Rastreador satelital avanzado: Antena 3D impresa con Arduino MKR1000

Componentes y suministros

	Arduino MKR1000	×	1
	Motor paso a paso	×	2
	Rodamiento de bolas	×	1

Herramientas y máquinas necesarias

Impresora 3D (genérica)

Sobre este proyecto

Este es un rastreador satelital con una antena parabólica impresa en 3D basada en una antena satelital real. Aquí lo tenéis en acción:

Esta antena rastreará cualquier número de satélites en tiempo real mientras pasan por encima.

Hardware

La antena parabólica y la estructura de soporte se imprimieron en 3D; los archivos STL se pueden encontrar en Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:4541354

Los motores paso a paso se conectan al Arduino de la siguiente manera:

Pelée un cable USB y usé las líneas de +5 V y GND para alimentar los motores paso a paso desde una batería portátil.

Software

El código del proyecto está en GitHub: https://github.com/alexchang0229/SatelliteTracker

Las órbitas de los satélites generalmente se dan en conjuntos de elementos de dos líneas (TLE); la mayoría de los satélites son rastreados por NORAD y sus TLE se pueden encontrar en: https://www.celestrak.com.

Usando una placa MKR 1000 WiFi, obtengo los últimos TLE de los satélites de interés desde Celestrak; afortunadamente, la parte complicada de traducir de TLE a azimut y elevación reales ya está hecha en esta librería: https://github.com/Hopperpop/Sgp4-Library

También usé la librería RTC Zero para obtener la hora actual: https://github.com/arduino-libraries/RTCZero

La librería AccelStepper para controlar los dos motores paso a paso:

https://www.airspayce.com/mikem/arduino/AccelStepper/

Así funciona el código:

• Conectar a internet y obtener la hora actual en epoch.
• Obtener los TLE de los satélites desde Celestrak, guardarlos y predecir los próximos pases.
• Poner la antena en espera: Az = 0 (Norte), EL = 25.
• 5 minutos antes del pase, mover la antena al inicio del pase y esperar.
• Rastrear el satélite durante el pase.
• Esperar 2 minutos al final del pase, predecir el siguiente pase.
• Volver a espera hasta el siguiente pase.

Podéis usar una versión gratuita de STK para verificar las predicciones: https://www.agi.com/products/stk

¡Eso es todo! Decidme si lo habéis probado y si hay algo que necesite aclaración.

Si queréis imprimir en 3D algunos satélites para acompañar al rastreador, echad un vistazo a mis diseños en Thingiverse: https://www.thingiverse.com/yychang/designs

Código

Código para el rastreador satelital

Configura tracker_main a tu situación y sube a Arduino MKR 1000 WiFi
https://github.com/alexchang0229/SatelliteTracker

Piezas personalizadas y cajas

Modelo de antena de seguimiento satelital

Imprime la antena parabólica y el soporte usando PLA. Archivo CAD en thingiverse.com

Esquemáticos

Arduino | Controlador de paso a paso
Azimut:
2 → 1
3 → 2
4 → 3
5 → 4
Elevación:
9 → 1
10 → 2
11 → 3
12 → 4