🎯 Ultimate Goal

AnTrack-Pro is a high-precision dual-axis antenna tracking system designed for EME, satellite communication, and radio astronomy.
It integrates ESP32, absolute encoders, GPS, Ethernet/WiFi, and motor control to achieve accurate, fully automated antenna positioning.

💡 Requirements

To enable stable automatic antenna tracking, the following functions are required:

• Accurate absolute position sensing (Absolute encoder, 9–16 bit)
• GPS-based time synchronization (Generation of NTP Stratum 1)
• Web-based remote control (Ethernet/WiFi)
• AZ/EL dual-axis tracking algorithm
• Long-distance encoder hub connection (RS485, up to 1.2 km)
• OTA firmware updates
• Automatic tracking support for celestial objects / satellites / Earth-Moon-Earth (EME) reflections

🔌 AnTrack-Pro?

• High precision secured through an ESP32 + absolute encoder combination
• All-in-one architecture integrating GPS, NTP, Ethernet, and WiFi
• DIY assembly possible → reduced maintenance/operating costs
• Convenient operation and configuration via OTA and WebUI
• Proven performance already validated for EME, satellite, and radio astronomy use cases

2️⃣ Overall System Flow

📡 Tracking Workflow

User → Web UI → ESP32 Controller(AnTrack-Pro) → Motors / Encoders / Sensors
　　　　　　　　　　　　　　↓
　　　　　　　　　　　GPS / NTP Sync
　　　　　　　　　　　　　　↓
　　　　　　　　 RS485 Encoder Hub (up to 1.2 km)

2-1. User Interface

• Direct access from smartphone/PC browsers
• Real-time display of antenna AZ/EL
• Switch between Tracking / Park / Manual modes
• Check GPS status and time-sync status
• Display system warnings/error states

2-2. Network Control Layer

• ESP32 + W5500 (Ethernet optional)
• Manageable via MQTT, HTTP, or WebSocket
• Supports OTA (firmware updates)

2-3. Hardware Control Layer

• Absolute encoders (9–16 bit) → detect the true angle of each axis
• RS485 encoder hub → installable up to 1.2 km away from the antenna
• Motor driver (DC/PWM control)
• Tilt compensation (inclination sensor)
• GPS-based position and time data updates

2-4. Timing & Synchronization

• Stratum-1 NTP server implemented using a GPS module
• High-precision timing applied to all tracking calculations
• If GPS is unavailable, can operate in Network NTP Client mode

📸 Touchscreen Interface

Web UI Features

• Real-time AZ/EL position
• Tracking / Park / Manual Control
• GPS lock, NTP sync state
• Motor control status
• Alerts & error logs

3️⃣ Modules Used and Their Roles

🔧 Control System

• ESP32 MCU — main processor
• 4.0" Touch TFT Display — local GUI
• RS485 Encoder Hub — long-distance absolute encoder interface

🛰 Position & Timing

• Absolute Encoders (9–16 bit) — precision angle detection
• GPS Receiver (NEO-M8N) — time + location
• NTP Stratum-1 Server — network time sync

⚙ Motor Control

• DC Motor Drivers
• Soft-start / soft-stop
• Tilt compensation

🌐 Network

• W5500 Ethernet (optional) — stable wired control
• WiFi (ESP32) — wireless operation
• OTA firmware update

4️⃣ Results & Achievements

📡 Precision Tracking

• Accurate AZ/EL positioning
• Verified performance in EME & satellite tracking

💻 Web-Based Control

• Real-time UI with logs
• Smooth remote operation

⏱ GPS-Based Time Sync

• Stratum-1 NTP server capability
• High-precision timing for signal experiments

🔧 Deployment Ready

• Complete documentation available
• Real-world users successfully operating the system

⭐ Conclusion

AnTrack-Pro is a powerful, real-world-validated antenna tracking controller that integrates ESP32, GPS, encoders, Ethernet/WiFi, and motor control in a single platform.
It offers professional-grade tracking performance at a fraction of commercial system costs, making it ideal for:

✔ EME communication
✔ Satellite tracking
✔ Amateur radio astronomy
✔ DIY high-precision RF projects

https://www.linkrf.ch/AnTracktech.html

💻Documents

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Firmware update

1️⃣ Project Purpose — What is AnTrack?

🎯 Ultimate Goal

AnTrack-Pro는 스위스 LinkRF에서 개발한 ESP32 기반 고정밀 안테나 트래킹 시스템으로,
EME(Earth–Moon–Earth), 위성 통신, 전파 천문학, 약신호(Weak Signal) 연구에서 사용되는
듀얼 축(AZ/EL) 안테나를 정확하고 자동으로 추적하는 것을 목표로 한다.

특히 일반적인 아마추어 무선 시스템이
정확한 위치추적·시간동기·원격 제어의 한계를 가지는 반면,
AnTrack-Pro는 절대 인코더 + GPS + Ethernet + WiFi + 모터 제어가 통합되어 있어
상용 장비 대비 매우 높은 성능을 저비용으로 구축할 수 있다.

💡 Requirements for This Goal

• 안테나를 안정적으로 자동 추적하기 위해 필요한 기능들은 다음과 같다:
• 정확한 절대 위치 파악 (Absolute Encoder 9~16bit)
• GPS 기반 시간 동기화 (NTP Stratum 1 생성)
• 웹 기반 원격 제어 (Ethernet/WiFi)
• AZ/EL 듀얼 축 추적 알고리즘
• 장거리 인코더 허브 연결 (RS485, 1.2km)
• OTA 펌웨어 업데이트
• 천체/위성/달 반사(Earth-Moon-Earth) 자동 추적 지원

🔌 Why AnTrack-Pro Was Chosen

• ESP32 + 절대 인코더 조합으로 고정밀도 확보
• GPS / NTP / Ethernet / WiFi까지 통합된 올인원 구조
• DIY 조립 가능 → 유지비용 절감
• OTA/WebUI 기반 설정으로 운영 편리
• EME, 위성, 전파 천문용으로 이미 검증된 성능

👉 Conclusion
AnTrack-Pro는 “안테나 자동 추적 장비의 두뇌" 역할을 하며,
복잡한 무선 추적 환경을 하나의 통합 컨트롤러만으로 처리할 수 있게 한다.

2️⃣ Overall System Flow

아래는 AnTrack-Pro 안테나 트래킹 시스템의 전체 흐름이다:

사용자 → Web UI → ESP32 Controller (AnTrack-Pro) → 모터/인코더/센서 제어
　　　　　　　　　　　　　↓
　　　　　　　　　　　GPS/NTP Sync
　　　　　　　　　　　　　↓
　　　　　　　　RS485 Encoder Hub (1.2km)

2-1. User Interface

• 스마트폰/PC 브라우저에서 바로 접근
• 안테나 AZ/EL 실시간 표시
• Tracking / Park / Manual 모드 전환
• GPS 상태, 시간동기 상태 확인
• 시스템 경고/오류 상태 표시

2-2. Network Control Layer

• ESP32 + W5500(Ethernet 옵션)
• MQTT·HTTP·WebSocket 기반 관리 가능
• OTA(Firmware Update) 지원

2-3. Hardware Control Layer

• Absolute Encoder (9~16bit) → 각축의 실제 각도 검출
• RS485 Encoder Hub → 최대 1.2km 떨어진 안테나에 설치 가능
• 모터 드라이버 (DC/PWM 구동)
• Tilt 보정 (Inclination Sensor)
• GPS 기반 위치 및 시간 데이터 업데이트

2-4. Timing & Synchronization

• GPS 모듈 기반 Stratum 1 NTP Server 구현
• 모든 추적 연산에 고정밀 시간 적용
• GPS 없는 경우에도 Network NTP Client 모드 사용 가능

3️⃣ Modules Used and Their Roles

🔧  Control System

✔ ESP32 Main MCU

• GUI, 네트워크, 모터 제어, 인코더 데이터 처리
• 웹 서버 + OTA 업데이트 처리

✔ RS485 Encoder Hub

• 인코더를 ESP32에서 1.2km 이격된 위치에서 읽을 수 있게 함
• Dual-Axis Encoder 지원

✔ 4.0" Touch TFT Display

• 메뉴 설정
• 실시간 AZ/EL 표시
• 시스템 모드 전환

🛰  Position/Timing Subsystem

✔ Absolute Encoders (9~16bit)

• 안테나의 절대적 회전 각도 측정
• EME 및 위성 추적에 필수

✔ GPS Receiver (u-Blox NEO-M8N)

• 정확한 시간/위치 정보 제공
• NTP 서버 동기화
• 위성 위치 계산

⚙ Motor Control

✔ DC Motor Driver Board

• 안테나 회전(방위각)
• 엘리베이션(고도각) 제어
• Soft Start / Soft Stop 제공

🌐 Network Interfaces

✔ Ethernet W5500 module (optional)

• 안정적 유선 연결
• 원격 제어·로그 조회
• OTA를 위한 안정적 통신
• ✔ WiFi (ESP32 내장)
• 무선 원격 제어

4️⃣ Results & Achievements

📸 Antenna Tracking Accuracy

• 절대 인코더 기반 AZ/EL 정밀 제어
• EME 및 위성 신호 추적 정확도 ↑
• Tilt Sensor 기반 보정으로 장기 안정성 확보

📸Hardware Integration

• ESP32 + Touch LCD + RS485 Encoder Hub + GPS
• DIY로 조립 가능하지만 완제품 또한 존재
• 펌웨어 업데이트는 Web UI로 즉시 적용 가능

📸  Web-Based User Interface

실제 UI 기능:

• Tracking / Park / Manual 제어
• 절대각도 실시간 그래프
• GPS Lock / NTP Status
• 엔코더 상태
• 모터 제어값 표시
• 경고/오류 로그

📸 GPS 기반 NTP 동기화

• Stratum 1 NTP 서버 기능 탑재
• 네트워크 장비·PC·라즈베리파이 모두 해당 안테나 컨트롤러에 시간 동기화 가능

📸 Deployment-ready System

• EME, 위성통신, 천문학용 검증 완료
• 실사용자 피드백 기반 버전업 지속
• 문서/펌웨어/하드웨어 자료 모두 공개

⭐ Conclusion

AnTrack-Pro는 단순한 DIY 프로젝트가 아니라
전문 무선 통신·전파 천문·위성 추적 환경에서 사용 가능한 완성형 안테나 트래킹 컨트롤러이다.

특히 다음과 같은 점이 돋보인다:

✅ Absolute Encoder 기반 고정밀 추적
✅ ESP32 + GPS + Ethernet/WiFi 통합
✅ RS485 Hub로 최대 1.2km까지 원격 인코더 배치
✅ 웹 기반 UI + OTA 업데이트
✅ EME·위성·무선 천문학 실사용 검증
✅ DIY/완제품 선택 가능

그리고 무엇보다도:

AnTrack-Pro는 고가의 상용 안테나 컨트롤러를 대체할 수 있는 강력한 오픈·DIY 기반 솔루션이다.