Профессиональный контроллер антенного ротатора: Интеграция с ПО слежения

Компоненты и материалы

Arduino UNO	1
Потенциометр поворотный (макс. 1 кОм, лучше 500 Ом)	2
Ротари энкодер с кнопкой	2
Беспаечная плата	1
Релейный модуль (2 модуля × 2 реле NO-COM-NC)	2
Модуль силового MOSFET (N-канал, мин. 12В/3А)	2

Приложения

• Arduino IDE

О проекте

Последнее обновление: ноябрь 2021

Началось как хобби, выросло в серьёзное оборудование.

Контроллер позволяет ручное позиционирование антенны двумя энкодерами (Азимут и Угол места). При подключении по USB к ПК с ПО слежения за спутниками — автотрекинг.

Совместимость: Все ПО с протоколом EasyComm2 / 9600 бод: PstRotator, WXtrack, HRD, MacDoppler, WXtoIMG. С Orbitron — через DDE-плагин (ссылка).

Контроллер возвращает реальную позицию антенны по сериалу — ПО показывает её на экране (пока только PstRotator это использует).

Код без библиотек (кроме LCD), пины по схеме. Нажатие кнопки азимутального энкодера — экстренная остановка, азимут переключается в шаг 10°.

Две версии: для DC-двигателей и для AC (только реле). AC-версия подходит для интеграции с готовыми коммерческими ротаторами.

DC-версия — преимущество: PWM для мягкого пуска/остановки (Soft-Start/Soft-Stop). Мощность пропорциональна угловой ошибке (Цель ↔ Антенна). При старте — плавный разгон, при приближении — плавное замедление до остановки. Настраиваемая мёртвая зона (Dead Zone) — при малом смещении антенна не двигается.

Есть бета версия Soft-Start/Stop для AC на AC-Dimmer модуле — пока только для азимута. Пишите на email, если хотите попробовать.

Для 180° элевации — пишите, есть версия. Версия с точностью 0.1° не рекомендую без идеального потенциометра и механики. Больше версий на сайте.

После сборки — обязательна калибровка:

• Потенциометры — обязательно, для корректного 0-359° / 0-90° любого потенциометра.
• Двигатели — только для настройки Soft-Start/Stop, если не устраивают дефолты.

Подробности в видео. Код улучшался, видео не обновляются — свежая инфа на сайте: racov.ro

Пишите на YO3RAK@gmail.com — платформа не уведомляет о комментариях. Буду рад помочь.

Спасибо всем за фидбек — проект стал надежнее. Любые отзывы ценны!

Код

ant-rot-DC-nov2021 (Arduino) — для DC-двигателей с Soft-Start/Stop PWM

Полный код (~500 строк) в исходнике. Основные блоки: I2C LCD, усреднение показаний потенциометров (25 сэмплов), прерывания от азимутального энкодера, опрос элевационного энкодера в loop, парсинг EasyComm2 команд <AZxxx> <ELxx>, пропорциональный PWM с формулами Soft-Start/Stop, холодное переключение направления (защита механики), сериальный ответ <+AZZ.Z ELZ.Z>.

ant-rot-AC-aug2021 (Arduino) — для AC-двигателей/реле

Аналогичная логика, но управление сухими контактами реле (Left/Right, Up/Down). Без PWM. Холодное переключение с задержкой 500 мс.

Процедура калибровки потенциометров (текст)

1. В коде раскомментируйте `Serial.print` в `DisplAzim` и `DisplElev` — выводят сырые АЦП значения.
2. Залейте, откройте Serial Monitor.
3. Энкодерами поставьте антенну в минимумы: 0° азимут, 0° элевация. Запишите значения (например, AzMin=90, ElMin=10).
4. Поставьте в максимумы: 359° азимут, 90° элевация. Запишите (AzMax=1000, ElMax=992).
5. В начале кода в секции // ANTENNA potentiometers CALIBRATION впишите полученные значения.
6. Закомментируйте обратно Serial.print, перезалейте. Готово — углы показываются верно.

Процедура калибровки двигателей (текст)

Настраивает зоны разгона/торможения и мёртвую зону. Не обязательна, если устраивают дефолты. Сначала сделайте калибровку потенциометров!

Параметры в начале кода:

• AzErr, ElErr — мёртвая зона (дефолт 8°/4°). Меньше — точнее, но чаще дёргает моторы.
• Amax, Emax — угол, где достигается макс. мощность (25°/15°). Больше — для тяжёлых антенн.
• PwAzMin, PwElMin — мин. мощность % (30%), при которой мотор не заклинивает под нагрузкой.
• PwAzMax, PwElMax — макс. мощность % (100%). Можно снизить, если слишком быстро.

Мощность рассчитывается пропорционально угловой ошибке для Soft-Stop и от стартового угла для Soft-Start. Берётся минимум из двух.

Схемы

Для DC-двигателей: полная схема модулей, энкодеров, LCD, реле, MOSFET.

Для AC-двигателей: сухие контакты реле, легко интерфейсится с коммерческими ротаторами.