Поворотное устройство для антенны с шаговым двигателем
    Все об антеннах.
 В настоящее время антенна — это комплекс различного оборудования. Вот тут я и расскажу, что у меня получается.
1. УКВ антена 144 + 430 мГц с питанием по одному кабелю.
 Опубликована антенна на сайте CQHAM.
 Вот такая антенна получилась.
Выполнена она на пластиковой водопроводной трубе, в которую для прочности вставил палку. На концах бума поставил стандартные для данной трубы заглушки. Элементы антенны закреплены хомутами, так же, на стандартных пластиковых клипсах. Для того , что бы элементы антенны не проворачивались на трубе, под клипсами находятся, вкрученные в бум саморезы, шляпки, которых, подобраны по диаметру отверстия в клипсе.
 Технология изготовления подобных антен подрробно разжевана на многих радиолюбительских порталах.
 К сожалению, в нашей горной местности, находящейся в стороне от очагов концентрации радиолюбителей, использовать изготовленную мной антенну не представляется возможным. Выход напрашивался сам собой — работа через спутники.
 Для работы через спутники небходимо иметь поворотное устройство. Я начал с контроллера поворотки.
  Выбор контроллера был сделан на трекер UN9GW, который, на мой взгляд, легко повторяем.
 ДОПОЛНЕНИЕ (от 5 января 2016г):
  Еще раз повторил данный трекер:  1   2   3   4  
  Прошивку контроллера на этот раз решил произвести через разъем внутрисхемного программирования в программе CodeVisionAVR Evaluation V2.05.0 программатором STK-200/300:  5   6   7   8   9   10   11   12   13   14
  После удачного процесса заливки hex файла пробуем произвести первый запуск. Производим настройку индикатора подстроечным резистором, что бы на дисплее что-нибудь отобразилось. При первом запуске отобразится сообщение приветствия, затем поругается на ошибку и предложит произвести калибровку контроллера:  рисунок 15 .
 На рисунке 16 показан переделанный USB дата кабель от сотовых телефонов для подключения контроллера к компьютеру по интерфейсу USB. На рисунке 17 показана похожая схема, используемого кабеля. Разница в том, что сигналы RX и TX приходят на выводы 6 и 3, вместо 4 и 5 соответственно. 10 вывод — земля. И еще нет микросхемы 34063А. Сигналы, поступающие на разъем стерео-джека, обозначены на рисунке 18 .
 Рабочий HEX файл для ATmega32 с кварцем 4МГц.
  Печатная плата в формате lay6 немного переработанная под себя — добавлен разъем +5В и добавлен вывод +5В в разъеме связи контроллера с компьютером для удобства питания микросхемы COM порта, в случае его использования.
  Блок питания контроллера, на этот раз, выпонен по трансформаторной схеме. В стабилизаторе блока питания используется типовая схема включения интегрального стабилизатора положительного напряжения LM317T. Выходное напряжение блока питания составляет 24В. Трансформатор используется от Устройства понижающего УП25/220, к которому подключался отслуживший свой срок паяльник ЭПСН25/24. На трансформаторе нанесен децимальный номер 4.700.044.
  Вот что получилось: 19 20 21
  Печатная плата блока питания в формате Layout 4.
 Нет предела совершенству!
Работа предстояла сложной, но интересной. На сайте чешского радиолюбителя OK2TPQ опубликована данная конструкция. Настраивайте Ваш браузер на перевод и изучайте.
Делать самому плату контроллера методом ЛУТ сложновато, поэтому было принято решение о её приобретении. Вот так выглядела она до монтажа деталей:
•  Первая сторона.
•  Вторая сторона.
Качество замечательное!
 О деталях. Самое проблемное, это Ethernet разъем MAGJACK SI-50154-F , который необходим в данной конструкции. Любой, из радиомагазина, не подойдет. Надо именно такой!
 Мотаж деталей занял несколько свободных вечеров. Результат выглядит так:
  Вид-1   Вид-2   Вид-3   Вид-4
 Печатные платы датчиков азимута и элевации сделал сам. Рисунок печатной платы в формате PDF найдете на сайте автора конструкции.
  Блок питания, выдает напряжение 9 вольт, тоже самодельный:
  Вид-1   Вид-2   Вид-3   Вид-4   Вид-5
  Печатная плата в формате Layout 4.
 Трансформатор ТП-112 от какого то радиоприемника. Схема типовая на 9 вольтовой кренке.
Индикатор, кнопки и валкодер размещены на отдельной плате:
•  Вид-1.
•  Вид-2.
•  Печатная плата в формате Layout 4.
Корпус использовал от сломанного устройства переключателя клавиатура-мышь-монитор, выпилив и высверлив все необходимые отверстия. Все готово к покраске .
  Вот и настало время вдохнуть жизнь в Ethernet контроллер, т.е. запрограммировать микроконтроллеры. С чешского, особено у людей мало знакомых с программированием микроконтроллеров, могут возникнуть некоторые трудности с пониманием данного процесса. Постараюсь пояснить.
•  Первое, что необходимо, это скачать программу CodeVisionAVR Evaluation V2.05.0. Она необходима для программирования микроконтроллеров. Это самый простой вариант самостоятельного программирования.
•  Второе, что необходимо, это программатор, желательно STK-200/300. Изготовить его не сложно, было бы желание. Почитайте тут, а еще проще тут, если программировать будете только один раз.
•  Далее качаем прошивки для загрузчиков так называемых bootloader’ов. Файлов должно быть два, один для Ethernet контроллера, второй для датчиков. Смотрите какой датчик будете использовать 10 или 12 битный.
Теперь все готово для программирования, которое состоит из двух этапов. Первый — заливаем в микроконтроллеры загрузчики, второй — рабочие программы.
  Первый этап может выполняться по разному. Если Вы имеете хороший программатор, то загрузчики можно залить на нем, в противном случае, заливаем по методике автора, используя внутрисхемное программирование на программаторе STK-200/300 и специально предназначенные площадки на платах датчиков и разъем ISP на плате контроллера.
Последовательность программирования Atmega8 в CodeVisionAVR представлена на следующих скриншотах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9
По аналогии программируем Atmega128.
  ВНИМАНИЕ! Перед программированием микроконтроллеров, на всякий случай, останавливайте работу Вашего антивирусного ПО! Обязательно отключите антивирус и брандмауэр Windows на втором этапе — заливки рабочих программ!
  Второй этап — заливка рабочих программ. Как Вы могли заметить, в открытом доступе их нет совсем.
•  Первое, что необходимо сделать, подключив питание визуально убедиться, что на плате контроллера мигает светодиод.
•  Затем подключаемся к компьютеру или коммутатору Ethernet кабелем. Учтите, что подключаться к компьютеру необходимо crossover кабелем. Обычно такой используют при подключении ADSL модемов к компьютеру. Настраиваем адрес Вашей сетевой карты в одном диапазоне с контроллером. Адрес Ethernet контроллера 192.168.1.2, который необходимо ввести в адресной строке Вашего браузера . После настройки контроллера и датчиков, в этом окне можно установить другой пароль и сетевые настройки.
•  Теперь, отключив антивирус и брандмаауэр Windows, скачиваем утилиту fw_flash.exe. Именно с помощью этой утилиты можно залить в микроконтроллеры рабочие программы, а также производить их обновления.
 Последовательность заливки рабочих программ в Atmega128 следующая:
•  Так выглядит начальный зкран утилиты.
•  В поле Password впечатываем пароль admin и нажимаем кнопку Connect . В поле Firmware в строке Current version и Available version должны стоять минусы. А в поле ниже — две версии рабочих программ, если все нормально с доступом в Интенет.
•  Выбираем version 3.00 и нажимаем кнопку Download . После скачивания, выбранной Вами версии Firmware должна активироваться кнопка Flash Device.
•  Жмем кнопку Flash Device. тем самым запустив заливку рабочей программы в контроллер.
  Заливка программ в Atmega8 датчиков отличается только тем, что в поле Sub ID устанавливается значение 254. Если загрузчик в датчики был залит правильно, то на дисплее, при подкючении датчика, будет сообщение об его обнаружении. В режиме программирования датчика на дисплее будет отображаться режим байпаса. После программирования датчика в поле Identification необходимо установить новый ID, например, равный 2 и нажать кнопку Change device ID. Теперь это будет датчик азимута. Заливаем программу во второй датчик, присваиваем ему и получаем датчик элевации.
  Программирование контроллера и датчиков окончено.
  Во время тестовой сборки Ethernet контроллера, был выявлено «зависание» устройства. Принято решение о выборе минимальной длинны соединительных проводов и применении ферритов, через которые пропустил эти самые провода, тем самым устанив проблему.
  Тестовая сборка контроллера:
•  Вид 1.
•  Вид 2.
  Некоторые показания индикатора:
• Показание 1. Во время включения или программирования контроллера. 
• Показание 2. Рабочий режим с включенными датчиками азимута и элевации. 
• Показание 3. Датчики азимута и элевации не подключены. 
• Показание 4. Датчики азимута и элевации «потеряли» магниты. 
• Показание 5. Включен режим программирования датчиков. 
  Можно переходить к созданию механической части поворотного устройства .
  Любой контроллер должен чем то управлять. Начались поиски идей, железа, редукторов и электродвигателей.
  Прототипом моего поворотного устройства стало устройство RM-50, описание которого можно найти в Интернете. На устройство RM-50 крепится опорно-радиальный подшипник GS-050 и поворотные устройства G-450A,G-800SA(DXA), G-1000DXA. Но ЦЕНА всего этого комплекта меня очень впечатлила! Поэтому родился отечественный аналог всего этого комплекта.
  В качестве двигателя и редуктора используется Механизм Исполнительный Электрический Однооборотный МЭО-40/25-0,25 Р 93.   Вместо опорно-радиального подшипника GS-050, был сделан наш отечественный аналог на подшипнике 46206.
Вот что получилось:
•  Поворотное устройство в сборе.
•  Так установлен МЭО.
•  Труба для установки антенны.
•  Так выглядит опорно-радиальный подшипник.
•  Описание подшикника 46206.
•  Чертежи узлов поворотного устройства. Выполнены они очень качественно. Буду рад, если кому-нибудь идея пригодится.
  Уже в процессе изготовления поворотного устройства, в его конструкцию были добавлены болты и рым-болты. Назначение, думаю, их и так понятно.
  Любопытство заставило меня сделать эту антенну.
В Интернете много обсуждается антенна Chirio-Mini-Whip Active antenna for 10Khz — 30Mhz frequencies.
  Но, повторить оригинал мне не удалось из-за отсутствия транзисторов, применяемых в антенне. Пришлось искать альтернативу, которая была обнаружена на сате радиолюбителей Иркутской области в форуме о самоделках. Там со мной поделились печатной платой. Детали у меня были все, кроме транзистора BF998.
Скажу честно, что есть и другие варианты антенны, но меня заинтересовала данная конструкция.
  Изготовление антенны начал с её корпуса. Так же как и иркутские ребята, использовал сантехнические комплектующие. В ближайшем магазине были приобретены:
— две заглушки Заглушки ПП 50 мм. 
ПП 50 мм.
— одна муфта Муфта ремонтная ПП 50 мм. 
ремонтная ПП 50 мм.
— одна труба Труба диаметром 50 мм и длинной 210 мм. 
диаметром 50 мм и длинной 210 мм.
  Для крепления антенны на мачте использовал следующие сантехнические приспособления:
— одна заглушка Заглушка ПП 40 мм. 
ПП 40 мм.
— одна труба Труба на 40 мм. 
на 40 мм и длинной 1,5 м.
  В сборе с установленным разъемом SO-239, получился вполне приличный корпус для моей антенны.
  Распечатав рисунок платы, я решил, что не стоит переносить ее всю на фольгированный стеклотекстолит, а стоит обрезать так, как показано на фото , и затем заклеить скотчем все остальное пространство. Такой прием я применял при изготовлении двухсторонних печатных плат. На этом фото так же виден итог травления.
  Ни когда ранее не задумывался, что транзистор BF998 изготавливается в трех корпусах. Так вот, для данной конструкции необходим транзистор BF998R с маркировкой на корпусе MOR. Или можно перевернуть стандартный транзистор BF998 и осторожно выгнуть ему ножки в обратную сторону. Так сделал и я по совету с различных форумов.
  В нашей суровой местности нет магазина, где можно приобрести радиодетали, поэтому транзистор BF998 был извлечен из тюнера телевизионного фирмы SAMSUNG.
  Чтобы в корпусе плата антенны не болталась, применил поролоновый уплотнитель. Развязку по питанию пока сделал временное.
Немного фото: 1 2 3 4 5 6 7
ДОПОЛНЕНИЕ (от 11 апреля 2019г):
  Решил сделать более приемлемую на вид развязку по питанию: 8 9
  Печатная плата в формате Layout 5.