0215 Ovládání rotátoru Skymaster 05.04.2022

Před osmnácti roky jsem popsal Rotátor Skymaster, s jeho výhodami i problémy. Tehdy si tento typ rotátorů koupilo asi víc lidí a časem je odložilo. Myslím,že je škoda rotátory nevyužít a nepokusit se jim vdechnou nový život. Ona ta motorová část nevypadá zase tak špatně. Otáčel jsem s ním i anténu Moxon na 14MHz. Pravda je že si musíme odpustit věci, které by šly udělat při použití stejnosměrného motoru. Například plynulý rozjezd a brzdění (rampování), nemožnost skenování zvoleného segmentu sníženou rychlostí, není možné udělat motorovou brzdu.
Pro malou anténu anténu na dvoumetrové pásmo s délkou ráhna do tří metrů rotátor bez problémů vyhovuje. Aby se snížilo namáhání rotátoru, přidal jsem na anténní trubku ještě horní ložisko. Nyní s rotátorem otáčím i dvojče třináctiprvkových antén na 430 MHz. Při horizontální polarizaci u které jsou antény umístěné nad sebou, není žádný velký problém. U antén pro vertikální polarizaci vynesených na vodorovné ráhno už nemám dobrý pocit. Setrvačné síly jsou o dost větší. Je to pro tento rotátor asi maximální zatížení.

Mechanické úpravy

Před začátkem práce je nutné starší rotátor rozebrat očistit, řádně petrolejem vymýt ztvrdlou vazelínu. Kuličky v ložisku ø 0,15" šly bez problémů nahradit cyklistickými kuličkami Yarrow ø 3.9 mm pro hlavové složení. Zkontrolujeme také zasunutí mezikola motoru. Mezikolo má mít maximální záběr při lehkém chodu.
Při nové montáži je třeba vše znovu ošetřit vazelínou, mně se nejlépe osvědčilo něco s litiem. Třeba Mogul LV2-3 z Parama.
Dobré je nepoztrácet šrouby desky a matice třmenů. Nejsou totiž metrické, jejich závit je Whitworth 1/4 UNC. Těsnící manžetu ošetříne glycerinem.
Původní rozsah otáčení je místo 360° jen 327°, 33°zůstávalo slepých. Pro příjem TV ze satelitů to možná není na závadu. Pro závody na VKV je to nepřijatelné. Náprava byla jednoduchá. Flexou jsem zrušil přivařenou zarážku z kulatiny.

Ovládání

Volil jsem z několika alternativ ovládání a indikace.
  1. Kombinaci ovládání tlačítky a indikaci voltmetrem jsem zavrhnul jako první.
  2. Další verze byla také s tlačítky, ale s indikací natočení antény třemi sedmisegmentovými číslovkami.
  3. Třetí kombinace měla ovládání tříotáčkovým potenciometrem a indikaci dvouřádkovým LCD displejem. Tu jsem chvíli provozoval a svého času byla zveřejněná na stránkách. Byl ale problém s Arduinem.
  4. Nakonec jsem se pokorně vrátil ke staré a blbuvzdorné konstrukci [1] s LED diodami. Protože je u použitého rotátoru střídavý motor a nejsou zabudované koncové spínače, byly nutné jisté úpravy.

    Napájení

    Napájení ze sítě mi nevadí. Pro delší pobyt na kopci mám agregát a kratší provoz zvládne měnič 12/230V. Měnič musí mít výstupní kmitočet 50 ÷ 60 Hz, a nesmí mít "modifikovanou" sinusovku. Ta nedokáže vytvořit točivé magnetické pole v motoru.
    Pro napájení jsem použil původní transformátor rotátoru. Z jednoho vinutí je napájený střídavý motor rotátoru. Na druhé vinutí je připojená indikace polohy. Problém byl ale s transformátorem. Má sice štítkové sekundární napětí 2x 22V~, ale skutečnost je jiná. Napětí naprázdno je Uef=27.13V, Upp = 38.4V, to po usměrnění přesahuje napěťové i výkonové možnosti běžných lineárních stabilizátorů.
    Proto jsem použil modul spínaného zdroje AO4 s výstupním napětím 12V=. Modul je osazený SMD IO MP4560. Kmitočet 0,5MHz, max. proud 2A, účinnost 90%, rozměr 25x15 mm.

    Indikace polohy

    Proudová smyčka je zapojená podle původního schematu.
    Snímací potenciometr je poháněný přes převod ozubenými koly. Použil jsem kovová ozubená kola z ruských inkurantů, při převodu 32/50 zubů je využitých na větším kole pro 360° otáčení jen 230°, To je (79%) z natočení potenciometru které je 290°.
    Abych vyloučil vliv nepřesného opracování je potenciometr umístěný na segmentu. Na jedné straně je segment kyvně uložený na šroubu s osazením, na druhé straně je vedený kulisou. Ozubená kola do záběru táhne vinutá pružina. Je to lepší řešení než pružná spojka.
Zobrazování a snímání je podle původního návrhu. Nemá smysl se o něm dál zmiňovat, všecno je popsané v [1]. Doplněné je jen snímání a blokování koncové polohy.

Na pozici D2 a D35 jsou dvoubarevné LED (červená/zelená) se společnou anodou. Na úhlech 90°, 180° a 270° jsou žluté, ostatní LED jsou zelené.

Řízení

Přepínání směru otáčení je pomocí relé ovládaných přepínačem se střední polohou. Po návštěvě eBAY přepínač najdete pod označením: SH R8016A-P14 3pinový pádlový spínač MOM-OFF-MOM SPDT. Nepříjemné je, že v rotátoru nejsou spínače pro omezení koncové polohy. Omezení je snímané z krajních poloh zobrazovače vývodů IO1.1 a IO4.10. Místo diod LED je na těchto pozicích zapojená dioda optočlenu. Optočlen spíná relé, které zablokuje otáčení po dosažení koncové polohy. Aby bylo zřetelné její dosažení, svým druhým kontaktem relé spíná červenou z dvoubarevné LED na zobrazovači.

Stavba

Ovládání rotátoru je vestavěné do skříně baterie stanice RDM-61M. Ve skříni je nejen ovládání rotátoru, je tady připravené i místo pro ovládámí anténního předzesilovače (ATU). Uvažuji i o doplnění o interfejs s připojením rotátoru na počítač [2]. To je ale zatím budoucnost.

Poměrně dost práce mi dala stupnice. Zkoušel jsem jí vytisknout na průhlednou folii, samolepící papír i samolepící hliníkovou folii. Nejlepší ale vyšel tisk na lesklý fotopapír. Černé okraje skryjí na černém podkladu nepřesnosti při vystřihování. Na popisky se mi nejvíc zamlouval negativní tisk na hliníkovou folii.

Úpravy po dokončení

  1. K hotovému ovládání jsem přidal pětikolíkový konektor DIN na který je vyvedené napětí ze snímacího potenciometru i přepínač funkce ovládání pro interfejs s výstupem USB k připojení rotátoru na počítač [2].
  2. Ve skříni rotátotoru bude deska na ovládání VF předzesilovače - LNA. To je ale téma na další článek.
  3. Původně použité mikrofonní konektory pro připojení motorové části nebyly to nejlepší řešení. Podstatně spolehlivější a rychlejší je použití konektorů typu XLR.


Nebezpečí úrazu! Zařízení spojené s rozvodnou sítí. Může ho stavět nebo opravovat pouze osoba s příslušnou elektrotechnickou kvalifikací.

Přílohy, literatura, odkazy

[1] Anténní rotátor pro VKV závody - OK2KKV [2] Easy-Rotor-Control (ERC)