home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ World of Ham Radio 1997 / WOHR97_AmSoft_(1997-02-01).iso / sat / sat_14 / amsoft.iii next >
Text File  |  1997-02-01  |  19KB  |  415 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.                     FODTRACK Satellite Tracking System
  5.                     ==================================
  6.  
  7.                                Version 1.6
  8.  
  9.  
  10.  
  11.                                User Manual
  12.                                ===========
  13.  
  14.  
  15.  
  16. Introduction:
  17. =============
  18.  
  19.  
  20. FodTrack is a simple, straightforward program intended to control an azimuth-
  21. elevation rotator like the Yaesu-Kenpro 5400/5600, and a transceiver, for any
  22. kind of satellite orbits. 
  23.  
  24. FodTrack runs in foreground, continuously displays what it is doing, uses no
  25. special system resources, and is so simple to use that you will not have any
  26. trouble trying to figure out what is going wrong when the silly satellites seem
  27. to go in another direction than your antenna...
  28.  
  29. The rotator can be connected to any parallel port. LPT2 is a good candidate, as 
  30. it is often present and seldom used. Nonstandard parallel ports are welcome,
  31. just you need to know the address. No IRQ is needed.
  32.  
  33. The radio can be connected to any serial port. Just the same as for the 
  34. parallel port, only the address needs to be known to be able to use any port.
  35.  
  36. FodTrack is best suited for those setups where a single PC runs a multitasking
  37. environment, like DESQview, with the satellite software in one window, a BBS in
  38. another, and your favorite game in the third. Just open a fourth window and put
  39. FodTrack there, it will be happy.
  40. You can also use an independent computer for FodTrack. But you cannot run it in
  41. background. If you want background operation, there are other programs 
  42. available for you.
  43.  
  44. FodTrack implements antenna flipping, so the satellites will not run against 
  45. your rotator's end stop. Rotator stop position can be south or north.
  46.  
  47. FodTrack cannot drive the rotator against it's stop position. The limits are 
  48. set in hardware, so even if your computer goes crazy, locks up, or whatever,
  49. your rotator will not be damaged by beeing driven against a mechanical end 
  50. stop.
  51.  
  52. It can run under manual or automatic control. In automatic mode, a skeduler 
  53. like WA2N's SatSked can provide the commands. Two modes for automatization
  54. are provided: In the preferred one, FodTrack runs continuously and is 
  55. controlled via a command file; in the alternative one, FodTrack is called for
  56. a specific satellite, and aborts after one pass.
  57.  
  58. You can use FodTrack to control only your rotator, only your radio, or both.
  59. Control for Yaesu FT736, Kenwood TS790 and several Icom radios is implemented.
  60. IK3NWV tested it on a TS790, while IK0XBQ made the Icom test with an IC820. 
  61. Thanks to them for the beta testing. On the FT736 I tested it, and I'm using it 
  62. permanently since several months with that radio.
  63. Probably it will run with other Kenwood radios, and perhaps also with other 
  64. Yaesu radios, but this has not yet been tested.
  65.  
  66.  
  67.  
  68.  
  69. Copyright:
  70. ==========
  71.  
  72. FodTrack is free for noncommercial use. If you want to reward me somehow, write
  73. a piece of useful software and put it in the public domain!
  74.  
  75.  
  76. Disclaimer:
  77. ===========
  78.  
  79. FodTrack is provided without any guarantee that it will really do anything of 
  80. all the nice stuff this document says. But please, if you find a bug, tell me,
  81. so I can fix it for the next version.
  82.  
  83. Error handling is not yet very complete. Be careful. In many situations the 
  84. program is case-sensitive.
  85.  
  86.  
  87.  
  88. Setting it up:
  89. ==============
  90.  
  91. This is VERY easy. Copy the FODTRACK files to a directory of your choice. You 
  92. can also maintain the kepfile there, but if you prefer you can use a kepfile at
  93. some other place.
  94.  
  95. Edit the FODTRACK.CFG file to reflect conditions at your station. The file
  96. explains itself.
  97.  
  98. Edit the FODTRACK.FRC file according to the satellites and frequencies you want
  99. to use. Do not include those birds for which you don't want automatic 
  100. transceiver control. In this file you may tweak the frequencies. Many radios 
  101. are not exactly on spot, so specially for PSK RX, you will need to fine-tune
  102. the frequencies in this file.
  103.  
  104. If you will run the program from somewhere else, you need a path to the 
  105. FodTrack directory.
  106.  
  107. The kepfile must be in 2-line format, with the satellite name appearing above
  108. each 2-line block. Title lines are no problem. They are not needed, but they do
  109. not disturb.
  110.  
  111.  
  112. Running it:
  113. ===========
  114.  
  115. Execute FODTRACK.EXE. The program will come up, read its configuration file, 
  116. and then it will read the command file (FODTRACK.CMD). The default command file
  117. says "NONE", so the program will stay idling. That's a good time to look around
  118. the screen:
  119.  
  120. You will see a status display, which says what the program is doing. It can be
  121. idling, waiting for a satellite, tracking it, calculating AOS and LOS while 
  122. guessing if it is convenient to flip the antenna over, or calibrating the 
  123. rotator.
  124. There is a nice clock, ticking away your valuable seconds; also there is a line
  125. telling you that the satellite selection is automatic, and several windows
  126. without any data in them. They will come to live when you select a satellite.
  127. There's also a small reminder for the commands you have available. Please note
  128. that three of these commands are only available while in manual mode.
  129. During AOS-LOS calculation the keyboard is dead.
  130.  
  131.  
  132. Now let's play a bit: Type the letter m to get the program into manual mode, 
  133. then t to start tracking a satellite. The program will ask you which satellite 
  134. you want. Enter it's name exactly as it appears in the kepfile, otherwise 
  135. FodTrack will be very unhappy with you. For example, type KO-23.
  136.  
  137. The program reads the kepfile, and tells you the age of KO-23's keps in the 
  138. proper window. It will also tell you if you can get good tracking precision
  139. with those keps, or if you should get new ones.
  140. Then it calculates AOS and LOS times (for the novice: AOS means Acquisition
  141. Of Signal and LOS is Loss Of Signal) If you haven't disabled flipping, FodTrack
  142. also looks into it's crystal ball, to see if the bird will run against your 
  143. rotator stop on the next pass. If so, it will tell you after a while that the 
  144. antenna will be "flipped". If not, it will be on the "normal" side. If you
  145. chose to park your antennas in the configuration file, then the "Flipped" or
  146. "Normal" display will be overrun by the word "Parked".
  147.  
  148. The AOS, LOS and flipping calculation takes only a few seconds if you have a
  149. coprocessor, but it can take nearly a minute on slow non-coprocessor machines.
  150.  
  151. After flipping determination is complete, the program will start tracking the
  152. bird. Every second, if the computer is fast enough, the position is updated.
  153. If the AOS time is more than 2 minutes away, no data is sent to the rotator 
  154. nor to the radio.
  155. When the great moment arrives, two minutes before AOS, the program will start 
  156. sending target position data to your rotator, indicating so in the rotator 
  157. status display. The two-minute allowance assures that the rotator has enough 
  158. time left to point at the satellite before it comes over the horizon. At this 
  159. time, the program will also start controlling your radio, and showing the 
  160. Doppler-corrected frequencies. If the FODTRACK.FRC file does not contain data 
  161. for the selected satellite, then the program will not access the radio, and 
  162. will display Doppler correction in PPM (parts per million). This is useful for 
  163. manual tuning of analog satellites.
  164.  
  165. If the rotator is not flipped, azimuth and elevation on the rotator are the 
  166. real ones. If the program had to flip the antennas, azimuth is 180 degrees 
  167. shifted and elevation starts backwards from 180 degrees.
  168.  
  169. If you selected a stepsize of zero degrees in the configuration file, then the
  170. program will send the rotator postition to the interface every second. In this
  171. case, the rotator will move in fine steps, their size beeing given by the 
  172. dead-band in the interface and the stepsize of the D/A converter (256 steps).
  173. If you selected a bigger stepsize, FodTrack will freeze the rotator until the 
  174. position error is half as big as your selected stepsize. Then it will move the
  175. rotator a full step in the proper direction. If your antennas are fairly broad,
  176. you can use this feature to reduce wear and noise. The recommended stepsize
  177. is about half of your antenna beamwidth.
  178.  
  179. When the satellite goes below the horizon, the rotator output is frozen, the 
  180. program stops controlling the radio and calculates flipping for the next pass, 
  181. then starts waiting for the bird to come up again. 
  182. If you selected parking, the antennas will then be parked. Otherwise, they will
  183. stay in the position the satellite left them, until the next pass is about to
  184. start.
  185.  
  186.  
  187. At any time except during AOS-LOS calculation, you can stop tracking a bird 
  188. using the s command, or quit using q. If you press a, the program will go back 
  189. into automatic mode, reading the command file and doing whatever it tells.
  190.  
  191.  
  192.  
  193.  
  194. Rotator Interface:
  195. ==================
  196.  
  197. The program generates target position data as 8 bits for each azimuth and
  198. elevation, using one of the printer control lines (pin 14) to tell if azimuth 
  199. or elevation is meant. 0 is az, 1 is el.
  200.  
  201. The schematic diagram of the interface is provided as a PCX file. This format
  202. was chosen because in this particular case it gave the smallest file size among
  203. all common formats, when compressed with PKZIP. The image is about 1700 x 1100
  204. pixels; this seems to be the best compromise between file size and quality.
  205.  
  206. Please refer to the schematic in FODTRK22.PCX for this explanation:
  207.  
  208. A dual D/A converter (TLC7528 or similiar) is directly connected to the parallel 
  209. port. The port's strobe output is wired to the D/A's chip select input, pin 14 
  210. to the output select pin, and the 8 data bits to inputs 0 to 7.
  211. The D/A converter is used in a reversed fashion, with the reference applied to
  212. the outputs, and the output taken from the reference terminals. This allows 
  213. using a low-cost current-mode DAC in voltage-mode. 
  214.  
  215. The analog outputs are compared to the rotator position output using 
  216. differential amplifiers, the output of this comparison beeing fed to two window
  217. comparators driving the motors. The value of the (presently) 1M resistors 
  218. defines the rotator's dead range, so you can adjust it by modifying these 
  219. values. Lower resistance values cause the dead range to be  bigger, reducing 
  220. wear and tear, but worsening pointing accuracy. If you have stability problems 
  221. (oscillations), lower these resistances.
  222.  
  223. A switch is provided which allows disabling the FodTrack interface. When this
  224. switch is ON, the interface will not allow you to move the rotator with the 
  225. pushbuttons on the controller. It will always hold the rotator to the position
  226. stored in the interface. If you move the switch to the OFF position, you will
  227. have full manual control over your rotator, while the interface still listens
  228. to the PC and updates the D/A's internal registers.
  229.  
  230.  
  231. As you can see, the loop is closed outside the PC, in hardware. This reduces
  232. the processing load for FodTrack, and eliminates the possibility that a 
  233. computer crash may drive your rotator against it's end stop. 
  234.  
  235. The program has no means to check if a rotator interface is connected, so you 
  236. can start it up without one. 
  237.  
  238. The interface can be mounted in a small box. It is connected to the rotator
  239. controller's 8-pin DIN connector, from which also the power is taken.
  240.  
  241. Please note that there are two standards in common use for the pinout of this
  242. connector. The schematic diagram includes a picture of the proper pinout.
  243.  
  244.  
  245.  
  246. The program provides a calibration function which allows you to adjust your 
  247. rotator pots for correct ranging.
  248.  
  249. This sequence is valid for my interface circuits, and a Yaesu 5400 rotator:
  250.  
  251. - Assemble the interface, set everything up, load the program.
  252. - Calibrate the rotator's full scale adjustments according to it's manual.
  253. - Type c to get into the calibration routine.
  254. - Enter 255 for both azimuth and elevation.
  255. - Calibrate the rotator's output voltage adjustments to such positions that the
  256.   rotator stays just before it's end stops (or limit switches) in both axes.
  257. - Enter 0 for both azimuth and elevation.
  258. - Check that the rotator turns around completely in both axes, without running
  259.   against the limits. If it does run against a limit, something is wrong...
  260. - Play around entering values of your choice, and make sure the rotator reacts
  261.   correctly (compare the meters to what FodTrack says).
  262.  
  263.  
  264.  
  265.  
  266. Radio Interface:
  267. ================
  268.  
  269. You can use the original RS232 interfaces, but these are costly. You can as 
  270. well use a simple level converter mounted inside a plug. Several firms offer 
  271. them at a much lower cost than the original ones, but it is still much cheaper
  272. to build your own...
  273.  
  274. You really don't need a fancy MAX232 here. A simple CMOS chip, powered from 5 
  275. Volts, will do the job. Put a 100K resistor between the RS232 output and the 
  276. chip's input; that resistor together with the chip's clamping diodes will make
  277. a very nice RS232 to TTL converter!
  278.  
  279. You can power the CMOS chip from a 78L05 regulator, fed through a few diodes
  280. and a capacitor from the RS232 handshaking lines. FodTrack will "switch them 
  281. on" for you! You can put all these parts into an RS232 connector (even a 9-pin
  282. shell is big enough, if you are careful...), to get a very nice and cheap 
  283. control interface.
  284.  
  285. Some radios use TRUE polarity, others need the RS232 signal inverted. Check the
  286. docs of the radio, and use one or two gates of your 74HC04 accordingly.
  287.  
  288. Remember that for FodTrack you don't need data FROM the radio TO the PC, but if
  289. you want this for some other program, just put the TTL signal into the PC's
  290. RS232 input. I have never seen any port that does NOT work that way!
  291.  
  292. I'm providing the schematics of the adapters I use in my station. RS232Y.PCX 
  293. is the version for Yaesu, which I use on my FT736, while RS232K.PCX is for 
  294. Kenwood radios. I use that one for my TS450, and I hope it will run also on 
  295. the TS790, but I have not tested this.
  296.   
  297. I'm also providing a schematic for an interface which perhaps could get the 
  298. Guiness record for simplicity: just three components! This circuit does not
  299. provide a "reply" connection for the radio, and it can be used only with radios
  300. that have an input with pull-up, and use inverted signals. It works perfectly
  301. well with FodTrack and the Yaesu FT736R, and will probably also work with 
  302. Icom radios (using another plug, of course...).
  303. This circuit is in RS232SIM.PCX.
  304.  
  305.  
  306.  
  307. Ready made interfaces:
  308. ======================
  309.  
  310. For those who don't want to assemble their own interfaces, AMSAT-CE can provide
  311. the circuits in FODTRK22.PCX and RS232SIM.PCX assembled and tested, ready for 
  312. "plug and play". Any funds collected go to our CESAR-1 project, a 9600 baud 
  313. Pacsat. If you are interested in this deal, write to Carlos Godoy, CE2HI, via 
  314. any of the following ways: 
  315.  
  316. Mail:    AMSAT-CE
  317.          P.O.BOX 803
  318.          VINA DEL MAR
  319.          CHILE
  320.  
  321. e-mail:  ce2hi@coquimbo.decom.uv.cl  (The e-mail adddress provided in previous 
  322.                                      versions of this file is no longer valid).
  323.  
  324. Fax:     +56 32 88 4073
  325.  
  326. Cost, for the combination of the two interfaces, including shipping via 
  327. registered airmail, is about US$ 110. Unfortunately AMSAT-CE cannot charge
  328. credit cards. The two interfaces can also be provided separately. 
  329.  
  330.  
  331.  
  332. Automation:
  333. ===========
  334.  
  335. There are now two different ways for automatic tracking of multiple satellites.
  336.  
  337. The preferred mode is this:
  338.  
  339. Configure your skeduling program in such a way that it writes a FODTRACK.CMD 
  340. file into the FodTrack directory, containing the name of the satellite to 
  341. be tracked, exactly as it appears in the kep file. This CMD file should be 
  342. written two or three minutes before the start of the pass, to give FodTrack 
  343. enough time to do the crystal ball business and preset the antennas. The 
  344. easiest way to write these command files is simply to copy them from somewhere
  345. elso into the FodTrack directory, using a COPY command inside the a batch file 
  346. you run at the start of a pass. For example, you can have a FODTRACK.CMD file
  347. in your KO-23 directory, containing the text "KO-23" (without the quotes, of 
  348. course...). Into the BAT file you run at the start, you put the command
  349. COPY C:\SAT\KO-23\FODTRACK.CMD C:\SAT\FODTRACK\FODTRACK.CMD
  350.  
  351. After the pass, the skeduling system should write a CMD file saying NONE, so
  352. FodTrack stops.
  353. Now you load FodTrack inside your multitasker. When your satellite skeduler
  354. decides to run a pass, it calls the BAT file, which copies the proper 
  355. FODTRACK.CMD into the FODTRACK directory. When FodTrack reads the file within 
  356. the next second, it starts tracking the specified sat. After the pass, the 
  357. CMD file contents is changed to "NONE", and FodTrack goes to idle, waiting for
  358. the next pass. 
  359.  
  360. FodTrack checks the CMD file continuously, so it is mandatory to have a disk
  361. caching program like SMARTDRIVE, or some hardware cache. Otherwise your hard
  362. disk will complain. But anyway, nobody should be working without a cache these
  363. days!
  364.  
  365. The alternative mode for automatization is simpler: 
  366.  
  367. It consists just in configuring FodTrack for automatic exit after a pass (in 
  368. the CFG file), and calling it before each pass specifying the satellite on the
  369. command line. For example, you use the command FODTRACK KO-23.
  370. FodTrack will start up, wait for the specified sat, track it until the end of
  371. the pass, and then quit. The command file is not read in this mode. 
  372.  
  373. The disadvantage of this mode is that when FodTrack starts for a pass, it 
  374. doesn't know where the rotator is. This eliminates the possibility of selecting
  375. flipping according to the status from the last pass, which is useful to reduce
  376. rotator wear. In the preferred mode, with flipping and without parking, this
  377. kind of rotator wear reduction works.
  378.  
  379. If you switch to manual mode after starting FodTrack with a sat on the 
  380. command line, it will then work in the normal way. If you then switch into 
  381. automatic mode, it starts reading the command file. But if you switch directly
  382. from command line mode into automatic mode, the program will abort, because it
  383. considers the pass finished.
  384.  
  385.  
  386. In case of trouble:
  387. ===================
  388.  
  389. If you have any trouble with FodTrack, tell me, so I can fix the bugs for the 
  390. next version. Also I will do my best to act upon any suggestion for 
  391. improvement, if reasonable and possible to implement. 
  392.  
  393. To contact me, send a message on KO-23, KO-25, UO-22 or AO-16. You can also try
  394. through the terrestrial packet net, if my program shook your satellite antennas
  395. to pieces. The address is XQ2FOD@XQ2FOD.SER.CHL.SA.
  396.  
  397. On Internet, you can reach me at mmornhin@eso.org. Be patient, I have access to
  398. internet only every second week, because of my working schedule, and sometimes
  399. I'm away for several weeks.
  400.  
  401. Is there anyone around who likes to use snailmail? If so, use this address:
  402.  
  403. Manfred Mornhinweg
  404. Radio Club Coquimbo
  405. Casilla 381
  406. Coquimbo
  407. Chile
  408.  
  409.  
  410. A last word:
  411. ============
  412.  
  413. I'm not a professional programmer, so you are allowed to smile about my program
  414. and me...
  415.