Rastreador de Satélites Avançado: Antena Parabólica 3D com Arduino MKR1000

Componentes e Materiais

Arduino MKR1000	×	1
Motor de passo (stepper)	×	2
Rolamento de esferas	×	1

Ferramentas e Máquinas Necessárias

• Impressora 3D (genérica)

Sobre o Projeto

Este é um rastreador de satélites com uma antena parabólica impressa em 3D, baseada em uma antena parabólica real. Veja-o em ação:

Esta antena rastreará qualquer número de satélites em tempo real enquanto eles passam sobre a cabeça.

Hardware

A antena parabólica e a estrutura de suporte foram impressas em 3D; os arquivos STL podem ser encontrados no Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:4541354

Os motores de passo são conectados ao Arduino conforme mostrado abaixo:

Removi a capa de um cabo USB e usei as linhas +5V e GND para alimentar os steppers a partir de um power bank portátil.

Software

O código do projeto está no GitHub: https://github.com/alexchang0229/SatelliteTracker

As órbitas dos satélites são geralmente dadas em conjuntos de elementos de duas linhas (TLE - Two Line Elements). A maioria dos satélites é rastreada pela NORAD e seus TLEs podem ser encontrados em: https://www.celestrak.com.

Usando uma placa MKR1000 WiFi, obtenho os TLEs mais recentes dos satélites de interesse do Celestrak; felizmente, a parte complicada de traduzir de TLE para azimute e elevação reais já está feita nesta biblioteca: Sgp4-Library

Também usei a biblioteca RTC Zero para obter a hora atual: RTCZero

A biblioteca AccelStepper para controlar os dois motores de passo: AccelStepper

Veja como o código funciona:

• Conecta à internet e obtém a hora atual (epoch time).
• Obtém os TLEs dos satélites do Celestrak, salva e prevê as próximas passagens.
• Coloca a antena em standby: Az = 0 (Norte), EL = 25°.
• 5 minutos antes da passagem, move a antena para o início da passagem e aguarda.
• Rastreia o satélite durante a passagem.
• Aguarda 2 minutos no final da passagem, prevê a próxima passagem.
• Volta ao standby até a próxima passagem.

Você pode usar uma versão gratuita do STK para verificar as previsões: STK (Systems Tool Kit)

É isso! Avise se você tentou e se há algo que precise de esclarecimento.

Se quiser imprimir em 3D alguns satélites para acompanhar o rastreador, confira meus designs no Thingiverse: https://www.thingiverse.com/yychang/designs

Código

Código para Rastreador de Satélites

Configure o tracker_main para sua situação e faça upload para o Arduino MKR1000 WiFi

https://github.com/alexchang0229/SatelliteTracker

Peças Personalizadas e Gabinetes

Modelo de Antena de Rastreamento de Satélite

Imprima a antena parabólica e o suporte usando PLA. Arquivo CAD no thingiverse.com

Esquemáticos

Arduino | Controlador de Stepper

Azimute:
2 → 1
3 → 2
4 → 3
5 → 4

Elevação:
9 → 1
10 → 2
11 → 3
12 → 4