"Steuerung mit AVR-NET-IO "



Steuerungsaufgaben über das Netzwerk bzw. das Internet zu lösen hat sich in den letzten Jahren immer mehr in der Industrie durchgesetzt und ist mit dem AVR-NET-IO Board nun auch im Hobbybereich erschwinglich geworden. Heute kann man zum Preis eines T-Shirts eine Baugruppe erstehen mit der 8 Digital-Schaltausgänge, 4 Digital-Eingänge und 4 Analog-Eingänge über Netzwerke steuerbar sind.

AVR-NET-IO


Das Bord ist als Bausatz oder Fertigmodul erhältlich und benötigt nur ein Netzteil mit 9V ca. 190mA. Der Betrieb mit 5V ist auch kein Problem, es ist nur der 1. Spannungsregler a.B. zu nehmen. Bei 9V bzw. mehr Eingangsspannung empfehle ich den 5V Regler mit einem Kühlkörper zu versehen! Netzwerkkabel ran, passende IP einstellen mittels seriellen Kabel und mit der mitgelieferten Software wird eine Verbindung aufgebaut.

In der Rubrik "TRX Fernsteuern" beschreibe ich wie man mittels der Software Ham-Radio-Deluxe einen TRX fernsteuert. Dabei bin ich tatsächlich auf ein paar Dinge gestoßen die man mit der tollen Software nicht steuern kann. Das liegt allerdings oft auch am TRX z.B. wenn er sich beim Verlassen des Programms nicht abschaltet. Was wenn der PC mal hängt und oder ein Gewitter droht....

Zusatzschaltung

Das AVR-NET-IO besitzt 8 Ausgänge die zum Schalten von PC 230V und Ein-Taster, 12V TRX, Antennen und zum Drehen des Rotors verwendet werden sollen. Die analogen Eingänge werden genutzt um die Spannung am TRX, die Temperatur an dessen Kühlkörper, die Temperatur im 19 Zoll-Schrank und den Drehwinkel der Yagi zu messen. Die 4 Digitaleingänge habe ich bisher nicht genutzt.

19 Zoll Einschub

Um Relais schalten zu können wurden einfache Transistorschaltstufen auf eine Universalleiterplatte aufgebaut, Änderrungen sind damit jederzeit gut möglich. Die Schutzdioden der Relais und LED's zu Schaltzustandsanzeige würden ebenfalls im 19 Zoll-Rack untergebracht. Die Relais befinden sich in den externen Boxen. Es wird also so nah wie möglich "vor Ort" geschalten.

19 Zoll Einschub geöffnet

Die Baugruppe ist komplett abgeschirmt um Störungen zu vermeiden, die 5 und 3,3 V Spannungsregler sind isoliert am Alu-Winkel befestigt die Kühlfahnen haben unterschiedliches Potential !

Um den TRX abzuschalten, z.B. bei Gewitter oder wenn die Steuerung hängt, habe ich die 12V-Box (eigentlich 13,4V) aufgebaut. Bei manchen TRX z.B. dem TS50 ist es nun auch möglich den TRX auszuschalten, was leider über die CAT-Schnittstelle bei diesem Gerät nicht funktioniert.

12V-Box

Ein KFZ-Relais hat mehr Anzugsstrom wie die Kleinrelais der anderen Boxen, deshalb habe ich einen größeren Transistor in der Box verwendet. Die 15V Z-Dioden sollen bei Überspannung die Sicherung Auslösen und den TRX schützen. Nach einem Sicherungsfall ist zu prüfen ob die Dioden noch vorhanden sind.

12V Box geöffnet

Das KFZ-Relais kann 40A schalten. Die Spannung nach dem Relais habe ich über einen Spannungsteiler auf einen Analogeingang gelegt.

12V-Box


Hat sich der PC aufgehängt läßt er sich nicht immer über den Ein-Taster durch längeres Drücken ausschalten. Hier hilft nur noch ihn vom Netz zu trennen. Bei Gewitter kann das ebenfalls nicht schaden. Die Box ist simpel, es ist aber darauf zu achten das hier Netzspannung geschalten wird !

220V-Box Schaltung

Das Relais wurde ins Netzkabel integriert, somit muss man am PC nichts ändern. Wer das 12V Netzteil mit abschalten möchte kann die Box auch z.B. in die Zuleitung eines Verteilers einschleifen, damit werden mehrere Geräte gleichzeitig vom Netz getrennt. Hier läuft das 12V Netzteil immer, weil andere Geräte anbleiben sollen.

220V-Box geöffnet


220V-Box


Ist der PC aus kann man ihn leider nicht nur durch das Zuschalten der Netzspannung hochfahren, also habe ich eine Slotblende und ein DIL-Relais für den PC vorgesehen. der Kontakt des Relais ist parallel zum Ein-Taster zu schalten.

PC-Taster Schaltbox


PC Blende


PC Blende

Gewitter ist der größte natürliche Feind eines Funkgerätes, falls es mit der Antenne verbunden bleibt. Ich habe zwei Varianten vorgesehen, wobei momentan die mit zwei Antennen und zwei Anschlüssen für den TRX aufgebaut ist. Besitzt das Funkgerät jedoch nur eine Antennenbuchse dann müssen nur Brücken eingelötet und ein Kabel stillgelegt werden.

Antennenbox Schaltung

Es werden beide Pole geschalten, somit auch die Antennenmasse getrennt. Sind die Relais abgefallen wird auf der Antennenseite kurzgeschlossen. Als alleiniger Schutz reicht das natürlich nicht aus. An der Antenne ist eine Funkenstrecke oder Blitzschutzpatrone vorzusehen und die Antenne sollte geerdet sein. Vor einem direkten Blitzschlag ist man dann trotzdem nicht sicher, aber Überspannungen sollten sicher überstanden werden.

Antennenbox

Mit dieser Lösung bin ich noch nicht richtig zufrieden, lieber wäre mir eine größere Trennstrecke, am besten so groß das auch der direkte Blitzschlag keinen Schaden mehr anrichtet. Über entsprechende Ideen und Vorschläge würde ich mich sehr freuen. Das ist ein gutes Thema für den nächsten OV-Abend !

Temperaturfühler

Ein anderer Nachteil der Fernsteuerung ist das man nicht mehr den TRX riecht und hört. Aber die Temperatur kann man einfach messen. Ein Fühler im Luftstrom der Endstufe und ein Zweiter im 19 Zoll Schrank schadet auch nicht. Die Entscheidung fiel auf den Einzigen auf Lager liegenden Fühler beim Händler in der Stadt, also einfach zwei KTY 81-221 eintüten lassen. Zu Hause merkt man dann das das Ding im Arbeitsbereich nicht ganz linear ist und zudem auch noch recht "verschoben" ist. Erste Versuche die Schaltung zu ändern habe ich dann verworfen. Da das mitgelieferte Steuerprogramm des AVR-NET-IO sowieso nicht verwendet werden sollte kann man ja dem Programm das Rechnen überlassen.

Formel


Im normalen Temperaturbereich bis 40°C ist die Abweichung im Kommabereich um bis 120°C auf 7° Abweichung anzusteigen, bei 150°C stimmt's dann wieder genau, soweit sollte man es aber nicht kommen lassen! Soll ein anderer Fühler verwendet werden muss man die Schaltung nicht umbauen sondern nur die Software ändern.

Ham-Radio-Deluxe ist auch in der Lage einen Rotor komfortabel anzusteuern, jedoch benötigt man ein Interface was ihn dazu bewegt. Auf den AVR-NET-IO sind aber noch zwei Ausgänge und ein Messeingang frei, so daß ich damit erste Versuche machen werde. Die Steuerung ist das Sahnehäubchen, somit habe ich mir das für den Schluss aufgehoben. Mit der abgebildeten Schaltung sollte der HAM IV aber zu bewegen sein. Parallel zum Meßinstrument soll dann der Drehwinkel von 0-360° im Steuerprogramm erscheinen, das ist dann wieder nur etwas Software.

Rotorsteuerung Schaltung


Somit ist man auch unabhängig von der verwendeten Steuersoftware, ein Rotorinterface hätte allein schon die Kosten deutlich erhöht.

Zum AVR-NET-IO wird eine recht schöne Steuersoftware mitgeliefert, man kann sogar die Analogeingänge mit Faktor und Größe verändern. Zum ersten Test ist man also gut gerüstet. Will man aber die Ausgänge beschriften oder die Ausgänge als Taster und nicht als Schalter dann stößt man an die Grenzen des Tools. Deshalb war ich auf der Suche nach einer anderen Programmlösung. Hilfe bekam ich von Oliver Schlenker, der auf seiner Website seine AVR-NET-IO-Anwendung beschreibt. Passende Programme auch als Datenlogger inklusive.

Seite von Oliver Schlenker u.a. AVR-NET-IO Anwendung

Danke für die unkomplizierte Hilfe aus der dann ein passendes Programm für meine Steuerung geworden ist, ich habe lediglich Anpassungen an meine Hardware gemacht. Das war wie mit LEGO spielen, es sind nur ein paar Bausteine anders zu stecken.
Zum Testen werden alle Funktionen genutzt......

Rotorsteuerung Schaltung

für den Normalbetrieb reicht aber eine kleinere Version man will ja nicht ständig schrauben......

Rotorsteuerung Schaltung

beim reinen Funkbetrieb kann weiter reduziert werden......

Rotorsteuerung Schaltung

Am Programm werde ich noch weiterarbeiten insbesondere an der Rotorsteuerung, die aber noch nicht realisiert wurde.


Die Steuerung sorgt für mehr Sicherheit für den abgesetzten Funkbetrieb deckt aber trotzdem nicht alle Bereiche ab. Denkbar wäre auch eine Webcam die auf den TRX gerichtet ist.


Zum Schluss noch ein kleines Soundinterface für Transceiver die kein CAT-Interface benötigen da sie eine eigene Schnittstelle besitzen. Die Festwiderstände sind nur zur Vorsicht um die Soundkarte zu schützen, da hat man schnell mal den falschen Ein/Ausgang erwischt.

UNI-Soundinterface Schaltung


UNI-Soundinterface


UNI-Soundinterface


Es wird nur ein passendes Verbindungskabel beim TRX-Wechsel benötigt, hier z.B. für den TS570.

TS570 Kabel


Somit ist die komplette galvanische Trennung zwischen TRX und Steuerung gewährleistet (sofern die CAT-Steuerung auch trennt!).



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