Kurzbeschreibung:
Dieses Programm ist in der Lage bewegliche Ziele zu berechnen und
zu verfolgen. Das Besondere dabei ist, dass zum Lesen der Azimut und
Elevationswinkel die mechanischen Teile einer "Maus" verwendet werden.
Die Steuerung uebernimmt die Druckerschnittstelle, als Interface sind
lediglich einige Bauteile notwendig. Das heisst: Um den Preis einer
Computermaus, zwei IC und 4 Relais kann ein rechnergesteuertes
Verfolgungssystem realisiert werden.
System:
Die Software ist in Turbo Pascal geschrieben und auf IBM PC mit EGA oder
VGA Bildschirm lauffaehig. Vor dem Programmaufruf muss
der Maustreiber geladen werden. (Windows-Version)
Uebersicht:
Gestartet wird mit ROTORSYS fuer die deutsche Version, die Englische kann
mit dem Parameter /E aufgerufen werden. /H Zeigt einen kurzen Hilfetext.
Der Parameter /BW ist bei Verwendung eines monochromen Monitor anzuhaengen.
Der Bildschirm praesentiert sich in zwei Felder. Das aeussere Feld
zeigt die effektiven Rotorpositionen. ( Istsituation )
Das innere Feld zeigt die Berechnungsgrundlagen und die Sollpositionen.
Menueleiste:
F1 = Startet oder beendet die automatische Verfolgung.
F2 = Zielobjekt auswaehlen mit Bild auf / Bild ab.
F3 = Verfolgungsinterval auswaehlen 1 bis 15 Minuten mit Bild auf / ab.
F4 = Offset-Winkel Azimut -9.9° bis +9.9° waehlbar mit Bild auf / ab.
F5 = Offset-Winkel Elevation -9.9° bis +9.9° waehlbar mit Bild auf / ab.
Ist die Verfolgungsautomatik nicht aktiviert, koennen die Rotoren per
Kursortasten bewegt werden.
Funktion:
Nach dem Programmaufruf meldet der Rechner, dass die Referenzpunkte
manuell gesucht werden muessen, erst dann ist das System kalibriert.
Es ist zweckmaessig die Referenzpunkte in der Naehe der Antennen-
parkposition zu legen, damit diese schnell gefunden werden. Der Referenzpunkt
wird hinter der Gradanzeige als Doppelpfeil dargestellt. Als Referenzpunkte
dienen die 2 Maustasten. Links fuer Azimut und rechts fuer die Elevation.
Nachdem das Verfolgungsobjekt und der Verfolgungsinterval ausgewaehlt wurde,
kann die Verfolgung mit F1 aktiviert werden. Ein eventueller Offset-Winkel
kann mit F4 = Azimut oder F5 = Elevation angewaehlt werden.
Ist der errechnete Elevationswinkel negativ, so werden die Rotoren nicht
nachgesteuert. Die Verfolgung kann jederzeit mit F1 wieder abgebrochen
werden. Ein Programmausstieg kann mit ESC erreicht werden.
Parameter:
Um die Software universell zu halten, koennen verschiedene Parameter ueber
eine Konfigurationsdatei definiert werden. (ROTORSYS.CFI)
Es ist zu beachten, dass die Bezeichner Schluesselwoerter sind, werden
diese veraendert so kann der nachstehende numerische Wert nicht richtig
oder ueberhaupt nicht interpretiert werden.
- MYCALL = Eigenes Rufzeichen
- MY-LOC = Eigener LOCATOR (die geografische Position kann auch mit MY-LAT und
MY-LON eingegeben werden. ( zB. MY-LAT +46.729 MY-LON -11.625 ))
- Verwendete Druckerschnittstelle LPT 1 oder 2. (default 1)
- AZ-Winkel an welchen der Referenzsensor aktiv ist. (Linke Maustaste) (default 180)
- Impulszahl Azimut die per 360 Grad gelesen werden. (default 360)
- EL-Winkel an welchen der Referenzsensor aktiv ist. (Rechte Maustaste) (default 0)
- Impulszahl Elevation die per 360 Grad gelesen werden. (defauld 360)
- Zeitdifferenz UTC - Lokalzeit. (zB. GMT = MY-QTR -1) (default 0)
- Einstelltolerantz fuer die Verfolgung Azimut (haengt vom Spiel im
Getriebe und von der Geschwindigkeit der Drehung ab). (defauld 0.5)
- Einstelltolerantz fuer die Verfolgung Elevation (haengt vom Spiel im
Getriebe und von der Geschwindigkeit der Drehung ab. (defauld 0.5)
Steuerung:
Die Rotoren werden ueber die Druckerschnittstelle gesteuert.
Pin 2 (H-Pegel) = AZ-Rotor dreht im Uhrzeigersinn.
Pin 3 (H-Pegel) = AZ-Rotor dreht im Gegenuhrzeigersinn.
Pin 4 (H-Pegel) = EL-Rotor dreht nach oben.
Pin 5 (H-Pegel) = EL-Rotor dreht nach unten.
Pin 6 (H-Pegel) = AZ-Rotor dreht schnell. ( Delta > 10 Grad )
Pin 7 (H-Pegel) = EL-Rotor dreht schnell. ( Delta > 10 Grad )
Pin 25 = 0V.
Zeichnung 1 zeigt eine Schaltung.
Keplerelemente:
ROTORSYS kann bis zu 50 SAT-Dateien (.DAT) verwalten. Sie koennen mit
einen Texteditor (zB. EDIT von DOS) erstellt werden. Eingeleitet werden
die Elemente mit der 1.Zeile "OBJEKT: SAT,". Zu beachten ist
auch hier, dass die Bezeichner (zB. EP-DAY) Schluesselwoerter sind.
Der numerische Wert muss mit einem Komma enden.
Bei Radiosternen muss in der 1.Zeile "OBJEKT: STERN" stehen, gefolgt
von Rektaszension und Deklination.
Anpassung der Mausencoder:
Diese Arbeit erfordert etwas Fingerspitzengefuehl, da es verschiedene
Encodermechaniken gibt. Besonders geeignet sind solche, bei denen die 2
Encoder gesondert aufgebaut sind. Prinzipiell muessen diese von der
Mausleiterplatte abgetrennt und am Rotor an die Motorachse angebracht werden.
Dasselbe gilt auch fuer die zwei Referenzsensoren.
Dieses Problem muss natuerlich individuell geloest werden. Auch fehlt derzeit
noch die notwendige Erfahrung um dafuer ein Patentrezept zu verschreiben.
Die Tests wurden mit einer Geniusmaus durchgefuehrt, in der Encoderraeder
mit 45 Schlitze montiert sind. Mit diesen Raedchen wird eine Aufloesung
von 2 Grad erreicht. ( 360/(45*4)= 2 ) (Foto 1)
Die Mauselektronik wertet die von den Optokoppler kommenden Signale aus,
und kann auch ein Viertel einer Periode erkennen da die Optokoppler um 90
Grad zueinander versetzt angebracht sind.
Getestet wurde auch ein professioneller Encoder (1250 Impulse / 360 Grad),
welcher an die Mauselektronik gekoppelt wurde. (Aufloesung = 0.072 Grad)
Dies ist natuerlich die beste Loesung, aber auch dementsprechend teurer.
Zu beachten ist dass bei steigender Impulszahl die Rotorgeschwindigkeit
reduziert werden muss.
Schlussbemerkung:
Mit diesem Programm hat der Autor versucht eine billige Loesung fuer das
Problem "Autotracking" zu finden. Natuerlich kann dieses System noch
verbessert werden. Dies sollte ein Anreiz sein das vielleicht
vorhandene analoge System durch ein rechnergesteuertes zu ersetzen.
Hinweise auf vorhandene Fehler oder Anregungen sind willkommen. Hier kann
ROTORSYS heruntergeladen (51kB) werden.
Danksagung:
Dank gebuehrt Walter IW3AZJ, fuer die Bereitstellung einiger "Maeuse".
Folgende Stationen benutzen Rotorsys:
I6PNN für 23, 13, 6 und 3cm EME, Antenne 4m.
IZ4BEH für 3cm EME, Antenne 7m.
PA0EHG für 3cm EME, Antenne 3m.
Literatur:
NOISE MEASUREMENTS OF COSMIC OBJECTS (DUBUS TECHNIK 2 Jan Bruinier DL9KR)
RADIOASTRONOMISCHE METHODEN (Antennen Band 3: Messtechnik Edmund Stirner)
LOCATING THE MOON (THE RADIO AMATEUR'S HANDBOOK 1982)
EPEMERIDEN - PROGRAMM MOND (CQDL 1/86 Manfred Belter)
MINI CALC (AMSAT JORNAL 5/6/85 Dr. Karl Meinzer DJ4CZ)
VGA - Bildschirm (Win98: Rotorsys.exe starten und DOS-Fenster in Vollbildmodus schalten.)
(Zeichnung 1) Interfaceschaltung PC-Rotoren.
(Foto 1) Mauselektronik mit abgetrennten Encoder.
Turbo Pascal 6 Quellcode ist hier (90kB) verfügbar.
Ab sofort ist eine ROTORSYS Testversion für Windows hier verfügbar.