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卫星天线自动跟踪控制器 [复制链接]

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离线BD7CE
 
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1279
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2003-05-04
最近想做一个控制器,基本想法如下:

用2个步进电机做驱动,用红外线开关探测角度“0”,用涡轮传动装置减速。
rs-232接口命令采用easycomm1兼容。 有rs-232控制、手动控制和编程控制
三种模式。

计划采用 at90s8515,现在的问题是,电机驱动应该用什么?uln2003的驱动
电流只有0.5a小了点。 请问各位,能够直接和单片机接口的大电流驱动电路
有哪些呢?
离线BA3CE
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1652
只看该作者 1楼 发表于: 2003-05-04
我一般用晶体管+光藕。
离线BD7CE
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1279
只看该作者 2楼 发表于: 2003-05-05
哦。。。 单片机能否直接驱动4n25? 老兄有些什么工程经验,能否指点我一下。
离线bg4agr
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1534
只看该作者 3楼 发表于: 2003-05-05
觉得还是机械部分难点,谁能做一套,控制部分大家自己发挥。
离线BD7CE
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1279
只看该作者 4楼 发表于: 2003-05-05
机械部分我想画个图出来,但是没有加工设备,材料也难找。。。
比如蜗轮、蜗杆,要求用青铜加工,如果能拆到合适的才好。
离线BA3CE
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1652
只看该作者 5楼 发表于: 2003-05-05
4n25用单片机需要10ma的驱动,用4n29好使。
离线bg5har
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315
只看该作者 6楼 发表于: 2003-05-07
http://baas.lamost.org/nmys/neqt/neqt.htm
看看这个,值得借鉴
离线yeslong
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512
只看该作者 7楼 发表于: 2003-05-08
本人感觉控制部分好像要比机械部分难做得多。
打印机的机械部分可以用来作参考。
还有鼠标的光电传感原理,都可以做。
离线yeslong
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512
只看该作者 8楼 发表于: 2003-05-08
用普通直流电机+计数器也可实现 定位,但需要单片机配合或一个计数软件来控制,成本低。

如果要做跟踪只要加个时间变量即可。

本人只对此项研究感兴趣,太专业的东西都不懂,希望各位高手不要见笑!
希望多提宝贵意见。
离线BD7CE
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1279
只看该作者 9楼 发表于: 2003-05-08
据说拆船厂能找到现成的蜗杆蜗轮。。。
如果能找到做好的电机+变速器就好了。
离线yeslong
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512
只看该作者 10楼 发表于: 2003-05-09
有成品的极轴推杆,用一只电动蜗杆推动蝶形天线,但只能盯一颗星。
离线yeslong
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512
只看该作者 11楼 发表于: 2003-05-09
天津是华北地区的加工基地,机加工我这边不成问题,最近和北京的朋友合作,我们软硬配合,方案正在探讨中,

我想很快就会有结果的,比预想的要简单的多。

希望大家共同探讨,多提些建设性意见。
离线BD7CE
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1279
只看该作者 12楼 发表于: 2003-05-09
好呀,控制器我正在试验,成功后找你要机械部分,呵呵。。。
离线BG4AMO
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23
只看该作者 13楼 发表于: 2007-08-13
转贴: 天线自动跟踪系统的组成与工作原理
   亚太地区上空,已有70多颗不同类型,不同功能的卫星,在静止的轨道上运行,它们能够提供电视、通信、广播、因特网,多媒体等项服务,我国已使用了11颗卫星转播电视节目,所以在海陆空移动的载体上接收这些卫星上的节目前景十分看好,以鑫诺1号(sino sat-1)卫星为例:它载有14个ku波段和24个c波段转发器,卫星寿命15年,正好为2008年北京奥运服务。
   天线自动跟踪系统主要由:陀螺传感器,电子罗盘,16bit的cpu微处理器(因为陀螺传感器是16bit的数据串行输出,所以微处理器也选用16bit的cpu,这样数据可以一次性地由数据总线读入),伺服系统(包括伺服驱动器和伺服马达),1.2m横置偏馈抛物面天线(或者微带线阵平面天线,单层裂缝平面天线以便降低高度),卫星电视接收机,电压/频率(v/f)转换器,gps接收机模块和gps天线,15英寸tft-lcd液晶显示器,预留usb接口等组成,见图1。
   21 陀螺传感器 主要是用来测量汽车行驶的航向角变化,考虑到性能价格比,一般都选用俄罗斯生产的全固体光纤陀螺传感器,或者选用美国生产的微电子机械系统(mems)的惯性陀螺传感器,它们都具有体积小,重量轻,功耗低,启动快等特点。随机漂移<1°/h;动态范围在±60°/s;标度因子的误差<2%;因为陀螺传感器是以16bit数字信号形式输出运动载体航向角变化的角速率,通过对该信号的积分就能得到汽车在行驶中的航向角变化量Δθ〔4〕Δθ=θo+∫i+1ik(mi+1-mo)dt其中:
  k为陀螺传感器的标度系数(查手册);
  mi+1为陀螺传感器在i+1时间内角速率的输出量;
  mo为陀螺传感器在静止状态时角速率的输出量;
  θo为起始状态时航向角;
   22 电子罗盘 主要是用来测量卫星电视天线跟踪系统的俯仰角和方位角的传感系统,我们选用的是美国霍尼威尔公司生产的电子罗盘,它是以nmea格式,通过rs232串口提供出俯仰角,方位角和航偏变化量输出的,它具有快速响应时间最高可达20hz,响应时间为0.1s,航向精度为±0.5°,分辨率为0.1°,倾斜角(俯仰,方位)在±40°,精度为±0.1°,可在恶劣环境中长时间工作。见图2〔5〕。
  23 伺服系统 它包括了伺服驱动器和伺服马达,考虑到车载移动接收须长时间免维护工作,我们选用英国ct公司的微型交流无刷伺服马达和伺服驱动系统,它的驱动器是带有微处理器来控制所有功能的,并具有能够形成可调脉冲宽度pwm变频器的专用asic芯片,用asic芯片产生的稳定的电压脉冲宽度调制输出,控制igbt(双门隔离变换器)逆变器驱动电动机,它们是封装在一起的,同时能进行单轴和多轴控制,工作可靠。全数字化可以消除模拟量控制存在的漂移,还能承受启动时负载的冲击。采用直流伺服马达和直流驱动器,虽然能够提供线性控制,角速度控制,拉伸速度等各部份之间的良好同步,但是伺服马达的电刷(即使是长寿命的)须经常更换,这给售后服务,维修,备份带来困难。
   24 gps接收机模块 它是用来测量汽车当前经纬度定位坐标的,因为陀螺传感器长时间工作它的零点漂移和随机漂移会产生累积误差,从而影响天线的跟踪精度,所以每工作1~2h,就要用gps接收机给出的汽车当前经纬度定位坐标和卫星电视接收机输出的自动增益控制(agc)信号,来校正一次天线的位置,修正其误差使它重新对准卫星。如果汽车行驶在隧道,高层楼群,高架桥下,密集森林等地段时,由于遮挡会使gps定位失效,导致更大的误差,这时就要采取推算定位(dead reckoning)进行自律导航〔6〕。有了gps给出的汽车当前经纬度定位坐标,再利用同步卫星轨道的坐标,通过计算公式〔4〕就可以推导出卫星电视天线应该保持的航向角和俯仰角:
  航向角
  θ=arctg[sx(]tgk(a-δ)[]tgb[sx)]
  俯仰角
  φ=arctg[sx(]cosbcos(1-δ)-0.151[][kf(]1-[cosbcos(1-δ)]2
  其中:
  a为汽车当前的经度。
  b为汽车当前的纬度。
  δ为卫星的经度。
  由此给出的航向角范围在0~360°,俯仰角的范围在0~90°。详细的推算方法请参阅参考
  文献〔4〕这里不再赘述。
   25 对卫星电视天线的选择 我们选择的是单偏置抛物面天线,因为这种天线的馈源及其支撑遮挡最小,并且有较大的焦距直径比(f/d),从而使天线纵向尺寸变大,短径降低,横向安装在车顶上有利于降低车高,它还能降低天线旁瓣电平和改善馈源的极化辐射电平。为满足小型化的需求,可以选择微带线阵平面天线和单层裂缝天线〔2〕〔3〕〔7〕〔8〕。
   整个系统的工作原理:它的初始化条件是以电子罗盘数据的输出为最高级别中断,并且选择最高响应频率20hz的串行输出俯仰角和方位角的变化量,来保持与陀螺传感器测量到的航向角变化量同步,并送微处理器cpu处理后,以20hz频率送伺服驱动系统,驱动伺服马达控制卫星电视天线的转动方向,实时对准卫星,从而实现移动接收。
   卫星电视接收机输出的模拟agc信号,经v/f模块转换成频率后也送微处理器,经微处理器处理后以50ms定时中断,开始对v/f输出的频率计数。当信号最大时表示重新又捕获到卫星。
   26 其它 对tft-lcd液晶显示器的选择,小型轿车选择的是8英寸16∶9的,大型客车安装的是15英寸的。我们还预留了usb接口,目的是为了联结数码摄像机记录和识别道路。rom和ram是用来存储中国已使用的11颗卫星轨道坐标的,是作为卫星智能识别,卫星快速动态截获,实现一键选星和遥控选频道用。
    3 结束语
   实现移动卫星电视的接收,关键在于能设计出移动接收卫星电视的天线自动跟踪系统。正在研制中的一种很具有开发价值的有源相控阵天线,由于低噪音场效应晶体管技术的进步,不久即将面市,到那时天线自动跟踪系统的体积会更小型化,轻便化。利用卫星姿态测量技术和导弹制导技术设计出的天线自动跟踪系统,不仅只应用在卫星电视接收上,它在卫星通信,卫星多媒体业务上也有着广阔市场。
   我们不仅实现了卫星电视接收的"村村通"还要扩大到车载的"驶中通",把卫星电视接收水平普及起来。
离线BG4AMO
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23
只看该作者 14楼 发表于: 2007-08-13
来一张成品的自动跟踪天线先来过过瘾
来一张成品的先看看
离线BG4AMO
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23
只看该作者 15楼 发表于: 2007-08-13
来看看惠乐普电子(惠州)有限公司出产的智能卫星电视接收系统
来看看惠乐普电子(惠州)有限公司出产的智能卫星电视接收系统
  如今,亚太上空星光灿烂,节目丰富多彩,dth(卫星直播到户)已逐渐被老百姓所接受,但是dth安装难、换星难是卫星电视进入家庭的障碍。 huilop公司出品的智能卫星电视接收系统是国内第一套真正的智能化卫星电视接收系统,该系统真正解决了普通用户安装难、换星难的问题,任何用户都可以轻轻松松接收到不同卫星上的节目,此系统的推出是dth(卫星直播到户)设备的大革命! 此系统由接收天线、高频头、天线控制器、数字卫星电视接收机组成。天线可根据不同的用户需求采用90cm、75cm、60cm、45cm不同的偏馈天线,采用精确的步进电机及先进的传动部分,保证了天线的精度(仰角控制精度在正负0.05方位角控制精度在正负0.05度)。天线控制盒中存有全国各个县市的经度和纬度,亚太地区上空热门卫星的经度,您只要输入星的经度,天线就会锁定接收该卫星的最佳位置。 我们相信智能卫星电视接收系统能为您带来高品质的数字视听享受,带给您一片自由的卫视星空!
离线樊绍民
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4482
只看该作者 16楼 发表于: 2007-08-13
同步卫星好办一些,业余卫星就太麻烦了。一块 yaesu gs232 控制板 要5k多,g 5500 旋转器也是这个数......,一般不太好承受。如果卫星轨道正好是经过本市上空还简单一些,方位角调好后,只调整仰角就可以了,如果卫星轨道是偏一些经过本市上空,调整仰角的同时还要不停地调整方位角,这就复杂多了,要不人家那块板怎么那么贵呢?是一台计算机的价钱哪!。我这个外行人一想到这些就头大。真希望咱们ham中的高人,集思广益,共同努力,开发一套跟踪设备,促进咱们的空间通信。

ba1eo/樊绍民
离线albert
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4807
只看该作者 17楼 发表于: 2007-08-13
软件全部交给pc来做吧,用根数据线告诉他现在把仰角/方位角调到多少就可以了。
甚至把计数器脉冲都交给pc来处理
离线zdzd8888
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6243
只看该作者 18楼 发表于: 2007-08-13
呵呵~做成一个比例遥控~ 所有的 计算和控制都在上位机中完成~
离线徐罡
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130
只看该作者 19楼 发表于: 2007-08-16
这个东西首先要确立这样几个条件.
1/是跟踪同步卫星还是跟踪非同步卫星.
2/是固定于某处还是移动应用.
3/带动多大口径的天线.
在以上大的条件确立之后才能定方案.

另avr全系列口线驱动能力都可以到20ma.

如果是对同步卫星固定应用,控制部分就不是什么难事,机械部分多考虑一下.