Проектирование

Поворотная направленная антенна позволяет отслеживать точное направление сигнала выбранного спутника, поэтому использование поворотного устройства гарантирует более узкую диаграмму направленности, а значит и полную передачу пакетов данных со спутника, и, следовательно, качественное изображение.

Конструкция поворотного устройства для антенны состоит из следующих частей: два поворотных бока (по азимуту и по углу, на который поднимается устройство) для каждой из антенн. Для установки всей конструкции используется штатив (тренога).

Поворотные блоки, которых в сумме получается четыре, имеют абсолютно идентичное строение, поэтому достаточно описать конструкцию одного блока.
В каждый блок будет защищен от внешних воздействий специальной "крышкой". В блоке находится один шаговый двигатель, для которого имеются держатели. Двигатель работает за счет переменного тока и подключен к драйверу, которым управляет программа Arduino. Модель шагового двигателя NEMO-17.
Для согласованной работы всех механических элементов служит плата управления Arduino MEGA с обвязкой для драйвера DRV8825. Плата находится в корпусе и в одном из блоков, где сходятся все провода.

Держатель шагового двигателя

Двигатель заставляет работать ременчатую передачу, которая представляет собой два шкива( фрикционное колесо с ободом) и ремень. Далее приводится в движение вал червячной шестеренки(сама червячная передача представляет собой винт с держателем и большую шестеренку), что и позволяет трубе с блоками вращать антенну.

Шаговый двигатель

Шестеренка

Винт червячной передачи

Держатель червячной передачи

При движении трубы приходит в действие система из концевого выключателя и детали нажимающей на него. В этот момент данные передаются в программу и трактуются как точка 0.

Нажиматель концевого выключателя

Концевой выключатель

Для крепления трубы, выполняющей вращение, необходимо крепление, роль которого выполняют держатель подшипника и сам подшипник. Держатели подшипников несколько различаются для нижнего и верхнего. Дополнительную фиксацию придаёт стопорный держатель.

Держатель подшипника

Стопорный держатель

Корпусом для блока является профиль VСЛОТ 20*20. И размер корпуса составляет 20*16 см. На 3D принтере из PLA пластика и из оргстекла на станке с лазерной резкой изготовлены практически все части блока. Остальные детали: пара металлических подшипников 68*40*15, алюминиевая труба длиной 50 см, являющаяся осью вращения(внешний диаметр-40мм, толщина стенки 1,5мм), шаговый двигатель NEMA-17, ремень, а также различные крепежные элементы(элементы крепления в виде уголков для корпуса, ). Держит всю конструкцию штатив(тренога) из профильной трубы.

Турникетная антенна представляет собой мачту из углепластика(но поскольку найти такую трубу проблематично, то мы решили использовать обычные удочки), на которой с помощью держателей закреплены сделанные из медной проволоки(толщина 2мм) 8 крестовин(директоров), крестовина рефлектора и вибратора. От одного диполя идет фазосдвигающая линия, от второго-трансформирующая линяя, к которой после подходит фазосдвигающая линия, все они переходят в передающий кабель с волновым сопротивлением 50 Ом.

Спиральная антенна представляет собой мачту из углепластика с держателями на стяжках, по которым к трансформатору идет медная проволока(толщина 2 мм). Трансформатор присоединен к центральной жиле, от неё идет кабель к самому приемнику. У основания антенны находится рефлектор, представляющий собой круг из металлической сетки.

Опорой поворотным механизмам служит штатив(тренога). Он представляет собой три профилированных трубы 20*20, скрепленных между собой сердцевиной. Крепление для треног изготовлено на 3D принтере. В нижней части штатива через крепление(изготовленном на лазерном станке) проходит веревка, придающая жесткость конструкции.