Сайт радиолюбителей Республики Коми.

: главная: странички:

Устройство поворота антенны.

Предлагаемое устройство позволяет вращать антенну на 170° в одну и в другую сторону от исходного положения. Вращение антенны может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режимах. В последнем режиме на внутреннем пульте управления оператор поворачивает шкалу в требуемом направлении, и антенна начинает вращаться. При достижении установленной отметки двигатель поворотного устройства обесточивается.

Устройство поворота антенны состоит из 2-х блоков, один из который размещается вблизи мачты, а другой (внутренний пульт управления) установлен в шэке

 

Выносной пульт управления (его схема показана на рис.1) используется для пуско-наладочных работ и при обслуживании антенны.

Кроме того, с его помощью можно ориентировать антенну в требуемом направлении по механической шкале, установленной на поворотном устройстве антенны.

Рис.1.

Выносной пульт управления состоит из блока питания, в состав которого входят трансформатор Тр1, стабилизатор напряжения +15В и источник постоянного нестабилизированного напряжения 27...30В для питания электродвигателя.

Кроме того, в этом блоке установлены коммутирующие реле К1, К2 и светодиоды VD6, VD7 (для индикации направления вращения).

Блок питания установлен в выносном пульте управления для снижения веса и габаритов внутреннего пульта управления. Между собой пульты соединены 12-жильным кабелем.

Внутренний пульт управления (рис.2) является функционально законченным устройством и состоит из схемы электронного управления, собранной на операционном усилителе DA1 и компараторах DA2, DA3, кнопок управления направлением вращения, переключателя режима работы (ручной или автоматический), а также задатчика направления, в качестве которого используется резистор R4, снабженный механической шкалой.

Диоды VD5 и VD6 индицируют направление поворота антенны.

При изготовлении этого устройства за основу была взята схема, опубликованная в [1] и подвергнутая доработке. Так, в частности, установлены конденсаторы СЗ...С6, которые предотвращают попадание помех на вход ОУ от работающего двигателя поворотного устройства. Кроме того, изменено включение реле К1 и К2, но об этом будет рассказано ниже. Схема также дополнена кнопками управления, переключателем режима работы, индикаторами направления вращения на светодиодах, а также выносным пультом управления.

 

Принцип работы схемы электронного управления основан на сравнении двух напряжений, поступающих с резисторов R4 и R2 (последний расположен на антенне и соединен с ее осью, поэтому показан на рис.1).

Резистор R2 служит датчиком угла поворота. Перемещением подвижного контакта R4 задается требуемый угол поворота.

Эти резисторы образуют мост постоянного тока, который питается напряжением от параметрического стабилизатора R1, VD1, VD2.

Рис.2.

При равенстве сопротивлений R2 и R4 напряжение в диагонали моста отсутствует. Изменение сопротивления резистора R4 приводит к разбалансу моста и появлению напряжения, которое поступает на дифференциальный вход микросхемы DA1. С выхода DA1 напряжение поступает на противофазные входы компараторов DA2 и DA3, что приводит к срабатыванию реле К1 или К2.

Последовательно с реле К1 включены нормально замкнутые контакты К2.2. Таким образом, если будет включено реле К2, то реле К1 не сработает, т.к. при включенном реле К2 контакты К2.1 будут разомкнуты и не позволят включиться К1.

Аналогично работает и второй канал с реле К2. Такое решение предотвращает одновременное включение реле К1 и К2, установленных в выносном пульте управления, при неисправности в схеме, и, соответственно, позволяет избежать аварийного режима работы — одновременной подачи напряжения на обмотки двигателя. При повороте оси переменного резистора R4, например, в правую сторону, мост разбалансируется, сработает реле К2 внутреннего пульта управления, напряжение +15В через контакт 5 разъема Х1 поступит на реле К2, которое установлено в выносном пульте управления.

Через замкнутые контакты К2.1 напряжение +30В с блока питания поступит на обмотку двигателя D1. Антенна начнет вращаться. Одновременно с антенной начнет вращение ось переменного резистора R2 который размещен в отсеке редуктора (рис.1), механически соединенная с осью антенны.

В тот момент, когда наступит баланс моста, реле К2, установленное во внутреннем пульте управления, обесточится, прекратится подача напряжения на реле К2 в выносном пульте управления. Контакты К2.1 разомкнутся, и снимется напряжение с двигателя D1. Антенна прекратит поворот. Аналогичным образом работает поворот антенны в противоположном направлении. Светодиоды VD5...VD7 (рис.2) служат для индикации направления вращения антенны.

Переключателем SB1 устанавливаются режимы работы — "ручной" или "автомат". В отжатом состоянии SB1 пульт управления работает в ручном режиме, что индицирует светящийся светодиод VD8. В ручном режиме напряжение +15В поступает не на схему сравнения, а на кнопки SB2 и SB3. Нажатием этих кнопок можно включить вращение антенны в одну или другую сторону. При переводе SB1 в режим "автомат" напряжение +15В поступает на схему сравнения, что индицирует свечение VD7.

Концевые выключатели ВК1 и ВК2, установленные на оси антенны, служат для снятия напряжения с двигателя в том случае, когда антенна повернется в одно из крайне допустимых положений поворота. Резистор R10 служит для установки мертвой точки.

Для работы с выносным пультом управления необходимо включить режим работы "ручной". Если этого не сделать, то, после поворота антенны в определенном направлении, она возвратится в ранее установленное положение.

Конструкция и детали внутреннего и выносного пультов. Схема сравнения собрана навесным монтажом. Резисторы — МЛТ 0,125; конденсаторы — КМ, электролитические конденсаторы — К50-3. Резистор R10 желательно применить проволочный (ППЗ), но можно и другого типа. Резисторы R2 и R4 должны быть обязательно проволочные (ППЗ, СП5). В качестве светодиодов можно применить любые другие светодиоды, подобрав при этом сопротивления резисторов R10...R13. Переключатели: SB1 — П2К, SB2 и SB3 — П2К с удаленным фиксатором. Реле К1 и К2 - РЭС-60, но можно использовать и другие, надежно срабатывающие при напряжении 12 В. Операционный усилитель DA1 — К140УД12, К140УД6, К140УД7, компараторы DA2, DA3 -КР521САЗ. РазъемХ1 —любой, имеющийся у радиолюбителя. Резистор R4 снабжен шкалой. В качестве шкалы используется диск диаметром 100 мм. На диск наклеена бумага, на которой сделана разметка в градусах: 170° в одном направлении и 170° — в другом. Шкалу желательно снабдить простейшим верньерным устройством.

Выносной пульт управления изготовлен во влагонепроницаемом корпусе. Схема собрана навесным монтажом. В качестве Тр1 используется трансформатор мощностью не менее 60 Вт. Для работы электродвигателя поворотного устройства напряжение на обмотке II должно быть не менее 30В при токе нагрузки не менее 2 А. Напряжение на обмотке III — не менее 20 В при токе нагрузки не менее 0,8 А. Кнопки КН1 и КН2 — переключатели П2К с удаленными фиксаторами. Реле К1 и К2 — РЭС9, но можно применить любые другие, надежно срабатывающие от напряжения 12В. В качестве светодиодов можно применить любые, подобрав сопротивления резисторов R1 и R2. Микросхема DA1 — К142ЕН8В, но стабилизатор можно изготовить и на транзисторах. Разъемы Х1...ХЗ — любые, с подходящим количеством контактов.

Резистор R2 связан с осью антенны через простейший редуктор, состоящий из двух шестеренок. Электрический двигатель, используемый для вращения антенны — вертолетный, с планерным редуктором. При использовании других типов двигателей, возможно, потребуется изменить напряжение на обмотке II трансформатора Тр1.

Правильно собранная из исправных деталей схема практически не нуждается в настройке — достаточно с помощью резистора R10 установить "мертвую" точку. Затем, сверяя направление по компасу, градуируется наружная шкала антенны, а по ней размечается шкала внутреннего пульта управления.

Л. Терехов (RA4HME)

Литература:

1. Б. Андрющенко. Управление поворотом направленных антенн. — Радиолюбитель, 1994, N5, С.57.

Материал подготовил А. Кищин (UA9XJK)

Rambler's Top100
Rambler's Top100
Copyright © Russian HamRadio

Hosted by uCoz