a polohou – u zvedáku
tomu tak není z důvodu převodu lineárního pohybu na pohyb rotační vloženým
táhlem. Bude tudíž zapotřebí provést angulární (úhlovou) korekci v průběhu
načítání impulzů generovaných zvedákem.
Za těchto podmínek, kdy snímače
polohy jsou integrovány v motorech, dlouhodobá spolehlivost a
opakovatelnost orientace anténního systému mohou být vynikající.
Ale načítání a odečítání impulzů ze snímačů představuje řadu
problémů při jejich zpracování, má-li se vyloučit nesouhlas mezi skutečnou
polohou antény a zobrazeným údajem o poloze antény. Z tohoto důvodu je
nutná inicializační procedura řízená programem v MCU pro nastavení
systému.
V zařízení je použit
mikrokontroler (MCU) produkce Microchip typu PIC16F877A, který
zajišťuje:
- funkci zobrazovače LCD 2x20 znaků
a sériového kanálu přenosu dat RS232 pro automatický provoz systému,
- čtení stavu tlačítek pro ruční řízení a
- řízení výkonových stupňů motorů.
Přední panel ovladače antén EME.
Poznámka: Spínač „LNA ON /OFF“ a LED „RX/TX“ nepatří do systému řízení
antény – je to zapnutí /vypnutí nízkošumového předzesilovače umístěného u
antény.
Specifika schématu
Port
E
(JP3) k portu se připojují tři tlačítka mající dvojí funkci:
Zajišťují konfiguraci
a cejchování ovladače a povelují v paměti uložené nastavení antény jako
např. návrat na pozici nula stupňů, nebo na parkovací pozici. Tyto akce jsou
provedeny pomocí třech tlačítek podle toho, které z nich je momentálně
sepnuto na JP3.
Port D je určen k řízení funkce
zobrazovače LCD.
Port
C řídí sériovou komunikaci kanálem RS232 svými bity C6 a C7. Přijímá informace od
tlačítek ručního ovládání motorů přes piny C0, C3, C4 et C5. Výstup C2 dovoluje
ovládat rychlost motoru azimutu AZ přes tranzistor Q7 ovládající příslušné relé
K5.
Relé K5 zkratuje
odpor 6,8 ohm kontaktem NC (Normaly Closed) zapojeným v sérii
s napájením motoru azimutu AZ. Mikroprogram počítá úhel chyby, zavře relé
v momentě, kdy chyba překročí hodnotu 8 stupňů a zapojí do funkce odpor.
Tímto způsobem rozběh a zastavení otáčení se provádí sníženou rychlostí
s vyloučením mechanických rázů motorů a antén.
Port
B je
použit pro programování „in situ“ (ISP) a rovněž pro odlaďování programů (RB3,
Bity 4 et 5 přijímají
(eventuálně) impulzy vyjadřující polohu antény v azimutu. Tyto impulzy jsou
ještě předtím filtrovány a tvarovány ve dvou KO Schmitt 74LS14.
Bit 0 je použit pro
detekci výpadku napájecího napětí a zálohování (ochranu) dat o pozici antén.
Kondenzátor 100 MF (
Port
A je
určen pro povely řídící výkon motorů pomocí tranzistorů a
relé.
Integrovaný obvod
74HCT14 je Schmitt trigger umožňující tvarování impulzů přicházejících od
motorů. Zobrazovač LCD je typ
kompatibilní s typem Hitachi HD44780 majícím dva řádky po 20-ti znacích
v konektoru 14 pinů v řádku.
Kondenzátor C14 má
kapacitu 0,1 Farad nutnou pro prodloužení funkce MCU o několik sekund po výpadku
napájení.
Přerušení napájení
MCU je detekováno přerušením (RB0, POWER_FAIL) pro uskutečnění zálohovacích
procedur uložení pozice v paměti flash a zastaveni programu.
Přerušení funkce MCU
je zahájeno jakmile vstupní napětí stabilizátoru U1 klesne pod 9 V.
Schéma ovladače a
výkonových obvodů nepotřebuje zvláštní výklad.
Relé mohou být typu « RM 94P - 12»
Napájení motorů musí
poskytovat dvě napětí: přibližně plus (+) a mínus (-) 18 V. Velikost těchto
napětí není kritická, jednocestné usměrnění postačí. Lze použít transformátor 2x
15 V pro 45 VA.
Program je napsán
v jazyce C pro MCU PIC na vývojové platformě PCW.
.HEX
Princip funkce
Znalost smyslu
otáčení motoru je nutná proto, abychom určili, zda impulzy přijímané od motoru
nutno v čitači impulzů přičíst nebo odečíst. MCU vyšle k motoru příkaz
smyslu otáčení.
MCU otevře časově
limitovanou možnost pro načítání resp. odečítání impulzů podle platnosti příkazu
pro otáčení motorů. Toto „časové okno“ je otevřeno několik okamžiků před startem
motorů a je zavřeno až několik okamžiků po zastavení motorů. Setrvačností antén
by totiž mohlo dojít k vyslání impulzů, které nebudou evidovány čitačem.
Impulzy přijaté na
vstupech B4 a B5 spustí zpracování podprogramem přerušení. Jelikož motory se
mohou zastavit i uprostřed impulzu, MCU načte nebo odečte každý přechod
vzestupný, nebo sestupný.
Výpadek napájecího
napětí vyvolá rovněž prioritní přerušení, které zastaví motory (pokud se točí) a
uloží do paměti EEPROM hodnoty čitačů impulzů elevace - výšky - a azimutu
tak, aby správná pozice antény se
zobrazila při příštím zapnutí ovladače.
Přijem znaků sériovou
linkou RS232 je rovněž zpracován rutinou přerušení. Jestli se motory právě točí,
příkazy pro tracking přicházející kanálem RS232 nejsou zpracovávány, aby nedošlo
k přerušení počítání impulzů.
V aktuální verzi
SW ovladač reaguje na příkaz přicházející kanálem RS232 pouze tehdy, je-li
rozdíl úhlu větší než 2 stupně. Pokud kanálem RS232 byly přijaty příkazy pro
ovládání antén, nutno čekat 5 vteřin kdy jsou příkazy pro ruční ovládání
zadrženy a zablokovány. Po uplynutí 5 vteřin lze ruční ovládání opět použít.
Hodnoty čitačů
impulzů umožňují určit polohu antén. Pro azimut je to snadné, neboť motor
generuje 360 impulzů na otáčku, tj. 720 přechodů (nebo-li náběžných a sestupných
hran impulzů). Pro získání polohy antény stačí údaj čitače dělit
dvěma.
Pro určení skutečné elevace - výšky
antény (ELevace – ALTitude) musíme porovnávat hodnotu čítače impulzů
s předem připravenou kalibrační (cejchovací) tabulkou, která má 19 bodů po
5°-ti stupních v rozmezi 0° až 90°. Ke každé z těchto pozic je
v paměti zapsána odpovídající hodnota čítače impulzů. Body nacházející se
mezi tabulkovými hodnotami program
vypočte interpolací.
Tabulkové hodnoty jsou případ od
případu různé a podstatně závisí na mechanické montáži zvedáku. Tudíž kalibraci
výšky nutno provést až po definitivní montáži pohonu výšky. Máme-li možnost, lze
ke kalibraci použít i « digital spirit level » digitální měřič
sklonu - inklinoměr.
Pokud náš mechanizmus nepokrývá
celých 90°, do posledních pozic zapíšeme stejné hodnoty.
Ve výběru máme možnost znovu číst a
kontrolovat 19 bodů tabulky. Můžeme sledovat nárůst v průběh křivky čitače a
eventuálně opravit /upravit zjištěné skokové nepravidelnosti křivky.
Nepravidelnosti mohou být způsobeny
malými chybami řádu několika impulzů při ustavení některých
pozic.
Procedúru kalibrace opakujeme
s využitím přesných hodnot teoretické (korigované) kalibrační křivky. Pro
většinové použití tohoto systému na EME byl použit doraz NORD – SEVER jako
výchozí nastavení azimutu.
Použití
Po zapnutí na displeji LCD je
zobrazeno:
|
F1TE ROTOR Req AZ 123° EL 16° * Pos |
První řádek « Request » zobrazuje žádosti o
nastavení antén do určené polohy.
Druhý řádek « Position » zobrazuje skutečnou
polohu motorů.
Slovo ROTOR v prvním řádku nutno chápat
jako „motor“ (pro AZ nebo EL).
Hvězda před Pos indikuje, že MCU je připravena
přijmout kanálem RS232 žádosti o nastavení do polohy. Hvězda zmizí pokud jsou
motory v činnosti.
Žádosti o nastavení mohou přicházet ze
třech míst.
Jsou to:
* Spínače ručního ovládání (spínače E-W,
N-S jsou umístěny pod LCD).
* Tlačítka v paměti uloženého
přednastavení Zero a Park.
* Sériový komunikační kanál RS232 (9600 bd)
nebo Tracking
(sledování)
Podle toho, odkud přichází žádost o
nastavení, na prvním řádku LCD před Req
jsou zobrazeny znaky:
M(anual), Z(ero), P(ark) nebo T(rack).
Ruční nastavení
Spínače ručního ovládání dovolují
zobrazit na prvním řádku LCD očekávanou pozici antény v azimutu AZ a v
elevaci - výšce – EL. Jakmile je cílová (požadovaná) poloha správně zobrazena na
prvním řádku, motor (nebo motory) se zapínají se zpožděním 1 sekundy. Zpoždění
umožňuje dodatečně provést korekci v zápisu souřadnic.
Rotaci anténního systému lze
zastavit stlačením příslušného tlačítka (spínače E-W, N-S). Odpovídající motor
se zastaví okamžitě, pozice antény je přepočtena a zobrazena na LCD. Po dobu
manipulace se spínačem ručního ovládání jedneho motoru je zastaven i chod
druhého motoru.
Nastavení - uložené do paměti
K tomu příslušná tři tlačítka se
nazývají
Zéro,
Park,
Memo
a odpovídají třem bitům MCU RE0, RE2 a RE1.
Tlačítko « Zéro » dovoluje nastavení
anténního systému na pozici „0“ stupňů v AZ i EL.
Tlačítkor « Park » dovoluje nastavení
anténního systému na libovolnou pozici „parkování – parking“.
Aby do paměti mohla být zapsána
pozice antény definovaná jako „parking“ nutno současně stlačit tlačítka « Memo » a « Park ».
Tímto způsobem je momentální
pozice antény definována jako parkovací „parking“.
Sledování
Povely pro nastavení jsou získány
přes sériový komunikační kanál la RS232 ve formátu Nova, EasyCom nebo
GS232.
Většina příkazů GS232 není v našem
systému zavedena. Využity jsou
pouze « Waaa eee » a
« Maaa ». Mikroprogram
analyzuje přijatý řetězec znaků a z nich získává hodnoty souřadnic azimutu
a elevace. Motory jsou spouštěny pouze v případech, kdy odchylka nové
pozice od původní je větší než 2 stupně. Je nutno se vyhnout přerušení napájeni
za chodu motorů – může dojít k výpadku synchronizace
čitačů.
Konfigurace
Každé
ze třech tlačítek pro přednastavení může být stlačeno současně se zapnutím
napájecího zdroje a tím umožnit vstup do jedné z třech fází
konfigurace:
Tlačítko « Zéro »
odpovídá
bitu RE2 v MCU.
Dovoluje nastavení motorů AZ a EL
na jejich referenční pozice. Například pro případ, kdy anténa může být zaměřena
na známý navigační topografický bod.
Pro azimut je požadován referenční
hodnota
|
REF AZIMUT 0 THEN PUSH ‘PARK' |
Hodnota „0“ (zero) je systémem navrhována
jako přednastavená, standardní (default), ale může být změněna spínačem ručního
nastavení AZ. Jakmile je nastavena zvolená referenční hodnota v azimutu AZ,
nutno stlačit tlačítko « Park »
uprostřed.
Pak obdržme zprávu žádající nastavení
azimutu AZ na právě zvolenou referenční hodnotu.
|
SET AZIMUT TO 0 THEN PUSH ‘PARK' |
Spínačem ručního ovládání azimutu AZ
nastavíme motor AZ do referenční pozice.
Tlačítkem Park potvrdíme nastavení a tím přivedeme
synchronizaci v azimutu AZ.
Následující zpráva žádá nastavení elevace
EL do pozice „0“ stupňů.
|
SET ELEV. TO ZERO THEN PUSH
‘PARK'
|
Žádané nastavení se provede pomocí spínače
ručního ovládání elevace EL a potvrdí se tlačítkem Park.
Tímto způsobem jsou motory
nastaveny do jejich referenčních pozic. Referenční pozice v azimutu se může
lišit od mechanických dorazů motoru AZ.
Provedený úkon zajišťuje
synchronizaci zobrazení souřadnic na LCD se skutečnou pozicí antény. Jestli
v provozu dojde ke skluzu a k výpadku z této synchronizace, lze
kdykoliv synchronizaci obnovit.
Tlačítko « Park »
Odpovídá bitu RE0.
Po zapnutí napájení dovoluje čtení
kalibrační tabulky pro elevaci EL. Tabulka zobrazuje 19 pozic od 0° do 90° po krocích 5° stupňů. Tlačítko
« Zéro » umožňuje
prohlídku (defilé) všech 19 hodnot.
V paměti MCU jsou uloženy
počty impulzů odpovídající těmto 19 pozicím v elevaci EL. Pro pozici polohy uvnitř kroku 5°
je v MCU vypočtena interpolace.
Tlačítko « Memo »
Odpovídá bitu RE1.
Po jeho stlačení a současném zapnutí
napájení, lze zahájit proceduru stanovení kalibrační křivky v tabulce
elevace EL.
.
|
CONFIG ELEVATION Push ‘PARK' when Ok |
Následující zpráva žádá postupně nastavovat
zvedák elevace EL v rozmezí 0° až 90°stupňů.
|
Push ‘Park' when Ok EL TO 0 IMP 100 |
Každou pozici elevace nutno nastavit pomocí
spínače ručního ovládání elevace EL a kontrolovat (tj. porovnávat pomocí měřiče
sklonu) se skutečnou pozicí antény. Shodnost zobrazené souřadnice se skutečnou
pozicí antény se potvrzuje tlačítkem « Park »
Hodnota čitače
impulzů je zobrazena pro každou pozici. čitač impulzů zobrazuje hodnotu 100
odpovídající počáteční pozici 0°
stupňů v EL.
Mechanizmus EL je
úplně nakalibrován až po zapsáni všech 19-ti hodnot EL do paměti
MCU.
Systém je konstruován
na dvou vájemně propojených deskách plošných spojů o rozměrech 125 x
Deska
mikrokontroléru
Je tvořena deskou dvoustranného plošného spoje (DPS - PCB) přičemž z důvodu úspory místa
některé součástky jsou v pouzdrech pro plošnou montáž SMD.
Byly použity odpory a
kondenzátory série 1206 umožňující svými rozměry snadnou montáž. Některé
součástky svými vývody propojují plošné spoje na dvou stranách desky, musí být
tudíž pájeny z obou stran – pokud ovšem nepoužíváme DPS s prokovenými
otvory. Z důvodů pájení vývodů z obou stran nutno pro MCU použit
patici precizní RM 2,54 ( typ DIL40PZ v GME).
Průměry pájecích
plošek DPS jsou dostatečně velké a umožňují použít i domácí technologii výroby plošných
spojů.
Velikost otvorů v DPS je standardní
Rozměry
DPS pro měřítko 1:1 jsou 125,1 x
Deska DPS pro
mikrokontrolér
|
MIKROKONTROLER - CONTROL TRACKING – F1TE
200 250 - Rozpiska součástek 1. září
2006 Strana
1 | |||
|
Item |
množství |
označení
ve schematu |
Hodnota |
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
C1 |
470_µF/35_V
radial 5,08_mm |
|
2 |
1 |
C2 |
10_µF/16_V
radial 5,08_mm |
|
3 |
1 |
C3 |
0,1_µF/35_V
radial 2,54_mm |
|
4 |
7 |
C4,C5,C8,
C9,C10,C11,C12 |
0,1_µF
SMD 1206 |
|
5 |
2 |
C13,C15 |
0,1_µF
radial 5,08_mm |
|
6 |
2 |
C6,C7 |
18_pF
SMD 1206 |
|
7 |
1 |
C14 |
0,1_F
Memory backup capacitor |
|
8 |
1 |
D1 |
Zener
9,1_V/ 0,5 W |
|
9 |
1 |
D2 |
Zener
4,7_V/ 0,5_W |
|
10 |
6 |
D5,D3,D9,D10,D11,D12 |
1N4148 |
|
11 |
1 |
JP3 |
Konektorové
kolíky lámací jednořadé
|
|
12 |
1 |
J1 |
Konektor
- vidlice rovná 10 pólů – Typ:
ASS02029Z |
|
13 |
1 |
J2 |
Konektorové
kolíky lámací jednořadé
|
|
14 |
1 |
J3 |
Svorkovnice
– ARK RM palcová rozteč 5x 5,08mm – Typ: ARKZ 950/5
|
|
15 |
1 |
J4 |
Konektorové
kolíky lámací jednořadé
|
|
16 |
1 |
J5 |
Svorkovnice
– ARK RM palcová rozteč 5x
3,81mm – Typ: ARKZ 950/5
|
|
17 |
1 |
LCD1 |
LCD
HITACHI 2X20 |
|
18 |
5 |
Q1,Q2,Q3,Q4,Q7 |
BC238 |
|
19 |
7 |
R1,R2,R4,R5,R24,R26,R27 |
4,7_kW
SMD 1206 |
|
20 |
4 |
R3,R9,R14,R17 |
1_kW
SMD
1206 |
|
21 |
1 |
R6 |
1,5_kW
SMD 1206 |
|
22 |
1 |
R8 |
47_kW
SMD 1206 |
|
23 |
4 |
R10,R11,R12,R13 |
10_kW
SMD 1206 |
|
24 |
1 |
R15 |
5_kW
POT. CERMET |
|
25 |
3 |
R19,R20,R21 |
22_kW
SMD 1206 |
|
26 |
2 |
R22,R23 |
33_kW
SMD 1206 |
|
27 |
1 |
U1 |
LM7805/TO220 |
|
28 |
1 |
U2 |
PIC16F877A-I/P
20_MHz DIP40 |
|
29 |
1 |
U3 |
MAX232CWE
SMD - 16 SO WIDE |
|
30 |
1 |
U5 |
74HCT14D
SMD |
|
31 |
1 |
Y1 |
Quartz
20_MHz |
Deska ovladače motorů
je jednostranný plošný spoj (PLS - PCB) který je pomocí
distančních sloupků délky
Rozměry PLS pro měřítko 1:1
jsou 125,1 x
Deska ovladače
V ovladači
lze použít relé typu « RM 94P
- 12»
Relé musí být dimenzováno pro spínání
proudu minimálně
(náhrada za původní relé RP310012 produkce
SCHRACK).
Relé zajišťují separátní
napájení motorů a tím i galvanickou
izolaci vůči logickým obvodům. Externí napájení motorů je chráněno
odpovídajícími pojistkami v pouzdrech umístěných na zadní stěně skříně.
Relé
K5 je ve funkci pouze při rozběhu a
zastavení motoru azimutu AZ. Z desky ovladače je napájena deska
mikrokontroleru přes konektory JP2 – J1.
|
OVLADAč
- CONTROL TRACKING – F1TE 200 250 - Rozpiska součástek 1. září 2006 | ||||
|
Item |
QMnožství |
Reference |
Hodnota | |
|
|
|
|
| |
|
1 |
2 |
C2,C1 |
2200_µF/63_V | |
|
2 |
3 |
C3,C6,R12 |
0,1_µF | |
|
3 |
1 |
C5 |
4700_µF/
30_V | |
|
4 |
2 |
C11,C12 |
1_µF/
50_V NP | |
|
5 |
4 |
D3,D6,D8,D10 |
LED | |
|
6 |
5 |
D16,D17,D18,D19,D25 |
1N4001 | |
|
7 |
1 |
JH1 |
TP
+12_V | |
|
8 |
1 |
JP1 |
Svorkovnice
ARK RK rozteč 5x 5,08mm –
Typ: ARKZ 950/8
| |
|
9 |
1 |
JP2 |
Dutinková
lišta jednořadá | |
|
10 |
1 |
JP3 |
Svorkovnice
ARK RK rozteč 5x 5,08mm –
Typ: ARK 120/3
| |
|
11 |
1 |
JP4 |
Svorkovnice
ARK RK rozteč 5x 5,08mm –
Typ: ARK 120/2
| |
|
12 |
5 |
K1,K2,K3,K4,K5 |
Code
FARNELL : 1169165 Fabricant FINDER Ref. Fabricant : 4061-7012-0000
nebo RP310012 SCHRACK | |
|
13 |
4 |
R1,R17,R18,R19 |
1_kW | |
|
14 |
1 |
R6 |
4,7_kW | |
|
15 |
1 |
R20 |
6,8
W
/10_W | |
|
|
|
|
|
|
Po zapojení desek plošných
spojů lze otestovat motory a jejich smysl otáčení. Postupně uzemňujeme svorky 2,
3, 5, 6 na konektoru JP2, tím spouštíme motor azimutu, zkoušíme smysl jeho
otáček vpravo /vlevo (vlevo je ve směru hod. ruček) a obdobně i motor elevace
nahoru /dolu. Pokud se motory netočí ve správném směru, prohodíme polaritu
napájecího napětí.
Pak nutno nad desku ovladače
připojit desku mikrokontroleru a zkontrolovat správnou hodnotu napětí
v bodech napájení integrovaných obvodů. Vyplácí se kontrolu provést ještě před osazením IO na desku.
Posléze osadíme zobrazovač LCD a nastavíme vhodný kontrast
potenciometrem tak, aby matrice znaků byla sotva znatelná. Naprogramovaný MCU
PIC osadíme do objímky jako poslední.
Po zapnutí systému a při
inicializaci programu se na LCD zobrazí úvodní zpráva.
Pak je nutno provést konfiguraci
mikrokontroleru jak bylo uvedeno výše.
Silné stránky
projektu…
Použití snímačů
impulzů motoru EL elevace (zvedáku) je mechanicky jednoduché řešení, které
nevyžaduje použití inkrementálních rotačních kodérů připojených ke oběma osám
systému.
Popsané řešení
podstatně zvýší spolehlivost systému. To ocení hlavně uživatelé potenciometrů
k orientaci antén.
Přesnost zvedáku o
zdvihu
Motor azimutu AZ
poskytuje sice méně impulzů, ale přesto udržuje přesnost v rozsahu jednoho
stupně, což je plně dostačující pro anténní systémy 144 i 430
MHz.
Logika řízení systému
je daná programem uloženým v paměti MCU a je pružná v tom smyslu, že
dovoluje pozdější změny a zlepšení. SW funguje perfektně ve spolupráci se
známými ovládacími programy např. Logger32, SatPc32, TrackSm, ale určitě i
s jinými.
… a
slabiny
Použitý způsob
kódování je tzv. relativní což znamená, že je závislý na inicializační
kalibraci. Pokud za provozu dojde k pootočení antény mimo rozsah
kontrolovaný systémem, dojde ke ztátě synchronizace skutečné polohy se
zobrazenými souřadnicemi. V těchto případech nutno znovu provést
inicializační kalibraci systému.
Závěr
Koncepce systému pro
automatizované ovládání antén používající čítač impulzů pro použitou mechaniku
elevace EL se jeví originální, neboť autor nenalezl jiný pramen řešící tímto
způsobem linearitu pohybu systému v elevaci.
Popsaný systém řízení
pohybu antén pro sledování EME byl dosud realizován dvakrát, u OM F6BKI a F1TE.
S anténním systémem jsme na EME aktivní od prosince 2005, systém plně
uspokojil naše očekávání: Při normálním používání systému nedošlo ani jednou ke
ztrátě synchronizace mezi skutečnou polohou a zobrazenými souřadnicemi.
Autor dává zájemcům
k dispozici SW pro MCU i ve forme zdrojového textu. Umožňuje tím provádět
libovolné změny v programu, vzdává se autorských práv ve prospěch amatérů a
nečiní si nároky na « copyright ».
Poznámka:
Obrazy plošných spojů jsou vytištěny naruby, což umožňuje
tisk kopie, nebo kontakt na světlocitlivou vrstvu nanesenou na vrstvě Cu PLS. Po
odleptání PLS identifikační znaky musí být čitelné a musí se nacházet na
správných místech.
Příloha 1.
Jelikož autor nedisponuje
„skálopevnou vírou“ v neomylnost systémů, dal přednost jednoduché úpravě
uvnitř motoru. Přidal dva mikrospínače zkracující dvě výkonové diody umožňující
zastavení motoru po otáčce o 360° s překrytím cca 30°. K ovládáni
mikrospínačů je použit pásek z AK plechu ze kterého je vytvořena objímka
upevněná na otočné ose šnekového kola a „jazýček“ otočný asi o 30° kolem své osy
a v krajních polohách ovládající mikrospínače.
Principiálně stejným systémem
koncových mikrospínačů je vybaven i zvedák elevace, mikrospínače jsou umístěny
na začátku a na konci pohybového šroubu zvedáku.
V případě ztráty kontroly nad
řízením, nebo jestli impulzy od motorů nejsou přijaty v MCU, popsaná instalace
koncových vypínačů tvoří jedinou spolehlivou chranu systému. Praktické
zkušenosti svědčí o tom, že ochrana je skutečně nutná i vzhledem k občas se
vyskytujícím výpadkům funkce motorů.
Autor článku: Lucien SERRANO, F1TE,
E-mail: 
Překlad z francoužštiny:
Ing.Ján GREčNER, OK1VJG, SKYPE < jan.grecner >, Email:
Poznámka:
článek nebyl
jazykově korigován.