In der Vergangenheit wurden Antennenrotore vorwiegend über den Parallelport des Rechners gesteuert. Der Parallelport wird aber durch die USB –Schnittstelle abgelöst, so dass es auch erforderlich wird, dieser Entwicklung bei der Rotorsteuerung gerecht zu werden. Nachfolger des HaSI mit Parallelschnittstelle ist jetzt das HaSI_USB (HaSI = HalloSat Interface).

Das HaSI_USB ist universell ausgelegt. Als Steckverbinder zu den Rotorsteuergeräten ist ein achtpoliger DIN – Stecker vorgesehen. Diese Steckverbindung wird auch bei den Typen G(KR) 5400..5600 der Firma Yaesu (vormals Kenpro) verwendet. Bei Verwendung des Interfaces mit diesem Rotor, muss der Anschlusspunkt 8 auf Masse gelegt sein.

Für den Einsatz mit anderen Rotorsteuergeräten ist der Punkt 8 über einen 10 Ohm Schutzwiderstand auf +5 Volt gelegt. Damit ist es auch möglich, die Laufrichtungssteuerung ohne zusätzliche Spannungsversorgung zu realisieren. Aus diesem Grund ist die Angabe der verwendeten Rotortypen bei der Bestellung erforderlich!

Außer der Hardware ist auch noch Software erforderlich. Die Software besteht aus 3 Softwaregruppen:

Die Software in dem USB IC des HaSI. Sie ist für die Messung der Rotorstellungen und für den Datenverkehr auf der USB Schnittstelle verantwortlich. Diese Software ist fest in das USB Schnittstellen IC des HaSI eingebrannt.
Systemtreiber für WINDOWS. Diese Treiber werden von der mitgelieferten CD installiert und funktionieren ab WINDOWS 98 SE bis VISTA 32 Bit.
WINDOWS 7 wurde nicht getestet! 64 Bit Systeme werden (noch) NICHT unterstützt!
Das Programm HalloRotor. Dieses Programm ist das Bedienprogramm für den Benutzer und gleichzeitig auch der Treiber, wenn die Rotorsteuerung von anderen Programmen ausgeführt wird, wie z.B. HalloSat, HalloBeam, SatPC32, Orbitron …

Details zu Hard- und Software sind in diesem Dokument zu finden.

Die Hardware des HaSI_USB

Das HaSI_USB verfügt über 2 Analogeingänge. Diese Eingänge dienen zur Messung der Rotorstellungen Azimut und Elevation. Der Messbereich beträgt zirka 0…10 Volt und deckt damit nahezu alle vorkommenden Rotoren ab. Der Einganswiderstand beträgt 225 KOhm. Weiter verfügt das HaSI_USB über einen Digitaleingang (ein zweiter ist im Layout vorgesehen, wird für die Umschaltung zwischen 2 Rotorsystemen verwendet, Sonderanwendung). An diesen Eingang wird die Betriebsspannung des Rotorsteuergerätes angelegt. Damit ist es möglich, die Betriebsbereitschaft des Rotorsteuergerätes zu erkennen.

Ferner verfügt das HaSI_USB über 4 (5) digitale Ausgänge in Open Kollektor Technik. Vier der Ausgänge dienen zur Laufrichtungssteuerung (Links, Rechts, Auf, Ab), der fünfte Ausgang wird nicht benutzt. Die Ausgänge können mit maximal 40 Volt (Zustand H) bzw. 40 mA (Zustand L) beaufschlagt werden. Der Ruhezustand ist der H – Zustand.

Drei integrierte Schaltungen bilden das Herz des Interfaces. Der TLC1543 ist ein Analog – Digitalwandler mit einer Datenbreite von 10 Bit. Damit kann eine Messauflösung der Antennenstellung von besser als 0,5° erreicht werden. Der CY7C63001A ist ein USB – Controller mit integriertem Mikroprozessor und EPROM. Dieser Prozessor übernimmt u.a. die Steuerung des AD – Wandlers. Die Software des Mikroprozessors stammt von [1]. Die Software ist in [2] ausführlich beschreiben. Der 74LS07 treibt die Ausgangsleitungen.

Die Betriebsspannungsversorgung des Interfaces erfolgt aus der USB – Schnittstelle.

Abbildung 2

Die Schaltung nach Abbildung 2 ist auf einer gedruckten Platine mit den Maßen 68 * 36 mm untergebracht. Damit passt die Platine in ein handelsübliches Kunststoffgehäuse mit den Maßen 72 * 50 * 22 mm.

Die Nummer in Klammern hinter der Funktionsbeschreibung für die Anschlüsse ist die Stiftnummer des achtpoligen DIN – Steckers für die Rotorsysteme G oder KR 5400…5600.

Rot

Braun

Blau

Rosa

Weiß

Grau

Gelb

Grün

Abbildung 3

Abbildung 3 zeigt die Bestückung (Blick auf die Bestückungsseite). Am rechten Rand ist die Bedeutung der Anschlusspunkte zu dem 8 poligen DIN – Stecker beschrieben.

Der achtpolige Stecker ist wie folgt belegt:

1 = Messeingang Elevation (EL)

2 = Rotor rechts (Rechts)

3 = Rotor aufwärts (Auf)

4 = Rotor links (Links)

5 = Rotor abwärts (Ab)

6 = Messeingang Azimut (AZ)

7 = U_b des Steuergerätes (Ub Rot)

8 = Masse bei G(KR) 5000er Reihe (Masse)

8 = +5 Volt bei allen anderen Geräten (5V)

Abschirmung = Masse

Abbildung 4

Abbildung 5

Die Abbildung 5 zeigt zwar den Blick auf eine Buchse, der entspricht aber auch dem Blick auf die Lötseite des Steckers. Hier sind neben der Benummerung auch die verwendeten Farben des Kabels eingetragen.

Anschluss an Rotorsysteme der Typen G (KR) 5400 … 5600

Sofern man im Besitz eines Rotors der Typenreihe KR5400 ... KR5600 oder der baugleichen Reihe G5400 ... G5600 ist, muss nur noch der achtpolige DIN – Stecker in das Steuergerät gesteckt werden und die Installation ist beendet.

ACHTUNG:

Bei dieser Anwendung muss der Pin 8 (Kabelfarbe Braun) des achtpoligen Steckers auf Masse geschaltet sein! Bitte bei der Bestellung angeben!

Anschluss an Rotorsysteme ohne Fernbedienungsanschluss

Grundsätzlich bleibt die Art der Verbindung des Interfaces mit dem Rotorsteuergerät dem Anwender überlassen. Ich empfehle jedoch den Einbau einer Fernbedienungsbuchse, so dass es möglich wird, das Interface einfach in das Rotorsteuergerät einzustecken. Die erforderliche Verbindung zwischen dem Steuergerät für den Elevationsrotor und dem, für den Azimutrotor kann sowohl steckbar als auch fest erfolgen.

Für die Steuerung der Laufrichtung der Rotoren muss an jeden Schalterkontakt im Steuergerät ein Relaiskontakt oder ein Halbleiterschalter angeschlossen werden. Sollen Relais zur Anwendung kommen, wird in den meisten Fällen ein zusätzliches kleines Netzteil erforderlich. Sofern die verwendeten Relais nicht mehr als 40 mA Strom benötigen, können sie direkt vom Interface gesteuert werden. Bei höheren Strömen wird ein Treibertransistor erforderlich.

Abbildung 6 zeigt einen Schaltungsvorschlag mit Relais für die Rotoren KR-400 und KR-500.

Abbildung 6

Ersatz für Relais – der elektronische Schalter

Ich empfehle die Verwendung elektronischer Kontakte wie in Abbildung 7 und Abbildung 8

dargestellt. Diese Schalter können ebenfalls von mir bezogen werden oder, falls vorhanden, aus der Bastelkiste entnommen werden. Verwendet werden sollten Triacs mit Optokopplereingang und, sehr empfehlenswert, einer „Zero cross circuit“.

Für jeden zu schaltenden Kontakt ist ein solches IC erforderlich. Die Anschaltung an das Interface ist dem jeweiligen Rotorschaltbild zu entnehmen.

ACHTUNG:

Diese Schalter eignen sich nur für mit Wechselspannung betriebene Rotoren!

Die von mir gelieferten Schalter können mittels des Befestigungslochs auf dem Chassis montiert werden. Da es sich um ein Kunststoffgehäuse handelt, sind keine besonderen Vorkehrungen zur Isolation zu treffen.

- Die Spannungsfestigkeit beträgt 250 Volt effektiv.

- Der maximal zulässige Dauerstrom beträgt 8 Ampere.

Abbildung 7

Abbildung 8

Anschaltbeispiel für Rotoren KR 500 oder KR 400

Abbildung 9 zeigt die Schaltungserweiterung für die genannten Rotoren. Pro Rotorsteuergerät kommen 2 der vorab beschriebenen elektronischen Schalter zum Einsatz. Ansonsten müssen nur ein paar zusätzliche Verbindungen hergestellt werden. Die Originalschaltung des Steuergerätes ist in dünner Strichstärke gezeichnet, die Erweiterungen in dicker Strichstärke. Wird an der Geräterückseite eine achtpolige DIN – Buchse eingebaut, kann das Interface direkt eingesteckt werden. Der Rotor ist weiterhin auch manuell bedienbar, wenn die Software zur Steuerung auf dem Rechner nicht gestartet ist – das auch bei eingestecktem Interface.

Abbildung 9

Anschaltbeispiele für andere Rotorsysteme

Die Liste der unterstützten Rotorsysteme wird, abhängig von den Anfragen, permanent ergänzt und erweitert. Diese Liste kann im Internet unter

http://www.hallosat.de/german/artikel/Dokumentationen.htm

eingesehen werden.

Anpassung des Messbereichs

Funktionsbeschreibung

Die Rotorposition wird bei den meisten Rotoren mit Hilfe einer Gleichspannung gemeldet, die von der Stellung eines Potentiometers abhängt. Je nach Hersteller kann der Maximalwert dieser Spannung zwischen 4 und 10 Volt liegen, in Ausnahmefällen auch höher oder niedriger.

Bei der Schaltungsauslegung des HaSI zur Messung dieser Spannung habe ich einen günstigen Kompromiss für den Spannungsteiler gesucht, der diesen Anforderungen in den meisten Fällen gerecht wird. Sollte sich zeigen, dass die Spannung nicht in diesem optimalen Bereich liegt, dann sollte der Vorwiderstand im HaSI geändert werden.

Wann ist eine Änderung des Vorwiderstandes erforderlich?

Um zu erkennen, ob der Vorwiderstand geändert werden sollte, muss der Rotor auf den Rechtsanschlag gefahren werden, bzw. der Elevationsrotor auf die maximal mögliche Elevation. Das entspricht der maximalen Spannung, die vom Rotorpotentiometer zurückgemeldet wird. Jetzt darf keiner der beiden in Abbildung 10 gekennzeichneten Werte über 1000 liegen. Ebenso sollte keiner der Werte unter 360 liegen. Das Optimum liegt zwischen etwa 540 und 950.

Abbildung 10

Welcher Widerstand muss geändert werden?

Im Schaltbild des HaSI sind das die Widerstände R2 (Azimut) und R3 (Elevation). In Abbildung 11 sind diese Widerstände gekennzeichnet. Abbildung 12 zeigt die Lage der Widerstände auf der Platine.

Abbildung 11

Das folgende Bild zeigt die Leiterplatte mit Blick auf die Bestückungsseite. Die Widerstände haben die Werte 150k und tragen zusätzlich die Bezeichnung AZ bzw. EL.

Abbildung 12

Wie groß muss der neue Widerstand sein?

Der Widerstand ist wie folgt zu berechnen:

Rx = (maximale Ue * 75 / 3,4) – 75 (Wert in KOhm)

Der Widerstand sollte immer der nächst größere der Reihe sein, damit der Messwert auf keinen Fall über 1000 geht.

Installation der Software

Installation des Systemtreibers für die USB - Schnittstelle

USB – Interfaces benötigen zur Funktion Treiberdateien. Die erforderlichen Treiber heißen hier HaSI.sys und HaSI.inf und befinden sich auf der mitgelieferten CD. Zur Installation der Treiber wird zuerst das HaSI mit dem mitgelieferten USB – Kabel an den PC angeschlossen. Zu diesem Zeitpunkt muss der Rechner eingeschaltet und Windows betriebsbereit sein. Kurz nach dem Einstecken des HaSI wird sich Windows melden und mitteilen, dass ein unbekanntes USB – Gerät gefunden wurde. Spätestens zu diesem Zeitpunkt muss die mitgelieferte CD eingelegt werden. In dem Windows – Menü wird als Quelle für die Treiber jetzt das CD – ROM – Laufwerk angegeben. Alles Weitere erledigt Windows jetzt selbst.

Im Laufe der Installation wird ein Warnhinweis auf nicht zertifizierte Software ausgegeben. Bitte diesen Hinweis ignorieren und die Installation fortsetzen. Wenn die korrekte Installation gemeldet wird, ist die Treibersoftware für zukünftige Anwendung installiert.

Betriebssystem VISTA

Ist auf dem PC VISTA installiert, dann kann es sein, dass VISTA meldet, dass der Treiber nicht gefunden wird. Es gibt dann die Möglichkeit, VISTA zu sagen, dass es die ‚erweiterte Suche’ benutzen soll. Mit dieser Option findet VISTA dann die Treiber.

Installation des Programms HalloRotor

Nach der erfolgreichen Installation der Systemtreiber kann das Programm HalloRotor installiert werden. Dazu wird das Programm „Setup_HaRo_USB_xx.exe“ ausgeführt. Die beiden „xx“ stehen für die Versionsnummer des Programms. Die bei der Auslieferung aktuelle Version befindet sich auf der CD. Sollte es später neuere Versionen geben, dann können diese aus dem Internet geladen werden.

Nach der Installation wird HalloRotor automatisch gestartet. Der nächste Schritt ist die Kalibrierung des Rotorsystems, die erforderlich ist, damit das System arbeiten kann.

ACHTUNG: Wenn noch keine Kalibrierung erfolgt ist, dann ist die Hintergrundfarbe der Windrose GRAU und es erscheint auch kein Pfeil, der die Antennenrichtung anzeigt!

Zum allgemeinen Verständnis erkläre ich aber in den folgenden Kapiteln zuerst wichtige Anzeigen, Bedienelemente und Parameter. Ich empfehle, vor der Kalibrierung diesen Teil des Dokuments aufmerksam zu lesen.

HalloRotor, das Programm zur Steuerung des HaSI

Das Basisfenster von HalloRotor

Abbildung 13

ACHTUNG: Die im Folgenden beschriebenen Darstellungen und Funktionen setzen eine Kalibrierung voraus, die in einem späteren Punkt beschrieben wird!

Das Fenster ist für den normalen Betrieb zeigt Abbildung 13. Die Funktionen der Fensterelemente werden in den folgenden Punkten beschrieben.

Die Eingabe von gewünschten Rotorwinkeln kann in der Zeile „Preset“ erfolgen (Eingabe mit der Eingabetaste abschließen).

Auswahl der Sprache

Die Auswahl der Sprache erfolgt durch Klick auf den Hauptmenüpunkt „Language/Sprache“. Die Sprachelemente befinden sich in der Datei mit dem Namen der Sprache und der Erweiterung „.lan“, also z.B. „Deutsch.lan“ oder „English.lan“. Die Auswahl der Sprache wirkt sich nur im Fenster der Rotorparameter aus. Dieses Fenster wird durch Klick auf die Taste „E“ erreicht.

Die Windrose

Die Windrose zeigt:

Die aktuelle Stellung der Azimutantenne (Richtung des grünen Pfeils).
Die aktuelle Stellung der Elevationsantenne (Länge des grünen Pfeils, entspricht dem Blick von oben auf die Antenne).

Abbildung 14

Ein Klick mit der linken Maustaste auf das Feld der Windrose öffnet die persönliche Richtungsdatenbank (Abbildung 14). Hier können feste Antennenrichtungen vorgegeben und abgerufen werden.

Bedeutung der Hintergrundfarben der Windrose

Grau: Das Rotorsteuergerät ist nicht eingeschaltet.
Grün: Die Steuerung ist bereit. HalloRotor wird zurzeit NICHT von einem anderen Programm bedient (z.B. HalloSat oder HalloBeam). In dieser Betriebsart kann der Rotorlauf durch Klick auf die Pfeile oder Winkelvorgabe über Preset aktiviert werden.
Braunrot: Die Steuerung ist bereit. Ein anderes Programm (z.B. HalloSat oder HalloBeam) bedient HalloRotor. In diesem Modus kann HalloRotor NICHT bedient werden oder beendet werden.

HINWEIS:

Sollte die Farbe der Windrose trotz eingeschaltetem Rotorsteuergerät GRAU sein, dann wurde noch keine Kalibrierung durchgeführt oder es liegt ein Ablauffehler im HaSI – Interface vor. Der Ablauffehler kann wie folgt beseitigt werden:

USB – Steckverbinder zum HaSI – Interface entweder am PC oder am Interface herausziehen.
Es erscheint die Fehlermeldung „USB – ERROR“ im HalloRotor Fenster.
Jetzt den Stecker wieder einstecken. Die Fehlermeldung verschwindet und HalloRotor arbeitet wieder mit dem HaSI zusammen.

Die Richtungspfeile

Die Farbe der Richtungspfeile zeigt die aktivierte Laufrichtung an. Ist die Hintergrundfarbe der Windrose grün, dann kann durch Klick auf die Pfeile die Laufrichtung des Rotors aktiviert oder deaktiviert werden.

Die Taste „E“

Ein einfacher Klick auf diese Taste öffnet ein neues Fenster, in dem die Eckdaten für die Rotorsteuerung vorgegeben werden. Dieser Teil des Parameterblattes MUSS in jedem Falle vor der Kalibrierung bearbeitet werden.

Erfolgt ein Doppelklick auf die Taste „E“, dann wird das Parameterblatt um weitere Einstellmöglichkeiten erweitert. Ich empfehle dringend, diese Möglichkeiten erst zu nutzen, wenn das System grundsätzlich funktioniert und weitestgehend verstanden ist. Eine Beschreibung befindet sich unter dem Punkt ‚Parametrierung der Messungen’.

Die Daten der Rotorsteuerung

Abbildung 15

Abbildung 15 zeigt die Eckdaten der Rotorsteuerung. Die folgenden Punkte beschreiben die Bedeutung jedes einzelnen Elements dieses Fensters.

Typ des Azimutrotors

Ein Klick auf zeigt die Liste der Azimutrotoren. Aus dieser Liste muss ein Rotor ausgewählt werden. Weitere Informationen hierzu siehe „Typenbeschreibung des Azimutrotors“.

PC ON = Autostart

Wenn es gewünscht wird, dass HalloRotor beim Starten des Rechners gleich mit gestartet werden soll, dann muss dieser Punkt angehakt werden. Hier kann es je nach Startverhalten des Rechners eventuell zu kurzzeitigen Steuerungsfehlern kommen. Bei Verwendung dieser Funktion empfehle ich bei den ersten Startvorgängen das Verhalten genau zu beobachten.

Permanent control

Ist diese Funktion aktiviert, dann regelt HalloRotor den vorgegebenen Rotorwinkel permanent nach. Die vorgegebene Toleranz wird eingehalten. Es ist dann nicht möglich manuell die Position zu verändern, weil HalloRotor diese Veränderung gleich wieder korrigieren würde.

Ist diese Funktion deaktiviert, dann wird HalloRotor bei neuer Winkelvorgabe den vorgegebenen Winkel anfahren, bei Erreichen des Winkels aber sofort die Steuerung abbrechen. Sollte nach dem Stopp der Rotor den Toleranzbereich verlassen, wird HalloRotor das nicht korrigieren. Manuelle Veränderung der Rotorstellung ist jetzt möglich. HalloRotor wird die neue Stellung auch anzeigen.

Max. Azimut

Hier wird der maximal erlaubte Drehwinkel des Azimutrotors vorgegeben. Wenn der verwendete Azimutrotor nur 360° Drehwinkel kann, dann ist dieses Feld bedeutungslos. Sollte der verwendete Rotor mehr als 360° Drehwinkel besitzen, dann kann hier vorgegeben werden, ob dieser erweiterte Drehwinkel im Normalbetrieb genutzt werden soll oder nicht.

HINWEIS:

Bei der automatischen Kalibrierung wird in jedem Fall der volle Drehwinkel ausgenutzt! Wenn das nicht sein soll, dann darf NICHT die automatische Kalibrierung gewählt werden.

Max. Elevation

Sollte KEIN Elevationsrotor angeschlossen sein, dann MUSS hier der Wert 0° angeklickt werden!

Für den Fall, dass der Elevationsrotor KEINE 180° schwenken kann, MUSS hier der Wert 90° angeklickt werden!

Wenn der Elevationsrotor einen Drehwinkel von 180° hat und eine Anschlagbegrenzung besitzt (wie z.B. die Elevationsrotore der Firmen Kenpro und YAESU), dann kann hier wahlweise 90° oder 180° angeklickt werden.

Die Kalibrierung

Die Kalibrierung dient dazu, den Zusammenhang zwischen der Spannung der Rotorstellung und dem Drehwinkel zu bestimmen. Bei einem linearen Zusammenhang zwischen Spannung und Drehwinkel muss für zwei Drehwinkel der zugehörige Spannungswert bekannt sein, dann kann für jede Spannung der richtige Drehwinkel errechnet werden. Um diese Information zu erhalten, bietet HalloRotor die Möglichkeiten der automatischen und der manuellen Kalibrierung an (Erklärungen folgen).

Es gibt auch Rotorsysteme, bei denen der Zusammenhang zwischen der Spannung der Rückmeldung und dem Drehwinkel nicht linear ist. Bei diesen Systemen ist eine automatische Kalibrierung zwingend erforderlich. Bei der automatischen Kalibrierung wird in kurzen Zeitabständen die Spannung gemessen und so die Nichtlinearität der Kurve ermittelt und gespeichert. Auf die so gewonnene Kennlinie wird bei der Steuerung zurückgegriffen. Weitere Erklärungen hierzu unter „Datenbeschreibung des Azimutrotors“.

Automatische Kalibrierung

Bei dieser Form der Kalibrierung werden beide Rotoren (Azimut und Elevation) automatisch gegen jeweils beide Anschläge gefahren. Da sich der Rotor dann nicht mehr dreht, bleiben die Messwerte konstant. Das wird nach einigen Messungen erkannt und der jeweilige Wert des AD - Wandlers dem zugehörigen Rotorwinkel zugeordnet. Ist der Winkel des Elevationsrotors auf 90° begrenzt, dann fordert HalloRotor dazu auf, den Elevationsrotor auf 90° zu stellen, das ist der einzige manuell erforderliche Eingriff. Alles andere geschieht automatisch.

HINWEIS:

Nach meinen bisherigen Erfahrungen wird der Drehwinkel des installierten Antennensystems oft überschätzt. Bei Drehung der Azimutantenne über den gesamten Drehbereich und gleichzeitiger Drehung der Elevationsantenne bis auf 180° verfangen sich die Antennenkabel bei ungünstiger Verlegung auch mal in der Antenne und es kommt zu unerwarteten Blockierungen. Das kann zu bösen Überraschungen führen!

Manuelle Kalibrierung

Bei der manuellen Kalibrierung erfolgt die Kalibrierung für das Azimut- und Elevationssystem getrennt. In diesem Modus fordert HalloRotor dazu auf, die jeweils zu kalibrierende Antenne auf einen bestimmten Winkel zu fahren und dann die Taste „Übernehmen“ anzuklicken. Aus den so gewonnenen Werten werden dann die Umrechnungswerte Spannung -> Antennenwinkel generiert.

HINWEIS:

Dieses Verfahren kann nur bei Rotorsystemen mit linearem Zusammenhang zwischen Spannung und Drehwinkel eingesetzt werden. Sollte ein Azimutrotor ausgewählt worden sein, bei dem bekannt ist, dass dieser Zusammenhang NICHT gegeben ist, dann bietet HalloRotor diese Kalibrierungsmöglichkeit auch nicht an.

Der Azimutrotor – Teilbereich Azimut

Abbildung 16

Der „Aktuelle AD - Wert“ ist der zurzeit gemessene Wert der Antennenstellung. Die Darstellung erfolgt analog und digital. Dieser Wert wird zur Berechnung des Antennenwinkels benötigt. Er kann zwischen 0 und 1023 liegen, das entspricht einer Messauflösung von 10 Bit.

Der blaue Bereich unter dem AD – Wert Zeiger entspricht dem Arbeitsbereich, der durch die Kalibrierungswerte vorgegeben ist.

„AD – Wert bei 450°“ (hier im Beispiel 450°, kann auch anders sein) ist ein Wert, der bei der Kalibrierung ermittelt wird. Dieser Wert entspricht dem Antennenwinkel, der durch Wahl des Azimutrotortyps als Rechtsanschlag vorgegeben ist. Der optimale Wert liegt zwischen 700 und 1000. Auf keinen Fall darf er unter 360 oder über 1000 liegen!

„AD – Wert bei 0°“ (hier im Beispiel 0°, kann auch ein negativer Wert sein) ist der Wert, der bei der Kalibrierung ermittelt wird. Dieser Wert entspricht dem Antennenwinkel, der durch Wahl des Azimutrotortyps als Linksanschlag vorgegeben ist. Dieser Wert muss mindestens um 360 kleiner sein als der Wert des Rechtsanschlags, wird aber absolut immer dicht bei 0 sein.

„Toleranz“ ist die Regeltoleranz des Systems. Sie sollte so vorgegeben werden, dass es keine Regelschwingungen gibt. Ist die Toleranz zu gering gewählt, dann wird der Rotor nach einem Stop den Toleranzbereich überfahren, was dazu führt, dass die Steuerung den „Rückwärtsgang“ einlegt. Im ungünstigsten Fall überfährt der Rotor nach dem Stop dann die Toleranzgrenze zur anderen Seite, was erneut zu einer Korrektur der Antennenstellung durch HalloRotor führt. Ursächlich für dieses „Pendeln“ sind die Massenträgheit des Antennensystems und die Verzögerungen in der Steuerung. Letzteres wird durch das Betriebssystem verursacht, denn WINDOWS ist kein Echtzeitsystem.

„Offset“ ist im Normalbetrieb 0 (null). Der Wert kann dazu benutzt werden, um eine Fehlstellung der Antenne zu korrigieren. Er kann auch dazu benutzt werden, eine Antennenfehlstellung zu ermitteln, z.B. durch anpeilen einer Bake.

Der Elevationsrotor – Teilbereich Elevation

Abbildung 17

Der blaue Bereich unter dem AD – Wert Zeiger entspricht dem Arbeitsbereich, der durch die Kalibrierungswerte vorgegeben ist.

„AD – Wert bei 180°“. Hier ist der Bezugswinkel immer 180°, auch wenn der Elevationsrotor diesen Winkel nicht erreichen kann. Dieser Wert wird bei der Kalibrierung ermittelt. Der optimale Wert liegt zwischen 500 und 1000. Auf keinen Fall darf er unter 180 oder über 1000 liegen!

„AD – Wert bei 0°“. Auch dieser Wert ist immer der Wert bei 0°. Er wird bei der Kalibrierung ermittelt wird. Dieser Wert sollte mindestens um 180 kleiner sein als der Wert bei 180°, wird aber immer in der Nähe von 0 liegen.

Die Werte „Toleranz“ und „Offset“ haben die selbe Bedeutung wie bei dem Azimutrotor.

Das Element „parking at“

Eine Rotorparkposition wird immer dann gewünscht, wenn in der eigenen geografische Lage mit sehr hohen Windgeschwindigkeiten gerechnet werden muss und die Antenne in eine Position gefahren werden soll, die eine möglichst niedrige Windlast darstellt.

Unter „parking at“ (Abbildung 16 und Abbildung 17) wird die Rotorposition angegeben, die beim Beenden des Programms HalloRotor angefahren werden soll. Wenn keine Parkposition gewünscht wird, dann müssen diese Eingabefenster leer bleiben, ansonsten wird ein Wert innerhalb des zulässigen Einstellbereichs eingetragen.

Die Datenbeschreibung des Azimutrotors

Die Azimutrotoren weisen sehr unterschiedliche Eigenschaften auf. Hier einige Beispiele:

Zusammenhang zwischen Rotorstellung und Messspannung linear
Zusammenhang zwischen Rotorstellung und Messspannung nicht linear
Anschlag des Rotors im Süden
Anschlag des Rotors im Norden
Drehwinkel 0° bis 360°
Drehwinkel -180° bis 180°
Drehwinkel 0° bis 450°
Drehwinkel -180° bis 270°
Drehwinkel -40° bis 400°

Diese Liste lässt sich bezüglich des Drehwinkels nahezu unendlich weiterführen. Um diesen unterschiedlichen Eigenschaften gerecht zu werden, gibt es eine Datei mit Beschreibungen für die einzelnen Rotortypen. Im Folgenden wird beschrieben, wie vorgegebene Daten für einen Rotor geändert werden können und wie eine neue Beschreibung angelegt wird.

Öffnen des Eingabefensters der Datenbeschreibung

Abbildung 18

Ein Mauklick auf die Taste „E“ (Abbildung 18) öffnet ein neues Fenster (Abbildung 19).

Abbildung 19

In diesem Fenster wird als erstes der zu ändernde Rotortyp angewählt, falls das noch nicht geschehen ist. Dann wird auf die Taste „Edit“ geklickt.

Soll ein Datenblatt für einen neuen Rotor erstellt werden, dann wird auf die Taste „NEW“ geklickt.

Änderung einer vorhandenen Beschreibung (Edit)

Abbildung 20

Im Editiermodus ist der Name des Rotors nicht veränderbar.

Mit der Taste „Löschen“ kann ein vorhandenes Datenblatt aus der Datenbank entfernt werden. Nach dem Löschen erscheint ein leeres Datenfeld. Hier muss jetzt ein neuer „Name des Azimutrotors“ vorgegeben werden.

Die Bedeutung aller weiteren Eingabemöglichkeiten wird im folgenden Punkt beschrieben.

Erstellen eines neuen Datenblatts (New)

Abbildung 21

In dieses leere Datenblatt muss zuerst der Name des verwendeten Rotors eingetragen werden. Die Länge des Namens ist auf 14 Zeichen begrenzt. Leerzeichen sind nicht erlaubt und werden gleich bei der Eingabe durch das Unterstreichungszeichen ersetzt.

Minimalwinkel Linksanschlag

Hier wird der Winkel eingetragen, den der Rotor als kleinsten Winkel anfahren kann oder darf. In den meisten Fällen ist dieser Winkel 0° oder -180°. Bei Rotoren, die diesen Winkel unterschreiten können, ist der entsprechende Winkel anzugeben, also z.B. -20° oder -200°.

Maximalwinkel Rechtsanschlag

Hier wird der Winkel eingetragen, den der Rotor als größten Winkel anfahren kann oder darf. In den meisten Fällen ist dieser Winkel 360° oder 180°. Bei Rotoren, die diesen Winkel überschreiten können, ist der entsprechende Winkel anzugeben, also z.B. 380° oder 200°.

Grafische Darstellung des Rotorlaufbereichs

Zur besseren Übersicht werden die vorgegebenen Rotorlaufgrenzen in einem Diagramm dargestellt. Hier einige Beispiele dazu:

Abbildung 22

Rotor mit einem Laufbereich von 0° bis 360° und einem linearen Zusammenhang zwischen Spannung und Winkel („Kurvenkorrektur erforderlich“ = Nein).

Abbildung 23

Rotor mit einem Laufbereich von -180° bis 180° und einem linearen Zusammenhang zwischen Spannung und Winkel („Kurvenkorrektur erforderlich“ = Nein).

Abbildung 24

Rotor mit einem Laufbereich von 0° bis 450° und einem linearen Zusammenhang zwischen Spannung und Winkel („Kurvenkorrektur erforderlich“ = Nein).

Der überlappende Bereich, hier 360° bis 450°, ist gelb dargestellt.

Abbildung 25

Rotor mit einem Laufbereich von -190° bis 230° und einem linearen Zusammenhang zwischen Spannung und Winkel („Kurvenkorrektur erforderlich“ = Nein).

Der überlappende Bereich, hier 170° bis 230° ist gelb dargestellt.

Dieses Beispiel zeigt, dass auch die Vorzeichen bei der Vorgabe beachtet werden müssen!

Kurvenkorrektur

Ist der Zusammenhang zwischen Drehwinkel der Antenne und Meldespannung nicht linear, dann muss die Kurvenkorrektur aktiviert werden.

HINWEIS:

Bei aktivierter Kurvenkorrektur kann keine manuelle Kalibrierung durchgeführt werden, es MUSS dann automatisch kalibriert werden. HalloRotor nimmt dann während des Kalibrierungsvorgangs die Kennlinie auf und speichert sie in der Datei „Potikurve.txt“ ab. Diese Datei wird dann für die Steuerung verwendet.

Inversbetrieb

Bei den meisten Rotoren ist es üblich, dass bei Rechtsdrehung die Spannung steigt. Sollte das bei dem verwendete Rotor so sein, dass bei Linksdrehung die Spannung steigt, dann muss unter ‚ ‚Inversbetrieb’ ‚Ja’ angeklickt werden! (z.B. bei Emotator 1103MMX).

Parametrierung der Messungen

Grundsätzliche Anmerkungen

Diese Programmerweiterung (ab Version 18) ist auf Wunsch von zwei Anwendern erfolgt, die höhere Mess- und Steuergenauigkeiten erreichen wollen. Die bisher vorgegebenen Parameter wurden von mir so gewählt, dass ein – aus meiner Sicht – optimales Verhalten für alle mir bekannten Rotorsysteme gewährleistet war. Diese Parameter (Standardeinstellungen) werden beim Start auch wieder gesetzt.

Jetzt besteht für den Benutzer die Möglichkeit, die Parameter für den Messvorgang vorzugeben. Die Standardeinstellung sieht so aus:

Abbildung 26

Werte können nur über die Schieberstellung verändert werden. Veränderte Werte sind erst dann wirksam, wenn die Taste ‚Confirm / Übernehmen’ oder ‚OK’ angeklickt wurde. Die Taste ‚OK’ schließt auch gleichzeitig das Fenster, das ist der einzige Unterschied zu ‚Confirm’.

Mit der Taste ‚Close / Schließen’ wird das Fenster geschlossen OHNE Änderungen vorzunehmen.

Der blau hinterlegte Bereich der Einsteller zeigt den von mir empfohlenen Einstellbereich. Die Bedeutung der vier Parameter wird in den folgenden Punkten erläutert.

Anzeigen der Parameter

Abbildung 27

Das Parameterblatt kann durch Klick auf die Taste ‚E’ im Basisfenster erreicht werden. Beim ersten Klick wird das bekannte Blatt ‚Daten der Rotorsteuerung’ geöffnet, beim zweiten Klick erscheint dann das erweiterte Parameterblatt.

Anmerkung: Die Versionsnummer von HalloSat steht sehr klein direkt unter der Windrose.

Bei einem Doppelklick auf die Taste ‚E’ erscheint dann folgendes Bild:

Abbildung 28

Bedeutung und Änderung der Parameter

Ich empfehle, immer nur einen Parameter zu ändern und dann die Reaktion zu testen. Werden mehrere Parameter gleichzeitig verändert, dann ist möglicherweise schwierig zu erkennen, welcher der Parameter den gewünschten oder unerwünschten Effekt brachte. Nun zu den Parametern im Einzelnen.

Startverzögerung / start delay

Abbildung 29

Dieser Wert wird nur beim Start von HalloRotor benötigt. Er muss so groß gewählt werden, dass in der Startphase von HalloRotor keiner der beiden Rotoren eingeschaltet wird.

Während dieser Startphase ist ein roter Zielpfeil eingeblendet (s. Bild links, hier rote Linie senkrecht nach oben zeigend). Sollte in dieser Phase auch einer der Richtungspfeile grün leuchten (wie im Bild zu sehen, Pfeil nach rechts), empfehle ich dringend, den Wert ‚Startverzögerung / start delay’ zu vergrößern.

Die Startphase ist beendet, wenn der rote Pfeil verschwindet. Das ist i.d.R. weniger als eine Sekunde – also bitte nicht mit dem Vorgabewert geizen, das bringt nichts!

Der neu eingegebene Wert muss mit der Taste ‚OK’ oder ‚Confirm / Übernehmen’ quittiert werden. Zur Erprobung des neuen Wertes muss dann HalloRotor beendet und danach neu gestartet werden!

Messzyklen / number of measurements

Jeder angezeigte Messwert wird aus einem oder mehreren Einzelmesswerten bestimmt. Maximal können 20 Messungen zur Berechnung des Messergebnisses durchgeführt werden. Sollte dieser Parameter auf ‚Eins’ gestellt sein, dann ist der erste Messwert auch gleich das Ergebnis der Messung.

Nur eine Messung auszuführen hat den Vorteil, dass es sehr schnell geht und so auch eine schnelle Reaktion der Steuerung auf das Ergebnis erfolgt, der Rotor also an der Zielposition mit hoher Genauigkeit gestoppt wird.

Nachteil nur einer Messung ist, dass z.B. ein Störimpuls auf der Messspannung oder ein überlagertes Netzbrummen falsche Ergebnisse bringt und so zu unerwünschten Richtungskorrekturen führt.

Um mögliche Störimpulse zu eliminieren reicht es i.d.R. schon aus, die Anzahl der Messzyklen auf ‚Drei’ zu setzen.

Für diesen Fall empfehle ich das Probieren!

Bei überlagertem Netzbrummen sollte die Anzahl der Messungen so gewählt werden, dass sich eine Messzeit dicht bei 200 msec ergibt. ACHTUNG: Die Einstellung kann von Rechner zu Rechner unterschiedlich sein!

Wartezeit zwischen Messungen / delay between measurements

Eine Wartezeit zwischen den Messungen ist aus Gründen der Systemstabilität zwingend erforderlich. Aus diesem Grunde ist hier 1 msec als Minimum einstellbar. Versuche haben gezeigt, dass Veränderungen bis 15 msec keinen Einfluss auf die Messzeit haben. Das mag aber bei anderen Rechnern oder Betriebssystemen (z.B. WINDOWS Vista) anders sein. Aus diesem Grunde habe ich den Wert variabel gemacht.

Bit Korrektur - Messwertauflösung / bit correction - measurement resolution

Mit diesem Parameter kann eine Rundung auf Bitebene durchgeführt werden. Sinn macht das nur, wenn mindestens 5 Messzyklen für eine Messung durchgeführt werden. Dieser Parameter kann auf ‚Null’ gesetzt werden, wenn der Messspannung kein Brumm überlagert ist. Je niedriger der Wert ist, umso genauer wird die Position angezeigt, je höher er ist, um so mehr wird gerundet. Eine ‚flatternde’ Anzeige kann durch Erhöhung dieses Wertes beruhigt werden.

Stopp vor Rotoranschlag [Grad]/ Stop before rotor attack [deg]

WARNUNG: Ein zu kleiner Wert kann zur Zerstörung des Antriebsmotors des Rotors führen!

Nehmen wir an, der Rotor hat einen Drehbereich von 0 bis 360 Grad. Wenn nun der Sollwert für die Rotorstellung mit 0 Grad vorgegeben wird, dann schaltet HalloRotor den Antrieb erst aus, wenn der Wert erreicht oder unterschritten wird. Dasselbe gilt, wenn der Wert des anderen Anschlags vorgegeben wird, also in diesem Beispiel 360 Grad, dann schaltet HalloRotor erst den Antrieb aus, wenn dieser Wert erreicht oder überschritten wird.

Wenn z.B. wegen thermischer Einflüsse der Vorgabewert nicht erreicht wird (es reicht, wenn der Sollwert auch nur um ein Bit nicht erreicht wird) dann schaltet HalloRotor den Antrieb nicht aus! Bei einigen Rotorsystemen verhindert ein Endlagenschalter, dass der Motor weiter unter Spannung steht, diese Systeme sind nicht gefährdet. Bei anderen Systemen wird der Stromkreis NICHT durch einen Endlagenschalter unterbrochen und der stehende Motor ist weiter mit Spannung beaufschlagt. Das kann dann dazu führen, dass der Motor überhitzt und geschädigt wird.

Auf dem Computermonitor ist dieser ‚Gefahrenfall’ zwar erkennbar, der grüne Pfeil steht am Anschlag und ein Antriebspfeil ist grün, aber wer achtet permanent auf diese Anzeige?

Aus diesem Grunde habe als RotorStopp für die Anschläge ein Grad vorher vorgegeben.

Dieser Vorgabewert ist sowohl für Azimut als auch für Elevation gültig!

Steuerung durch andere Programme

HalloRotor bietet diverse Möglichkeiten der Steuerung durch andere Programme. Die wichtigste Möglichkeit ist die Steuerung über die DDE – Schnittstelle von Windows, die recht komplex ist und deswegen in einem gesonderten Dokument beschrieben ist. Über diese Schnittstelle steuern z.B. die Programme HalloSat, HalloDX, SatPC32 und Orbitron die Stellung der Antennen, was über unterschiedliche Protokolle erfolgt. Ist diese Schnittstelle aktiviert, dann ist HalloRotor nicht mehr manuell bedienbar, denn diese Schnittstellen haben die höchste Priorität. Diese Prioritätsstufe wird durch Änderung der Hintergrundfarbe von grün auf Braun signalisiert.

Eine weitere Möglichkeit der Fernsteuerung ist die Steuerung über eine Textdatei (siehe „Einfache Steuerbefehle senden“). Diese Steuerung hat eine niedrige Priorität, d.h., die Steuerung kann per manueller Bedienung von HalloRotor überschrieben werden. Wird durch diese Textdatei eine Antennenrichtung vorgegeben, dann führt HalloRotor das aus, wird aber während der Ausführung auf einen der Pfeile geklickt, dann wird die Vorgabe überschrieben.

Einfache Steuerbefehle senden

Die einfachste Form, die Rotoren über HalloRotor zu steuern, ist die Erstellung einer Datei mit Vorgaben für Azimut und Elevation. Dazu wird eine Textdatei mit dem Namen „Rotorwinkel.txt“ in den Ordner geschrieben, in dem auch HalloRotor liegt. Diese Textdatei muss folgenden Inhalt haben:

Azimutwinkel (Leerzeichen) Elevationswinkel (Zeilenwechselzeichen CRLF).

Beispiele:

110 2

100° Azimut, 2°Elevation, oder

90,7 25.3

90,7° Azimut, 25,3° Elevation. Als Dezimaltrenner sind das Komma oder der Punkt zulässig.

hier nur 37°Azimut, die Elevation wird nicht geändert.

Wenn HalloRotor die Datei gelesen hat, wird sie gelöscht!

Bekannte Probleme

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XP kennt 3 Arten, Windows zu beenden:

Das „normale“ Ausschalten
Den Standby – Betrieb
Den Ruhezustand

Wird XP in den Ruhezustand versetzt, erfolgt beim Neustart von Windows keine korrekte Initialisierung der Treibersoftware für die USB – Schnittstelle des HaSI. Wenn dieser Zustand eintritt, muss die USB – Schnittstelle für ca. 3 Sekunden getrennt werden. Dies kann auch während des Programmlaufs von HalloRotor geschehen. Danach funktioniert alles wieder.

Dieser Effekt tritt NUR unter Windows XP nach dem Ruhestandsmodus auf!

Bezugsquelle

Das Interface und die elektronischen Relais können bezogen werden bei:

Gerhard Riesner

Harpener Weg 25

44629 Herne

Tel. (49) 02323 24076

Email: Gerhard.Riesner@freenet.de

Das HaSI inklusive CD mit Steuerprogramm und USB – Anschlusskabel kostet 99,00 Euro.

Ein elektronischer Schalter kostet 8,00 Euro.

Versandkostenpauschale innerhalb der EU beträgt 8,00 Euro.

Versandkostenpauschale in Länder außerhalb der EU beträgt 14,00 Euro.

Querverweise:

[1] AK MODUL-BUS Computer GmbH
Münsterstr. 45
48477 Hörstel-Riesenbeck
www.modul-bus.de

[2] B. Kainka, Messen Steuern und Regeln mit USB, Franzis Verlag GmbH
ISBN 3-7723-5874-8