SatBox Miniとは

これまで、衛星通信用ローテーターの制御には、Fox Delta社のST2-USBインターフェースを使っていました。ST2-USBはPICマイコンを使用し、16文字×2行のLCDを搭載しています。

今回は、ESP32-C3を使い、PCからの角度指示を受けてローテーターを制御する「SatBox Mini」を製作しています。表示や制御のプログラムを自分で変更できる構成を目指しました。

SatBox Miniは、SatBoxにあるドプラー補正用の計算や衛星の方位角・仰角を求める機能を持たない、外部ソフトウェア連携用のインターフェースです。衛星の追尾計算はSatPC32が行い、SatBox Mini側は指示角度とローテーターの実測角度を扱います。

表示にはOLEDを使用

表示器には1.3インチのOLEDを使用し、従来の構成では表示していなかった衛星名も表示できるようにしました。

画面上部にはSatPC32で選択している衛星名、下部には方位角（Az）と仰角（El）を表示します。
それぞれ、左側がローテーターの角度信号から求めた実測角度、括弧内がSatPC32から受け取った指示角度です。

写真はローテーターコントローラーに接続する前の表示例です。
括弧内の数値は指示角度の表示を確認するためのものです。

衛星名の表示とAOS表示


衛星が地表面以下の時はWait表示

SatPC32_SatBox_Mini_Bridge

SatPC32からSatBox Miniへデータを渡す、Windows用のブリッジソフトウェアです。SatPC32との間はDDE、SatBox Miniとの間はUSBシリアル通信で接続します。

角度指示はローター制御用のDDE通信から受信します。衛星名はSatPC32の別のDDE出力から取得して表示に使用し、角度指示の処理とは分けています。

SatPC32側でBridgeをローターインターフェースとして利用できる状態にしたうえで、Setup → Rotor Setup → Rotor interfaceからSatPC32_SatBox_Mini_Bridgeを選びます。Bridge側ではSatBox MiniのCOMポートを選択します。

Bridgeは日本語・英語の表示を切り替えられます。ローテーターに接続した後は、校正画面で方位角・仰角それぞれの角度信号と実際の角度を対応付けます。掲載した画面の角度は表示例です。

インターフェース基板

基板の回路・配線パターンはKiCadで設計しました。主な構成は次のとおりです。

• ESP32-C3：PCとのUSB通信やOLED表示などを担当するマイコン。
• ADS1115：ローテーターコントローラーの方位角・仰角の電圧信号を取り込む16ビットA/Dコンバーター。
• ULN2803A：方位角の左右、仰角の上下の制御信号を出力するオープンコレクターのドライバーIC。

SatBox Miniはローテーターコントローラーに接続して使用するもので、モーターを直接駆動する装置ではありません。

ESP32-C3のスケッチを書き込む際は、Arduino IDEでボードを「ESP32C3 Dev Module」にし、ツール → USB CDC On Boot → Enabledを設定します。内蔵USBを使ってBridgeと通信するために必要な設定です。

基板はJLCPCBへ発注予定

基板はJLCPCBへ発注する予定です。今回はSatBoxのDIP版とSatBox Miniの基板をまとめて注文する予定です。

今回確認した見積もりでは、基板製造は約2日です。その後、EMSでオザミズ市の郵便局に届くまで、約3週間を見込んでいます。

現時点ではOLEDとPC連携の表示確認を進めている段階です。基板の到着後、ローテーターコントローラーに接続して実測角度の取り込みと追尾動作を確認し、その結果を踏まえて販売価格を決める予定です。

ACモーターローテーターへの接続インターフェース

ACモーター式ローテーターに接続するためのインターフェースは、すでに完成しています。私はケンプロのKR-400・KR-500で使用しています。

こちらのインターフェースは、今回製作中のSatBox Miniとは別のものです。

構成や動作の詳細は、ACモーター式ローテーター用インターフェースの紹介記事をご覧ください。
販売については、ローテーターインターフェースの販売ページでご案内しています。