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20/03/13 AzTV FTA: Antena Satelital Experimental para Banda C
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9 de enero de 2012
Antena Satelital Experimental para Banda C
Introducción
Desde este blog pretendo facilitar a las comunidad FTA la posibilidad de hacer una
antena parabólica para captar señales satelitales a un costo mínimo y aprovechando
materiales de bajo costo. No es un manual de montaje científico ni pretende serlo, mas
bien es una guía práctica para comprender el funcionamiento de una antena parabólica,
en este caso una de foco central para banda C y su aplicación al mundo FTA.
Los parámetros mínimos que se buscan son: lógicamente de foco central, sólida,
mínimo de 1.80 mts, fácil de hacer, económica y sin muchos cálculos matemáticos,
creo que no es mucho pedir.
Antes de emprender este proyecto leí muchos artículos de como construir antenas
parabólicas, algunas muy complejas y otras no tanto, entre las muchas opciones que
estudie me pareció muy interesante este articulo sobre como "Construir Grandes
Reflectores Parabólicos Usando Segmentos Planos" que he tomado como marco teórico
para la construcción de la antena y que espero sea leído porque hago referencia de este
articulo en varias partes de esta explicación:
http://vzone.virgin.net/ljmayes.mal/var/parabola.htm
Y aquí su traducción al español:
http://cocinasolar.files.wordpress.com/2009/11/parabola.pdf
No seguí paso a paso ningún procedimiento descrito aquí sino que tome ideas de
diferentes artículos y con algunas ideas de mi propia inventiva las aplique a mis
necesidades.
I- Mi Método
Como cada persona tiene una forma de hacer las cosas, aquí voy a tratar de explicar
como hice este proyecto, no pretendo que esto sea un manual de instrucciones sino que
cada persona lo adapte a sus necesidades y esta basado en la recopilación de diferentes
fuentes como de mis propias experiencias.
La idea general es la de cortar laminas en secciones triangulares y montarlas en tres
aros concéntricos de diámetros precisos para así formar una superficie parabólica; el
primer aro tendrá un radio de 31 cm, el segundo de 62 cm y el tercero de 93 cm, las
secciones triangulares tendrán 1mt de largo por 15cm de base, estas medidas se
pueden ajustar de acuerdo al tamaño de antena que se quiera construir.
Las especificaciones de la antena van a ser:
Diámetro 186.0 cm
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Miércoles 20 de Marzo de 2013
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Foco 70.0 cm
Profundidad 30.9 cm
Relación f/d 0.37
Secciones 39
Para este método solo hay que realizar los cálculos descritos en la siguiente tabla:
Aro Radio Aro Circunferencia z circuf/39
1 31 195 31.2 5
2 62 390 32.7 10
3 93 585 35.4 15
Donde:
Radio Aro = Es el radio del aro y con relación a la tabla del articulo mencionado
correspondería al incremento de cada segmento en este caso es de 31cm
Circunferencia = 2πr
z = Distancia lineal entre un punto x y x' de la Parábola.
circunf/39 = Es el ancho de cada sección en ese punto, es equivalente a la medida
"desde el medio" pero de vértice a vértice, aquí me parece mas fácil usar esta formula
que la planteada en el articulo que es: x.tan(ø) y donde el ángulo ø = 1/2*360/N. de
secciones.
Como se han podido dar cuenta aquí no se utiliza la formula de la parábola para calcular
una tabla de valores x y, que luego se usan para hacer las cerchas o brazos en una
antena convencional, aquí lo que se calcula es la distancia entre un punto x y un punto x'
de la parábola.
1- Materiales
Antes de poner manos a la obra vamos a ver que materiales necesitaremos para llevar a
buen fin nuestro proyecto:
✓ 3 Tubos de aluminio de 6 Mts X 5/8"
✓ 1 Tubo de aluminio de 6 Mts X 1/2" o Platina de aluminio de 6 Mts X 3/8"
✓ 3 Mts de lamina de cualquier tipo (Escogí de aluminio 0.4mm (3 Mts X 1 Mt))
✓ 160 tornillos de 1" con sus respectivas tuercas y arandelas, también pueden ser
remaches tipo pop o tornillos de lamina.
✓ 20 tornillos de 1 1/2" con sus respectivas tuercas y arandelas
✓ Pintura mate
2- Herramientas
✓ Taladro con brocas de diferente diámetro
✓ Destornilladores
✓ Cinta métrica
✓ Regla
✓ Cortador
✓ Marcadores
✓ Curvadora-Roladora : Es una herramienta para curvar tubo o varillas, mas adelante
muestro como se puede hacer una curvadora casera.
✓ Computador, en mi caso tengo un Mac con un programa que grafica ecuaciones
llamado Grapher y Adobe Illustrator.
3- Seguridad
Se recomienda trabajar en una área amplia y libre de obstáculos, usar gafas de
seguridad y guantes, si va a instalar la antena en un sitio alto o de difícil acceso tomar
las precauciones necesarias y si hay niños en la casa mantenerlos alejados de nuestro
sitio de trabajo, recuerde: Seguridad ante todo.
4- Preparación de las Partes
4.1- Secciones Triangulares.
Para escoger el numero de secciones que debería llevar la antena, analice desde 24
hasta 72 secciones, a mayor numero de secciones mayor precisión pero igualmente se
requiere más trabajo, teniendo en cuenta que el anillo del LNB es de 16cms y la lamina
de 3 Mts de largo decidí hacer cada sección de 15cms con lo que me dan 39 secciones,
un numero intermedio entre precisión y trabajo, creo que un numero de secciones entre
30 y 40 nos puede funcionar bien, ademas tiene la ventaja de que los valores calculados
para circunf/39 me dan números enteros (5, 10, 15) facilitando así las mediciones
posteriores.
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Por simplicidad, la forma de
las secciones van a ser
triangulares y no la forma
compleja explicada en el
articulo parabola.pdf, solo
necesitaremos saber la
distancia entre dos puntos
(z) para después hacer unas
perforaciones en esos
puntos.
Seleccioné una lamina de
aluminio de 300cm X 100cm
de 0.4mm de espesor, es un
calibre no muy delgado ni
muy grueso que nos permite
trabajarla fácilmente (estas laminas vienen en rollos y tienen un metro de ancho), cada
sección mide 100cms de largo por 15cms de base, los cortes los hice con un cortador
bien afilado y en forma de zigzag con lo que así se aprovechan al 100% los materiales.
Aquí una vez terminada esta
labor. =>
Una vez terminado el
proceso de cortado
procedemos a perforar las
laminas, aquí tenemos que
ser lo mas precisos que
podamos porque de esto
depende la curvatura que
tome nuestra antena.
De nuestra tabla de valores
tomamos el valor z, hay que
dejar una pestaña o borde
de mas o menos 1cm desde
la base y de ahí empezar a
medir estos valores, en la parte de la base van dos perforaciones con el fin de crear un
"triangulo" con las otras perforaciones y así darle mayor solidez a la estructura, hay que
tener en cuenta que las laminas cumplen doble función, una la de ser reflectora y la otra
ser parte de la estructura como tal, contrario a una de malla donde la malla solo se usa
como parte reflectora.
4.2- Aros
Para hacer los aros necesitamos una curvadora o roladora, esta es una maquina
industrial costosa que enrosca un tubo de acero fácilmente:
http://www.youtube.com/watch?v=hyP9B_CnZPQ&feature=related
ademas es una maquina que no todos tenemos en el garaje de nuestra casa como
herramienta de trabajo, si no desean hacer este trabajo hay empresas que prestan este
servicio.
Analizando que los tubos son de aluminio, material bastante maleable y que no son muy
gruesos, decidí hacer una roladora casera inspirado en este modelo.
Use tres poleas, compradas en el mercado de las pulgas, las coloque en una tabla de
madera y las asegure con un tornillo, así mismo perforé varios huecos en la tabla para
los diferentes diámetros de los aros, para curvar el tubo se coloca como se ve en la
imagen y se hace girar una polea colocando un destornillador en un orificio que tiene la
polea.
Jackie Pt
44 me tienen en suscírculos.
Vertodo
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Para el Aro N.1 y de
acuerdo a nuestra tabla de
valores, necesitamos un
segmento de tubo de 195
cm, simplemente lo
colocamos en la roladora y
lo vamos curvando poco a
poco hasta que los dos
extremos se unan, lo mismo
hacemos para formar los
otros dos aros, es decir un
segmento de 390 cm para el
aro 2 y uno de 585 cm para
el aro 3, aquí se pueden ver
los resultados:
Realmente esta me parecía
la parte mas difícil del
proyecto, porque hacer círculos medianamente perfectos me parecía una tarea difícil de
hacer, pero bueno al final quede muy satisfecho con los resultados.
Una vez curvados los tubos procedemos a hacerle las perforaciones donde
posteriormente se van a fijar las laminas de aluminio.
Nuevamente nos referimos a la tabla de valores en la columna circunf/39 y para el Aro
N.1 se deben hacer perforaciones cada 5 cm para el Aro N. 2 cada 10 cm y para el aro
N.3 cada 7.5 cm este ultimo debería ser cada 15 cm pero como se explico anteriormente
aquí van a ir 2 tornillos por sección para darle mayor rigidez a la estructura.
Hay que tener en cuenta que las perforaciones de los aros se deben hacer en ángulo
para que en el momento del ensamblaje queden perpendiculares a la lamina de aluminio,
como lo detallo en esta gráfica. =>
4.3- Soporte LNB
Para el soporte del LNB
utilice un tubo de aluminio
de 1/2", también se puede
utilizar platina de aluminio o
T's de 1/2" o de 5/8".
Los brazos tienen 1.75 cms
de largo y los doble dejando
100 cms para el LNB y los
75 cms restantes para
asegurarlo a los aros, a esta
ultima sección le doy un
poco de curva para que
tomen la forma de la antena.
El soporte del LNB también
forma parte de la estructura
de nuestra antena y servirá para darle mayor rigidez y en la sección curva hacemos unas
904,330
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perforaciones con las mismas medidas de los sectores triangulares
4.4- Base
Aquí trato de imitar la base de esta antena, no doy
mayores detalles pues cada persona puede hacerla
a su gusto, lo importante es que la antena quede
bien asegurada.
Para ajustar la elevación de la antena se van a
utilizar dos tubos, uno de 1/2" y otro de 5/8" ambos
de 80cm de largo.
5- Ensamblaje
Para el ensamblaje de todas las piezas utilice tornillos de 1/8" de diámetro con arandela
y tuerca, se pueden usar remaches tipo pop o tornillos de lamina, pero preferí tornillos
porque uno mismo escoge la fuerza con la que se aprietan las piezas y si posteriormente
se quieren hacer ajustes menores se pueden aflojar y volver a apretar sin ningún
problema.
5.1- Esqueleto
Lo primero que hacemos es
unir los tres aros a los tres
soportes del LNB para crear
una base donde se irán
colocando las secciones
triangulares.
5.2- Reflector Parabólico
Esta es la etapa que nos
toma más tiempo y parece
ser la parte más compleja,
pero teniendo todas las
piezas listas no lo es, mas
bien parece como estar
armando un rompecabezas.
5.3- Base
Luego ensamblamos la base, para ajustar la altura de la antena utilizamos el tubo de
1/2" X 80cm insertado en el tubo de 5/8 X 80cm.
Adicionalmente hice un anillo de 8 cm de radio para rematar las puntas de los sectores
triangulares, como se puede apreciar en esta imagen =>
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Como detalle a la barra que nos sirve para
ajustar la altura le coloque un tensor para
poder hacer ajustes mas finos.
5.4- LNB
Para instalar el LNB utilice
tres platinas de hierro las
doble un poco y le hice dos
perforaciones a cada una
exactamente iguales a las
que vienen en el anillo
escalar y luego inserte las
platinas a los tubos, aquí
tengo la ventaja de que
puedo ajustar el foco de la
antena variando la
profundidad de las platinas.
5.5- Retoques Finales
Una vez terminado este
proceso pintamos nuestra
antena con una pintura
mate, para así evitar que los
rayos del sol se reflejen
sobre el LNB y lo puedan
quemar, finalmente le
colocamos el LNB, el cable,
el decodificador y ahora si a
hacer pruebas!!!
6- Costos
El costo de los materiales
para la superficie reflectora U$50
Por las poleas, tornillos y tuercas para la curvadora 10
Para herramientas que no tenia 15
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Para la base use material que tenia pero que pueden valer 10
Pintura color mate 10
En el LNB Marca WS DMX241 25
Total Costos 120
En Colombia una antena sólida con estas mismas características la ofrecen en unos
U$600 que comparado con el precio de nuestra antena podemos decir que nos
ahorramos unos buenos pesos.
7- Pruebas
7.1 De Ensamblaje
Una vez terminado el ensamblaje verifiqué sus parámetros finales.
7.1.1 De Foco
Aprovechando que no había
pintado la antena y que su
superficie era bastante
brillante, coloque un cartón
en el foco, oriente la antena
hacia el sol y a los pocos
segundos ya se estaba
quemando, indicando así el
foco exacto.
Como pueden ver en la
imagen el foco no quedo en
el centro, para lo cual se
hicieron los ajustes
necesarios.
7.1.2 Medidas
Las medidas finales fueron:
Diámetro 187 cm
Foco 72 cm
Profundidad 30 cm
El ángulo de elevación
quedo entre 35º y 80º y la
antena se puede girar 360º.
La antena quedo pesando
5Kg Aproximadamente, sin
contar con el peso del
lastre.
El tiempo total usado en
este proyecto fue de 36
horas aproximadamente.
7.1.3 De Solidez
La antena no quedo 100% sólida, como lo esperaba, pero no se deforma fácilmente y
resiste la fuerza de un viento moderado sin sufrir alteración alguna.
7.2 Pruebas de Señal
Terminada la parte mecánica vamos ahora a la parte práctica que seguramente es mas
amena y la esperada por todos, por los deseos de saber si el trabajo que se realizo valió
la pena.
La orientación de la antena la hacemos siguiendo los procedimientos que todos
conocemos, el decodificador que se utilizó para estas pruebas fue un Sonicview Elite 360
con un LNB Marca WS DMX241.
Se hicieron pruebas de señal con los satélites Intelsat 14 45W y con el NSS-806 40.5W
y el nivel de la señal para el primero fue entre el 30% y 90% y para el segundo estuvo
entre el 10% y 50%, no están nada mal pero como no nos conformamos con cualquier
cosa, se me antoja que puedo mejorar aún mas la calidad de nuestra señal.
Adicionalmente con esta antena he cazado el NSS-10 37.5W, intelsat 11 43.1w y el
Intelsat 9 58w con muy buenos resultados.
Por el momento aquí les dejo algunas imágenes del NSS-806:
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7.3 Pruebas Medio Ambientales
Queda pendiente ver el comportamiento de la antena ante factores medio ambientales
como son viento, lluvia, calor, frío, humedad, etc. que con el paso del tiempo iré
analizando, si algo extraño sucede debido a alguno de estos factores lo estaré
anunciando.
8- Fe de Erratas
Aquí no voy a hablar de errores tipográficos ni de redacción, sino de los errores que se
cometen al pasar de la teoría a la practica y como de los errores también se aprende
aquí los menciono:
✓ Al tratar de curvar el aro mas pequeño no soporto las tensiones y se deformo por lo
cual no lo quise usar así y termine utilizando un rin de bicicleta, casi de la misma
medida y que tenia en desuso.
✓ En la practica los diámetros de los aros fueron diferentes a los que se tenían en teoría
y como quería ser lo mas preciso en esto calcule de nuevo los valores de la columna z.
✓ Lo ultimo que arme fue la base pero me iba complicando un poco, porque me tocaba
manipular el plato que ya estaba terminado, entonces como experiencia es mejor armar
la base antes de colocar las secciones triangulares y de paso también queda mas fácil
hacer esta tarea.
9- Resultado Final
Como se habrán podido dar cuenta, después de unos cuantos días de trabajo en la
fabricación y ajuste de la antena se pudo conseguir resultados bastante buenos muy
cercanos a los de una antena comercial y a unos costos bastante bajos, al final los
niveles de ganancia dados por esta antena son excelentes y se ven en la calidad de la
imagen recibida, por lo que quedo completamente satisfecho con el trabajo realizado,
teniendo en cuenta que nunca había hecho una antena y aplicando un método
experimental y no convencional que en buena parte fue diseñado y desarrollado por mi.
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II- Otros métodos
Otro método que me pareció bastante interesante es el reseñado en el articulo original.
http://ashokk_3.tripod.com/srinivasan.htm
Aquí igualmente se puede hacer con secciones triangulares en lugar de la forma
compleja explicada en el mismo articulo.
En mi opinión este método tiene
sus ventajas y sus desventajas;
una ventaja es que el reflector
parabólico puede quedar de una
sola pieza y puede tener una
apariencia final mejor lograda y
como desventajas diría que si se
quiere hacer un reflector grande se
necesita una lamina igual de
grande, la otra desventaja que vi
es que se desperdicia material, lo
que se ve sombreado en el
Gráfico, aquí tengo en cuenta que
la lamina es cuadrada.
III- Feedback
Creo haber tocado todos los
tópicos necesarios para la
construcción de la antena, pero si
me hizo falta algo o desean
ampliación de algún punto con gusto lo hare.
Agradezco de antemano todos los comentarios que se hagan y si alguien se mide a
hacer una antena siguiendo este método me gustaría conocer sus experiencias.
Resumen en Video:
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Publicado por Jackie Pt en 06:14
Fuente: http://fta-elite.blogspot.com/
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