J'ai déjà une antenne réception mais il me fallait un prétexte pour faire un peu d'assembleur PIC.
Cette page traite de la gestion du rotor d'antenne destiné à une antenne loop. Construction décrite ici: Rotor d'antenne..
Cahier des charges :
Low-cost, construite entièrement avec des fonds de tiroirs.
Gestion par PIC 18F4525.
Programmation du système en langage assembleur.
Ne doit pas défigurer notre maison, sera placée dans un grenier à l'abri des intempéries et des regards.
Ce qui implique que je ne la verrai pas fonctionner, il faut donc penser un système de recopie de la position et une visu des infos dans la station.
Utilise le mât et rotor déjà construits.
Cadre en tubes de cuivres Ø18mm que je possède déjà.
Gestion de la rotation du rotor pour pivoter l'antenne sur 180°. Moteur CC 12vcc.
Destinée à une Loop magnétique, gestion du condensateur variable d'adapation impédance/fréquence par moteur PAP et driver.
Pour permettre la recopie de l'azimut de l'antenne (position du rotor) je vais utiliser le principe de la roue codeuse avec lecteur optoelectronique. Il me faut donc usiner un disque perforé adapté à la mécanique du rotor.
En premier lieu une petite modélisation 3D pour en tirer un fichier .stl à donner en pature à Cambam pour en tirer un programme gcode. J'ai du faire plusieurs essais, le disque final est sensiblement différent de la capture d'écran, des ouvertures oblongues facilitant le réglage de la fourche optique, des perforations supplémentaires pour les limites et des perforations seulement sur 180° l'antenne étant bi-directionnelle.
J'ai mis T1T1N3. à contribution pour usiner le disque optique à partir d'une feuille de plastique de 2mm d'épais récupèré à la déchetterie.
Montage sur le rotor
Le moteur devra pouvoir tourner dans les deux sens, il sera commandé par un pont en H construit de bric et de broc avec des transistors récupèrés sur des vieux téléviseurs, (2 NPN et 2 PNP) assez costauds pour pouvoir emmener un moteur 12v 1A sans ventilation. Il est décrit ici: Pont en H.
Chaque transistor est équipé d'un radiateur découpé dans du profilé d'alu.
Fabrication de la fourche optique, la partie 'éclairante' est constituée par deux leds CMS, une pour la lecture d'angle et l'autre pour les limites. La partie réception est constituée de deux phototransistors câblés avec une résistance pulldown 10k. Un perforation du disque passe entre phototransistor et led on sature et produit un état haut, une partie pleine du disque, phototransistor bloqué produit un état bas. On a 90 perforations sur 180° ce qui nous donne une lecture de 2° par trou.
Schéma simple, le disque perforé passe entre les deux composants, la led sature le ttor (état haut) dés que le rayon lumineux est en face d'une perforation (sinon état bas), l'info est envoyée au PIC.
Réalisation pratique
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Le système est fonctionnel mais le prototype est finalement trop instable à cause de sa construction façon 'bricolage', au moindre choc il faut tout re-règler. J'ai fais une deuxième version un peu plus sérieuse,
le premier avait été gravé rapidement à la dremel, le deuxième gravé proprement avec CH4RL0TT3. et de construction plus robuste, les deux plaques sont reliées par un tube de laiton, le tout soudé, garantissant l'alignement leds/ttors.
Comme quoi perdre du temps à faire les choses correctement dés le départ nous en fait gagner...
Comme expliqué plus haut j'ai gravé un nouveau disque avec des perforations plus adaptées, le système est bien plus rigide et fonctionnel. L'utilisation de led et résistances CMS est due au peu de place entre le disque optique et la plaque supérieure du CV, sinon je n'ai pas cherché la miniaturisation.
Le tronc du programme est très simple: une boucle permanente scrute le disque optique et les boutons poussoirs dédiés aux diverses commandes.
- aucun bouton de pressé, la boucle se déroule indéfiniment.
- un bouton pressé on saute à la
routine de gestion correspondante, la tâche accomplie on revient dans la boucle.
Pas mal de conditions nécessaires pour gérer à la fois les limites, l'optoelectronique et le comptage des trous, un petit ordinogramme s'imposait.
Pour travailler plus confortablement j'ai divisé le programme en plusieurs parties, elle sont assemblées dans le main par des #include<>.
Initialisations du PIC18F4525:
Rotation et limites OK:
Routines communes:
A ce stade la rotation de l'antenne s'effectue correctement par appui sur les poussoirs direct ou inverse, les limites mini et maxi fonctionnent. Les routines de retour visu ne sont pas encore implémentées.
Le système complet en développement sur ma platine de prototypage PICDEV V4-40.. A gauche sur la breadboard les trois testeurs de niveaux TTL bien pratiques pour visualiser les états de l'opto-électronique.
Pour adapter l'antenne sur la fréquence de réception choisie il faut pouvoir commander le CV à distance en aveugle, l'antenne se situant dans un grenier en dehors de la station radio. Pour ne pas faire forcer le moteur PAP en butée dans un sens ou dans
l'autre, je fais une POM pour la limite mini, principe très utilisé en CNC (Prise Origine Machine, voir le projet 4L1C3 pour plus d'explications sur les POM) et compter les pas pour la limite maxi. Le système comprend un doigt qui vient obturer une fourche
opto constituée d'une led et d'un phototransistor, un CV actionné par un pap récupéré sur un vieux photocopieur. Le driver est un module TB6560. Le condensateur variable a une capacité de 596pf, une rotation de 180°, un 360° aurait bien simplifié la programmation mais ces vieux composants deviennent rares.
Tout comme la commande de rotation, au démarrage du système le programme effectuera la POM automatique en refermant le CV, ce sera la limite
mini en position fermée. La limite maxi en position ouverte se situera aux environ des 100 pas, le PAP étant un type 200pas/tour, le CV ayant une rotation d'environ 180°, la
limite maxi devrait se trouver dans ces environs avec une petite marge de sécurité, valeur qui tiendra dans un octet servant de compteur.
Comme pour la rotation antenne le tout sera commandé de la station par deux boutons poussoirs direct et inverse, la position en recopie sur le LCD.
Gros plan sur la fourche opto home-made, led et phototransistor, le doigt est une chute de PCB collé sur le coupleur. Le CV est ici en position fermée, limite mini.
Fichier main final:
Routines communes:
Temporisations:
Câblage fourches opto:
Câblage pins poussoirs et sorties:
Câblage du LCD 1602 sur le PIC:
A ce niveau tout touille correctement sur table, il reste maintenant à mettre tout çà en boitier, construire la loop, commander 10m de câble 8 conducteurs souples en Chine et installer le tout dans le grenier.
Le schéma définitif:
L'implantation du PCB:
Même si ce n'est pas la partie qui me passionne le plus ce projet mérite un beau boitier. Je l'ai découpé dans de la tôle de PC du temps ou ils étaient encore solides.
Le boitier est un peu surdimensionné par rapport au petit PCB mais c'est la face avant avec tous ses poussoir et le LCD qui conditionne les dimensions.
Création de La face avant avec l'exellent soft Galva de F5BU:
Comme j'ai de la place disponible j'ai rajouté deux prises BNC sur l'arrière, cette antenne sera réservée pour la réception et j'en profiterai pour
faire des essais de préamplis, j'en ai quelques uns qui traînent dans mes cartons.
J'ai fait avec ce que j'avais dans mes fonds de tiroirs, toutes les servitudes de l'antenne transiteront par des prises DIN récupérées sur de vieilles chaînes HI-FI.
Boitier câblé, les dimensions étaient tributaires des commandes face avant et je me suis retrouvé avec pas mal de place libre à l'intérieur. Cette antenne étant destinée à la réception j'en ai profité pour y caser deux préamplis HF qui traînaient dans mes tiroirs. Cette antenne loop magnétique deviendra une antenne active et ça me permettra de faire des essais comparatifs, voire tester d'autres montages :
Le bloc rotor monté et prèt à être installé, l'antenne sera bien à l'abri dans un grenier désaffecté, les seules pertubations qu'elle craindra seront les toiles d'araignées, tout peut donc rester dans l'état :
Il ne reste plus qu'à passer à la finalisation du projet: Construction et installation de la boucle magnétique..
