ชื่อโปรเจกต์: ของเล่นเสาอากาศแบบป้อมปืนพร้อมการติดตามด้วยคอมพิวเตอร์

ของเล่นติดตามดาวเทียมแบบเสาอากาศนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากโปรเจกต์ที่ผมทำเมื่อปีที่แล้ว

เนื่องจากผมไม่มีเวลาพอที่จะสร้างเสาอากาศที่เหมาะสมและติดตั้งไว้บนหลังคาบ้าน ผมจึงตัดสินใจทำของเล่นชิ้นนี้ไปพลาง ๆ เพื่อวางบนโต๊ะทำงานและชี้ไปยังทิศทางของ ISS หรือดาวเทียมอื่น ๆ ที่ผมกำลังรับสัญญาณอยู่

โปรเจกต์นี้ง่ายมากและประกอบด้วยบอร์ด Arduino nano เพียงหนึ่งบอร์ดและ servos สองตัว คุณสามารถเลือก servos 180° ที่เล็กที่สุดเท่าที่จะหาได้ ผมมีตัวที่ใหญ่กว่าอยู่สองตัวในสต็อกและไม่อยากซื้อใหม่

นี่คือของเล่นและเกี่ยวกับความสนุกสนาน ไม่ใช่ความแม่นยำ

สำหรับวงจรไฟฟ้า ผมเลือกใช้แหล่งจ่ายไฟ USB ภายนอกเพื่อจ่ายพลังงานให้กับ servos เนื่องจาก computer USB มีกระแสไฟไม่เพียงพอที่จะทำเช่นนี้ Diode ทำหน้าที่แยกแรงดันไฟฟ้าจาก computer USB และแหล่งจ่ายไฟภายนอก

Code นั้นเรียบง่าย คุณรับทิศทางของเสาอากาศผ่าน USB, ขยับ servos และแสดงตำแหน่ง ในตอนแรกผมได้เพิ่ม OLED display เพื่อแสดงตำแหน่ง แต่ล่าสุดผมตัดสินใจที่จะไม่ใช้มันแล้ว แต่ code ก็ยังคงอยู่

Encoders ขยับได้เพียง 180° และเพื่อที่จะครอบคลุม 360° ในแนวนอน ผมต้องใช้วิธีพลิกแพลง โดยในครึ่งวงกลมหลัง เสาอากาศจะพลิกกลับด้านเพื่อติดตามต่อไป

มี tutorial ของอุปกรณ์ pan/tilt จำนวนมาก แต่ของผมแตกต่างออกไปเพราะสามารถควบคุมได้ด้วย computer คุณสามารถใช้ Orbitron หรือซอฟต์แวร์ติดตามดาวเทียมอื่น ๆ ที่เข้ากันได้กับ EasyComm2 protocol ได้ ส่วนใหญ่เป็นโปรแกรมฟรี

PST rotator สามารถชี้เสาอากาศไปยังทิศทางที่ต้องการได้ด้วยตนเอง หรือติดตามดาวเทียมและควบคุม radio ของคุณได้ด้วย

คุณสามารถใช้โปรเจกต์นี้ไม่เพียงแค่เป็น satellite dish เท่านั้น แต่ยังใช้สำหรับ laser turret, camera holder, rocket launcher และอะไรก็ตามที่คุณนึกออกได้

รายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติม

การติดตามเป้าหมายด้วย Computer Vision

โปรเจกต์นี้สร้างแพลตฟอร์มเสาอากาศหรือป้อมปืนแบบอัตโนมัติที่ติดตามเป้าหมายที่ระบุโดย webcam ของคอมพิวเตอร์ได้จริง

• การควบคุม Pan-Tilt แบบ Serial: PC ที่รัน OpenCV จะระบุเป้าหมาย (Color, Face หรือ Form) และส่งค่าพิกัดความผิดพลาด (X, Y) ไปยัง Arduino โดย Arduino จะขับเคลื่อน MG996R servos สองตัวเพื่อลดความผิดพลาดนี้ ทำให้เสาอากาศชี้ไปยังเป้าหมายโดยตรง
• ความคล่องตัวของ Hardware: Firmware ใช้ PID Control Loop (Proportional-Integral-Derivative) เพื่อให้แน่ใจว่าการเคลื่อนไหวราบรื่น ไม่มีการสั่นไหว ป้องกันไม่ให้ป้อมปืน "Overshooting" เป้าหมายระหว่างการติดตามอย่างรวดเร็ว

การประยุกต์ใช้งาน

• การเพิ่มประสิทธิภาพสัญญาณไร้สาย: สามารถใช้เพื่อชี้เสาอากาศแบบทิศทาง (directional antenna) ที่มีอัตราขยายสูงไปยัง drone หรือยานพาหนะที่กำลังเคลื่อนที่โดยอัตโนมัติ เพื่อรักษา data link ระยะไกลที่เสถียร