Per le operazioni satellitari attive nelle bande VHF e UHF, il tracciamento di un satellite in movimento è fondamentale. Le centraline di controllo commerciali per i rotatori AZ/EL sono costose. Il radioamatore francese Gilles F1EFW, membro del club F6KMF, ha sviluppato una soluzione basata sulla piattaforma Arduino UNO che sostituirà le centraline di controllo originali dei rotatori a una frazione del costo delle apparecchiature commerciali.
Vantaggi dell'utilizzo di Arduino per il rotatore AZ/EL del satellite
Il principale vantaggio di questa soluzione è il suo prezzo contenuto. Secondo l'autore, i costi di implementazione, compresi i rotatori di seconda mano, non superano i 100 euro. Un altro vantaggio è la sua versatilità: l'interfaccia funziona con qualsiasi rotatore dotato di motore controllato da relè e feedback tramite potenziometro, inclusi i rotatori più vecchi privi di centraline originali o quelli realizzati artigianalmente.
L'intero sketch è disponibile gratuitamente, ben documentato e facilmente adattabile al proprio hardware. La calibrazione si limita alla misurazione degli intervalli di tensione dei potenziometri e al calcolo del fattore di conversione dei valori in unità ADC.
Facilità di connessione
Tutto ciò che serve è un Arduino UNO standard, un display LCD alfanumerico 16x2 con un controller HD44780, un modulo relè a 4 canali (disponibile per pochi euro), due potenziometri montati sugli alberi del rotore (uno per l'azimut, uno per l'elevazione) e un numero minimo di cavi di collegamento. Non sono necessari chip di conversione aggiuntivi o adattatori UART esterni: la comunicazione con il computer avviene direttamente tramite la porta seriale USB integrata di Arduino.
Descrizione della connessione
Il cablaggio si basa sulla descrizione allegata dello schema della versione V4 (F1EFW) ed è suddiviso in tre unità funzionali: rilevamento della posizione, visualizzazione della posizione e controllo del motore.
Rilevamento della posizione del rotatore
Ciascun rotatore è dotato di un potenziometro collegato meccanicamente all'albero, il cui cursore è connesso all'ingresso analogico di Arduino. Il potenziometro di azimut è collegato all'ingresso A0, quello di elevazione all'ingresso A1. I terminali estremi di entrambi i potenziometri sono collegati a +5 V e GND. Arduino legge la tensione sul cursore e la converte in un angolo utilizzando un coefficiente di calibrazione che l'operatore misura individualmente per ciascun rotatore in base all'intervallo di tensione effettivo a rotazione completa.
display LCD
Il display LCD 16×2 con il controller HD44780 è collegato in modalità a 4 bit. I segnali di controllo e le linee dati sono applicati alle uscite digitali da D7 a D12. La prima riga del display mostra la posizione di azimut ed elevazione ricevuta dal software di tracciamento satellitare (SAT A:xxx E:xxx), la seconda riga mostra la posizione corrente dell'antenna letta dai potenziometri (ANT A:xxx E:xxx). La luminosità del display è regolabile tramite un trimmer da 10 kΩ collegato al pin VO.
Controllo del motore tramite relè
Quattro relè controllano il senso di rotazione di entrambi i motori: D5 – AZI CW, D6 – AZI CCW, D3 – ELE UP, D4 – ELE DOWN. Il loop software confronta la posizione desiderata dalla porta seriale con la posizione corrente dai potenziometri e attiva il relè corrispondente se la differenza supera una tolleranza regolabile (parametro di margine, predefinito 4°). In caso di elevazione zero o negativa, entrambi i motori sono arrestati.
Nella tabella seguente è riportata una panoramica delle connessioni di input e output di Arduino UNO.
| pin Arduino | Dispositivo connesso | Funzione |
|---|---|---|
| A0 | Potenziometro azimutale (cursore) | Feedback da AZI |
| A1 | Potenziometro di elevazione (cursore) | Feedback ELE |
| D3 | Relè IN3 | ELE UP |
| D4 | Relè IN4 | ELE GIÙ |
| D5 | Relè IN1 | AZI CW |
| D6 | Relè IN2 | AZI CCW |
| D7 | LCD RS | Visualizzazione della selezione del registro |
| D8 | LCD E | Visualizzazione aperta |
| D9–D12 | LCD D4–D7 | Visualizza le linee dati (4 bit) |
| USB | PC (porta seriale COM) | Comandi GS-232 dal software di tracciamento |
Vantaggi della nuova versione: protocollo GS-232
La versione originale dello sketch (del 2023) comunicava esclusivamente tramite WispDDE, il che limitava la scelta del software di tracciamento satellitare a Orbitron o SDR-Console con un bridge DDE. La nuova versione V4 (pubblicata nel giugno 2026) introduce il supporto per il protocollo GS-232, che è ormai lo standard di fatto nel campo del controllo dei rotori per le operazioni satellitari.
Sketch číta zo sériového portu (9600 Bd) reťazce v tvare W+azimut+Elevazione, 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 e altri programmi di monitoraggio moderni - senza bisogno di bridge DDE.
Per i test e il debug manuali senza software di tracciamento, l'autore consiglia il programma terminale Termite, che consente di inviare stringhe GS-232 direttamente dalla porta seriale del computer.
Video
Il seguente video cattura i primi QSO via satellite dopo la messa in funzione del sistema F1EFW AZ/EL, inclusi il tracciamento automatico della traiettoria e la correzione dello spostamento Doppler tramite SDRConsole.
Conclusione: dove trovare maggiori informazioni e uno schizzo
Una descrizione completa e dettagliata della versione V4, comprensiva dei coefficienti di calibrazione per rotatori specifici, è pubblicata direttamente nell'articolo F1EFW sul sito web del club F6KMF: https://f6kmf.fr/index.php/2026/06/19/arduino-a-la-poursuite-des-satellites-nouvelle-version-du-programme/Una descrizione della versione originale per AZ/EL del 2023, comprese le foto dell'installazione meccanica dei rotatori e i dettagli del cablaggio, è disponibile al seguente indirizzo: https://f6kmf.fr/index.php/2023/09/14/arduino-et-la-Radio-a-la-poursuite-des-satellites-version-site-azimut/L'autore è inoltre reperibile direttamente tramite il modulo di contatto presente sul sito web del club F6KMF e sarà lieto di rispondere a domande relative alla connessione e alla calibrazione.
Per un radioamatore con conoscenze di base di elettronica, questo è un progetto fattibile per un fine settimana, con risultati immediatamente utilizzabili sulle bande VHF e UHF.