2 Die Antenne
Die Antenne wurde für die Bewegung der Deklinationsachse mit einem Schubstangenmotor bestückt. Das größte Problem bei der manuellen Positionierung einer solcher Antenne ist die Schwierigkeit, sie millimetergenau zu bewegen. Bei dem Gewicht ist immer eine zweite Person notwendig, die die Schüssel festhält, während man an der Gewindestange für die Festlegung der Höhe die gewünschte Deklination einstellt. Am besten braucht man auch eine dritte Person, die sich nebenbei die Daten vor dem Computer anschaut und ein Feedback zur neuen Position der Antenne geben kann. Natürlich ist das alles mit oder ohne Motor möglich, wenn man die entsprechenden Geräte besitzt.
Der ausgewähle Motor ist der Schubstangenmotor 36" Superjack QARL 3636+. Dieser kann an verschiedenen Stellen befestigt werden, man sollte aber darauf achten, dass man die gesamte Länge des Motors sinnvollerweise für die 90° ausnutzt, womit man eine langsame und automatisch eine justierungsfreundlichere Positionierung erreichen kann.
Für die Motorsteuerung wurde hier ein Arduino 10-Degrees-Of-Freedom IMU System mit dem GY-80 aufgebaut.
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Abbildung 2: Software für die Steureung der Antenne
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Ein kompensierter elektronischer Kompass zusammen mit einem Motor Drive Shield ersetzt jetzt das alte Motorsteuerungsgerät (siehe alte Seite Motorsteuerung ). Mit Arduino ist nun endlich mal die Verbindung zwischen Motorsteuerung und Receiver möglich.
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Abbildung 3: Antenne mit eingebautem Schubstangenmotor.
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Abbildung 4 und 5: Der Schubstangenmotor wurde mittels eines angefertigten Teils an der Montierung befestigt. Damit ist das Drehen der Antenne möglich. Mit dieser Konstruktion ist die Polar- in eine Azimutalmontierung umgewandelt worden
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4.1 Logging Data aus dem FDM-S2
Das 1420-1422 MHz Signal wird gleichzeitig mit “RTLSDR Scanner” (http://eartoearoak.com/software/rtlsdr-scanner ) mit einem RTLSDR DVBT Stick analysiert. Dieser ist nicht sehr empfindlich, verglichen mit einem üblichen SDR Receiver, aber der Preisunterschied ist riesig. Der RTLSDR Stick zeigt einige Schwächen, wie zum Beispiel häufige Ausfälle oder kontinuierliche Veränderung der AGC, was zu einer treppenförmigen Baseline führt. Die Verarbeitung der Daten aus dem Stick wird dementsprechend unvermeidlich.
“RTLSDR Scanner” macht ununterbrochen Scans vom Frequenzbereich zwischen 1420 und 1422 MHz mit einer dwell von 3 Sekunden. Die Bereitstellung der Scan Daten für eine sinnvolle Darstellung wird mit einem kleinen Programm mit Visual C++ (SortCSVFiles) durchgeführt. “RTLSDR Scanner” schreibt für jede Frequenz im gescannten Bereich einen Wert als Leistung (in dB) des Signals in ein CSV File. Falls der Stick sein AGC unerklärlicherweise ausgeschaltet hat, sind alle Leistungswerte unter -40dB (in unserem Radioteleskop). In dem Fall erzeugt ”RTLSDR Scanner” ein “Error File”. Wenn der Stick hängen bleibt, erzeugt er gar kein File.
4.2.1 Stick- oder AGC-Ausfall mit Relais und Arduino vermeiden
Der RTLSDR Stick wird am PC per USB angeschlossen. Die Stromversorgungsleitung vom USB Kabel ist getrennt und mittels eines “Relais Arduino Shields” gesteuert. Der Relais ist standardmäßig durchgeschaltet. Der gleiche Arduino Sketch, der die Daten des LogDetektors digitalisiert, übernimmt diese Steuerung. Er wartet darauf, eine Nachricht per serieller Schnittstelle zu bekommen (gesendet aus dem Processing Sketch), um für 1 Sekunde lang diesen Relais zu öffnen und wieder durchzuschalten. Das hat den gleichen Effekt, als hätte man den Stick aus dem USB Slot entfernt und wieder angeschlossen.
Der Processing Sketch wiederum, der auch die Detektor Daten grafisch loggt, wartet nur darauf, ein “Error File” zu entdecken, um dieses Signal zu senden. Er beobachtet ebenso die Häufigkeit der Datenerzeugung, um festzustellen, ob der Stick eventuell hängen geblieben ist. In dem Fall wird die gleiche Nachricht zum Arduino Sketch versendet.
4.2.2 SortCSVFiles
Alle Frequenz-dB Paare aus dem “RTLSDR Scanner” werden dann sortiert. Das Programm SortCSVFiles greift beim Sortieren auf zwei andere Dateien zu, um mehr Information in jede Zeile einzuführen:
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12. 1. Das File AZ-ALT.txt beinhaltet die letzte Daten, empfangen mit dem Ciseco XRF Übertragungsmodul. Die letzte Zeile zeigt die aktuelle Position der Antenne in ALT und AZ Richtungen. Diese Information wird verwendet, um eine Umrechnung in RA-DEC zu machen, womit dem Paar “Frequenz, Leistung” eine Himmelskoordinate zugewiesen wird. Auf dem farbigen Projektion Bild (2D) sieht man an der rechten Seite die Veränderung der Himmelskoordinaten.
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12. 2. Das letzte File, erzeugt mit den Detektor- und Temperatursensor-daten wird gelesen, um den aktuellen Temperaturwert zu diesem “Frequenz,Leistung” Paar zu zuweisen. Auf dem farbigen Projektionsbild (2D) sieht man an der linken Seite die Veränderung der Temperatur
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Das Programm SortCSVFiles versucht parallel die Sprünge vom AGC zu eliminieren, in dem der Offset der Baseline zwischen dem aktuellen und vorherigen Scan berechnet wird. Dieser Offset wird immer wieder addiert oder substrahiert. Die Scans sind damit durchgängig und zeigen kein Zickzackförmiges Muster.
Die damit generierte Datei beinhaltet genug Information, um sich mit gnuplot ein genaues Bild der Lage zu machen. Durch die Speicherung von mehreren Scans, kann man eine 3D Darstellung generieren, was sehr sinnvoll ist bei der Erkennung von einem Objekttransit über der Zeit.
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