Projekt:Antennenschwenkarm

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Antennenschwenkarm

Status: beta

Ant-arm-x30n halter.jpg
Beschreibung Schwenkarm für einfahrbare Vertikalantenne
Ansprechpartner Hendi
Version 1.0


IN ARBEIT

Schwenkarm für UKW-Vertikalantenne

Ziel

Für unsere Amateurfunkstation DF0HSB benötigen wir eine Antenne, als Montageort steht uns nur die Hinterseite des Gebäudes zur Verfügung. Aufgrund des Dachvorstandes dort ist eine Sparrenhalterung notwendig, die aus Aluprofilen erstellt werden sollte. Florian hatte die Idee diese zu motorisieren. Damit kann die Antenne bei Nichtbenutzung unter dem Dachvorsprung "geparkt" werden. Das hätte folgende Vorteile:

  1. Die Antenne ist unter dem Dach vor Wind und Wetter geschützt
  2. Sie befände sich bei geschickter Platzierung genau vor dem Fenster, so das man sie für Änderungen oder dergleichen leicht erreichen kann.
  3. man könnte in einem begrenzten Rahmen die schwache Richtwirkung ausnutzen. Damit können beispielsweise Satelliten verfolgt werden oder je nach Ausbreitungsbedingungen terrestrische Gesprächspartner auf bestmögliche Ausrichtung der Antenne optimiert werden.

Weg

Die Konstruktion des Sparrenhalters wurde bei einer Besprechung mit Florian, Torsten und Hendrik geboren, bei der Florian gleich die Idee der Motorisierung hatte. Zuhause konstruierte und druckte er dann einen Demonstrator für das Getriebe und brachte ihn kurz darauf mit. Die gesamte Haltekonstruktion besteht bereits, die Elektronik und Kabelzuführung muss noch etwas nachgebessert werden und das ganze montiert werden.

Bauteile

Antenne

Zum Einsatz kommt eine vertikale Rundstrahlantenne, Typ Diamond X30N zum Einsatz. Die ist auf den Amateurfunkbändern 144-146 MHz und 430-440 MHz resonant. Sie hat eine sehr mäßige Richtwirkung (überwiegend vertikal), resultierend in 3 dB Gewinn auf 145 MHz und 5,5 dB Gewinn auf 435 MHz.

Sparrenhalter

Der Halter besteht überwiegend aus Aluminiumprofil und hat eine H-Form. Das mittlere Profil trägt den Schwenkarm, die an den Enden angesetzten Querprofile verbinden zu den Dachsparren direkt links und rechts der Antenne.

Antrieb

Schrittmotor im NEMA23-Format, 0,9Grad Schrittweitem, 1,1N/m Nenndrehmoment.

Riemenantrieb

Untersetzungsverhältnis 1:6.

Cykloidgetriebe

Dieses Getriebe bildet den Drehpunkt der Antenne und hat ein Untersetzungsverhältnis von 1:24. Der Stator besteht aus Frästeilen, die Rotoren aus 3D-gedruckten Teilen die einerseits die Sollbruchstelle zum Schutz der Drehteile darstellen, aber auch so ausgelegt sind das die Antennenhalterung in beide Anschläge "hineingefahren" werden kann ohne sogleich zerstört zu werden.

Ant-arm-gear.jpg

Antennenausleger Näherungssensor

Profilteil mit Antennenhalterung und Blech zur Aktivierung eines Näherungssensor zur Lagebestimmung.

Ant-arm-x30n halter.jpg

Elektronik

Als Steuerung dient ein Arduino nano mit einem TBA6600 4-Ampere-Schrittmotortreiber mit Auf-Ab-Tasten. Dieser befindet sich in einem Bedienteil innen.

Ant-arm-bedienteil.jpg

Firmware

Die Firmware stellt mithilfe des Näherungssensor sicher das die Antenne nicht gegen die Anschläge fährt, fragt die Auf-Ab-Tasten ab und erzeugt das Ansteuersignal für den Schrittmotortreiber.

Es ist noch eine Ergänzung vorgesehen die die Fernsteuerung des Antennenwinkels über Software erlaubt, gewissermaßen als Elevationsrotor.

Projekttagebuch

Datum Aktion Teilnehmer
13.03.2020 Florian bringt die fertige Konstruktion mit und weist Hendrik ein Florian, Hendrik