DG1MJG - German Radio Amateur Station
Lok: JN57hv Latitude: 47.893740 (47° 53' 37'' N) Longitude: 10.637780 (10° 38' 16'' E) - DOK: T03
Heimat-QTH: Kaufbeuren / Allgäu / Bavaria - Germany
X-Y-Antennennachführung     Mir schwebte schon immer vor, eine automatische Nachführung einer Antenne - bevorzugt Yagi-Antenne - zu bauen. Meine damaligen ersten gelungenen Versuche über den ISS-Repeater ein QSO zu fahren mit der Yagiantenne in einer Hand, in der anderen das Portabelfunkgerät, haben zwar funktioniert aber es war sehr mühsam. Ich baute mir daher mithilfe zweiter NEMA23-Schrittmotoren und jeweils einem 7,5:1 Untersetzungsgetriebe die Mechanik auf. Ein Motor ist für die X-Ablenkung sprich Azimuth der andere für die Y-Ablenkung d.h. Elevation zuständig. Auf dem Metallrahmenbügel kommt dann via 3D-gedruckter bis zu 90° schwenkbarer Halterung die Yagiantenne drauf. Da ich alles auf ein stabiles transportables Stativ aufgebaut habe, kann ich die gesamte Anlage mitnehmen und irgendwo aufstellen. Diese muss dann lediglich am Anfang einmal genau nach Norden 0° Azimuth ausgerichtet werden, was man mithilfe eines Kompass erledigt. Über einen Schalter kann man die Anlage entweder per 230V Kaltgerätestecker ans Netz anschließen (wenn dies verfügbar ist) oder im Portabeleinsatz an eine 12V Batterie umschalten. Diese Spannung dient lediglich für die beiden Schrittmotorsteuerungen die dann entweder mit 12V oder 24V über ein integriertes Netzteil versorgt werden. An der Front des wasserdichten Gehäuses befindet sich ein zweizeiliges LCD-Display zur Anzeige der Soll und Ist-Gradpositionen der beiden Schrittmotoren. Außerdem ist noch eine Infrarot-Fernbedienung herausnehmbar mit Empfängermodul aufgesetzt um per Hand schnell mal links rechts hoch oder runter den Kopf bewegen zu können. Über das herausgeführte USB-Kabel schließt man dann einen Laptop an, der Steuercomputer - hier ein WEMOS D1 Mini (ESP8266) - verbindet sich dann mit dem eingestellten WiFi-Netzwerk entweder zu Hause oder über das Thetering (Hotspot) des Smartphones. Der Wemos erheält somit eine eigene IP die man im Browser aufruft und auf die Steueroberfläche gelangt. Dort kann man entweder manuell bestimmte X / Y - Gradzahlen also Richtungen eingeben und diese von den Motoren sanft anfahren lassen (siehe dazu Accelstepper-Funktion Arduino) oder man kann aus der manuell eingetragenen aktuellen GPS-Position und einer Zielkoordinate das "Bearing" also die Richtung berechnen lassen, diese kann dann auch einfach angefahren werden. Man kann aber auch einen bekannten Satelliten oder die ISS mit deren NORAD-ID - Nummer einfach eintragen, das System holt sich dann automatisch von der bekannten Tracking-Site: n2yo.com die Live-Bahndaten und man kann diesen Satelliten oder die ISS automatisch tracken lassen. Die neueste Funktion die ich eingebaut habe ist das Tracken von Standard-Wetterballonen, die der DWD (Deutsche Wetterdienst) oder die Bundeswehr täglich an mehreren Standorten aufsteigen lässt. Man gibt hierzu einfach die Sondennummer ein, welche man z.B. bei sondehub.org leicht ablesen kann. Das System holt sich dann aus der Datenbank die letzte bekannte Position dieser Wettersonde trägt die berechnete Richtung Azimuth und Elevation ein und kann dann nachverfolgt werden. Der WEMOS D1 Mini wird hierbei als kleiner Webserver betrieben, damit die Anzeigen und Eingaben über das Formular auf der Webseite erfolgen kann. Bei der Elevation wurde darauf geachtet, daß niemals ein Winkel kleiner -90° oder größer +90° an die Motoren gesendet werden, da die dies die mechanischen Grenzen sind. Die Antenne könnte somit maximal nach unten in die Erde schauen oder maximal senkrecht nach oben in den Himmel. Im Trackmodus beginnt die Elevation ab 0°, bei negativer Elevation befindet sich das Objekt noch unterhalb des Horizonts (d.h. ist noch nicht sichtbar) und wenn das Objekt z.B. ein Satellit dann näher kommt und in den positiven Elevationsbereich kommt beginnt die Nachführung nach oben. Der Azimuth wird ständig mitgeführt. So wird im Automatikmodus die Antenne bereits schon vor dem Sichtbarwerden des Objektes in diese Richtung gedreht. Es ist ein sehr flexibles System kann sicherlich eine ausbalancierte Antenne mit bis zu ca. 3kg locker bewegen, Der aktuelle Aufbau mit diesem Stativ lässt eine Boomlänge der Antenne von rd. 2,30m zu Das Gehäuse wird mit zwei Standard-Antennenschellen an einem der drei Stativfüsse festgeschraubt. Auch befindet sich am Stativ ein Splitter an der die 2m und die 70cm Yagi angeschlossen werden. Der Ausgang kann dann z.B. zum Empfang dienen oder auch zum Senden. Ich werde dieses Trackingsystem in 2026 bei unserem nächsten Fieldday live vorführen. Sicherlich gibt es auch fertige Antennennachführungen, jedoch ist dies eine kostengünstige Eigenbaulösung die zur Nachahmung empfohlen wird.... HI Zum Abschluss hier noch zwei Videos, zum Ansehen müssen diese heruntergeladen werden und dann mit einem Videoplayer z.B. VLC etc. abgespielt werden. VIDEO1 -Test mit Batterie VIDEO2 - Antennentracking eines Wetterballons Viel Spaß beim gemeinsamen Hobby ! Cheers 73 DG1MJG - Thomas |