Про поворотное устройство для антенны под управлением Ардуино не писал только очень ленивый. И тем не менее, как мне кажется, самое простое "нарисовал" я:-) При кажущейся сложности поворотных устройств, вернее пультов управления, при определённой экономии можно создать очень простое устройство позволяющее сильно экономить телодвижения :-) У меня есть некоторый опыт эксплуатации устройств типа Yaesu G800DXA и G5500. Конечно доволен, что они у меня есть вообще, но у них есть и недостатки. Первый - кривая система предустановки в G800: очень неточная, хотя "наводить" трудно. В G5500 предустановки вообще нет. При том, что сами механизмы поддерживают достаточно точную индикацию поворота, держать нажатыми кнопки пока антенна не спеша доберётся до нужного азимута утомительно.
Поэтому я отказался от кнопок как от паразитического класса на здоровом теле цифровой индикации угла поворота. Суть в том, что не надо долго держать кнопку пока антенна повернётся в нужную сторону. Достаточно задать угол на который должна повернуться антенна и нажать кнопку "Старт". Оба органа управления совмещены в енкодере с числом импульсов 24 на оборот и кнопкой на той же оси. При включении прибора на экране отражается угол Az (градус) куда смотрит антенна сейчас и предустановка (Pres) в 180 градусов. Значение 180 градусов выбрано не случайно. Теоретически это середина и в большинстве случаев от этой точки до желаемой (в пределах 360-ти гардусов) расстояние (время) минимальное. Но мотор (антенна) не крутится ожидая установки. Вращая енкодер, устанавливаем направление куда должна повернуться антенна - значение 180 измениться на то что нам надо, например, 250 градусов. При нажатии кнопки энкодера Ардуино определит в какую сторону нужно крутить, включит соответствующее реле и покажет принятое значение направлениz "Set", стрелку показывающую что двигатель включен и куда поворачивается антенна. Когдла антенна повернётся, компаратор выключит двигатель и "погасит" стрелку и Set. Для усорения процесса шаг энкодера принят равным 5-ти, что будет соответствовать точности установки направления в 5 градусов. Со мной можно поспорить, но я посчитал эту величину необходимой и достаточной.
К антенне, собствено двигателю, напряжения подаются парой реле 250 вольт 10 ампер, тоже модули Ардуино. Реле 250 вольт 10 ампер, на такую игрушку хватает вполне. При равенстве напряжений реле отключается и система ждёт следующего обращения. Если оно будет :-) Само устройство представляет собой двигатель с "надетым" на ось потенциометром, который выдаёт постоянное напряжение пропорционально углу поворота и концевики. В родной конструкции, а в ней все узнали широко распространённую на базарах Украины модель исполнительного устройства ПР-1М, потенциометр представляет собой "подкову" и плюс ко всему еще и сопротивлением только 200 Ом.
От него многие отказываются и помещают внутрь редуктор 1:2 и потенциометр 10-15 кОм на второй оси, что проблему решает если находится нужный конструктив. У меня в лесу с механикой напряг, поэтому я всё с радостью оставил внутри (особенно концевики :-), последовательно с родным потенциометром включил резистор на 1 кОм, чем добился снижения тока до приемлимого значения и питаю эту цепь 12 вольтами. При таком раскладе на выходе этой части компаратора имеем нужное изменение напряжения 0-4,5 вольта при повороте вала на 180 градусов. Очень удобно для магнитных антенн и ротари диполь. Но нам хочется 360 градусов. Поэтому внешний редуктор, а он всё равно будет нужен так как крепить антенну прямо на вал нежелательно, Может быть если только лёгкую УКВ. Поэтому опорно-поворотный подшипник в основании и цепная передача прямо с осями от велосипеда, Большая звёздочка на вал мотора, маленькая на трубу мачты. Неизбежные в этом случае расхождения реального угла и "показометра" легко корректировать парой сопротивлений вокруг "наосного" потенциометра. Ниже короткое видео с разъяснениями.
Преимущества предлагаемого решения - все детали доступны и соединения просты. Прошивка тоже прозрачная, разве что не очень понятна в том месте, где идёт борьба с "дребезгом" компаратора вокруг указанного пресета. Эта проблема встречается во всех без исключения моделях преобразования угла поворота в цифровое значение через изменяющееся постоянное напряжение (на потенциометре). В данном случае она решается введением двух скоростей перестройки (STEP) и введением гистерезиса. Конечно же, бесплатный сыр только в мышеловке и за это придётся рассчитываться точностью позиционирования. Конечно же на эту тему можно поспорить, но я на основании своего опыта пришёл к выводу что 5 градусов на КВ достаточно вполне, а на УКВ с сомнением, но тоже сгодится. Если антенна более 12-15 элементов, то может быть и недостаточно.
Вообще то можно было обойтись и без энкодера. Просто поставить вместо него потенциометр с которого брать опорное наряжение "подставки" (Preset). Но тогда придётся вводить дополнительно кнопку (на энкодере она уже стоит) по нажатию которой значение пресета запишется в память и включаться реле мотора. В таком варианте нужно просто исключить участок кода (скетча) описывающий работу с энкодером. Прошивку и описание в формате pdf можно взять тут.
Ниже приведена схема подключения блоков и узлов. На схеме отсутствуют комментарии, что даёт свободу при конструировании механики. Но прочитать первую часть статьи обязательно :-) В принципе можно применить любой другой поворотный механизм. Самой модели Ардуино это без разницы, электроника будет работать согласно программы, но тогда потеряется очарование абсолютной доступности решения. Я исходил именно из этого постулата. Это поворотное и легкая и доступная антенна, например такая как я использовал на даче, огородно-полевая, составит замечательную пару достаточную для того чтобы выйти из категории "одни верёвки". Или "мир, невидимый с дельтой 80-ти метрового диапазона" :-) Впрочем на вкус и цвет товарищей нет.
Комментарии
НУ да, по двум проводам удобнее. Можно даже подключить два монитора и вдвое увеличить информативность табло устройства. По поводу советов и поправок одно из двух либо перенести в форум, там можно писать, либо на почту участок кода с комменатриями - опубликую как дополнение от UB9YBF
73!
Знаю, что это лечится програмно,
PS.
Подключил дисплей по I2S. Для коректной работы нужно немного изменить скетч. Хотел поделиться, но код здесь не отображается полностью
RSS лента комментариев этой записи