Do aktywnej pracy satelitów w pasmach VHF i UHF śledzenie poruszającego się satelity jest koniecznością. Komercyjne jednostki sterujące do rotorów AZ/EL są drogie. Francuski radioamator Gilles F1EFW, członek klubu F6KMF, opracował rozwiązanie oparte na platformie Arduino UNO, które zastąpi oryginalne skrzynki sterujące rotorami za ułamek ceny sprzętu komercyjnego.
Zalety stosowania Arduino do rotatora AZ/EL satelity
Główną zaletą tego rozwiązania jest jego niska cena. Według autora, koszty wdrożenia, wliczając w to rotatory używane, nie przekraczają 100 euro. Kolejną zaletą jest jego wszechstronność – interfejs współpracuje z dowolnym rotatorem z silnikiem sterowanym przekaźnikowo i sprzężeniem zwrotnym za pomocą potencjometru, w tym ze starymi rotatorami bez oryginalnych skrzynek sterujących lub domowej roboty.
Cały szkic jest dostępny bezpłatnie, dobrze udokumentowany i można go łatwo dostosować do własnego sprzętu. Kalibracja ogranicza się do pomiaru zakresów napięć potencjometrów i obliczenia współczynnika konwersji kroków na jednostki ADC.
Łatwość połączenia
Wystarczy standardowe Arduino UNO, alfanumeryczny wyświetlacz LCD 16x2 z kontrolerem HD44780, 4-kanałowy moduł przekaźnikowy (dostępny za kilka euro), dwa potencjometry zamontowane na wałach rotatorów (jeden do azymutu, drugi do elewacji) oraz minimalna liczba przewodów połączeniowych. Nie jest wymagany żaden dodatkowy układ konwersji ani zewnętrzny adapter UART – komunikacja z komputerem odbywa się bezpośrednio przez wbudowany port szeregowy USB Arduino.
Opis połączenia
Schemat okablowania oparty jest na załączonym opisie szkicu wersji V4 (F1EFW) i podzielony jest na trzy jednostki funkcjonalne: wykrywanie położenia, wyświetlanie położenia i sterowanie silnikiem.
Wykrywanie położenia rotatora
Każdy rotator posiada potencjometr mechanicznie połączony z wałem, którego suwak jest podłączony do wejścia analogowego Arduino. Potencjometr azymutu jest podłączony do wejścia A0, a potencjometr elewacji do wejścia A1. Skrajne zaciski obu potencjometrów są podłączone do +5 V i GND. Arduino odczytuje napięcie na suwaku i konwertuje je na kąt, wykorzystując współczynnik kalibracji, który operator mierzy indywidualnie dla każdego rotatora, zgodnie z rzeczywistym zakresem napięcia przy pełnym obrocie.
Wyświetlacz LCD
Wyświetlacz LCD 16×2 z kontrolerem HD44780 jest podłączony w trybie 4-bitowym. Sygnały sterujące i linie danych są podawane na wyjścia cyfrowe D7–D12. Pierwszy wiersz wyświetlacza pokazuje azymut i elewację odebraną z oprogramowania do śledzenia satelitów (SAT A:xxx E:xxx), drugi wiersz pokazuje aktualną pozycję anteny odczytaną z potencjometrów (ANT A:xxx E:xxx). Jasność wyświetlacza można regulować za pomocą trymera 10 kΩ podłączonego do pinu VO.
Sterowanie silnikiem za pomocą przekaźnika
Cztery przekaźniki sterują kierunkiem obrotu obu silników: D5 – AZI CW (zgodnie z ruchem wskazówek zegara), D6 – AZI CCW (przeciwnie do ruchu wskazówek zegara), D3 – ELE UP (w górę), D4 – ELE DOWN (w dół). Pętla programowa porównuje żądaną pozycję z portu szeregowego z aktualną pozycją z potencjometrów i aktywuje odpowiedni przekaźnik, jeśli różnica przekroczy ustawioną tolerancję (parametr marginesu, domyślnie 4°). Przy zerowej lub ujemnej wysokości oba silniki zostają zatrzymane.
Przegląd połączeń wejściowych i wyjściowych Arduino UNO znajduje się w poniższej tabeli.
| Pin Arduino | Podłączone urządzenie | Funkcjonować |
|---|---|---|
| A0 | Potencjometr azymutu (suwak) | Opinia od AZI |
| A1 | Potencjometr wysokości (suwak) | Informacja zwrotna ELE |
| D3 | Przekaźnik IN3 | ELEMENT UP |
| D4 | Przekaźnik IN4 | ELEMENTY W DÓŁ |
| D5 | Przekaźnik IN1 | AZI CW |
| D6 | Przekaźnik IN2 | AZI CCW |
| D7 | LCD RS | Wyświetl wybór rejestru |
| D8 | LCD E | Włącz wyświetlanie |
| D9–D12 | Ekrany LCD D4–D7 | Wyświetlanie linii danych (4-bitowych) |
| USB | PC (port szeregowy COM) | Polecenia GS-232 z oprogramowania śledzącego |
Zalety nowej wersji: protokół GS-232
Pierwotna wersja szkicu (z 2023 roku) komunikowała się wyłącznie za pośrednictwem WispDDE, co ograniczało wybór oprogramowania do śledzenia satelitów do Orbitron lub SDR-Console z mostkiem DDE. Nowa wersja V4 (opublikowana w czerwcu 2026 roku) wprowadza obsługę protokołu GS-232, który jest obecnie de facto standardem w dziedzinie sterowania rotatorami w operacjach satelitarnych.
Sketch číta zo sériového portu (9600 Bd) reťazce v tvare W+azimut+Podniesienie, 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 i inne nowoczesne programy monitorujące - bez konieczności stosowania mostów DDE.
Do ręcznego testowania i debugowania bez oprogramowania śledzącego autor poleca program terminalowy Termite, który umożliwia przesyłanie ciągów GS-232 bezpośrednio z portu szeregowego komputera.
Filmy
Poniższy film przedstawia pierwsze łączności z satelitami po uruchomieniu systemu F1EFW AZ/EL, w tym automatyczne śledzenie trajektorii i korekcję przesunięcia Dopplera przy użyciu SDRConsole.
Wnioski: gdzie znaleźć więcej informacji i szkic
Kompletny i bogato opisany szkic wersji V4, zawierający współczynniki kalibracji dla poszczególnych rotatorów, opublikowano bezpośrednio w artykule F1EFW na stronie internetowej klubu F6KMF: https://f6kmf.fr/index.php/2026/06/19/arduino-a-la-poursuite-des-satellites-nouvelle-version-du-programme/Opis oryginalnej wersji dla AZ/EL z 2023 r., zawierający zdjęcia mechanicznego montażu rotatorów i szczegóły okablowania, jest dostępny pod adresem: https://f6kmf.fr/index.php/2023/09/14/arduino-et-la-Radio-a-la-poursuite-des-satellites-version-site-azimut/Autor jest również dostępny bezpośrednio poprzez formularz kontaktowy na stronie internetowej klubu F6KMF i chętnie odpowie na pytania dotyczące podłączania i kalibracji.
Dla radioamatora z podstawową wiedzą z zakresu elektroniki jest to wykonalny projekt weekendowy, który może przynieść natychmiastowe efekty w pasmach VHF i UHF.