ساخت سیستم ردیابی پهپاد با آنتن Tracker خودکار: Pan-Tilt آنتن LoRa (فارسی)

Antenna Tracker چیست؟ (برای مبتدی)

وقتی پهپاد FPV به فاصله ۲+ کیلومتر می‌رود، آنتن جهت‌دار (مثل Patch یا Helical) برد بسیار بهتری از آنتن Omni می‌دهد — اما باید همیشه به سمت پهپاد باشد. Antenna Tracker یک سیستم Pan-Tilt مکانیکی است که به صورت خودکار آنتن را به سمت پهپاد می‌چرخاند — بر اساس موقعیت GPS پهپاد که از طریق Telemetry LoRa دریافت می‌شود.

سیستم از دو بخش تشکیل می‌شود: یک گیرنده GPS روی پهپاد که موقعیت را از طریق LoRa به زمین می‌فرستد، و یک مکانیزم Pan-Tilt با دو سرووموتور روی زمین که Arduino موقعیت آنتن را محاسبه و سروها را هدایت می‌کند.

محصولی که می‌سازید

یک Antenna Tracker دو محوره که آنتن Patch 5.8GHz را خودکار به سمت پهپاد تا ۳ کیلومتر نگه می‌دارد.

زمان ساخت: ۵ تا ۷ ساعت
هزینه: ۱ تا ۲ میلیون تومان

قطعات لازم (BOM)

قطعه	نقش
Arduino Nano × ۲	کنترلر پهپاد و زمین
ماژول LoRa Ra-02 × ۲	ارسال/دریافت GPS
GPS NEO-6M × ۱ (روی پهپاد)	موقعیت پهپاد
GPS NEO-6M × ۱ (زمین)	موقعیت Tracker
سرووموتور MG996R × ۲	Pan و Tilt
آنتن Patch 5.8GHz	دریافت ویدئو FPV

کد Arduino Tracker (زمین)


#include <SPI.h>
#include <LoRa.h>
#include <Servo.h>
#include <TinyGPS++.h>
#include <SoftwareSerial.h>

Servo panServo, tiltServo;
TinyGPSPlus gpsHome;
SoftwareSerial gpsSerial(4, 5);

double homeLat, homeLon;

double calcBearing(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2) {
  double dLon = radians(lon2 - lon1);
  double x = sin(dLon) * cos(radians(lat2));
  double y = cos(radians(lat1)) * sin(radians(lat2)) -
             sin(radians(lat1)) * cos(radians(lat2)) * cos(dLon);
  double bearing = degrees(atan2(x, y));
  return fmod(bearing + 360.0, 360.0);
}

void setup() {
  panServo.attach(9);
  tiltServo.attach(10);
  gpsSerial.begin(9600);
  LoRa.begin(433E6);
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  // خواندن GPS زمین
  while (gpsSerial.available()) gpsHome.encode(gpsSerial.read());
  if (gpsHome.location.isValid()) {
    homeLat = gpsHome.location.lat();
    homeLon = gpsHome.location.lng();
  }

  // دریافت GPS پهپاد از LoRa
  int pktSize = LoRa.parsePacket();
  if (pktSize && homeLat != 0) {
    String data = "";
    while (LoRa.available()) data += (char)LoRa.read();
    // فرمت: "lat,lon,alt"
    int c1 = data.indexOf(','), c2 = data.lastIndexOf(',');
    double uavLat = data.substring(0, c1).toDouble();
    double uavLon = data.substring(c1+1, c2).toDouble();

    double bearing = calcBearing(homeLat, homeLon, uavLat, uavLon);
    int panAngle = (int)bearing;          // 0-360
    panServo.write(panAngle > 180 ? 180 : panAngle);
    tiltServo.write(15);                   // تیلت ثابت برای این نسخه ساده
    Serial.print("Pan: "); Serial.println(panAngle);
  }
}

چک‌لیست تست

تست	نتیجه
GPS زمین Fix گرفته؟	بله — LED چشمک‌زن
LoRa GPS پهپاد را دریافت می‌کند؟	بله — Serial Monitor
سرو Pan با حرکت شما می‌چرخد؟	بله

Antenna Tracker چیست؟ (برای مبتدی)

محصولی که می‌سازید

قطعات لازم (BOM)

کد Arduino Tracker (زمین)

چک‌لیست تست

ویدئوهای آموزشی

منابع بیشتر