关于远控调谐环形中\短波天线的调谐机构设计制作（一）

四眼匪

前段时间制作了一个电调谐环形天线，效果总的来说相当不错。增益高，配合电调谐机器尤其方便。有兴趣可以参考我以前的帖子http://www.crystalradio.cn/thread-1350441-1-1.html。但是缺点也很突出：1、由于分布参数的影响，就算是同批变容管，变频级和天线的跟踪线性也不好，是个S型的跟踪曲线。2、变容管Q值不是很高，天线增益还是不满意。和空气可变的机构比起来要差一些，噪声大点。
于是还是想再做一套空气连的天调，计划安装在楼顶远控。除了跟踪电调谐机构外，也可以手动调谐。难点是远控精度和灵敏度，其次是和电调谐方案一样存在的给定双联的角度电压和天线谐振曲线的配合度，这个问题又一分为二。一是给定双联的角度电压和实际机械的执行位置误差，二是给定电压/电位器角度曲线、调谐频率变化/双联角度变化曲线都必须是有相同幂的指数函数曲线。
这些问题太多，一步一步解决，先解决远端执行机构问题。
说到远控，防雷、温度、不易日常观察维护，机构执行和角度反馈i精度不受线缆长度和参数影响，减少线缆芯数都是需要考虑到的问题。这些问题前面走了些弯路，但是也很有收获，以后有兴趣再讨论。
考虑再三，选用两线制变送器电路，将双联角度转换为4~20mA的电流反馈信号，送入执行解调器。
变送器考虑到成本和手头的现货，采用电位器+运放的方案，LM324+LM358成本低。同时用LM385+LM334作为调理电路的电压基准，保证温补。模拟式的角度传感和调理电路方案坑定没有编码器方案高，但是在这里足够了，成本也最低。
周末焊了一天终于焊好了变送器，调试完全满足变送要求，电位器角度0~270，变送范围2.4~30mA。由于双联的角度只有180度，待机械连接后再调试校准。

jf0805

高大上阿，可贵的探索

乙猪

用摇控电位器来代替手拧，真是妙。
我以为楼主要用步进电机呢。

四眼匪

乙猪 发表于 2017-4-17 00:56
用摇控电位器来代替手拧，真是妙。
我以为楼主要用步进电机呢。

确实想用步进电机，可手头上只有这些货。另外就算用步进电机没有执行角度反馈的话，线长了容易出现失步造成误差积累。就算把步进电机控制器放到现场的话系统就和监控云台一样了，电源、防雷、通信等成本业余不好控制。

longshort

这多麻烦，一个三联电容器，两联用作输入调谐和振荡，一联就可用于环形天线调谐了，而且还都是同步的。

szp

不一样呀，他这一联可以放在楼顶上！

崂山

仔细阅读了楼主的帖子，你的问题我早在多年以前就系统研究思考过。

你的技术方案受诸多因素制约，难以批量制作，甚至就自己1套玩可能都顾此失彼。
我的结论是：

1、空气连调谐
2、步进电机减速驱动
3、专业modbus通信协议数字传输
4、进行平衡---不平衡变换
5、室内控制端单片机或者计算机操作，便于储存、自动调谐。

四眼匪

崂山 发表于 2017-4-19 23:10
仔细阅读了楼主的帖子，你的问题我早在多年以前就系统研究思考过。

你的技术方案受诸多因素制约，难以批 ...

欢迎指教哈，第2、3点请给个详实点的方案，主要是积累误差和软、硬件具体的方案。

乙猪

四眼匪 发表于 2017-4-20 00:32
欢迎指教哈，第2、3点请给个详实点的方案，主要是积累误差和软、硬件具体的方案。

消除积累误差，我有一个想法：就是每次开机，都自检一次，设定某一点为零点（这个零点可以通过一个压力开关、或者一个红外线开关之类的开关点来设置和检测）。
我这里的视频摄像头，每次开机都会自动转一圈，然后固定在一个位置，然后再转到预设的位置。具体实现方法不详。

崂山

四眼匪 发表于 2017-4-20 00:32
欢迎指教哈，第2、3点请给个详实点的方案，主要是积累误差和软、硬件具体的方案。

第2点   关于步进电机减速驱动
     1、由于使用了减速驱动，电机负荷力矩极小，最大限度降低失步的可能性。
     2、步进电机使用微型的，驱动器控制器一体化就在现场工作，作为  modbus _RTU 分站来使用, 受控于主站协议。微型仪用步进系统成本低廉。
     3、平时正常工作后，基本认为该系统不失步。主站依靠发出的modbus指令累积，来确认步进电机的累积位置，关机或者异常断电都会导致modbus主站自动记忆位置信息。每次关机断电，步进电机总是自动回到死点后被迫停止作为参考点。
              也可以不让电机复位，下次开机先读取上次记忆里的位置数据信息，接着收听。

     4、如果万一遇到异常丢失位置信息，或者长年累积出异常的失步，再或者是第一次开机，导致位置信息不正确，可以调用位置初始化专用程序。
           该程序能够把步进电机的位置初始化到参考点，也就是空气连角度参考点。
           
           关于初始化原理和办法，需要另行叙述。大致办法有两种，可以混合使用。
           第一种普遍适用所有类型的空气连    就是由modbus主站   点动 手动modbus主站  控制步进电机，直到收到某特定频率电台信号最佳。此时=参考点
                   这个办法虽然效率低，但是可以经常随时可用，不影响收听。
                   例如：当某一天你无意中收到那个特定频率电台信号最好，你随时点击鼠标保存为参考点。

           第二种办法仅适合有死点的空气连， 可以快速自动找到死点，就是程序迫使步进电机朝一个方向运转下去，直到被死点卡死失步 就停止。
                  现代汽车速度指针，就是用的步进电机。你每次发动汽车，指针总是从初始位置自动运转到最高速死点，再返回到原点，就是在测量位置信息。   

     5、有条件可以给电机输出轴加装多圈电位器，或带有记忆的编码器等作为位置信息，仍然是作为 modbus_RTU的寄存器一部分，让主站访问。
             这个办法可以从根本上解决累积误差和参考点。
   
第3点   关于modbus_通信协议
        该协议原产自北美洲，现在已经成为标准工业现场设备控制通信协议，全世界通用。
        关于该协议的机制和编程，均需要专业通信技术人员才能进行。不过近10年工业组态软件出现，使得外行人也可以使用该协议。

        简要而言，modbus通信协议几乎可以控制机诸如  纺织，石油，炼钢，煤炭等各行业几乎所有运行的机器：如变频调速器控制，炼钢炉，视频监控摄像头，化工反应釜，数字广告屏等。

         控制收音机的空气连旋转，应该是小菜并且属于首创。
          或许若干年后，modbus控制收音机，会成为国家标准。

              

四眼匪

崂山 发表于 2017-4-20 12:04
第2点   关于步进电机减速驱动
     1、由于使用了减速驱动，电机负荷力矩极小，最大限度降低失步 ...

其实你还是没有回答我的问题，我要问的是硬件方案，比如使用哪种现场单片机，电源供给方案，防雷怎样搞，通讯怎样具体实现。如何把成本搞到最低，大家都可以搞，不会去专门做开发。

崂山

四眼匪 发表于 2017-4-20 20:47
其实你还是没有回答我的问题，我要问的是硬件方案，比如使用哪种现场单片机，电源供给方案，防雷怎样搞， ...

那你就问什么单片机好了，那不是方案，已经是实施细则了。

你会哪种就用那种就可以。你用你最拿手的单片机，编写出步进电机控制，以及 modbus_RTU分站。
我可以做微机上位机主站，配合你。