Pro aktivní satelitní provoz v pásmech VHF a UHF je sledování pohybujícího se satelitu nezbytností. Komerční řídicí jednotky pro AZ/EL rotátory jsou cenově náročné. Francouzský radioamatér Gilles F1EFW, člen klubu F6KMF, vypracoval řešení postavené na platformě Arduino UNO, které nahradí původní řídící skříňky rotátorů při zlomkové ceně komerčního zařízení.
Výhody použití Arduino pro satelitní AZ/EL Rotátor
Hlavní předností tohoto řešení je nízká cena. Podle autora náklady na realizaci včetně rotátorů z druhé ruky nepřesahují řádově 100 €. Další výhodou je univerzálnost – interface funguje s jakýmkoli rotátorem využívajícím motor ovládaný relé a zpětnou vazbu přes potenciometr, tedy i se starými rotátory bez původních řídících skříněk či domácími konstrukcemi.
Celý sketch je volně dostupný, dobře zdokumentovaný a snadno přizpůsobitelný vlastnímu hardwaru. Kalibrace se omezuje na změření napěťových rozsahů potenciometrů a výpočet přepočítacího koeficientu stupňů na jednotky ADC.
Jednoduchost zapojení
K realizaci postačuje standardní Arduino UNO, alfanumerický displej LCD 16×2 s řadičem HD44780, 4kanálový relé modul (dostupný za několik eur), dva potenciometry namontované na hřídelích rotátorů (jeden pro Azimut, jeden pro elevaci) a minimální množství propojovacích vodičů. Není potřeba žádný další konverzní čip ani externí UART adaptér – komunikace s počítačem probíhá přímo přes zabudovaný USB sériový port Arduina.
Popis zapojení
Zapojení vychází z přiloženého popisu ke sketchu verze V4 (F1EFW) a je rozděleno do tří funkčních celků: snímání polohy, zobrazování polohy a ovládání motorů.
Snímání polohy rotátorů
Každý rotátor má na hřídel mechanicky spojený potenciometr, jehož jezdec je přiveden na analogový vstup Arduina. Potenciometr azimutu je zapojen na vstup A0, potenciometr elevace na vstup A1. Krajní vývody obou potenciometrů jsou připojeny na +5 V a GND. Arduino čte napětí na jezdci a přepočítá ho na úhel pomocí kalibračního koeficientu, který si operátor změří individuálně pro každý rotátor podle skutečného rozsahu napětí při plném otočení.
Zobrazování na LCD
LCD 16×2 s řadičem HD44780 je zapojen ve 4-bitovém režimu. Řídicí signály a datové linky jsou přivedeny na digitální výstupy D7 až D12. První řádek displeje zobrazuje azimutní a elevační pozici přijatou ze softwaru pro sledování satelitů (SAT A:xxx E:xxx), druhý řádek zobrazuje aktuální polohu antén odečtenou z potenciometrů (ANT A:xxx E:xxx). Jas displeje je nastavitelný trimrem 10 kΩ zapojeným na vývod VO.
Ovládání motorů přes relé
Čtyři relé ovládají směr otáčení obou motorů: D5 – AZI CW, D6 – AZI CCW, D3 – ELE UP, D4 – ELE DOWN. Softwarová smyčka porovnává požadovanou polohu ze sériového portu s aktuální polohou z potenciometrů a aktivuje příslušné relé, pokud rozdíl přesahuje nastavitelnou toleranci (parametr marge, ve výchozím nastavení 4°). Při elevaci nula nebo záporné jsou oba motory zastaveny.
Přehled propojení vstupů a výstupů Arduino UNO je v následující tabulce.
| Pin Arduina | Připojené zařízení | Funkce |
|---|---|---|
| A0 | Potenciometr azimutu (jezdec) | Zpětná vazba AZI |
| A1 | Potenciometr elevace (jezdec) | Zpětná vazba ELE |
| D3 | Relé IN3 | ELE UP |
| D4 | Relé IN4 | ELE DOWN |
| D5 | Relé IN1 | AZI CW |
| D6 | Relé IN2 | AZI CCW |
| D7 | LCD RS | Výběr registru displeje |
| D8 | LCD E | Enable displeje |
| D9 – D12 | LCD D4 – D7 | Datové linky displeje (4-bit) |
| USB | PC (sériový port COM) | GS-232 příkazy ze sledovacího SW |
Výhody nové verze: protokol GS-232
Původní verze sketchu (z roku 2023) komunikovala výhradně prostřednictvím WispDDE, což omezovalo výběr softwaru pro sledování satelitů na Orbitron nebo SDR-Console s DDE můstkem. Nová verze V4 (publikovaná v červnu 2026) zavádí podporu protokolu GS-232, který je dnes de facto standardem v oblasti řízení rotátorů pro satelitní provoz.
Sketch číta zo sériového portu (9600 Bd) reťazce v tvare W+azimut+Elevace, napríklad W235 025 pre azimut 235° a eleváciu 25°. Kód vyhľadáva znaky W alebo w kdekoľvek v prijatom reťazci, čo zaručuje správnu funkciu pri rôznych implementáciách GS-232. Vedľajšie príkazy sú ignorované. Interface je priamo kompatibilný so SatTrack, OscarWatch, PstRotator, SDRConsole a dalšími moderními sledovacími programy – bez potřeby DDE můstků.
Pro manuální testování a ladění bez sledovacího softwaru autor doporučuje terminálový program Termite, který umožňuje posílání řetězců GS-232 přímo ze sériového portu počítače.
Video
Následující video zachycuje první QSO na satelitech po uvedení AZ/EL systému F1EFW do provozu, včetně automatického sledování dráhy a korekce dopplerovského posunu pomocí SDRConsole.
Závěr: kde najít další informace a sketch
Kompletní a dobře komentovaný sketch verze V4 včetně kalibračních koeficientů pro konkrétní rotátory je zveřejněn přímo v článku F1EFW na stránce klubu F6KMF: https://f6kmf.fr/index.php/2026/06/19/arduino-a-la-poursuite-des-satellites-nouvelle-version-du-programme/. Popis původní verze pro AZ/EL z roku 2023 včetně fotografií mechanické instalace rotátorů a detail zapojení je k dispozici na: https://f6kmf.fr/index.php/2023/09/14/arduino-et-la-Radio-a-la-poursuite-des-satellites-version-site-azimut/. Autor je dostupný i přímo přes kontaktní formulář na stránce klubu F6KMF a ochotně odpovídá na dotazy k zapojení i kalibraci.
Pro radioamatéra se základními znalostmi elektroniky jde o realizovatelný víkendový projekt s okamžitě využitelným výsledkem na pásmech VHF a UHF.