automatisation des rotors d’une station radio amateur. · principes de bases de l’automation du...

Automatisation des rotors d’une station Radio Amateur.

Richard G. Desaulniers, VE2DXAnalyste technique au développement Technologique,

Administration Portuaire de Montréal.

Principes de bases du rotor

• Moteur AC ou DC qui tourne l’antenne ou dans certain cas la tour!.

• Contrôleur qui fournit l’alimentation et l’applique sur le moteur dans la direction désirée.

• Un potentiomètre dans le moteur renvoi une référence au contrôleur, normalement entre 0VDC et ??? VDC.

• Un cable multiconducteur qui branche le rotor au contrôleur.

Principes de bases de l’automation du Rotor

• Ordinateur via un port Série, USB ou Ethernetcommunique via un protocole standardiséavec un interface.

• L’interface qui contient normalement un micro processeur, convertit les commandes en contrôle du rotor via un port analogue sur ce dernier branché au contrôleur.

• Le contrôleur contrôle et alimente le rotor et reçoit la position de celui-ci.

• 2 (ou 4) contrôles de direction et 1 (ou 2) retour de position.

Pourquoi pas juste brancher le rotor dans l’ordinateur!

• La majorité des contrôleurs de rotors n’offre pas d’interface direct pour ordinateur.

• Les branchements disponibles (principalement chez Yaesu/Kempro) ne sont ni RS232c ou USB ou tout autre standard PC ou MAC.

• Pas d’intelligence dans le contrôleur.• Entrée TTL et feedback 0-5VDC quand c’est

disponible…

Historique

• Opération Satellite– Besoin qui était urgent dû;

• À la complexité.• À la précision nécessaire pour suivre le satellite. • Au déplacement constant du satellite!

– Contrôle l’Azimut et l’Élévation.– Disponible déjà depuis plusieurs années.– Principalement avec les rotors de la série G5X00 de

Yaesu/Kempro.– Nouvelles approches offrent plus de flexibilités pour

des rotors « MissMatched! »– Coût de plus en plus raisonnable.

Historique

• HF– Disponible depuis plusieurs années.– Peu utilisé à cause d’un manque d’intérêts des usagers dans le

passé et des coûts très élevés.– L’automation des stations rend cette option de plus en plus

attirante!– Logger32, HRD, WINTEST, N1MM et plusieurs autres logiciels

de log supportent le contrôle à distance des rotors.– La meilleure intégration est celle faite dans HRD Rotator (Ham

Radio Deluxe) version 5.– Les coûts ont drastiquement baissés depuis quelques années.– Nouvelles options rendent possible le contrôle de presque

n’importe quel rotor!

Pourquoi Automatiser ma station HF ou même VHF!?!?

• HRD 5, Logbook et HRD Rotator.• Interface CAT Radio

• Interface DX Cluster• Update du logbook automatique via QRZ.com

• Bearing automatique via QRA locator…

WOW!

(Et j’ai pas parlé de DM780 ou SatTrack de HRD!)

Protocole de contrôle

• Protocoles les plus communs…– Easycom I et II (Novacom I)– DCU-1

– IdomPress– GS232a et GS232b

Protocole de contrôle

• Easycom I et II– Orienté principalement pour les opérations satellites.– Haut niveau de précision dans le positionnement.– Offrent même le contrôle doppler (fréquence) du

radio.– Très rarement utilisé à sa pleine capacité sauf dans

des équipements commerciaux de haut niveau.– Standard mal documenté.– La majorité des interfaces Easycom sont

unidirectionnel.– Utilisé dans BEAUCOUP de projets d’interface rotor

pour opération satellite.

Protocole de contrôleEasycom II

– AZ Azimuth number - 1 decimal place– EL Elevation number - 1 decimal place– UP Uplink freq in Hertz– DN Downlink freq in Hertz– DM Downlink Mode ascii, eg SSB, FM– UM Uplink Mode ascii, eg SSB, FM– DR Downlink Radio number– UR Uplink Radio number– ML Move LeftMR Move Right– MU Move UpMD Move Down– SA Stop azimuth moving– SE Stop elevation moving– AO AOS– LO LOS– OP Set output number– IP Read an input number– AN Read analogue input number– ST Set time YY:MM:DD:HH:MM:SS– VE Request Version

Protocole de contrôle

• DCU-1– Créé par Hy-Gain pour leurs rotors Azimut.

– Ne supporte pas le contrôle d’élévation.– Unidirectionnel (n’offre AUCUN feedback sur la position.)

– Très simple d’opération.– Limitatif.

Protocole de contrôle

• DCU-1– APXXX où XXX est le « Bearing » désiré.

– AM1 Partir la rotation.– ; Stopper toutes opérations.

– La commande AI1; est utilisée par certains contrôleurs compatibles DCU-1 pour faire une requête de la position du rotor.

Protocole de contrôle

• IdiomPress– Créé par IdiomPress pour leurs interfaces de

rotor Azimut.– Ne supporte pas le contrôle d’élévation.

– Évolution du DCU-1.– Compatible avec DCU-1.

– Supporte les commandes AI1 et K pour le feedback bidirectionnel de la position.

– Limitatif.

Protocole de contrôle

• IdiomPress– AI1; requête de la position du rotor. – AM1 Partir la rotation.– APXXX où XXX est le « Bearing » désiré.– D tourne CCW.– Gxxx.x Va a xxx.x (Combine APXXX et AM1).– K Affiche le « Bearing » en temps réel. – k Stop d’afficher le « Bearing » en temps réel. – U Tourne CW.– ; Stopper toutes opérations.

Protocole de contrôle

• GS232A et GS232B– Créé originalement par Yaesu/Kempro pour

leur interfaces utilisés avec leurs rotors.– Supporte autant les opérations Azimuth que

Azimuth/Élévation.

– Très puissant et flexible.– De plus en plus utilisé dans les KITs et les

applications radio amateur.

– Très bonne option à envisager.

☺

Protocole GS232aCOMMAND LIST 1

R Clockwise Rotation

L Counter Clockwise Rotation

A CW/CCW Rotation StopC Antenna Direction Value

M Antenna Direction Setting. MXXX

M Time Interval Direction Setting.

MTTT XXX XXX XXX - - -

(TTT = Step value)

(XXX = Horizontal Angle)

T Start Command in the time interval direction setting mode.

N Total number of setting angles in “M”mode and traced number of all datas (setting angles)

X1 Rotation Speed 1 (Horizontal) LowX2 Rotation Speed 2 (Horizontal) Middle 1X3 Rotation Speed 3 (Horizontal) Middle 2X4 Rotation Speed 4 (Horizontal) HighS All Stop

O Offset CalibrationF Full Scale Calibration

Protocole GS232aCOMMAND LIST 2

U UP Direction Rotation

D DOWN Direction Rotation

E UP/DOWN Direction Rotation StopC2 Antenna Direction Value

W Antenna Direction Setting.

WXXX YYY

W Time Interval Direction Setting.

WTTT XXX YYY XXX YYY ---

(TTT = Step value)

(XXX = Horizontal Angle)

(YYY = Elevation Angle)

T Start Command in the time interval direction setting mode.

N Total number of setting angle in “W”mode and traced number of all datas (setting angles)

S All Stop

02 Offset CalibrationF2 Full Scale CalibrationB Elevation Antenna Direction Value

Protocole de contrôle

• Attention!!!• La majorité des implantations autant dans les

logiciels que dans les interfaces utilisent des plages limitées de commandes du protocole original.

• Il est important de bien évaluer quelles sont les commandes supportées et quelles sont les commandes non supportées pour faire le bon choix.

FODTrack de XQ2FOD

• Protocole : NA (???) �

• Processeur : Non �

• Communication : Unidirectionel �

• Opération Satellite : Oui ☺

• Opération HF (Azimut): Non �

• Contrôle Simultané (des deux axes) : Oui ☺

• Couts : Très bas ☺

• Support logiciel : Satellite seulement �

• Interface : Parallèle �

• Calibration : Difficile �

• Voltage de calibration : 0-5VDC �

• Interface: 4 open colletor ou relais ☺

• Support Overlap Non �

FODTrack de XQ2FOD

SAT688 de Mark WA8SME Et son Clone le ST-1

SAT688 de Mark WA8SME• Protocole : EasyCom I �

• Processeur : PIC 16F688 ☺

• Communication : Unidirectionel �

• Opération Satellite : Oui ☺

• Opération HF (Azimut): Non �

• Contrôle Simultané (des deux axes) : Non �

• Couts : Très bas ☺

• Support logiciel : Satellite seulement �

• Interface Série : Oui ☺

• Interface USB : Oui ☺

• Calibration : Difficile �

• Affichage LCD : Non �

• Affichage LED : Oui �

• Contrôle Manuel : Non �

• Voltage de calibration : 0-5VDC �

• Interface: 4 open collector �

• Support Overlap Non �

AOTTracker de DL7AOTEt son clone ST-3

• Protocole : EasyCom I et GS232a (Note 1) �

• Processeur : Pic 16F84 ☺

• Communication : Unidirectionel �

• Opération Satellite : Oui ☺

• Opération HF (Azimut): Non �

• Contrôle Simultané (des deux axes) : Non �

• Couts : Très bas ☺

• Support logiciel : Satellite seulement �

• Interface Série : Oui ☺

• Interface USB : Non �

• Calibration : Difficile �

• Affichage LCD : Oui ☺

• Affichage LED : Non �

• Contrôle Manuel : Non (Oui dans la version ST-3) �

• Voltage de calibration : 0-5VDC �

• Interface: 4 open collector �

• Support Overlap Oui ☺

AOTTracker de DL7AOT

Note 1 : Support très limité du au manque de mémoire dans le 16F84

G6LVB LVB TrackerEt son clone le ST-3

• Protocole : GS232a ☺

• Processeur : Pic 16F876A ☺

• Communication : Bidirectionnelle ☺

• Opération Satellite : Oui ☺

• Opération HF (Azimut): Non �

• Contrôle Simultané (des deux axes) : Oui ☺

• Couts : Très Élevé �

• Support logiciel : Satellite seulement �

• Interface Série : Oui ☺

• Interface USB : Oui, sur le LVB original seulement ☺

• Calibration : Commande ou bouton ☺

• Affichage LCD : Oui ☺

• Affichage LED : Non �

• Contrôle Manuel : Oui ☺

• Voltage de calibration : 0-5VDC �

• Interface: 4 open collector �

G6LVB LVB TrackerEt son clone le ST-3

Le LVB Original offre aussi interface Ethernet ☺☺

Le LVB original sert a financer AMSAT-NA et AMSAT-UK ☺☺

IdiomPressRotor-Ez et RotorCard

• Protocole : DCU-1 et IdiomPress ☺

• Processeur : Unknown?? �

• Communication : Bidirectionnelle ☺

• Opération Satellite : Non �

• Opération HF (Azimut): Oui ☺

• Contrôle Simultané (des deux axes) : NA• Couts : Élevé �

• Support logiciel : Log et concours ☺

• Interface Série : Oui ☺

• Interface USB : Non �

• Calibration : Commandes �

• Affichage LCD : Non �

• Affichage LED : Non �

• Contrôle Manuel : Non �

• Voltage de calibration : 0-5VDC �

• Interface: 2 open collector �

• Support Overlap Oui ☺

IdiomPressRotor-Ez et RotorCard

DF9GR ERCTrois variations ERC-1, ERC-3D et ERC-R

• Protocole : GS232a-Az GS232a-Élév et DCU-1 ☺

• Processeur : Atmel Mega168-20 ☺☺

• Communication : Bidirectionnelle ☺

• Opération Satellite : Oui (Un Axe a la fois, Azimut ou Élévation) ☺

• Opération HF (Azimut): Oui ☺

• Contrôle Simultané (des deux axes) : NA• Couts : Bas ☺

• Support logiciel : Satellite, Log, concours, etc… ☺☺

• Interface Série : Oui ☺

• Interface USB : Non �

• Calibration : Logiciel de DF9GR ☺☺

• Affichage LCD : Non �

• Affichage LED : Non �

• Contrôle Manuel : Non �

• Voltage de calibration : 0-15VDC sur 3 plages à cali bration auto ☺☺

• Interface: 3 Relais (Aux peut être utilisé pour frein ou haute vitesse!) ☺

• Support Overlap Oui, dans les deux directions ☺☺

DF9GR ERC-1

• Protocole : GS232a-AZ, GS232a-AZ/Elev, GS232b-AZ et GS232b-AZ/Elev ☺☺

• Processeur : Atmel Mega168-20 ☺☺

• Communication : Bidirectionnelle ☺

• Opération Satellite : Oui ☺

• Opération HF (Azimut): Oui ☺

• Contrôle Simultané (des deux axes) : Oui ☺

• Couts : Bas ☺

• Support logiciel : Satellite, Log, concours, etc… ☺☺

• Interface Série : Oui ☺

• Interface USB : Non �

• Calibration : Logiciel de DF9GR ☺☺

• Affichage LCD : Oui ☺

• Affichage LED : Oui ☺

• Contrôle Manuel : Oui ☺

• Voltage de calibration : 0-15VDC sur 3 plages à calibration auto ☺☺

• Interface: 5 Relais (Aux peut être utilisé pour frein ou haute vitesse!) ☺☺

DF9GR ERC-3D

• Protocole : GS232a-AZ, GS232a-AZ/Elev, GS232b-AZ et GS232b-AZ/Elev ☺☺

• Processeur : Atmel Mega644P-20 ☺☺

• Communication : Bidirectionnelle ☺

• Opération Satellite : Oui ☺

• Opération HF (Azimut): Oui ☺

• Contrôle Simultané (des deux axes) : Oui ☺

• Couts : Moyen ☺

• Support logiciel : Satellite, Log, concours, etc… ☺☺

• Interface Série : Non �

• Interface USB : Oui ☺

• Calibration : Logiciel de DF9GR ☺☺

• Affichage LCD : Oui ☺

• Affichage LED : Oui ☺

• Contrôle Manuel : Oui ☺

• Voltage de calibration : 0-15VDC sur 3 plages à calibration auto ☺☺

• Interface: 5 Open Collector �☺(Aux peut être utilisé pour frein ou haute vitesse!)

DF9GR ERC-R

DF9GR ERCTrois variation ERC-1, ERC-3D et ERC-R

Qualité de PCB

• La qualité des PCB varie beaucoup chez les différents fournisseurs.

• ERC, ARRL et AMSAT offrent des PCB de haute qualité.

• La qualité des PCB est de beaucoup inférieur chez FoxDelta.

MerciMerci

Et 73 De Et 73 De

Richard VE2DXRichard VE2DX

Remerciements

CRALLRené DF9GR

Goetz DL7AOT Laurent F1TE

Howard G6LVBSimon HB9DRVDinesh VU2FD Mark WA8SME

Manfred XQ2FODUMS et sa direction pour son invitation

Et faut pas oublier Julien!