Rotor Interface - Azimuth & Elevatie

Plaats reactie
Gebruikersavatar
PD5DJ
Site Admin
Berichten: 63
Lid geworden op: za feb 10, 2018 12:49 pm
Roepletters: PD5DJ
Locatie: Avenhorn
Contacteer:

Rotor Interface - Azimuth & Elevatie

Bericht door PD5DJ » ma feb 12, 2018 6:03 pm

Rotor Interface Nog met vertaling bezig :-)
Beste leden ik heb dit topic gestart met alle informatie die nodig is om een eigen rotor interface te bouwen.

De interface is gebaseerd op de meest gebruikte variant van rotor aansturing, AC rotoren.
Oftewel 2 fase motoren met een analoge potmeter uitlezen.

De Rotor interface kan gebruikt worden met een varia aan software. zoals: Orbitron, Wisp, HamRadio Deluxe, SATPC32 en nog veel meer.
Zolang de software maar een Yaesu GS-232(a)(b) rotor interface ondersteund.

Het schema hieronder laat in de basis zien hoe de I/O aansturing op die micro controller geschiedt.

Gekozen is voor een ATMEGA32 van Atmel, dit is een prima verkrijgbare microcontroller die zich prima dient voor dit soort projecten.
Men kan kiezen voor een traditioneel DIP40 Package, maar voor de SMD'ders onder ons kan natuurlijk ook een TQFP44 gebruikt worden.


" Klik op rechtermuisknop en dan afbeelding bekijken voor grotere versie"
schema.png
schema.png (64.61 KiB) 778 keer bekeken
schema.png
schema.png (64.61 KiB) 778 keer bekeken

Hieronder een voorbeeld van een overspannings beveiliging circuits voor de ADC inputs.
De ingangs spanning op de micro controller mag immers nooit hoger zijn dan 5v.

Met de potmeters is de maximale (slag) spanning in te stellen.
Voorbeeld: Als je potmeter van je rotor een spanning afgeeft van 8v stel je met de potmeter de spanning in op ongeveer 4.8 op de ADC input pin van de microcontroller.
altijd beginnen met de potmeter dichtgedraaid, en langzaam opregelen.
adc.png
adc.png (12.67 KiB) 778 keer bekeken
adc.png
adc.png (12.67 KiB) 778 keer bekeken
Rotor motor control interfacing Om de Motoren aan te sturen maak ik gebruik van solidstate relais.
Deze solidstate relais gebruik ik inmiddels al bijna 20jaar voor dit soort projecten, en nog nimmer heeft er een gefaald.
Dit in tegenstelling met plakkende relais contacten, en luid klikkende relais. Herkenbaar bij onze sat trackers onder ons ;-)
Gewoon pure stilte!

De Solidstaterelais die ik gebruik zijn de SHARP S202S02
Deze zijn verkrijgbaar in diverse vermogens, tussen de 2A en 8A zijn prima geschikt.
scharp.jpg
scharp.jpg (63.13 KiB) 778 keer bekeken
scharp.jpg
scharp.jpg (63.13 KiB) 778 keer bekeken
Voorbeeld om veilig de motoren aan te sluiten aan de microcontroller midddels de solidstate relais.

24VAC_1 en 24VAC_2 is de input van de 24v AC power supply.

Kleine noot is dat in sommige rotorklokken voorloop condensatoren geplaatst zijn, mocht dat niet het geval zijn controleer dan de rotor zelf of deze daar in zit.

Als de condensatoren zich niet in de rotoren bevinden dient men deze over de contacten "CW en "CCW" en "UP" en "DOWN" te plaatsen.
io.png
io.png (27.39 KiB) 778 keer bekeken
io.png
io.png (27.39 KiB) 778 keer bekeken

Terminal mode
De Software die geschreven is voor dit project is volledig compatible met de Yaesu GS232 commando set.
Zelfs is de set nog uitgebreid met functies zoals calibreren via de terminal input, en functies voor de RotoDroid Android App, (zie verder in het artikel)

De rotor interface is dus ook te bedienen via een USB(Serieel) Terminal zoals het programma PuTTY:

Help scherm, Geeft alle functies weer van de interface.
putty1.png
putty1.png (32.86 KiB) 778 keer bekeken
putty1.png
putty1.png (32.86 KiB) 778 keer bekeken

Debug data, this screen shows raw ADC data, and also stored ADC values of all Calibration positions.
This could be very handy if per accident a calibration is lost due wrong calibration.
putty2.png
putty2.png (20.03 KiB) 778 keer bekeken
putty2.png
putty2.png (20.03 KiB) 778 keer bekeken

Rotator Interface Screens and Functions and Calibration

First of all we need to tell the controller if it is used with only an Azimuth rotator, or with an Azimuth + Elevation rotator.
To set the controller mode, while power off, press the SET EL button and keep pressed when powering on, wait until the screen goes blank and then release the button.
lcd1.jpg
lcd1.jpg (56.77 KiB) 778 keer bekeken
lcd1.jpg
lcd1.jpg (56.77 KiB) 778 keer bekeken

After setting the Controller mode, it is time to calibrate.
Since most potentiometers inside rotators are not linear, I have added a 5 point calibration, that makes it more accurate.
When pressing SET AZ button while powering on.. wait until the screen goes blank then release the button.
You will enter the first step calibrating the 0 point or the most CCW point of the Azimuth rotator..
With the CCW and CW button you can rotate.

WARNING IN THIS STAGE THERE IS NO STOP DETECTION!, IT WILL ROTATE TOWARDS THE MECHANICAL STOP!
lcd2.jpg
lcd2.jpg (51.21 KiB) 778 keer bekeken
lcd2.jpg
lcd2.jpg (51.21 KiB) 778 keer bekeken

Same screen for 90 degrees
lcd3.jpg
lcd3.jpg (52.58 KiB) 778 keer bekeken
lcd3.jpg
lcd3.jpg (52.58 KiB) 778 keer bekeken
Same screen for 180 degrees
lcd4.jpg
lcd4.jpg (52.51 KiB) 778 keer bekeken
lcd4.jpg
lcd4.jpg (52.51 KiB) 778 keer bekeken
Same screen for 270 degrees
lcd5.jpg
lcd5.jpg (52.55 KiB) 778 keer bekeken
lcd5.jpg
lcd5.jpg (52.55 KiB) 778 keer bekeken
Same screen for 360 degrees, most CW point
lcd6.jpg
lcd6.jpg (52.65 KiB) 778 keer bekeken
lcd6.jpg
lcd6.jpg (52.65 KiB) 778 keer bekeken

if you have selected Azimuth + Elevation control, the elevation calibration screens will appear right after calibrating Azimuth.
Same as for Azimuth, first start of with the 0 degrees calibration.
lcd7.jpg
lcd7.jpg (52.07 KiB) 778 keer bekeken
lcd7.jpg
lcd7.jpg (52.07 KiB) 778 keer bekeken
Final the 90 degrees screen will appear.
lcd8.jpg
lcd8.jpg (53.28 KiB) 778 keer bekeken
lcd8.jpg
lcd8.jpg (53.28 KiB) 778 keer bekeken
After calibrating the rotator interface, it is possible to configure where your mechanical stop is..
In some cases you want to rotate thru 360/0 degrees.. (Satellite work in some locations)
To enter this configuration screen:
When pressing SET EL button while powering on.. wait until the screen goes blank then release the button.
lcd9.jpg
lcd9.jpg (55.53 KiB) 778 keer bekeken
lcd9.jpg
lcd9.jpg (55.53 KiB) 778 keer bekeken

In this case the rotator has it rotates from -180 to + 180 degrees..
If you like to set a specific parking spot you can set it by:
When pressing the PARK button while powering on.. wait until the screen goes blank then release the button.
You will enter the parking setup.. with CCW/CW and UP/DOWN buttons you can set the directions.
lcd10.jpg
lcd10.jpg (46.28 KiB) 778 keer bekeken
lcd10.jpg
lcd10.jpg (46.28 KiB) 778 keer bekeken

Working with the Rotator interface
The rotator interface will start in Manual or Preset/Remote mode depending on the last state used.

Manual mode screen in Azimuth control.
lcd11.jpg
lcd11.jpg (46.9 KiB) 778 keer bekeken
lcd11.jpg
lcd11.jpg (46.9 KiB) 778 keer bekeken

Manual mode screen in Azimuth + Elevation control
lcd12.jpg
lcd12.jpg (44.38 KiB) 778 keer bekeken
lcd12.jpg
lcd12.jpg (44.38 KiB) 778 keer bekeken

While in preset mode, use the CCW/CW and/or UP/DOWN buttons to set the desired direction/inclination then press SET AZ and/or SET EL to start rotating.

Preset mode in Azimuth control
lcd13.jpg
lcd13.jpg (46.94 KiB) 778 keer bekeken
lcd13.jpg
lcd13.jpg (46.94 KiB) 778 keer bekeken

Preset mode in Azimuth + Elevation control
lcd14.jpg
lcd14.jpg (49.3 KiB) 778 keer bekeken
lcd14.jpg
lcd14.jpg (49.3 KiB) 778 keer bekeken

Preset mode in Azimuth control while rotating to the desired direction, > indicator is showing during this process
lcd15.jpg
lcd15.jpg (47.42 KiB) 778 keer bekeken
lcd15.jpg
lcd15.jpg (47.42 KiB) 778 keer bekeken

Preset mode in Azimuth + Elevation control while rotating to the desired direction, > indicator is showing during this process
lcd16.jpg
lcd16.jpg (50.1 KiB) 778 keer bekeken
lcd16.jpg
lcd16.jpg (50.1 KiB) 778 keer bekeken
When the PARK button is pressed it acts the same as a normal preset, but now it will rotate or incline to the pre-configured Parking directions.

Azimuth control
lcd17.jpg
lcd17.jpg (47.66 KiB) 778 keer bekeken
lcd17.jpg
lcd17.jpg (47.66 KiB) 778 keer bekeken

Azimuth + Elevation control
lcd18.jpg
lcd18.jpg (50.38 KiB) 778 keer bekeken
lcd18.jpg
lcd18.jpg (50.38 KiB) 778 keer bekeken

RotoDroid
I have created an Android App that enables you to connect to the Rotator Interface hardware via Bluetooth.
Some screenshots of RotoDroid

Manual control, when a button is keeping pressed the antenna will rotate, when releasing the button it will stop.
app1.png
app1.png (118.36 KiB) 778 keer bekeken
app1.png
app1.png (118.36 KiB) 778 keer bekeken

Fixed Preset buttons on all wind directions
app2.png
app2.png (139.22 KiB) 778 keer bekeken
app2.png
app2.png (139.22 KiB) 778 keer bekeken

Adjustable preset with sliders.
app3.png
app3.png (172.97 KiB) 778 keer bekeken
app3.png
app3.png (172.97 KiB) 778 keer bekeken

Calibration screen
app4.png
app4.png (133.54 KiB) 778 keer bekeken
app4.png
app4.png (133.54 KiB) 778 keer bekeken
RotoDroid Software:
(Right click then Save as)
RotoDroid App: RotoDroid v1.2b.zip

Bluetooth connection
The Bluetooth modules I use are the HC-06 modules.
They are easy to configure, and have a super stable bluetooth connection.
The HC-06 modules are widely available and very cheap, you can find them on almost every chinese market, EBAY, Aliexpress, Banggood, Goodluckbuy, etc etc..

Example of a HC-06 Bluetooth module that could be found on these markets:
hc06.jpg
hc06.jpg (163.72 KiB) 778 keer bekeken
hc06.jpg
hc06.jpg (163.72 KiB) 778 keer bekeken

When using these modules you first have to configure them.
Using a USB-TTL module connected to the Bluetooth module you can open up and Terminal on the PC and send some commands to configure them: http://www.micro4you.com/files/ElecFrea ... 0HC-06.pdf
Connection:
USB TTL HC-06
VCC 5V VCC 5V
GND GND
TX RX
RX TX
There are only 1 configuration needed to let the HC-06 work with the Rotator interface hardware, and that is setting the correct baudrate at 9600bd
Sent: AT+BAUD4
You will receive: OK9600
After setting the baudrate, the terminal baudrate has change immediatly to the newly selected baudrate!, change the baudrate in the terminal.
Best is to cycle power of the HC-06 module for reinitializing.
If you like to change the Bluetooth discovery name, you can change the name for example:
Sent: AT+NAMERotator Interface
You will receive: OKname
When done you can connect the HC-06 module to the Rotator Interface hardware
Connection:
Rotator Interface HC-06
VCC 5V VCC 5V
GND GND
ATMEGA TX RX
ATMEGA RX TX

Now connect your smartphone or tablet to the HC-06 module. the default password is 1234.
When you have succesfully paired the HC-06 module.
Open up the RotoDroid app, connect to the module.. and voila you have full controll :)

Indirect bluetooth connection via PC
If you dont want to use a bluetooth module directly to the rotator interface hardware, there is a really neat option for that.
First of all you need a HC-06 / USB-TTL combination..
There are ready available dongles that contain both hardware into an USB stick!
Example of such USB stick with build in HC-06 module.
hc06a.jpg
hc06a.jpg (23.42 KiB) 778 keer bekeken
hc06a.jpg
hc06a.jpg (23.42 KiB) 778 keer bekeken

How to setup everything
For example:
You want to connect your Rotator Interface to the PC via USB/Serial or Serial connection,
And you still want to connect the RotoDroid app via Bluetooth.
This is where a nice program like VSPE comes in handy!
For Example:
My Rotator interface is active on COM3
I have created a splitter with a Virtual Port on COM13
So multiple programs can connect to COM13 simultaniously, and VSPE directs all traffic from and to COM3
Now my Bluetooth/USB combination is active on COM16
In VSPE I have created a Serial Redirection
COM13 is redirected to COM16 and visa versa..
Now when my Android device is connecting the Bluetooth module, it opens up COM16, redirects it to COM13, and the splitter will connect it to COM3..
vspe.png
vspe.png (16.09 KiB) 778 keer bekeken
vspe.png
vspe.png (16.09 KiB) 778 keer bekeken


The lastest Firmware / Software
Rototator interface Firmware:
(Right click then Save as)
HEX File: Rotator Interface v1.10b.zip
AVR used: ATMEGA32 16-AU (note do not use the ATMEGA32A!! )

Fuse settings:
HIGH: 0xC1
LOW: 0xFF
avr1.png
avr1.png (32.93 KiB) 778 keer bekeken
avr1.png
avr1.png (32.93 KiB) 778 keer bekeken
Bootloader
You can also use a Bootloader, this makes writing new software to the ATMEGA32 much easier in the future..
For that you need to program a bootloader code instead of directly programming the Firmware to the uC.
The Bootloader code will always startup first while powering on the ATEMGA32 , the bootloader seeks for incoming requests from a host program called MegaLoad
This program loads the Firmware to the ATMEGA32 via RS232.
Bootloader hex file: BOOTLOADER.zipPC Software: megaload.zip
Also needed is to (re)program te fuses of the ATMEGA32, here we need to set the Bootloader reset fuse, and the Bootloader size in kb's.
In our case, We need to set the Bootloader size to 512k

Fuse settings:
HIGH: 0xC4
LOW: 0xFF
avr2.png
avr2.png (33.09 KiB) 778 keer bekeken
avr2.png
avr2.png (33.09 KiB) 778 keer bekeken
Using MEGALOAD
After programming the bootloader into the AVR you are ready to program the Firmware file into the AVR with the host software Megaload.
Procedure:
1. Turn off Rotator Interface
2. Start Megaload on your PC
3. Open the HEX file you want to load to the AVR
4. Select the right CommPort
5. Baudrate is 9600bps
6. If not done yet, click "Open Port" ("Close Port" will appear)
7. Turn on the Rotator Interface..
8. Bootloading Process should now start (should look like the picture below)
9. After bootloading, the Rotator Interface software should startup directly, now you can close the software.
megaload.png
megaload.png (31.27 KiB) 778 keer bekeken
megaload.png
megaload.png (31.27 KiB) 778 keer bekeken
73's Björn de PD5DJ - QTH Avenhorn - JO22LO

PA4MRS
Berichten: 15
Lid geworden op: wo feb 14, 2018 9:20 pm
Roepletters: PA4MRS
Locatie: Driehuis

Re: Rotor Interface - Azimuth & Elevatie

Bericht door PA4MRS » ma feb 19, 2018 9:54 pm

Björn,

Als je aanstaande woensdag aanwezig bent wil ik wel eens babbelen over deze rotor interface. Ten eerste heb ik al een tijdje interesse daarin maar ben vooral aan het kijken of ik dit kan aansturen met een Arduino. Op internet zijn er vele schakelingen te vinden maar welke de beste is is voor mij niet duidelijk. Mogelijk is jouw schakeling wel de beste maar ook makkelijk na te bouwen.

Groeten,
Martin

Gebruikersavatar
PD5DJ
Site Admin
Berichten: 63
Lid geworden op: za feb 10, 2018 12:49 pm
Roepletters: PD5DJ
Locatie: Avenhorn
Contacteer:

Re: Rotor Interface - Azimuth & Elevatie

Bericht door PD5DJ » ma feb 19, 2018 10:12 pm

Ik heb nog printen liggen om een volledige besturing te bouwen.
ROTPCB.jpg
ROTPCB.jpg (95.5 KiB) 752 keer bekeken
ROTPCB.jpg
ROTPCB.jpg (95.5 KiB) 752 keer bekeken
ROT2.jpg
ROT2.jpg (89.05 KiB) 752 keer bekeken
ROT2.jpg
ROT2.jpg (89.05 KiB) 752 keer bekeken
ROT1.jpg
ROT1.jpg (86.64 KiB) 752 keer bekeken
ROT1.jpg
ROT1.jpg (86.64 KiB) 752 keer bekeken
ROT3.jpg
ROT3.jpg (111.43 KiB) 752 keer bekeken
ROT3.jpg
ROT3.jpg (111.43 KiB) 752 keer bekeken
ROT4.jpg
ROT4.jpg (111.14 KiB) 752 keer bekeken
ROT4.jpg
ROT4.jpg (111.14 KiB) 752 keer bekeken
73's Björn de PD5DJ - QTH Avenhorn - JO22LO

Gebruikersavatar
PD5DJ
Site Admin
Berichten: 63
Lid geworden op: za feb 10, 2018 12:49 pm
Roepletters: PD5DJ
Locatie: Avenhorn
Contacteer:

Re: Rotor Interface - Azimuth & Elevatie

Bericht door PD5DJ » do feb 22, 2018 1:23 pm

Hoi Martin

Ik heb even gekeken voor een DC solidstate relais die perfect past op de print.
Deze zijn van Kyotto: http://www.kyotto.com/PDF/PDF/KB20C%20S ... A7)(1).pdf
73's Björn de PD5DJ - QTH Avenhorn - JO22LO

PA4MRS
Berichten: 15
Lid geworden op: wo feb 14, 2018 9:20 pm
Roepletters: PA4MRS
Locatie: Driehuis

Re: Rotor Interface - Azimuth & Elevatie

Bericht door PA4MRS » ma feb 26, 2018 11:04 pm

Ziet er goed uit maar werken het lijkt erop dat deze juist andersom werken, gelijkspannings aansturing en wissel schakelen. De Rotor zelf is inderdaad een gelijkspanningsmotor dus lijkt mij dat de uitgang gelijkspanning moet kunnen schakelen.
Mogelijk heb ik het mis maar daar kunnen we het woensdag wel over hebben.

Groeten,

Martin PA4MRS

Gebruikersavatar
PD5DJ
Site Admin
Berichten: 63
Lid geworden op: za feb 10, 2018 12:49 pm
Roepletters: PD5DJ
Locatie: Avenhorn
Contacteer:

Re: Rotor Interface - Azimuth & Elevatie

Bericht door PD5DJ » ma feb 26, 2018 11:20 pm

Hoi Martin

Ik zie nu wat je bedoeld.. ik had ze gevonden maar blijkbaar verkeerde link geplakt.

http://www.kyotto.com/eng_KN060.htm

en: http://www.kyotto.com/eng_KT.htm
73's Björn de PD5DJ - QTH Avenhorn - JO22LO

Plaats reactie