KM2019 HRPT Decoder-versie 2012

Uit MAT'54 Hondekop in 3D
Ga naar: navigatie, zoeken
Crystal Clear action run.png
HRPT Decoder

version 2012
Release status: Concept

KM LOGO2def PMS.png
Description
hardware
License
Author
Contributors
Based-on
Categories
CAD Models
none
External Link


inleiding

De nieuwe decoder blijkt een groot succes te zijn. In het buitenland is hij al minstens 4x nagebouwd, en bij een recente inkoopactie hebben we 14 leden van onderdelen voorzien. Inmiddels is er ook een print ontworpen.

In eerste instantie leek CHRPT niet zo goed te werken, maar door het wijzigen van een van de weerstanden kon dat eenvoudig verholpen worden.

Verder waren in het schema bij de spannings-stabilisator geen ontkoppel-C's getekend.

De aanpassingen op een rijtje:

  1. R3 (tussen R2 en de varicap): 10k
  2. achter de 7805 moet dan wel minstens een afvlak-C hebben van 470 uF. De 7805 moet gekoeld worden.

Stroomopname kan een kleine 500mA zijn; dan wordt er door de 7805 ca. 2W gedissipeerd.

Een opmerking over de dubbel-LED: De GODIL kan niet erg veel stroom leveren. Dat komt doordat de FPGA slechts max. 3,3V levert die via de levelshifter en een pull-up naar 5V wordt gebracht. De pull-up is echter vrij hoogohmig: 1k5. Hierdoor brandt de LED vrij zwak. Door het aanbrengen van R8/R9 kan dit opgelost worden. In een apart artikel in deze Kunstmaan wordt de oorzaak van het CHRPT-probleem (wat nu dus is opgelost) uitgelegd.

Automatische ontvangst van willekeurige satellieten

Om met één ontvangstinrichting (antenne, rotors, decoder, ontvanger) alle typen HRPT-satellitieten te kunnen ontvangen moeten er per satelliet een aantal zaken worden ingesteld: de ontvangstfrequentie en het HRPT-type (HRPT, CHRPT, MHRPT). Er zijn meerdere mogelijkheden om dit te automatiseren. Een van deze methodes, die al in gebruik is, is opgezet als in fig. 2.

Hier wordt gebruik gemaakt van wxtrack, het programma van David Taylor om satellietbanen te berekenen. Dit programma kan de momentele positie van de satelliet in meerdere formaten, voor verschillende rotorsystemen, via de seriële poort naar buiten sturen. In dit geval wordt een microprocessorsysteem aangestuurd. Deze kan uit de ontvangen informatie de stuursignalen voor de rotors berekenen. Wat misschien minder bekend is is dat wx- track ook andere informatie naar buiten kan sturen, zoals de frequentie van de te ontvangen satelliet. Deze kan door dezelfde processor worden doorgestuurd naar de ontvanger.

Omdat de frequenties van Fenyung, Meteor en NOAA verschillend zijn kan de frequentie ook gebruikt worden om het type decoder te bepalen. De microprocessor kan via pinnen op de decoder het juiste type instellen. Wsat, de software die de decoder bestuurt en de data binnen haalt, kan het decodertype uitlezen via de USB-interface. Dat is dus de omgekeerde weg dan wat gebruikelijk is (decodertype via software instellen). Het automatisch ontvangen gaat nu als volgt in zijn werk (zie fig. 2).









sync; 'wsat'
  • zit in een wachtlus.
  • Wxtrack berekent de positie van de eerstvolgende satelliet die overkomt.
  • stuurt wxtrack de antennes
  • de ontvanger op de juiste frequentie en de decoder op het juiste type staat ingesteld.
boven de horizon;
  • wxtrack stuurt de antenne.
  • De decoder raakt in-sync.
  • Wsat detecteert dit en vraagt (via de USB-aansluiting) het ingestelde decoder-type op. aansluiting).

Omdat het decodertype bekend is kan wsat de data in het juiste formaat wegschrijven.

achter de horizon;
  • de decoder raakt uit
  • Wsat stopt met opnemen, sluit het bestand af en wacht totdat de decoder weer insynq raakt.


Een andere methode is het combineren van wsat met een tracker. Ik heb zelf ook een baanberekingsprogramma gemaakt ('xtrack'), die ik hiervoor wil gaan gebruiken. Het systeem wordt dan eenvoudiger: (fig. 3)

welke satelliet over de software worden ingesteld.

komen;
  • decodertype kan via Ontvangstfrequentie en baangegevens interface naar GODIL-module worden gestuurd.
  • de ontvanger sturen.
  • Verder kan elevatie/azimuth (of X/Y) in een geschikt formaat direct naar de rotors worden gestuurd.

Er is nu geen aparte microprocessor nodig. De FPGA op de GODIL-module wordt nu dus niet alleen voor decoderen gebruikt maar tegelijkertijd ook voor het richten van de antenne en het instellen van de ontvanger. De tracker kan automatisch voor ontvangst steeds verse Kepler-data ophalen via internet.

Met andere woorden: U kunt rustig een paar maanden op vakantie gaan; bij terugkomst zijn dan alle HRPT-achtige satellietovergangen netjes opgenomen, gebruik makend van de meest recente Kepler-gegevens.

Om bovenstaand systeem te realiseren moeten de volgende zaken nog gedaan worden:

 Schrijven van code voor de FPGA, waarmee de ontvanger (via I2C) en de rotors aangestuurd kunnen worden.


In de volgende KM hoop ik hier op terug te komen.

Summary

Schematic and PCB layout of the HRPT decoder (described in"de Kunstmaan", june 2011)

Om alles bij elkaar te hebben zijn hier nogmaals het schema en printlayout van de eerder gepubliceerde HRPT-decoder afgebeeld.

C4, C5, C6, C7 zijn niet nodig als de TSR1-2450 wordt gebruikt. De benodigde condensatoren zijn nl. al aanwezig in deze geschakelde 5V stabilisator. Als een 7805 wordt gebruikt dan zijn deze condensatoren wel nodig. Zorg dan voor voldoende koeling! De stroomopname is ca. 300 mA.

De GODIL-module bevat 2 extra connectoren, op de kopse kanten. Op de connector onderaan (zie print) past een OHO_DY1 display (mogelijk meegeleverd met de GODIL). Hierop verschijnt status-informatie van de decoder. De (duo)-LED 1/2 is dan niet nodig. De connector bovenaan (2x7 pinnen) wordt gebruikt om de GODIL te programmeren. Houd deze vrij bij inbouwen, zodat eventueel makkelijk een update gedaan kan worden.

Onderdelen lijst

Naam Waarde Naam Waarde
R1 8K2 L1 3.3uH (21 MHz)
R2 100E LED1-2 3mm rood
R3 10K D1 BB809
R4 1M IC1 SF245
R5 220E IC3 SN74HC04N
R6, R7 330E IC4* TSR1-2450
R8, R9 470E
C1 10nF
C2 39pF
C3 4-40pF K1
C4 *
C5, C7 * PCB
C6 *

* Zie tekst

Schema & PCB