고급 위성 추적기: 아두이노 MKR1000으로 구동되는 3D 프린팅 안테나

부품 및 소모품

부품	수량
아두이노 MKR1000	1
스테퍼 모터	2
볼 베어링	1

필요한 도구 및 기계

• 3D 프린터 (일반)

프로젝트 소개

실제 위성 안테나를 기반으로 3D 프린팅된 접시 안테나를 사용하는 위성 추적기입니다. 작동 모습을 확인해보세요:

이 안테나는 실시간으로 머리 위를 지나가는 여러 위성을 동시에 추적할 수 있습니다.

하드웨어

위성 안테나와 지지 구조는 3D 프린팅으로 제작했으며, STL 파일은 Thingiverse에서 다운로드할 수 있습니다: https://www.thingiverse.com/thing:4541354

스테퍼 모터는 아두이노에 다음과 같이 연결됩니다:

USB 케이블을 잘라 +5V와 GND 라인을 이용해 모바일 배터리 팩으로 스테퍼 모터에 전원을 공급했습니다.

소프트웨어

프로젝트 코드는 GitHub에 공개되어 있습니다: https://github.com/alexchang0229/SatelliteTracker

위성의 궤도는 일반적으로 TLE(Two-Line Element) 세트로 제공되며, 대부분의 위성은 NORAD에서 추적하고 TLE는 celestrak.com에서 구할 수 있습니다.

MKR1000 WiFi 보드를 사용해 관심 위성의 최신 TLE를 Celestrak에서 가져옵니다. 다행히 TLE에서 실제 방위각과 고도로 변환하는 복잡한 부분은 이미 이 라이브러리에서 구현되어 있습니다: https://github.com/Hopperpop/Sgp4-Library

현재 시간을 얻기 위해 RTC Zero 라이브러리도 사용했습니다: https://github.com/arduino-libraries/RTCZero

두 개의 스테퍼 모터를 제어하기 위해 AccelStepper 라이브러리를 사용했습니다:

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

코드 작동 방식은 다음과 같습니다:

1. 인터넷에 연결해 현재 에포크 시간 획득
2. Celestrak에서 위성 TLE 가져와 저장하고 다가올 통과 예측
3. 안테나를 대기 위치로 이동 (방위각 0°(북쪽), 고도 25°)
4. 통과 5분 전, 안테나를 통과 시작 위치로 이동해 대기
5. 통과 중 위성 추적
6. 통과 후 2분 대기, 다음 통과 예측
7. 다음 통과까지 대기 위치로 복귀

무료 버전의 STK를 사용해 예측을 검증할 수 있습니다: https://www.agi.com/products/stk

이게 전부입니다! 직접 해보셨거나 궁금한 점이 있으면 알려주세요.

위성 추적기와 함께 출력할 위성 모델이 필요하면 제 Thingiverse 디자인을 확인하세요: https://www.thingiverse.com/yychang/designs

코드

위성 추적기 코드

자신의 상황에 맞게 tracker_main을 설정하고 아두이노 MKR1000 WiFi에 업로드하세요: https://github.com/alexchang0229/SatelliteTracker

커스텀 부품 및 인클로저

위성 추적 안테나 모델

PLA 필라멘트로 위성 안테나와 스탠드를 출력하세요. CAD 파일은 thingiverse.com에 있습니다.

회로도

아두이노 | 스테퍼 컨트롤러
방위각(Azimuth):
2 → 1
3 → 2
4 → 3
5 → 4
고도(Elevation):
9 → 1
10 → 2
11 → 3
12 → 4