Главная » Телевидение
Призовой фонд
на январь 2017 г.
1. 1000 руб.
Radio-Sale
2. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
3. 600 руб.
От пользователей
4. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник

Похожие статьи:


Поворотное устройство для антенны/web-камеры на ATmega8/Arduino

Начнем с того, что между моим компьютером и компьютером друга, живущего в доме в паре сотен метров наискосок, настроена wi-fi сеть. При первой попытке настройки сети «дальнобойности» стандартных антенн, естественно, не хватило, поэтому были успешно изготовлены 2 антенны уда-яги (волновой канал) — это направленные антенны с крайне узким лепестком диаграммы направленности. Это одновременно и хорошо и плохо: хорошо тем, что это дает отличный коэффициент усиления и, соответственно, уровень сигнала, а плохо тем, что их нужно поддерживать направленными друг на друга.

Это устройство пришло мне в голову, как обычно, в приступе лени. Как-то зимней ночью, в очередной раз, на антенну навалило снега. Опять нужно выходить на балкон в мороз, чистить и перенаправлять антенну. Когда такое происходит регулярно, хочется оптимизировать процесс отряхивания антенны (от снега и капель дождя) и направления по заданным углам.

Всё ТЗ было сформировано как «….хочу направлять антенну прямо с компьютера, с точностью ≤ 10 градусов, не вставая с кровати....» . Сказано — сделано, только проект растянулся по времени, но лучше поздно чем никогда. В качестве блока питания — USB-порт ПК, интерфейс — переходник USB-UART, управление — ATmega8, исполнительные устройства — сервоприводы. 

Список нужных деталей:

  1. ATmega8-16PU

  2. Переходник USB-UART

  3. 2× сервоприводы (любые, управляемые по ШИМ)

  4. Лист текстолита

  5. sip-линейка (понадобится всего 10 пин)

  6. Железный уголок (обрезки шасси от «Амфитона»)

  7. Саморезы/винты для крепления.

  8. Расходники для травления, сверления и пайки

  9. Программатор (я выбрал usbtiny)

  10. Антенна или камера

Когда все было куплено и доставлено, настало время для разработки схемы и прошивки. Ну если с платой тут все просто — Sprint Layout 5, а для схем eagle, то для написания кода прошивки я решил попробовать Arduino IDE. Сперва на отладочной плате я собрал схему с «мегой» и разъёмами.

схема
Потом я прошил в «мегу» загрузчик Arduino «bootloader» по инструкции. Интересно то, что при использовании этого загрузчика мы используем встроенный в «мегу» тактовый генератор на 8MHz. Для прошивки я использовал программатор USBTINY. За вечер был успешно написан код, который слушал UART-порт на предмет нажатия кнопок wasd и пробела и двигал сервоприводы с шагом в 10 градусов. Скетч для Arduino IDE прилагается. В Arduino IDE есть функция «прошить программатором»,

Это очень полезно при ограниченных размерах устройства: сперва прошить контроллер, потом уже запаивать его в плату. Когда все ошибки в коде были исправлены, настало время платы. Честно сказать, сильно душила жаба травить плату для одной микросхемы и трех разъёмов. Но в итоге всё получилось минималистично и красиво.

Потом настал черед механики, я взял дремель, установил отрезной диск и вырезал из старого уголка от шасси усилителя «Амфитон» две детали.

Далее я собрал всё вместе и прикрепил маленькую тестовую антенну.

Потом всё подключил и протестировал.

Управление происходит по UART порту на любой операционной системе. Далее будет показано как настроить программу putty под Ubuntu Linux.

"Мега" просто слушает порт на буквы wasd+пробел и крутит антенну вверх, влево, вниз. вправо, выводя положение сервоприводов в градусах.

Как показала практика, «грузоподъемность» данной системы невелика. Достаточна для маленькой антенны или WEB-камеры, но не для полукилограммовой антенны. Так что я заказал сервоприводы с бо́льшим крутящим моментом и металлическими шестерёнками.

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 17.07.2013 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (15) | Я собрал (0) | Подписаться

0
ut1wpr #
Какую антенну вы собрались поворачивать? Вы слышали такой термин "ветровая нагрузка"? Как долго проживет ваша "поворотка" в условиях того самого снега и холода? Идея более чем бредовая. Камеру в теплой комнатке она еще подвигает. Про антенну забудьте. Говорю вам как радиолюбитель со стажем почти 50 лет.
В качестве подтверждения своих слов рекомендую глянуть в нете промышленные образцы "повороток".
Ответить
+1
Romas #
Мне то идея очень хорошая. Там вижу антенна даже показана. Ведь не всё на крышу надо ставить, сейчас не пятидесятые.
Ответить
0
ut1wpr #
Мда. Антенна на крыше была только в 50-е? Улыбнуло.
А в комнате вы будет Wi-Fi штырь вращать? Или стряхивать снег с комнатной антенны? Давайте у людей спросим, кому нужна вращающаяся антенна с углом поворота меньше 180 градусов? Подавляющее большинство сервочек до 160....
А снег стряхнуть с тарелки можно и веревочкой. Не выходя на балкон.
Я бы не стал комментировать, не проработай я достаточно много с рулевыми машинками. Ведь большинство малогабаритных сервоприводов именно под это и заточены. Любая попытка их умощнения тянет за собой неоправданное увеличение их стоимости. Погуляйте по инету, сравните их характеристики и цены.
Ответить
0

[Автор]
shved #
Да, WI-FI штырь вообще то всенаправленный, и вращать его не надо. В статье, для примера показана направленная антенна на 2400 МГц, вытравленная на текстолите размером 40x156mm. Весит она копейки, ветром тоже не особо сносит. Антенна установлена на балконе, и вращать ее надо именно на 180 градусов, в остальных 180-ти стены. Встряхивать с антенны снег и дождь надо не из-за веса, а из-за того что антенна от них корродирует и они препятствуют прохождению сигнала. Ну и для большей грузоподъемности, никто не отменял большие серво, например от станков или автомобильных зеркал.
Ответить
0
Бадрутдинова Светлана Николаевна #
Посмотрела и не вольно улыбнулась от видео. Обычный рулевой механизм от модели. Посмотрела справочник. Угловое усилие 5 грамм. Точности установки угла нет. У меня стоит переделанный РД 049 с двигателем от простой лентопротяжки. Точность 0,2 градуса. И то иногда проскакивает станцию. А тут вообще полный финиш. Ребята! Давайте уйдем из детства
Ответить
0
ut1wpr #
Рано еще уходить...
Впереди предстоит многое узнать про антенны и их характеристики. Как электрические так и механические.. Подчитать про параметры тех же актуаторов для сателитарных дишей, про стабильность установки азимута и угла места. Ну, словом, все впереди.
Одно радует - ардуино автор уже освоил. Если она ему даст начальный толчок в самостоятельном программировании (не в программировании методом кат-н-пэйст) - то это уже прорыв! Как грят программеры - большой велкам!
Но сразу хочу предупредить, понять, как работает и формируется ШИМ в МК-поделках начинающим сложно, почти невозможно. Если попросить кого-нибудь из них переписать программу скажем на классическом Си под иной МК пусть даже этой линейки - тут наступит облом.
С одной стороны хорошо - повторил, включил, работает. Но вто беда, понять что при этом сделал, что там кроется за вызываемыми функциями - тайна за семью печатями. И придется начинать с нуля, потеряв время на эту заманушку. А время - оно бесценно...
Ответить
0
Romas #
Ну извините, это всё начинает напоминать статьи одного "очень знатного, со множеством статей в журналах " автора, если не ошибаюсь Коновалова, где наверное ни одна конструкция не была рабочая, хотя описания такими громкими словами написаны...
Вопросы здесь такие:
1) Как в бытовых условиях точно замерить угол в доли градуса?
2) Какие шестерни имеет точность в доли градуса и может что то удержать с большой силой?
3) Какие антенны имеет направленность на -3db уже градуса, ведь не все антенны радаров даже на это сойдут?
4) Где видели сервомоторчики с угловым усилием 5г -наверное 5г/цм? Ведь моторчик с ВЕСОМ В 5г имеет угловое усилие в 0.7 кг/цм! А немного по больше уже 20кг/цм превышает.
5) Зачем мне, тоже на балконе, (с антенной-конвертером 2400-2700Mhz и лепестком в 30гр. или WLAN антенной с лепестком 13-18гр.) нужен поворот боле 180 гр. и точность луче радара?
6) Зачем мне в остеклянном балконе (ну да, ослабляет сигнал, но снаружи сейчас никак) думать про какие то ветра, снега?
Хотелось бы получить ответ хоть на часть вопросов.
Ответить
0

[Автор]
shved #
Попытаюсь ответить на ваши вопросы:
1) При помощи потенциометра или энкодера
2) Точно не пластиковые
3) Для данной задачи такие антенны не нужны
4) Я заказал сервоприводы на 15 kg-cm
5) Такая точность не нужна, ведь у антенны лепесток больше 10 градусов
6) Ну у меня балкон не застеклен, планирую залить в сервоприводы изолирующей и водоотталкивающей смазки.
Ответить
0
Romas #
По правде эти вопросы были к ut1wpr и Бадрутдинове Светлане Николаевной. Я работаю с промышленными роботами и знаю, что точность в доли градуса в бытовых условиях - полный бред. Не какая нибудь подсчитанная, а замерена. Даже на военных кораблях в рулевых механизмах не бывает потенциометров обратной связи большой точности. Конечно есть потенциометры с точностью в 0.1 градуса и линейностью 0.5% (что означает 0.5 градуса при положении 100 градусов), но тогда они имеет рабочее пространство около 320 градусов и бешено дорогие.
А по поводу защиты от воды - то советую повернуть сервомоторы верх-ногами (это хорошо подходит только к одному моторчику) и поставит они в маленькие коробки, чтобы наружу выходила лишь ось (выход проводов разгерметизировать).
Ответить
0
Бадрутдинова Светлана Николаевна #
Очень рада что вы с моим мужем коллеги. Только он работает по договору в Германии. Собирает электронику к промроботам. Вы не поверили, что в бытовых условиях можно добиться такой точности. Секрет прост. Просверлили шестеренку в редукторе и оптопару приделали. Вот вам и точность такая. Практиком нужно быть, а не плясать от готового.
Ответить
0
ut1wpr #
Пожалуйста, какие ко мне вопросы? Я их так и не услышал?
Вас понесло в какую-то непонятную область демонстрации глубоких познаний в роботах... Я программист, роботами не приходилось заниматься. Малыми углами и предельными точностями тоже. Так как я хорошо знаю углы лепестков диаграммы направленности различнейших антенн, то у меня абсолютно никаких вопросов по угловой точности не было.
Насколько часто нужно доворачивать WI-FI антенны (если источник излучения неподвижен) тоже не предстваляю. Но очень хорошо представляю стоимость тех же рулевых машинок повышенной мощности.
Повторяю, все это от попытки ПРИСПОСОБИТЬ для решения задачи устройство, разработанное грамотными конструкторами СОВЕРШЕННО для иных целей. Вы не хуже меня знаете, чего конструкторы добиваются от рулевых машинок. Повторяемость установки угла, минимизация времени полного перекрытия крайних точек, высокая надежность и малый износ. Нужно ли все это (собственно в этом и кроется их цена) для поворота кусочка фанерки? Где точность повторения установки азимута может лежать в пределах 10 градусов..
Ответить
0
Romas #
ut1wpr, вопрос к Вам в том, что в своём первом комментарий эту простую конструкцию оценили как "курам на смех". Так я и спрашиваю, зачем при небольшой нужде нужно делать что то "совершенное", а не описанную простую и легко повторяемую конструкцию. Я же говорил, что сейчас не 50-е, из чего выходит, что не все антенны сейчас весом более 50кг и должны находиться на крыше. А что Вы программист высокого уровня - поздравляю с тем.
Светлана, я дал пример точности одного довольно дороговатого потенца, произведённого на точном заводе. По Вашему, если я бы взял шаговик с шагом 0.6 градуса, подключил бы ка "микростеп" в 1/8, поставил бы редуктор 1:100, то получил бы точность установки антенны в (0.6/8)/100=0.00075 градуса? ДА НИКАК!!! Вот подумайте почему. Поворотные механизмы больших антенн для работы со спутниках, как я смотрел, имеет точность лишь в 0.15 градуса.
Точность 0,2 градуса. И то иногда проскакивает станцию
Ведь выходит, что у Вас ширина лепестка должна быть не более 0.2 градуса. Вот например на 16 GHz для того нужна антенна рефлектор диаметром около 5м, а на 4 GHz даже более 20м. Вы с мужем наверно давно миллионеры, если такие хорошие антенны делаете, с чем вас и поздравляю.
Ответить
0
Бадрутдинова Светлана Николаевна #
Ведем никчемный спор о поворотном механизме. Где вы видели радиолюбителя миллионера? Мы установку собрали еще 25 лет назад, для приема телепередач с соседних городов. Сейчас этой установкой пользуется сосед-коротковолновик. Я лишь ответила, что можно в бытовых условиях создать такую точность.
Ответить
0
Romas #
Как только показал факты, сразу спор "никчемный" :) А я лишь уверил, что невозможно и указал в чём ложь.
Ну хорошо, для уж очень точной настройки антенн используют точность поворота до 1/10 ширины лепестка. Где видели коротковолновую антенну лепестком в 2 градуса? Ещё в бытовых условиях?
Значит, как чаще всего бывает, точность у вас 0.2 плюс минус от 2 до 5 градусов, всего точность в пределах 2.2-5.2 градуса.
Ответить
0
Бадрутдинова Светлана Николаевна #
ROMAS Вы все на своем. Я вообще то говорила про точность поворота. У меня двойной червячный редуктор после РД 049. Шестерня червяка не имеет зазора холостого хода в особенности конструкции. Червячная шестерня из двух половинок на одном валу. Между ними стоят пружины сжатия как на сцеплении авто. И с силой прижимают фронта зуба шестерни к червяку. Счетная система калькулятор заправки. Полный круг 3600. Задаешь например минус 100 пошел. Плюс скажем 200-20 градусов. Дошел и встал. Практика вещь хорошая.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Тестер ESR, полупроводников, резисторов, индуктивностей
Тестер ESR, полупроводников, резисторов, индуктивностей
UNI-T UT-61A Мультиметр Mastech MS8239C
вверх