Skip to content

Latest commit

 

History

History
124 lines (95 loc) · 9.67 KB

README_cn.md

File metadata and controls

124 lines (95 loc) · 9.67 KB

AntRunner 天线旋转器

English

介绍

AntRunner是MuseLab设计实现的便携式天线旋转器,支持360度方位角和180度俯仰角的控制,可承重最大5KG的天线,支持平台 Windows/Linux/Mac/RaspberryPi/Android,配合对应的开源上位机可实现卫星的实时自动指向跟踪,支持有线(串口)与无线( Wifi 2.4G)2种控制方式,支持多种规格的天线(一般为八木天线),安装方便。使用12V电池供电,可利用充电宝+12V快充诱骗线直接供电,整体重量较轻,便于携带,精心设计的多种功能,更方便各位HAM在野外的架台使用。

AntRunner-1 AntRunner-3 AntRunner-2

特性

  • 方位角和仰角全角度跟踪
  • 支持平台 Windows/Linux/RaspberryPi/Android
  • 支持有线串口控制
  • 支持无线WiFi 2.4G 控制
  • 12V电源供电,方便野外架设
  • 拆装方便

规格

  • 旋转限制: AZ: 0 - 360; EL: 0-180
  • 最大负载: 10KG
  • 齿隙: AZ:1° EL:1°
  • 重量: 3.5KG
  • 尺寸: 120mmØ x 65mm (H) i

使用教程

Windows

0 天线安装

将天线通过U型抱箍安装至旋转器U型支架上,注意尽量安装至天线的重心处,以使运行更加平稳。

1 旋转器调整

上电之前需要将旋转器的方位角调整到正北方(方位角0度),俯仰调整为水平(俯仰角0度),此步骤可通过手机指南针APP配合完成调整。

2 接线上电

使用12V电源将旋转器上电,并通过TYPE-C线连接旋转器和PC,正常连接后设备管理器中会出现一个串口,如图所示 AntRunner-1

3 启动Hamlib

进入Hamlib目录,目录中有一批处理脚本,脚本中为一条命令, 如下所示,需要手动编辑一下脚本,修改其中的串口号。由于串口编号为系统分配,不同系统编号有所不同,故需要使用文本编辑器手动更改串口号再运行

rotctld.exe -vvvvv -m 2401 -r COMx

将COMx修改成设备管理器中出现的实际串口号即可,保存脚本,双击运行即可。 AntRunner-2 AntRunner-3 AntRunner-4

4 启动Gpredict

双击gpredict.exe,即可打开Gpredict程序

Gpredict-1a

4.1 经纬度配置

首先需要配置你所在的地区的经纬度,选择 Edit -> General -> Ground Stations -> Add new,在出来的页面中配置好自己当地的经纬度、高度即可。 Gpredict-1c

4.2 卫星配置

需要将欲跟踪的卫星添加至列表中,点击右上方的倒三角,选择 Configure, 在出现中的窗口中将欲跟踪卫星添加至右侧小窗口内即可 Gpredict-1b

4.3 旋转器配置

新建一个旋转器设备,选择 Edit -> Interfaces -> Rotators -> Add New,并根据如图所示配置 Gpredict-1d

4.4 旋转器测试

配置完旋转器之后,即可对旋转器进行初步的测试,点击右上方的倒三角,选择Antennna Control,即可进入旋转器控制页面, Device选择刚刚新建的grbltrk, 点击Engage初始化旋转器,然后即可配置方位角和俯仰角,配置完旋转器会即时响应,并会实时返回当前的角度值。 Gpredict-2b Gpredict-2c Gpredict-2d

4.5 卫星跟踪

在Target中选择需要跟踪的卫星如ISS,点击Track,旋转器即会开始实时跟踪卫星,若卫星未入境,则会调整俯仰角为0度,方位角为卫星入境时的角度,等待卫星入境,左方的雷达图中亦会显示卫星的入境轨迹以及当前的旋转器位置。 Gpredict-2e Gpredict-3

树莓派

由于Linux下亦支持Gpredict,树莓派中可直接运行使用,操作步骤基本相同,在此不再赘述。 Hamlib启动命令如下

rotctld -vvvvv -m 2401 -r /dev/ttyUSB0

Android

Look4Sat

由于Android 不支持Hamlib,需要通过额外硬件系统转换 TODO

系统原理说明

本节为技术原理细节描述,不感兴趣的朋友可直接忽略本节说明,直接前往实际操作章节使用。

旋转器电机控制原理说明

旋转控制器底层芯片使用ESP32,其上运行的固件为GRBL,这原本是一款开源的CNC控制固件,最早运行于ATmega328P芯片上(一款性能较为低端,主频仅为16MHz的单片机,SRAM容量为2KB,Flash存储容量为32KB),而ESP32则是乐鑫信息科技推出的一颗WiFi芯片。拥有40nm工艺、双核32位MCU、2.4GHz双模Wi-Fi和蓝牙芯片、主频高达240MHz,SRAM容量为520KB,Flash容量最高则可达16MB, 较高的性能,丰富的外设使得其可以支持更多更强的特性功能,故这里使用的是开源社区移植的GRBL版本。其不仅支持常规的串口控制,而且有一套完善的WEBUI,可通过WEBUI进行手动控制、配置,也可通过telnet 22端口实现网络控制。(当然,也可以构造HTTP请求从WEB 80端口实现控制),由于ESP32支持蓝牙,理论上也可通过蓝牙实现电机的控制,由于WiFi的通信更加具有普适性,通信的速度、稳定性也相对更好一些,且基于TCP/IP的软件协议栈使得通信也更加稳定可靠,故当前无线控制的实现基于WiFi实现。 注1:GRBL系统的控制命令一般称之为gcode,是一种简单的指令系统,例如:"G0, X0, Y5" 表明将当前位置移动到坐标[0mm, 5mm]处。

Gpredict上位机说明

Gpredict (https://github.com/csete/gpredict)为 Alexandru Csete (呼号为 oz9aec)发起并主导的开源的实时卫星跟踪和轨道预报软件,它可以跟踪无限数量的卫星,并以列表,表格,地图,雷达等方式显示他们的位置和其他数据。它还可以通过一个卫星预测未来的时间, 并为您提供详细资料,另外它还可以对接多种常用的电台、SDR设备和多种的天线旋转器,AntRunner的主要使用场景即为和Gpredict配合实现实时的跟踪控制。 由于其是基于GPL的开源项目,当前Gpredict仍然在社区的推动下不断的发展,相信后续会有更多的功能、更方便的特性实现。

Hamlib中间件说明

Hamlib (https://hamlib.github.io/) 为基于LGPL开源协议的无线电和旋转器的控制库,支持Windows/Linux, 上面提到Gpredict可控制各种规格型号的无线电设备和旋转器,实际上都是通过Hamlib实现控制的,可以理解成Hamlib是Gpredict和实际的硬件的中间一层,Hamlib向Gpredict提供统一的控制接口,其自身则实现复杂的各类硬件设备的操作。在实际运行时,Hamlib为一个单独的任务运行在后台,其过TCP 4533端口接收请求并发送响应,例如:Gpredict通过4533 TCP端口发送“p 30 60”则意为将当前旋转器方位角调整为30度,俯仰角调整为60度,由Hamlib来进行实际的硬件操作,Gpredict并不需要关心使用的什么规格型号的旋转器,只需在Hamlib启动时候指定旋转器的型号即可。 注:AntRunner的驱动即实现在Hamlib中,并已经合入到官方Hamlib仓库 (https://github.com/Hamlib/Hamlib) 取Hamlib的最新版本即可。合入点:Hamlib/Hamlib#1032

Look4Sat说明

Look4Sat (https://github.com/rt-bishop/Look4Sat) 为 Arty Bishop实现的基于Android的开源卫星跟踪软件,页面简洁使用,最新的提交也支持了旋转器的控制,其主要特色是在卫星跟踪过程中支持陀螺仪的实时显示,可以方便的对准卫星,目前其他同类卫星预测软件均不支持这种简洁的使用方式,在当前HAM中较为广泛使用。 Look4Sat对于旋转器的控制通过网络发送,例如"\set_pos 30.0 60.0" 表明将当前旋转器方位角调整为30度,俯仰角调整为60度。 由于Android端当前并不支持Hamlib,所以通过Look4Sat控制需要一个额外的硬件设备,这里自己基于ESP32-C3设计了一个小系统,用于将网络请求转换成实际的GRBL命令发送给GRBL固件实现方位和俯仰的控制,其作用相当于自己实现了一个简单的"Hamlib"。

SDR#

SDR# 是目前流行的SDR控制上位机,使用简单方便,支持多种常见的SDR设备,支持多种插件功能,可以和Gpredict实现联动,同时Gpredict又可支持控制无线设备和旋转器,故可以实现:使用SDR设备例如RTL-SDR,同时用Gpredict跟踪卫星,gpredict可以通过SDR#中的对应插件向SDR#发送多普勒频率进行实时调整,同时Gpredict又可实时的控制旋转器进行跟踪。SDR#中的其他插件则可以对接收到的信号波形进行分析、录制等,实现全系统的联动。

参考