Pour les opérations actives de communication par satellite dans les bandes VHF et UHF, le suivi du mouvement du satellite est indispensable. Les systèmes de contrôle commerciaux pour les rotateurs azimutaux/élastiques sont onéreux. Le radioamateur français Gilles F1EFW, membre du club F6KMF, a développé une solution basée sur la plateforme Arduino UNO qui remplacera les boîtiers de contrôle d'origine à un coût bien inférieur à celui des équipements commerciaux.
Avantages de l'utilisation d'Arduino pour le rotateur AZ/EL de satellite
Le principal avantage de cette solution réside dans son faible coût. Selon son auteur, les frais de mise en œuvre, rotors d'occasion compris, ne dépassent pas 100 €. Autre atout : sa polyvalence. L'interface est compatible avec tout rotor utilisant un moteur à relais et un retour d'information par potentiomètre, y compris les anciens rotors sans boîtier de commande d'origine ou les modèles artisanaux.
Le programme complet est disponible gratuitement, bien documenté et facilement adaptable à votre matériel. L'étalonnage se limite à la mesure des plages de tension des potentiomètres et au calcul du facteur de conversion des paliers en unités ADC.
Facilité de connexion
Il vous suffit d'une carte Arduino UNO standard, d'un écran LCD alphanumérique 16x2 avec un contrôleur HD44780, d'un module relais 4 canaux (disponible pour quelques euros), de deux potentiomètres montés sur les axes du rotateur (un pour l'azimut, l'autre pour l'élévation) et de quelques câbles de connexion. Aucun circuit de conversion supplémentaire ni adaptateur UART externe n'est nécessaire : la communication avec l'ordinateur se fait directement via le port série USB intégré de l'Arduino.
Description de la connexion
Le câblage est basé sur la description ci-jointe du schéma de la version V4 (F1EFW) et est divisé en trois unités fonctionnelles : détection de position, affichage de position et commande du moteur.
Détection de la position du rotateur
Chaque rotateur est équipé d'un potentiomètre fixé mécaniquement à l'axe, dont le curseur est relié à une entrée analogique de l'Arduino. Le potentiomètre d'azimut est connecté à l'entrée A0, celui d'élévation à l'entrée A1. Les bornes extrêmes des deux potentiomètres sont reliées à +5 V et à la masse (GND). L'Arduino mesure la tension sur le curseur et la convertit en un angle à l'aide d'un coefficient d'étalonnage que l'opérateur détermine individuellement pour chaque rotateur, en fonction de la plage de tension réelle à pleine rotation.
écran LCD
L'écran LCD 16×2, piloté par le contrôleur HD44780, est configuré en mode 4 bits. Les signaux de commande et les lignes de données sont acheminés vers les sorties numériques D7 à D12. La première ligne affiche la position en azimut et en élévation transmise par le logiciel de suivi satellite (SAT A:xxx E:xxx), tandis que la seconde ligne affiche la position actuelle de l'antenne, mesurée à partir des potentiomètres (ANT A:xxx E:xxx). La luminosité de l'écran est réglable à l'aide d'un potentiomètre ajustable de 10 kΩ connecté à la broche VO.
Commande du moteur par relais
Quatre relais contrôlent le sens de rotation des deux moteurs : D5 – AZI CW, D6 – AZI CCW, D3 – ELE UP, D4 – ELE DOWN. La boucle logicielle compare la position souhaitée, transmise par le port série, à la position actuelle, mesurée par les potentiomètres, et active le relais correspondant si l’écart dépasse une tolérance réglable (paramètre de marge, 4° par défaut). À une élévation nulle ou négative, les deux moteurs sont arrêtés.
Le tableau suivant présente un aperçu des connexions d'entrée et de sortie de l'Arduino UNO.
| Broche Arduino | Appareil connecté | Fonction |
|---|---|---|
| A0 | Potentiomètre d'azimut (curseur) | Commentaires d'AZI |
| A1 | Potentiomètre d'élévation (curseur) | Commentaires ELE |
| D3 | Relais IN3 | ELE UP |
| D4 | Relais IN4 | ELE DOWN |
| D5 | Relais IN1 | AZI CW |
| D6 | Relais IN2 | AZI CCW |
| D7 | LCD RS | Sélection du registre d'affichage |
| D8 | LCD E | Activer l'affichage |
| D9–D12 | Écrans LCD D4–D7 | Lignes de données d'affichage (4 bits) |
| USB | PC (port série COM) | Commandes GS-232 du logiciel de suivi |
Avantages de la nouvelle version : protocole GS-232
La version originale du programme (datant de 2023) communiquait exclusivement via WispDDE, ce qui limitait le choix du logiciel de suivi de satellites à Orbitron ou SDR-Console avec un pont DDE. La nouvelle version V4 (publiée en juin 2026) introduit la prise en charge du protocole GS-232, désormais standard de facto pour le contrôle des rotors dans les opérations satellitaires.
Sketch číta zo sériového portu (9600 Bd) reťazce v tvare W+azimut+Élévation, 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 et autres programmes de surveillance modernes - sans avoir besoin de ponts DDE.
Pour les tests manuels et le débogage sans logiciel de traçage, l'auteur recommande le programme terminal Termite, qui permet d'envoyer des chaînes GS-232 directement depuis le port série de l'ordinateur.
Vidéos
La vidéo suivante capture les premiers QSO sur satellites après la mise en service du système F1EFW AZ/EL, y compris le suivi automatique de la trajectoire et la correction du décalage Doppler à l'aide de SDRConsole.
Conclusion : où trouver plus d’informations et un croquis
Un schéma complet et bien annoté de la version V4, comprenant les coefficients d'étalonnage pour des rotateurs spécifiques, est publié directement dans l'article F1EFW sur le site web du club F6KMF : https://f6kmf.fr/index.php/2026/06/19/arduino-a-la-poursuite-des-satellites-nouvelle-version-du-programme/Une description de la version originale pour AZ/EL de 2023, comprenant des photos de l'installation mécanique des rotateurs et des détails de câblage, est disponible à l'adresse suivante : https://f6kmf.fr/index.php/2023/09/14/arduino-et-la-Radio-a-la-poursuite-des-satellites-version-site-azimut/L'auteur est également joignable directement via le formulaire de contact du site web du club F6KMF et se fera un plaisir de répondre à vos questions concernant la connexion et le calibrage.
Pour un radioamateur possédant des connaissances de base en électronique, il s'agit d'un projet de week-end réalisable avec des résultats immédiatement exploitables sur les bandes VHF et UHF.