Après quelques années de réception d'images de satellites polaires en mode APT, et malgré les divers antennes utilisées, la seul solution pour éviter les "trous" lors de la réception d'une image, en particulier lorsque le satellite passe a la verticale de la station, c'est d'utiliser une antenne a gain asservie sur la position du satellite.
Le même problème se pose (dans ce cas la, même c'est une obligation) c'est pour la réception des satellites défilants en mode HRPT, ou vue la fréquence a recevoir (1.7 GHz donc un faible angle d'ouverture de l'antenne) seule des antennes asservies sur la position du satellite sont utilisables.
Je veux parler d'antennes a grand gain comme une parabole une antenne hélice ou éventuellement une antenne yagi.
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Le positionnement des antennes est effectue par 2 rotors (pour l'asservissement en site et azimut), la mise en rotation est effectuée par des relais en parallèle sur les boutons de commande du pupitre . On récupère l'information position des antennes dans le pupitre de commande (signaux en provenance des potentiomètres).
Ces signaux entrent et sortent d'une carte interface, la valeur des potentiomètres est convertie par un circuit intégré PCF8591 en signal I2C et sont envoyée vers le PC qui via une carte I2C / port // récupère la valeur, donc la position de l'antenne.
En comparant avec les valeurs site et azimut calcules, le PC par la même interface I2C / port //, commande les relais de la carte interface via un circuit intégré PCF8574 de façon a ce que les valeurs lues sur les potentiomètres correspondent aux valeurs calculées par le PC.
Ces valeurs calculées sont déterminées a partir de données dites Kepleriennes sous forme d'un fichier "default.2li".

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Les rotors d'antennes
Après une tentative pour l'utilisation d'un rotor d'azimut de type HAM et la construction d'une commande en site de type a vis sans fin (mêmes principe que pour les paraboles TV) avec recopie de la position par potentiomètre et compte tenu de la précision attendu (1°) j'ai décida de l'acquisition d'un rotor Yeasu G-5500.

L'interface Rotor / I2C
Pour la commande il suffit de mettre des relais en parallèle sur les boutons du pupitre de commande. On récupère l'information position des antennes dans le pupitre de commande (signaux en provenance des potentiomètres).
Le schéma de l'interface rotor / I2C (fichier pdf)    

     

La conversion analogique/digitale des information potentiometriques est réalisée par in circuit intégré PCF8591. C'est un circuit A/D a 4 entrées sur 8bits avec sortie sur bus I2C.
La commande des relais est réalisée par un circuit intégré PCF8574. C'est un circuit a entrée sur bus I2C avec 8 sorties digitales. (Il peut également fonctionner en lecture de 8 entrées digitales et sortie sur bus I2C).
Dans la partie lecture des informations des potentiomètres, 4 résistances sont marquées"Ajus". Elles permettent de faire la mise a l'échelle des valeurs lues pour obtenir sur les curseurs des potentiomètres, des valeurs comprises entre 0 et + 5V. Des valeurs plus faibles peuvent être utilisées mais en perdant sur la résolution, le PCF8591 codant ces valeurs sur 8 bits soit 256 pas.
Le dip switch sert a donner l'adresse du PCF8591 ici "010".
Le petit régulateur 5V 78L05 sert a alimenter uniquement la référence du PCF8591 ceci afin d'éviter des variations de lecture lors de la commutation des relais.
Dans la partie commande des relais, un ULN2003 sert d'interface de puissance au PCF8574 pour commander les relais. Sur le schéma, les relais sont des relais inverseurs, des relais a contacts normalement ouverts conviennent également.
Le dip switch du PCF8574 doit etre a l'adresse "010".

L'interface Port // vers I2C
Peu de chose a dire sur le schéma :
Le jumper au +5V ne sert que pour la mise au point et n'est pas a mettre dans cette application.
Le câble de liaison I2C est un câble récupéré sur un vieux téléphone, les connecteur sont ceux utilises en téléphonie, des RJ11.
Le schéma de l'interface Port // vers I2C(fichier pdf)   



Le logiciel
Utilisant professionnellement visual basic pour la réalisation d'équipements de test, j'ai décidé de commencer l'écriture d'un programme de poursuite satellite. Premier obstacle et pas le moindre, comment a partir de données Kepleriennes, déterminer en temps réel la position d'un satellite. Après de nombreuses recherches sur le net, je suis arrive sur le site de David Taylor (auteur du logiciel de prédiction de passage satellite WXtrack) ou il mettait a disposition la "dll" qu'il utilise dans son logiciel WXtrack.
Un téléchargement, et c'est le moment des premiers essais... infructueux dans un premier temps puis oh miracle les coordonnées calculées sont les mêmes que celles trouvées dans WXtrack.
Une autre recherche sur le net et c'est le téléchargement une autre "dll" pour le pilotage d'un bus I2C via le port parallèle du PC.
Restait maintenant a écrire le corps du programme, après plusieurs essais voici comment se présente la page principale.



Le Menu Paramètres
Sert a donner le temps entre 2 mesures, la durée minimum d'un passage et le décalage heure locale/heure TU. Ces valeurs sont mémorisées dans le fichier "poursuisat.cfg".



Le Menu Station
sert a donner les coordonnées de la station observatrice. Ces valeurs sont mémorisées dans le fichier "poursuisat.cfg".



Le Menu Satellite
Permet la sélection d'un satellite parmi ceux contenu dans un fichier "xxxx.txt ou xxxx.2li."



Le Menu Calibration
Permet au logiciel de connaître la valeurs des potentiomètres de recopies site et azimut pour les valeurs azimut 0° et 360° ainsi que les valeurs site 0° et 90°. Ces valeurs sont mémorisée dans le fichier "poursuisat.cfg"



Le Menu Elements
N'est plus disponible, la NASA ne fournissant plus les éléments Képlériens sous format 2Lignes.
Par contre TS Kelso a développé un programme qui récupère les infos a la NASA et les remet au format 2Lignes.
L'adresse est "http://celestrak.com/SpaceTrack/TLERetrieverHelp.asp"
Il faut s'enregistrer a la NASA "http://www.space-track.org/perl/login.pl" pour être autorisé a télécharger les TLE.
Les fichiers éléments Képlériens doivent se trouver dans le même répertoire que PourSat.

L'Écran Principal
Le cadre du haut a gauche donne la date et l'heure TU calculée a partir de l'heure du PC plus le décalage mémorisé dans le menu Paramètres. Le cadre en haut a droite donne la prévision de passage du satellite sélectionné dans le menu Satellite. Le grand cadre du bas donne la position actuelle du satellite. Quatre barre-graphes indiquent en permanence la position du satellite et des antennes en site et azimut.
Deux séries de boutons permettent la commande manuelle ou automatique des antennes.
En prévision des touches pre-programmees pour les satellites géostationnaires.
Ci-dessous une copie écran de la même acquisition de NOAA15 que précédemment mais après asservissement en automatique des antennes.


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1-4 Avancement des réalisation

Antennes
Pour le HRTP deux paraboles disponibles : une de 80 cm en grillage et une de 1m pleine, pour l'ATP une 2*9 éléments croises 144MHz . Asservissement en site et azimut par rotor G5500 .
Interface I2C/rotor
Carte interface câblée et testée.   
Interface RS232/I2C
Carte interface câblée et testée
Logiciel
La revision 1.6 est maintenant disponible (Windows 95 et 98 et XP) Téléchargement (2.8 Moctets).

Voir le fichier 'A_Lire' pour l'installation du programme.

1-5 Interface avec les rotors 
      Rotor Cornell Dubilier type HAM-M (azimut)
       

Les 2 transformateurs du boîtier de commande ne sont pas pas alimentes en permanence, mais seulement lors de la demande de rotation.
Il faut donc prévoir un commutateur pour la mise sous tension des transformateurs.
Une version prochaine de poursat aura pour cela une sortie relais supplémentaire, activée durant la phase de poursuite automatique.
La commande de rotation se fait sur le bornier arrière, bornes 2 5 et 6, la recopie position entre les bornes 1 et 7 (attention 20V).

Rotor Kenpro type KR-400 (azimut)
       

Dans ce type de rotor la mise sous tension est commandée directement en face avant.
Pour la commande de rotation seulement 2 bornes sont accessibles (borne 4 et 5) il est nécessaire de récupérer le point réunissant les 2 interrupteurs SW-L et SW-R. La position est a récupérer entre les bornes 2 et 3.

Rotor YEASU type G-500A (site)
       

Même fonctionnement que KR-400. La commande s'effectue entre les bornes 4 ou 5 et le point commun des interrupteurs SW2 et SW3 a récupérer a l'intérieur du boîtier de commande. La position est a récupérer entre les bornes 2 et 3.

Rotor YEASU G-5500 (site et azimut)
Ayant fait l'acquisition d'un G5500 j'ai pu récupérer le schéma de la boite de commande (merci Laurent F17317 pour les schémas du 5400 et 5600), ils sont directement pilotables par les contacts relais via une prise arrière prévu a cet effet. Les entrées étant sur des bases de transistors npn on doit pouvoir supprimer les 4 relais de la carte interface et commander le rotor directement par les 4 sorties de l'ULQ2003 (je n'ai pas encore teste).
Les sorties position sont comprises entre 0 et 5Volts.
L'interface décrite ci-dessus est donc entièrement compatible.

Quelques remarques sur les rotors
Précision des rotors :
HAM-M Précision entre 4 et 5°. Inutilisable pour le pointage d'une parabole (HRPT). Utilisable pour la poursuite des satellites radioamateur ou météorologique (bandes VHF ou UHF) avec des antennes yagi.
KR-400 Précision non précisée dans la documentation. Certainement située entre 2 et 3°. Limite pour le traking avec une parabole.
G-500A Précision entre 2 et 3°. Également limite pour le traking avec une parabole.
G-5500 Précision entre 1 et 2°. Actuellement c'est le seul rotor (a ma connaissance) permettant de faire du tracking en automatique avec une parabole.
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