Rotátory

Poté, co jsem opustil myšlenku vyrobit si rotátor ze šnekového převodu, v panelákové kuchyni kde je to vážně problém, jsem zakoupil rotátor YAESU G-450C. Po rozbalení krabice se ale objevil nečekaný problém. YAESU totiž dodává rotátory také ve verzi bez propojovacího kabelu. Součástí dodávky jsou sice oba konektory, ale v přiložené dokumentaci není ani zmínka o tom, jak konektory navzájem propojit, ani vnitřní zapojení motoru nebo jeho konektoru, a ani zapojení ovládací jednotky.
(Poznámka: V roce 2007 jsem po dobrých zkušenostech koupil druhý rotátor stejného typu. To se již dodával nejen bez kabelu ale také bez konektorů které se museli kupovat samostatně !!!)
A aby to nebylo tak jednoduché, tak:

Zkusil jsem Internet - bez výsledku. Až u jednoho prodejce v Praze objevil zapojení. Bylo sice pro jiný typ ale ukázalo se že zapojení je použitelné i pro 450-ku.

Nakonec se to ukázalo jednoduché. Zapomeneme-li totiž na rozdílný tvar a konstrukci konektorů je to vlastně z hlediska číslování propojené 1:1 tedy:

pin konektoru ovládání

 

pin konektoru motoru

funkce

11) <----------> 1 potenciometr
2 <----------> 2 potenciometr - střed
3 <----------> 3 potenciometr
4 <----------> 4 motor - (vlevo)
5 <----------> 5 motor - (vpravo)
6 <----------> 6 motor - společný
- nezapojeno 7 -

1)
U modelu G-450, G650 a G1000A není tento pin v ovládací jednotce zapojen (ale u motorové části je na pin č.1 konektoru vyveden), Jak je to u některých jiných modelů jsem nezkoumal.

Pro propojení jsem v jednom případě použil obyčejný nestíněný kabel 5 x 0,75 délky asi 15m, v druhém případě opět nestíněný 5 x 1 délky 20 m což je obojí s bohatou rezervou, protože v manuálu je požadován minimální průřez cca 0,5 mm2 (přesně 0,518 mm2) do délky kabelu 40m

Pro modely G450, G650, G1000 se používá stejný kabel. Kabel se stejným objednacím číslem lze podle některých prodejců použít i pro modely G2800DXC, G550B a G5500B, to jsem ale nekontroloval.


Výše uvedený rotátor je určen pro závodní provoz z portable stanoviště. Protože při závodě je na stožáru vždy více než jedna anténa, typicky je na jednom stožáru dvojče pro pásmo 144 Mhz (původně 2x11el F9FT, nyní 2x11el G0KSC) a na druhém stožáru antény pro 70 a 23 cm, rotátor umisťuji k patě stožáru.

Tím ale nastává problém, jak zajistit, aby zejména při vztyčování ale i následně za provozu, nebyl rotátor namáhán na "ohyb". Problém řeší improvizovaná . "hardy" spojka, která je vyrobena z kusu gumového pásu z pásového přepravníku která (má rozměry cca 300 x 500 mm),  na který je rotátor je přes 2 panty přišroubován. (viz obr. vlevo)

Tím je vyřešeno nejen vztyčování a pokládání stožáru ale je tak i zajištěna potřebná pružnost uchycení zejména v případech, kdy je stožár za provozu namáhán větrem a nebo v případech kdy podklad není příliš rovný. V rozích této gumové "základní desky" jsou čtyři otvory, kterými ji při vztyčování "přibiji" k zemi. Obvykle stačí jen dva "hřebíky" uhlopříčně.


Vlastní stožár, (nejčastěji využiván pro dvoumetrové) pásmo se skládá ze tří duralových trubek.
Spodní má rozměr 60 x 2 x 4270,
prostřední 55 x 2 x 3840 (zasouvá se asi 540 mm do spodního dílu)
a vrchní 50 x 2 x 4000 mm. Ta se zasouvá cca 570 mm do prostředního dílu.
Celý stožár je po sestavení vysoký cca 11,1 m, kotvení je ve výšce 7,73m.

Trubky jsou zajištěny proti vzájemnému pootočení. Původně byly trubky proti vzájemnému otočení i zasunutí do sebe zajištěny jen jedním asi 6mm samořezným šroubem. (Ještě od toho zůstali na konci trubek zářezy.)
I když to několik závodů přežilo, zdálo se mi to málo bezpečné, a tak jsem vymezil vzájemné zasunutí trubek do sebe nalepením asi 100mm kroužku uříznutého z tlustší (vnější) trubky na patřičné místo tenčí (vnitřní) trubky. Jako lepidlo jsem použil nějaký kovem plněný epoxid vytvrzovaný za normální teploty a drží to naprosto bezproblémově už asi od roku 2000. Zajištěnní proti otáčení zůstalo stále šroubem.
I když to bylo stoprocentně funkční a v připadě selhání nehrozila už žádná katastrofa bylo to nepraktické. Při stavění se pracně musela hledat správná poloha a často se stávalo, že šroub ze zářezu vyklouznul a pokud si toho někdo nevšiml včas mohlo to znamenat i jedno složení a zase postavení stožaru navíc. Takže jsem se nechal inspirovat jední vojenským stožárem a horní konec spodní trubky jsem upravil podle obrázku vlevoa k původní zarážce umístěné spodním konci horní trubky jsem opět nalepil příslušný protikus. Vlivem šikmých hran jsou uplně vymezeny jakékoliv vůle.


Na vedlejším obrázku je detail horního ložiska. Pevná část ložiska - tedy ta co je pevně spojená se stožárem (i když se vlastně společně otáčí se stožárem říkám ji pevná) je ze silonu nebo něčeho podobného, otočná část - tedy ta co je spojena s kotevními lany - je z tvrdého hliníku síly 3mm. Protažení koaxiálního kabelu vnitřní - tedy pevnou částí ložiska se z hlediska namáhání kabelu ukázalo jako podstatně výhodnější než původně používaná smyčka okolo ložiska a současně je i instalace kabelu výrazně rychlejší.
K ložisku ještě jedna poznámka. U druhého kusu který jsem vyrobil jsem si málem naběhl. Díru v duralovém plechu který se otáčí okolo silonového středu jsem u prvního kusu vyrobil odvrtáním a následně pilníkem a vše bylo OK. Druhé ložisko jsem již vyrobil sofistikovanějším způsobem pomocí soustruhu. Vůle byly tim pádem přiměřené nižší a to byl právě ten kámen úrazu. Silon má totiž výrazně vyšší tepelnou roztažnost (při teplotách které přicházejí v úvahu přibližně 110 [jednotka je m/m na 1 stupeň Kelvina krat 10 na minus 6-tou]) než dural který ma něco okolo 22 (ve stejných jednotkách) takže po zahřátí na sluníčku se kluzné spojení změnilo na superpevné. Takže je na to třeba při výrobě myslet.


Stožár je kotven do 4 směrů, což je nejen podstatně jednodušší pro jeho stavbu ale současně i daleko bezpečnější pro provoz a také podstatně méně náročné na přesnost umístění kotev než v připadě kotvení do tří směrů.


Co se skrývá uvnitř G-450

Po sedmi letech provozu se při PD 2010 rotátor přesné o půlnoci vzbouřil a přestal fungovat. Při sepnutí spínače otáčení na libovolnou stranu sice začal mirně vrčel ale ani se nepohnul.
Problém byl tedy jednoznačně v motorové části. Následující den po PD tedy následovalo rozebrání a zjištování přičiny.

Po odšroubování čtyř šroubů se celý rotátor rozpadne na 3 časti. Horní, na kterou se připevvňuje rotovaný stožár (levá část), spodní pevná část (uprostřed) ve které je motor, převody a snímací potenciometr a přírubu (pravá část) která je přišroubovaná k horní části a spolu s pevnou částí tvoři na obvodu celého rotátoru ložisko.
To je dále tvořeno celkem 98 kuličkami. Kuličky mají průměr 9,5 mm. 49 kuliček je mezi horní pohyblivou častí a pevnou častí a 49 kuliček je mezi pevnou častí a "spodní" přírubou. Toto ložisko zachycuje všechny síly které které na rotátor působí.


Na následujícím obrázku je dobře vidět pohyblivou zarážku která umožňuje že rotátor má rozsah otáčení větší než 360 stupňů a převod k potenciometru snímající úhel natočení rotátoru. Potenciometr má mezi krajními vývody odpor 500 ohmů.
Po o odšroubování dalších tří šroubů (a také odšroubování připojovacího konektoru a odpájení přívodů) lze vyjmout převodovku s motorem,


Příčina poruchy byla nakonec velmi primitivní. Segment spojky mezi převodovkou a motorem je na hřídeli motorku zajištěn proti otáčení šroubkem (červíkem) a na hřideli je vybroušena ploška. Šroubek se za těch 7 let povolil takže hnací část spojky se začala na hřideli protáčet. Po jeho utažení zajištovacího řobku je a následné "sborce" je vše funkční.


Motorek je na střídavý proud s kotvou na krátko (bez kolektoru) Má 2 stejná vinutí, pomocný kondezátor který posouvá fázi pro druhé vinutí má kapacitu 100uF. Stejnosměrný odpor jednoho vinutí je cca 3,6 ohmů.

Když už jsem měl rotátor rozebraný prohledl jse si stav ozubených koleček. Po 7-mi letecch používání není znatelné žádné opotřebení. Rotátor používá minimálně 12 x ročně pro PA a 5-6 x ročně pro "subregionály" a pod.


Jednoduchý "třívodičový" rotátor

Doma jsem používal jednoduchý třívodičový rotátor s křížovou F9FT 2x9el. (TONA) a 21el DL6WU na 70 cm. Průměr duralového stožáru je 40mm, což je asi tak nejmenší použitelný průměr. Rotátor je umístěn u paty stožáru. Stožár je ukotven v místě ložiska asi ve výšce 2 metry, přečnívající nekotvená část je asi 3m dlouhá. Ložisko je uchyceno tak, že celou anténu lze v případě potřeby sklopit - je to vlastně dvojzvratná páka.

I když tento rotátor patří k těm nejlevnějším byl provoz po celou dobu instalace (asi 10 let) naprosto bezproblémový. Pro takovéto antény mechanické provedení rotátoru bohatě postačuje. Jiná otázka je ovšem komfort obsluhy a zejména přesnost nastavení. a nulový přesah otáčení. (Pouze 360 stupňů.)
Protože otáčení vlastního motoru rotátoru a motorku v ovládací jednotce (který pohybuje s ukazatelem natočení) není nijak synchronizováno, spoléhá se na to, že oba motory se otáčejí synchonně což není až tak úplně pravda, je u těchto rotátorů dobré čas od času nastavit ovládání postupně do obou krajních poloh a tím sesynchronizovat polohu motoru rotátoru a polohu ukazatele na ovládací jednotce.

Fotografie řešení natáčení antén na domácím QTH je v této době bohužel již minulostí. Pro neshody s majitelem domu jsou v současné době tyto antény (ještě R7000 pro KV) demontovány takže zbývá jen X7000 (vertikál 2m, 70cm, 23cm) vztyčená z balkonu - pochopitelně bez rotátoru HI. Ještě že bydlím v poslední poschodí, anténa "vidí" i přes střechu.

Ještě poznámka k uchycení křižové antény. Z hlediska antény s vertikální polarizací je toto uchycení krajně nevhodné. Původně byla anténa uchycena na epoxidem vyplněné sklolaminátové trubce ale napájecí kabely vedené po sklolaminátu parametry stejně zhoršovali, takto to má alespoň vyšší mechanickou odolnost.Jediné rozumné uchycení je takové, kdy "stožár"  je pootočen o 45 stupňů oproti rovinám polarizace. To se mi nějak nepodařilo zrealizovat.