Darek

D A T

CYFROWE STEROWANIE ROTOREM.
Mikroprocesorowy sterownik rotora "CONRAD" lub podobnych np. AR-300, AR-303.



ZAPRASZAM WSZYTKICH CHĘTNYCH
DO ZAKUP PŁYTKI WRAZ Z OPROGRAMOWANIEM MIKROPROCESORA.

KONTAKT POPRZEZ eMAIL LUB GG 3699781

Płtki dostępne są również tutaj.

CENA PŁYTKI 50zł + 30zł OPROGRAMOWANIE

SPRZEDAWANE BĘDZIE WYŁĄCZNIE W KOMPLECIE CENA 80zł.

BRAK MOŻLIWOŚCI ZAKUPU SAMEJ PŁYTKI CZY SAMEGO OPROGRAMOWANIA!

Pierwsza partia płytek jest już dostępna.

;
Film pokazujący działanie sterownika "DAT"font>

Dokumentacja

- schemat sterownika

- schemat podłaczenia potencjometru

- lista części

- opis wyprowadzeń

- sterownik do USB

- wygląd płytki którą można zamówić razem z wsadem do mikroprocesora

Widok fabrycznej płytki DAT

Widok fabrycznej płytki DAT druga strona

 

Pierwsza wersja DAT przedprodukcyjna SMD.

DAT" to projekt mikroprocesorowego sterownika, służący do sterowania ogólnodostępnymi tanimi rotorami.

Rotory te występują w różnych odmianach i pod różnymi nazwami handlowymi np. CONRAD, AR-300, AR-303 itp. Rotory te nie są zbyt precyzyjne ale do większości zastosowań nadają się idealnie. Niestety do sterowania producenci dołączają bardzo niewygodny, mało precyzyjny i głośny sterownik. Nie pozwala również na sterowanie z PC. Ogóne rzecz biorąć sterownik oryginalny jest fatalny!!!

Widok oryginalnego sterownika mechanicznego.

Projekt "DAT" ma na celu zastąpienie oryginalnego sterowania na sterowanie cyfrowe. Sterownik bazuje na mikroprocesorze ATMEGA32.

SCHEMAT BLOKOWY STEROWNIKA

Schemat blokowy sterownika "DAT"

 

CZUJNIK KĄTA OBROTU

        Aby rotor mógł być podłączony do sterownika "DAT" konieczna jest jego modyfikacja polegająca na zamocowaniu czujnika kąta obrotu. Czujnikiem kąta obrotu jest 10-cio obrotowy potencjometr drutowy.
W sklepach dostępne są różnego rodzaju tego typu potencjometry np. w http://www.tme.pl dostępny jest potencjometr precyzyjny wieloobrotowy Spectrol seria 534.

Jego rezystancja może być z przedziału od 2 do 10k.

Można również tańszym kosztem pozyskać potencjometr ze starego sprzętu laboratoryjnego.
Potencjometr taki np. 10k marki TELPOD równie dobrze nadaje się do tego celu.

Modyfikacja rotora CONRAD

Ten rotor jest trochę trudniejszy w modernizacji niż inne ponieważ wymaga zastosowania dodatkowej obudowy chroniącej potencjometr. Potencjometr użyty przy tej modernizacji jest marki TELPOD 10k 10-cio obrotowy.

Mocowanie potencjometru wykonane jest na głównej osi obrotu pod rotorem. Z rotora wyprowadzona jest mała 3mm średnicy metalowa ośka.

Wykonanie wyprowadzenia jest bardzo proste. Wystarczy w obudowie wywiercić o 1mm wiekszy otwór niż ma ośka i na tyle głęboki aby przeszedł tylko przez obudowe.
Następnie mniejszym wiertłem wielkości ośki wiercimy w głównym wale rotora. Ważne jest zeby otwór pasował idealnie do ośki po to aby można było ją potem wbić w miarę ciasno. Wszystko oczywiście symetrycznie w osi obrotowej.
W ośce potencjometru wiercimy również otwór wielkości ośki tak aby dało się ją ciasno wbić. Na koniec wykonujemy kątownik trzymający potencjomet w odpowiedniej pozycji w stosunku do rotora. Jak widać na zdjęciach wykonałem go z aluminiowej blachy o grubości 2mm. Przymocowany jest śrubami do obudowy rotora.

Istotne jest przed skręceniem wszystkiego na stałe ustalenie odpowiedniej rezystancji startowej potencjometru.

Obudowę do potencjometru można wykonać np tak jak ja to zrobiłem z rury pcv tzw. mufy, która to z obu stron posiada gumowe kołnierze zapobiegające dostaniu się wody do środka. Jedną z zatyczek przykręciłem do rotora za pomocą 3 wkrętów. Niezbędne jest wycięcie w niej otworów na mocowanie potencjometru.

Przestrzeń między zatyczką a rotorem wypełniłem szczelnie klejem o nazwie SOUDAL.

Tak oto prezętuje się rotor po zamontowaniu obudowy potencjometru. Nie jest to może najpiękniejsze wykonanie ale myślę, że będzie sprawować się dobrze.

W dolnej części rury oczywiście jest druga zatyczka zamykająca całość. W tej zadyczce niezbedne jest wywiercenie małej dziurki aby mogła się tamtędy wydostawać woda skraplająca się wew.

Tak wykonana obudowa powinna zdać egzamin na dachu i szczenie chronić potencjomet przed wpływem warunków atmosferycznych.

 

Modyfikacja rotora AR-300

Kolejny typ rotora to AR-300, który doskonale nadaje się do przeróbki. Modyfikację i zdjęcia wykonał Tomek SQ7FGV.

Po otwarciu rotora zdejmujemy silnik aby nam nie przeszkadzał w dalszych pracach. Następnie w głównej osi rotora wykonujemy otwór dokładnie taki jak wielkość naszej ośki, którą potem wbijemy ciasno w otwór. Do naszych celów możemy wykorzystać np. kawałek śrubki fi 3mm z obciętym łebkiem. Jeden z końców śruby szlitujemy na kształt srubokręta płaskiego. Ten koniec bedzie wchodził w wycięcie w naszym potencjometrze.

Widok wnętrza rotora z zamocowaną ośką.



Oto jak wygląda w powiększeniu wbita ciasno nasza ośka wykonana ze śruby fi 3mm.

Następnym krokiem jest wykonanie kątownika, który będzie trzymał w odpowiedniej pozycji potencjometr w stosunku do rotora.

Widok zamocowanego kątownika do potencjometru.

Kątownik wykonany w kształcie litery U z blachy trzeba przykręcić do rotora dwoma srubami. W tym celu trzeba wywiercić otwory pod blachowkręty w podstawie rotora. Potencjometr ma na swojej ośce nacięcie w którą wejdzie nasza wcześniej przygotowana ośka. Jeśli zajdzie taka potrzeba należy nacięcie w potencjometrze dostosować do naszej ośki. Ważne jest aby między naszą ośką a ośką potencjometru nie było żadnego luzu. Wszytko musi być spasowane na wcisk aby nie było przekłamań w pomiarach.

Widok zamontowanego czujnika kąta obrotu.

Po zamontowaniu potencjometru zakładamy wcześniej zdemontowany silnik.

Widok gotowego rotora nadającego się do podpięcia pod sterownik DAT.

W obu przypadkach przeróbki rotorów potencjometr powinien być mocowany przy ustawieniu rotora w minimalnie lewe skrajne położenie. Potencjometrem robimy około 1 obrót i mierzymy na nim napięcie. Jeśli jest w przedziale 0 - 0,65V możemy mocować na stałe w rotorze. W moim przypadku napiecie startowe jest 0,618V. Dobrze jest jeszcze sprawdzić jakie napięcie będzie po przekręceniu polencjometru w prawą stronę o 360 stopni. Napięcie to nie powinno przekraczać 1,2V. W moim przypadku jest to 1,12V. Sterownik potrafi odczytać napięcie z potencjometru w zakresie 0 - 1,2V. Jeśli przekroczymy ten zakres sterownik nie bedzie poprawnie pracował.
Warto też wziąść pod uwagę długość kabla łączacego sterownik z rotorem, ponieważ na nim będzie spadek napięcia. Może się w skrajnym wypadku okazać że spadek napięcia jest na tyle duży że napięcie z potencjometru będzie za niskie.
Tak wykonany czujnik kąta obrotu jest bardzo precyzyjny. Odczyt pozycji rotora następuje w sposób ciągły i nawet wydać na wyświetlaczu sterownika jak porusza się antena na wietrze!

 

PROGRAMOWANIE MIKROPROCESORA

Po wlutowaniu wszystkich elementów na płytkę podłączamy zasilanie i sprawdzamy czy napięcie zasilające jest 5V. Jeśli wszystko jest OK przystępujemy do programowania mikroprocesora.

Aby zaprogramować mikrokontroler potrzebny nam najprostszy programator wykonany np. w postacji kabla łącącego port LPT w PC z portem ISP w mikrokontrolerze. Schemat takiego kabla widać poniżej.

Proszę nie sugerować się opisem, że to jest dla ATMEGA8 bo kable są identyczne.

Schemat kabla do programowania mikrokontrolera Atmega32

Dodatkowo potrzebne jest oprogramowanie na komputerze np. ISPProg http://www.amwaw.edu.pl/~adybkows/elka/ispprog.html

Program trzeba skonfigurować aby poprawnie działał. Po pierwsze w oknie głównym wybrać z jakim kwarcem mamy nasz mikroprocesor, czyli 8Mhz. Następnie trzeba wskazać na jakich pinach portu LPT mamy sygnały. Jeśli używamy kabla zrobionego wg. powyższego schematu to wybieramy z okna "ISP cable pinout" opcję AT-Prog.

Zaczynamy od podłączenia kabla do portu LPT w PC a drugi koniec do pinów ISP na płytce sterownika. Uruchamiamy program ISPProg. Klikamy na przycisk "READ SIGNATURE" Po tej czynności powinniśmy widzieć sygnature mikroprocesora. Jeśli nie ma jej znaczy to, że albo żle podłączyliśmy kabel lub nie zasililiśmy mikroprocesora. Dalsze programowanie w takim przypadku jest niemożliwe. Zakładając, że mamy odczytana sygnature przechodzimy do wskazania FLASH (programu), którym zaprogramujemy Atmega32. Następnie klikamy na przycisk "Erase & program All" Czekamy, aż zostanie zaprogramowany mikrokontroler. W przypadku gdy program zgłośi błąd w czasie programowania należy powtórnie kliknąć przycisk "Erase & program All".

Ustawienia FUSE BIT w Atmega 32.

        Po zaprogramowaniu FLASH przystepujemy do ustawienia FUSE BIT dokładnie jak na rysunku poniżej.

Widok ustawień FUSE BIT.
Kliknij aby powiększyć.

Po ustawieniu bitów wg. rysunku klikamy w każdym wierszy w którym dokonaliśmy jakiś zmian przycisk "Program"

Tak zaprogramowany mikrokontroler jest gotów do pracy.

WYŚWIETLACZ

Użyty w tym projekcie wyświetlacz jest 2x16 znaków koloru niebieskiego. Kolor wyświetlacza jest dowolny.

Nota katalogowa wyświetlacza

PRZYKŁADOWE WIDOKI EKRANU LCD STEROWNIKA

Konfiguracja

Tryby pracy

KONFIGURACJA STEROWNIKA

Rotor który ma pracować ze sterownikiem DAT może, lecz nie musi posiadać ograniczenie mechaniczne nie pozwalające mu na większy obrót niż 360 stopni.
W sterowniku są przewidziane dwie konfiguracje w zalezności od potrzeb. Sterownik przy pierwszym włączeniu uruchamia KONFIGURACJĘ (autokalibrację), która pyta się nas jaką metodę konfiguracji chcemy użyć. Do dyspozycji mamy dwie opcje, AUTO bądź RĘCZNĄ.
W przypadku wyboru AUTO nasz rotor musi posiadać ograniczenia mechaniczne na pozycji 0 i 360 stopni. Najpierw sterownik parkuje rotor na azymucie 0 a następnie obraca go na 360 stopni. Ustala sobie w ten sposób zakres swojego ruchu. Konfiguracja ta bazuje właśnie na dojechaniu do ogranicznika mechanicznego.
Cała ta procedura odbywa się automatycznie bez naszej ingerencji.
Jeśli natomiast wybierzemy RĘCZNĄ konfigurację to sami określamy na jakiej pozycji mamy 0 i 360 stopni. Rotor w tej metodzie konfiguracji może nie posiadać ograniczeń mechanicznych.
Jeśli procedura konfiguracji przejdzie bezproblemowo sterownik jest gotowy do pracy.
W sytuacji kiedy obrót 360 stopni nie zapewni wystarczającej dokładności to sterownik nie będzie poprawnie pracował.
Konfiguracja nie zapisze danych o krańcowych pozycjach do pamięci oraz zastopuje pracę sterownika. Dopóki konfiguracja nie przejdzie poprawnie nie będzie można korzystać ze sterownika. Na ekranie zobaczymy informacje, że nie jest możliwa jego praca.
Sytuacja ta może mieć miejsce jeśli podczas obrotu rotora o 360 stopni potencjometr nie da do sterownika odpowiedniego napięcia. Powodem może być zły potencjometr lub złe jego zamocowanie. Należy wtedy poprawić potencjometr i ponownie uruchomić procedure konfiguracji. Jeśli konfiguracja nie przejdzie poprawnie to po ponownym uruchomieniu ponownie sie automatycznie uruchomi. Jeśli jednak z jakoś powodów się zapisała to nie uruchomi sie automatycznie. Można jednak wymósić konfigurację.
Aby móc to zrobić należy podczas uruchamiania sterownika gdy na ekranie pojawi się napis "KONFIGURACJA <LEWO>+<PRAWO>" nacisnąć jednocześnie przyciski <LEWO> i <PRAWO>.

Zakładając że mamy za sobą procedurę autokonfiguracji sterownik powinien wyświetlić aktualną pozycję rotora oraz godzinę.
Ustawienie godziny możliwe jest podczas uruchamiania sterownika. Włączając sterownik zaraz po starcie na ekranie pojawia się komunikat "USTAW ZEGAR NACIŚNIJ <OK>". W tym czasie należy przytrzymać przycisk <OK>. Spowoduje do wejście do konfiguracji zegarka. Godziny i minuty ustawia się przyciskami <LEWO> <PRAWO>. Akceptacja ustawień następuje po naciśnięciu przycisku <OK>. Następnie sterownik przejdzie do normalnej pracy.

FUNKCJE STEROWNIKA

Praca ręczna

Sterownik umożliwia ręczne sterowanie lewo/prawo przyciskami <LEWO> <PRAWO>.

Praca półautomatyczna

Możliwa jest też praca półautomatyczna. Naciskając przycisk <MODE> wchodzimy w ten tryb. Można wtedy zadać sterownikowi na jaki azymut ma się obrócić ustawiając go przyciskami <LEWO> <PRAWO> a następnie nacisnąć przycisk <OK>. Sterownik uruchomi rotor i ustawi go na zadaną pozycję. Dostępna jest też funkcja dokładenego naprowadzania rotora na pozycję w przypadku gdy bezwładność rotora i anten jest duża i po zatrzymanu silnika rotor pojedzie troche dalej niż zadana pozycja. W celu włączenia bądź wyłączenia tej opcji ustawiamy sterownik tak aby na wyświetlaczy wyświetlała się godzina i przytrzymujemy klawisz <OK> 1s i wchodzimy w meni konfiguracyjne. Najpierw pojawi nam się opcja kalibracji wyjścia do FT-2000 i jeśli nie potrzebujemy nic w niej zmieniiać naciskamy przycisk <Ok> a nastepnie na wyświetlaczu pojawi nam się opcja NAPROWADZANIE. Tu wybieramy czy ma być włączona (T) czy wyłączona (N) klawiszami <LEWO> lub <PRAWO>. Następnie zatwierdzamy nasz wybór klawiszem <OK>

Naprowadzanie dobrze jest wyłączyć wtedy gdy używamy programów na PC które bardzo często wysyłają rozkazy do sterownika.

Skanowanie

Naciskając jednocześnie <LEWO>+<PRAWO> wchodzimy w tryb skanowania. Ustawiamy minimalny kąt i zatwierdzamy <OK> następnie ustawiamy maksymalny kąt i również potwierdzamy <OK>. Sterownik od tej pory będzie obracał antenę od min do max kąta. Przerwać ten proces można klawiszem <MODE>

Praca z pamięci podręcznej

Kolejnym trybem pracy jest tryb pamięci. Będąc w trybie półautomatycznym jak naciśniemy jeszcze raz <MODE> wejdziemy w tryb pamięci.
Dostępne jest 20 pamięci w których można zapisać ulubione pozycje anteny.

Wybór pamięci następuje przez naciśnięcie przycisku <LEWO> lub <PRAWO>. Przyciskiem <OK> akceptujemy nasz wybór i tak samo jak w trybie półautomatycznym sterownik uruchomi rotor i ustawi go automatycznie na zadaną z pamięci pozycję.
Jeśli natomiast będziemy chcieli zapisać pozycję anteny do pamięci to po wybraniu przyciskiem <LEWO> lub <PRAWO> jednej z 20 komórek pamięci naciskamy 1s przycisk <MODE>. Nnastępuje zapis aktualnej pozycji do wybranej komórki pamięci. Napis "MEM. 01 ZAPISANA" na wyświetlaczu poinformuje nas o zapisaniu danych do pamięci.
W przypadku kiedy w pamięci była już zapisana pozycja to zapisanie ponowne tej pamięci spowoduje nadpisanie poprzedniej wartości.

Praca z komputerem PC

Ostatnim sposobem jakim można sterować rotor jest sterowanie z komputera PC poprzez port szeregowy RS232. Sterownik automatycznie odbiera dane z komputera i wykonuje jego rozkazy. Nie potrzeba w sterowniku ustawiać jakiegoś trybu pracy. Jesli na porcie RS232 sterownika przyjdzie jakiś rozkaz z komputera to sterownik automatycznie go wykona przerywając obecnie wykonywane czynności. Sterownik z komputerem łączy się z prędkością 9600 i jest zgodny z protokołem YAESU GS232A. Oznacza to, że działa z każdym oprogramowaniem sterującym, który ma wsparcie dla tego standardowego protokołu.

Sterownie rotorem z poziomu Logger32.

Czarna kreska na globusie obrazuje aktualne położenie anteny w czasie rzeczywistym. Czerwona kreska podąża za kursorem myszki i można dowolnie ustawić za jej pomocą na jaką pozycję ma się obrócić antena. Wystarczy kliknąć przycisk myszy na tej pozycji. Można również precyzyjnie antenę ustawić klikając w dolnym pasku na napis ROTATOR. Wtedy to zostanie do sterownika wysłana pozycja widoczna na pasku.

Film pokazuje sterownie rotorem z poziomu Logger32.

Sterownie rotorem z poziomu Ham Radio Delux 3.5

Począwszy od dnia 10.08.2008 , (czyli wszystkie wsady/flash do mikroprocesora od tej daty) posiadają możliwość współpracy z programem Orbitron w płaszczyznie azymutalnej!

 

Jak skonfigurować program Orbitron do pracy ze sterownikiem DAT obrazuje instrukcja zrobione przez Jarka SP3SWJ a niezbedne oprogramowanie czyli WISPDDE można pobrać tutaj.do pracy

Dodatkowo napisałem program ułatwiający pracę ze sterownikiem szczególnie na UKF ale nie tylko.
Umożliwia szybkie przestawienie anteny na nową pozycję poprzez wybór z 30 wcześniej zapamiętanych ustawień (pamięci w sterowniku są niezależne od pamięci w programie). Można rówież ręcznie wpisać dowolną pozycję z klawiatury bądź klikając na poszczególne kierunki na tarczy zmienić szybko pozycję. Wszystkie ustawienia takie jak wybór portu COM oraz wartości poszczególnych komórek pamięci edytuje się w pliku dat.ini

Program ułatwiający prace ze sterownikiem DAT
Pobierz

Praca bezpośrednia z radiem FT-2000

Yaesu FT-2000

Sterownik "DAT" można podpiąć bezpośrednio do radia FT-2000.
Radio FT-2000 ma możliwość ze swojego panelu przedniego sterowania rotorem. Dzięki temu możemy podłączyć sterownik do radia i bezpośrednio nim sterować. To dodatkowa unikalna funkcja w sterowniku.

Schemat poglądowy podłączenia Yaesu FT-2000 do sterownika "DAT".

Opis wtyczki PS2 w Yaesu FT-2000 umożliwiającej podpięcie sterownika "DAT".

Opis ekranu LCD w Yaesu FT-2000 wyswietlającego dane ze sterownika "DAT".

Opis klawiszy w Yaesu FT-2000 umożliwiających sterowanie sterownikiem "DAT".

Gdyby zaszła konieczność kalibracji można tego dokonać przytrzymując na 1s klawisz <OK>. Spowoduje to wejście w menu konfiguracyjne umożliwiające korekte wskazań stopni na FT-2000.
Mam nadzieję, że użytkownikom tego radia spodoba się ta funkcja.

UWAGA!

W przypadku kiedy nie chcemy wogóle korzystać z tej funkcji można nie lutować na płytce elementów IC8, IC5, Q5, Q6, R18, R21, R22, R23, R24, R26, R28, R29, C30, C31, C32, C33, C34, C35 oraz gniazda PS2. Nie wpłynie to na działanie sterownika a zredukuje koszty budowy.

WYGLĄD STEROWNIKA

Sterownik mieści się w standardowej obudowie Z4.

Widok wnętrza sterownika "DAT" - prototyp

Widok tyłu sterownika "DAT" - prototyp

Na tylniej cześci obudowy umieszczone są kolejno od lewej: złącze ARK do czujnika obrotu, złacze ARK do zasilania rotora, złącze RJ45 do komunikacji RS232, przycisk reset, złącze DIN do podłączenia zasilania.

Widok zasilacza do "DAT"

Zasilacz jest zbudowany na bazie transformatora TS-40/61 dający dwa napięcia zmienne. Pierwsze to 8V na elektronikę sterownika oraz drugie 20V do zasilania silnika rotora. Zasilacz mieści się do standardowej obudowy Z65. Zasilanie dostarczane jest do sterownika kablem 4 żyłowym (można wykorzystać tak zwaną skrętkę komputerową). Kabel zakończony jest 5 pinowym wtykiem DIN.

Można również zasilanie zrobić w całkiem inny sposób i na bazie innych transformatorów. Silnik pobiera max 1.5A

Można wykorzystać stary transformator z mechanicznego sterownika(oryginalnego) i z niego podawać napięcie na silnik. Natomiast zasilanie elektroniki można wykonać kupując transformator wtyczkowy uniwersalny posiadający min 9V.
Należy jedynie pamiętać, że sterownik jest zaprojektowany do podłączania napięcie zmiennego i jeśli chcemy podać napięcie stałe to musimy wymontować mostek prostowniczy z płytki.

Można również nabyć transformator TS 40/022 dający 2x9V. Wtedy dajemy 18V na silnik a 9V na elektronike.

 

 

 

Zaglądajcie co jakiś czas na tą stronę a dowiecie się więcej nt. tego projektu.

Informacji będzie sukcesywnie przybywać na stronie.

 

C.D.N.

Wszelkie prawa zastrzeżone.
Strona zoptymalizowana do rozdzielczości 1024x768 i wyższej.