radar láser i

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Radar Láser I Rodriguez Escobar José Luis, Córdoba González Joel RESUMEN Este tipo de radar cuenta con un sistema transmisor receptor a base de Láser en la cual la etapa receptora esta interconectada a un circuito comparador de fase en el cual se obtiene la diferencia de frecuencia entre las señales emitidas y las señales recibidas, después de ser recibidas y amplificadas estas señales son aplicadas a un circuito convertidor de Analógico a Digital para poder ser procesada por un microcontrolador (8031). ASPECTOS GENERALES El radar es una de las más grandes invenciones, que surgió del desarrollo tecnológico durante la Segunda guerra mundial, tiene muchas aplicaciones, entre ellas, la de advertencia contra colisiones. En muchos casos los circuitos de radar solamente son circuitos de radio que has sido modificados y redistribuidos, aunque algunos de estos circuitos requieren un estudio considerable. FUNDAMENTACIÓN El equipo de radar transmite pulsaciones cortas de frecuencia, las cuales son captadas por un receptor situado en el mismo lugar, las ondas de luz viajan en todas direcciones y son reflejadas por cualquier objeto que ellas golpeen, las ondas reflejadas regresan al punto donde se encuentra el transmisor que las origina. TEORÍA BÁSICA En el sistema de modulación de frecuencia dos señales separadas son alimentadas al receptor al mismo tiempo, por ejemplo en T1, la señal transmitida de 440 mc y la señal reflejada de 420 mc llegan al transmisor simultáneamente. Cuando estas dos señales se mezclan en el receptor resulta una nota de batimiento 2da. frecuencia de la nota de batimiento varia directamente con la distancia del objeto, aumentando a medida que la distancia del objeto. DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD Cuando la energía luminosa es enviada, ésta continúa viajando a una velocidad constante, su velocidad es la de la luz (186 millsd/seg.). Esta velocidad constante es utilizada para determinar la distancia o su alcance

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Page 1: Radar Láser I

Radar Láser IRodriguez Escobar José Luis, Córdoba González Joel

RESUMEN

Este tipo de radar cuenta con un sistema transmisor receptor a base de Láser en la cual la etapa receptora esta interconectada a un circuito comparador de fase en el cual se obtiene la diferencia de frecuencia entre las señales emitidas y las señales recibidas, después de ser recibidas y amplificadas estas señales son aplicadas a un circuito convertidor de Analógico a Digital para poder ser procesada por un microcontrolador (8031).

ASPECTOS GENERALES

El radar es una de las más grandes invenciones, que surgió del desarrollo tecnológico durante la Segunda guerra mundial, tiene muchas aplicaciones, entre ellas, la de advertencia contra colisiones. En muchos casos los circuitos de radar solamente son circuitos de radio que has sido modificados y redistribuidos, aunque algunos de estos circuitos requieren un estudio considerable.

FUNDAMENTACIÓN

El equipo de radar transmite pulsaciones cortas de frecuencia, las cuales son captadas por un receptor situado en el mismo lugar, las ondas de luz viajan en todas direcciones y son reflejadas por cualquier objeto que ellas golpeen, las ondas reflejadas regresan al punto donde se encuentra el transmisor que las origina.

TEORÍA BÁSICA

En el sistema de modulación de frecuencia dos señales separadas son alimentadas al receptor al mismo tiempo, por ejemplo en T1, la señal transmitida de 440 mc y la señal reflejada de 420 mc llegan al transmisor simultáneamente. Cuando estas dos señales se mezclan en el receptor resulta una nota de batimiento 2da. frecuencia de la nota de batimiento varia directamente con la distancia del objeto, aumentando a medida que la distancia del objeto.

DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD

Cuando la energía luminosa es enviada, ésta continúa viajando a una velocidad constante, su velocidad es la de la luz (186 millsd/seg.). Esta velocidad constante es utilizada para determinar la distancia o su alcance midiendo el tiempo que se requiere para que una pulsación viaje hasta el blanco y regrese. Medición del tiempo (fig. 1)

1. Una pulsación de radar sale del emisor

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2. La pulsación esta viajando hacia el blanco y éste se está moviendo, cuando pega contra el blanco, no hay desviación ya que la energía luminosa se encuentra en el emisor mismo.

3. La pulsación reflejada esta regresando 4. La energía reflejada ha regresado al receptor para determinar la distancia.

  ASPECTOS MATEMÁTICOS DEL PROYECTO

Si la velocidad es la distancia por unidades de tiempo y la distancia D es la longitud de una sección, entonces

Pr= potencia en la recepción

Ecuación del radar Pi= potencia en los impulsos transmitidos

Gt= ganancia de la antena

Pr = Pi GtçAa/16 (3.1416)^2 R^4 ç= área equivalente del objeto

Aa= área de la antena

R= distancia del objeto a la antena

Frecuencia de pulsaciones

T = 1/F T= período

F=frecuencia

F = 400 c/seg

T = 1/400 = 2.5 nseg

Frecuencia de emisor láser

F = 1/l

l = 320nm

F = 1/320nm = 3.12Mhz

Ecuación del circuito comparador

Vo = V/3.1416 [ sen (çi-çr) çi=fase de entrada

çr=fase de referencia

Si Vo = 0 indica que çi = çr

Page 3: Radar Láser I

Si Vo > 0 indica que çi > çr

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Las primeras pruebas de radar se hicieron con leds infrarrojos, pero debido a su alcance limitado de optó por utilizar un dispositivo láser; este dispositivo cuenta con receptores ópticos los cuales obtienen los rebotes luminosos del emisor láser, una vez captadas, las señales se pasan a un dispositivo comparador de fase el cual consiste de 3 amplificadores operacionales biestables complementados por dos diodos zener para obtener una diferencia de voltaje.

Este sistema cuenta con un microcontrolador el cual recibe la señal del circuito comparador de fase previamente digitalizado por un ADC ( convertidor analógico digital ), una vez que el microcontrolador ha obtenido los datos los compara con datos previamente capturados por teclado para saber si existe exceso de velocidad.

CONCLUSIONES

El diseño de este tipo de radar resulta difícil por su complejidad técnica, ya que utiliza diversos materiales de difícil adquisición, pero cubre satisfactoriamente los objetivos presentados, ya que comparando el radar con el magnetrón resulta más económico y de fácil mantenimiento además no presenta problemas con las condiciones atmosféricas y técnicas operativas, dando mayor cobertura operativa y con la misma precisión.

BIBLIOGRAFÍA1. MERRILL Y. SKOLNIK, RADAR HANDBOOK, McGRAW-HILL,INC

1. CIRCUITOS ELECTRONICOS DE USO GENERAL, ROLAND S. PHELPS, McGRAW-HILL,INC

1. PHILLIP JONH McKERROW, ROBOTICS, McGRAW-HILL,INC

Page 4: Radar Láser I

 

Radar Láser IIDorado Solis Luis Fernando, Infante Vaca Armando

RESUMEN

Este dispositivo es complementario con radar láser y contará con alerta temprana que consiste en disponer de datos del vehículo con teclear el número de placas, ya que estará conectado vía R.F. con la Secretaría de Vialidad y Transporte. El monitor constará de un cinescopio tradicional de t.v. 14 " con sistemas de pedestal ( 15,750 cps ) para horizontal y ( 60 cps ) para vertical, la fuente de alimentación 12v 1.5A para buen funcionamiento con batería del automotor. Cuenta con un "timer" como reloj fechador que aparece junto con una etapa de vídeo.

ASPECTOS GENERALES

Actualmente los elementos de la Secretaría de Vialidad y Transporte pierden minutos al solicitar información acerca de un vehículo, pero con el monitor en su patrulla al teclear el número de placas tendrá propietario, domicilio, número de motor, modelo y color, así como reporte de robo o extravío. Previendo si el vehículo lleva placas sobrepuestas o es robado, el Agente tendrá oportunidad de salvaguardar su vida durante el operativo.

FUNDAMENTACIÓN

El monitor utiliza un C.R.T. ( tubo de rayos catódicos ) 19jvp22 en el cual, a parte de sus sistemas de alimentación, se reconstruyó la etapa de vídeo

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después del detector y sincronía, adherimos un circuito lógico "timer" o reloj fechador y conectamos a la reja de control del C.R.T. la fuente utiliza un C.I. regulador para suministrar las tensiones y corrientes necesaria para todas la etapas (STR 30115 ). Con un circuito acoplador de impedancias acoplamos la etapa de vídeo al monitor .

DESARROLLO

El monitor se desarrolló con etapas de transistores en emisor común, ya que el vídeo se transmite con amplitud modulada; al sonido se le transmite en frecuencia modulada. Al utilizar un sistema detector con un diodo de cristal podemos fácilmente amplificarla con este tipo de transistores ya que se gana en ganancia y se pierde en corriente. Con preamplificador, driver y amplificador y al aplicarlo a la reja de control que esta polarizada negativamente y al tener más líneas que un monitor normal tenemos mejor imágen.

RECEPCIÓN RF

La recepción se realiza por un circuito tanque o balum y se manda a un amplificador RF junto con la señal de un oscilador local al conversor para tener una FI. Un paso de amplificación a la trampa para ir al detector.

EL TECLADO

Este ya con su convertidor A/D va al microprocesador 8031 y de ahí acoplarlo al display.

ASPECTOS MATEMÁTICOS DEL PROYECTO

= R L1 L2 K = 1

= FACTOR DE ACOPLAMIENTO

2 = N2 M = INDUCTANCIA MUTUA

1 N2

2 = 2 = N2 = N

1 1= N1 F = 2 RC

V1 = I1L1 S + I2MS V2 = I2L2 S + I1MS

M2 LIL2 L2 = L1a2 ML1a

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Las pruebas iniciales del monitor no funcionaron ya que era muy difícil acoplar la etapa de vídeo al monitor en cambio para un cinescopio de televisión es más factible introducir el vídeo y acoplar el reloj fechador al amplificador de vídeo. El

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problemas es acoplar el teclado al microprocesador 8031 y del microprocesador al C.R.T. que utilizamos como monitor.

CONCLUSIONES

El servicio que otorga el radar es de gran ayuda al tener en forma instantánea datos que permiten salvar vidas así como documentos para confirmar cualquier infracción. Además cubre los objetivos presentados, ya que comparado con el radar de magnetrón resulta más económico y de fácil mantenimiento.

RECOMENDACIONES

El servicio que otorga podría ser mejor al contar con teclado más pequeño o qwerty idéntico al de maquinas de escribir y con dígitos del 0 al 9. También se pensó en introducir una impresora para poder sacar el folio automáticamente.

BIBLIOGRAFÍA1. MERRILL Y. SKOLNIK, RADAR HANDBOOK, MCGRAW-HILL,INC

1. PANASONIC, HOWARD INC.CO, MODELO CT-215, DIAGRAMA ORIGINAL

1. REVISTA, RADIO GRÁFICA (21 AGOSTO 1993), IRMEXCO

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Actualmente los señores Carabineros también llamados pacos, policías, cops... en Chile utilizan 3 métodos para medir la velocidad a los vehículos:

1 Pistolas de radar2 Pistolas laser3 Medición perpendicular ó Autovelox

1 Pistolas de radar: La señal de radiofrecuencia (Microonda) emitida por el radar rebota contra el vehículo y vuelve reflejada con su frecuencia modificada por la velocidad del vehículo (efecto Doppler). La diferencia entra la frecuencia emitida con la recibida es proporcional a la velocidad del vehículo.El error que puede tener el radar es hasta 10%, ya que es afectado por muchos factores como la altura, viento, ruido, temperatura, etc... Actualmente en Chile esta medida está fuera de la ley, ya que el error máximo permitido es de 3%, y sólo lo cumplen las pistolas laser y autovelox. Aunque lo siguen usando ilegalmente en las carreteras del norte. Las bandas utilizadas están estandarizadas por la F.C.C. (Comisión Federal de Comunicaciones) http://www.fcc.govBanda X: 10.525 GHz ± 25 MHz

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Banda K: 24.150 GHz ± 100 MHzBanda Ka: 34.700 GHz ± 1300 MHzPara el conductor... es fácil de detectar con cualquier detector de radar pero muy dificil de bloquear, los jammer de radar están prohibidos, ya que viola las normas de transmisión de microondas, además son demasiado caros.

2 Pistolas laser: Utilizan el factor de la velocidad de la luz, emiten un tren de pulsos infrarrojos extremadamente cortos, rebotan en el vehículo (en la patente) y se devuelven... la pistola laser lee los pulsos recibidos, identifica el tren y calcula el retardo para obtener la distancia a que se encuentra el vehículo, en el proximo tren de pulsos calcula nuevamente la distancia, con estos datos calcula la velocidad del vehículo. Por ej. la pistola usada por Carabineros de Chile es la LASER PATROL... de Kustom Signals http://www.kustomsignals.com/Características:- Distancia máxima: 500 metros.- Distancia mínima: 10 metros.- Medición: 40 pulsos infrarrojos en 0.3 seg.- Error: +/- 3%.- Luz emitida: Infrarroja con un largo de onda de 904 nm.

Esta pistola cumple con el 3% de error que exige la LEY.Para el conductor... el Laser es dificil de detectar, ya que es un haz muy pequeño y con suerte llega algo al parabrisa donde está el detector, el mejor es el Valentine One, le siguen los BEL y el Escort, sin embargo es fácil de bloquear, con un jammer bueno como el Escort Shifter ZR-1, Passport SRX, Beltronics Laserpro 904, 905 y el Blinder M10, aunque este último no le fue muy bién con las nuevas pistolas laser con software anti-jammer. Lo de los CDs colgando no sé quién los inventó porque no sirven, incluso le ayudan a la pistola a tener mejor reflejo del vehículo.

3 Medición Perpendicular: El instrumento utilizado es el AUTOVELOX 104C-2 de Sodi Scientifica http://www.sodi.com/, el autovelox se instala en forma perpendicular a la carretera, tiene 2 ojos que emiten 2 líneas infrarrojas que cortan la carretera, por lo tanto es imposible detectarla, ya que no es un haz que va de frente al conductor como la pistola laser. El autovelox funciona de la siguiente forma, cuando el vehículo corta el primer haz infrarrojo el autovelox coimenza a temporizar, al pasa por el siguiente haz el autovelox calcula en tiempo con con la separación fija de las líneas infrarrojas y con eso tiene la velocidad del vehículo, el autovelox tiene una unidad remota que la instalan a unos 200 metros la cual imprime la boleta del parte, alguien por allí me dijo que esa señal de radio era UHF 434.695 MHz y que se podía captar con un scanner ó radio handy... no lo he comprobado.

Para el conductor... es imposible detectar el autovelox por medio de detectores, ni los jammer te salvan. Incluso una vez pase muy lento y apunté el detector directo al autovelox y el detector ni siquiera dijo nada... la frecuencia de pulsos es muy distinta a una pistola laser normal.

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El listado de detectores probados es el siguiente:- Uniden- Cobra ESD-6200 (Voz) - Cobra ESD-9000- Cobra ESD-9100 (Voz)- Rocky Mountain Radar Phantom- Escort Passport 8500- Valentine One

Los jammer probados:- Rocky Mountain Radar Phantom (Radar y Laser)- Rocky Mountain Radar Black Widow (Radar y Laser)- Rocky Mountain Radar Phazer II (Radar y Laser)- Beltronics Laserpro 904 (Laser)

CobraSon detectores dentro de lo normal, imprecisos para detectar la banda de radar correcta, lleva a confución para el conductor, algunos tienen habilitado una voz femenina que dice "Becaful, K alert" cuando detecta la banda K, pero son como 3 seg en que debes esperar para que te diga qué detectó, eso es fatal si te quieres salvar del parte, tienen poco rango, la detección del laser es muy deficiente. Mi primer parte por Laser a 180 km/h usando el Cobra ESD-6200 el cual ni sonó, carretera entre La Serena y Vallenar. El segundo parte a 118 km/h en carretera entre Humbertone e Iquique el cobra ESD-9000 detectó banda X, como esa banda no se usa me llevó a confución, pero al quedar de frente al paco la alrma de banda X cambió a K... mm muy tarde para hacer algo, además andaba con el detector jammer Phantom (Rocky Mountain) y no detectó ni bloqueó nada. En resumen el Cobra no es confiable, o sea malo.

UnidenPrácticamente es la misma calidad que el Cobra, o sea malo.

Escort Passport 8500 http://www.escortradar.com

Ante la mala experiencia con los detectores cobra probé encargando vía internet el Passport 8500... otra calidad, está dentro de las marcas de elite en detectores, display de matriz de puntos, excelente detección de radar y laser, destaca la alta sensibilidad para la banda Ka, tiene muchas formas de configurarlo, eliminar bandas, frecuencia en GHz de la señal detectada, modo para detectar multiples bandas al mismo tiempo, indica en el display el voltaje del del vehículo. Desde que probé este detector el año 2000 nunca más tuve partes...

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Especificaciones: Banda X : 10.525 GHz +/- 25 MHz Banda K : 24.150 GHz +/- 100 MHz Banda Ka : 33.7 GHz +/- 1300 MHz Laser : 904 nm, ancho de banda 33 MHz.

Distancia de detección: - La banda K la he detectado a 2 Km y en caminos planos hasta 4 Km.

Recepción de radar: - Superheterodino, GaAS FET VCO. - Examinador discriminador de frecuencia. - Procesador de señal digital (DSP). Detección de laser: - Quantum Limited Video Receiver. - Múltiples sensores laser de alto rendimiento. Tipo de pantalla: - Matriz de textos de 280 led AlGaAS. - Barra gráfica, Medición múltiple, ó especifica frecuencia. - 3 niveles de atenuación. - Indica el voltaje de la batería del vehículo. Programación: - Indicación encendido. - Secuencia de encendido. - Indicación de señal. - Auto mute. - Tonos de audio. - Modos de sensibilidad en ciudad. - Brillo de pantalla. - Habilitar ó desabilitar bandas de radar y laser. Blindado para inmunidad a VG-2. Auto calibración de circuitos: - cada 8 minutos se chequea internamente. Safety Warning System (SWS): - 60 mensajes de textos.

Bueno... todo fue bonito hasta que me robaron uno en Calama y otro en Iquique... de allí salió la idea de dejar todo el chassis del vehículo con 25.000 Volts mientras esté la alarma de manera que el weón que toque el vehículo recibirá una gran descarga eléctrica...

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Valentine One http://www.valentine1.com

Este es el detector top, carcasa de magnesio, diseñado con tecnología militar, el más sensible detector de radar y laser, 2 antenas de radar, indica la dirección de la señal detectada... es más feo que el Passport 8500 pero muy resistente a las altas temperaturas del interior del vehículo, puedes configurar la banda Ku, aunque esta banda la usaron algunos fotoradares que ya no están en servicio. Creo que es el mejor detector de radar y laser de todo el mundo. Excelente experiencia con la detección de la pistola Laser Patrol, incluso más sensible que el jammer BEL Laser pro 904, el V1 detecta unos segundos antes que el jammer.

Especificaciones: Tipo de antena: High-efficiency double-ridged horn Frecuencias de operación: 10.500 - 10.550 GHz (banda X) 24.050 - 24.250 GHz (banda K) 33.400 - 36.000 GHz (banda Ka) 13.400 - 13.500 GHz (banda Ku): no es usada en U.S. - Se activa programando el V1. 820 - 950 nanometers (Laser) Voltaje requerido: 11.0-16.0 Volts DC tierra negativa.Consumo de corriente: 225 mA típico en standby, 425 mA en máxima condición de alertaDimensiones: 4.5 in. L x 3.6 in. W x 1.0 in. H. Peso : 181 g.Rango de temperatura: Operando: -20°C to +70°CGuardado : -30°C to +85°C

BEL Laserpro 904 http://www.beltronics.com

El jammer BEL Laserpro 904 es el mejor jammer que he probado, bloquea totalmente la lectura de la pistola Laser Patrol, la misma que usan los señores Carabineros. El BEL 904 son 6 unidades que se interconectan en el vehículo, 2 unidades frontales y una trasera, se ubican cerca de la patente y no pueden estar obtruidas porque necesitan tener la visión para detectar y emitir con los LED infrarrojos de gran potencia. Al hub se conectan los cables de las unidades remotas y la unidad central donde se enciende el equipo, se desabilitan los pulsos jammer, y se controla el volumen de la alarma, los led indican si la detección es frontal ó trasera.

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SENSOR TRASEROSensor infrarrojo + 8 LED

SENSORES DELANTEROS2 Sensor infrarrojo + 16 LED

HUB de conexionado 12 VDC, Sensores y Unidad Central

UNIDAD CENTRAL Indicación de alarma visual y sonora

Especificaciones: - Banda de operación : Laser 904nm, ancho de banda de 33 MHZ - Detección Laser : Quamtum Limited Video Receiver, Múltiples diodos sensores de laser (6 frontales y 3 traseros). - Transmisión Laser : Múltiples diodes bloqueadores de laser (16 frontales y 8 traseros) - Tipo de display : Led indicadores de alta visibilidad. - Alimentación : 12 VDC, tierra negativo. - Instalación : Recomendable personal que le pegue al "cocio".

Es muy importante que los ojitos queden bién nivelados a 0°, para ello viene un práctico nivel que facilita esta tarea.

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Prueba sin pistola laser:Para probar que los sensores emiten efectivamente la luz infraroja cuando detentan la pistola laser fué necesario construir un circuito en el protoboard con un circuito oscilador biestable que activa 4 LED infrarrojos comunes, a una frecuencia aprox. de 340 Hz, de esta manera los sensores detectarán una señal similar a los pulsos laser de la pistola, entoces el BEL 904 generará pulsos infrarrojos para bloquear la señal, estos pulsos jammer los capta la cámara de video Sony con visión nocturna infrarroja. En las siguientes fotos el jammer Rocky Mountain Black Widow y Phazer II siempre aparecen encendidos ya que siempre está emitiendo pulsos jammer, claro que son poco efectivos comparados con el jammer BEL904.

Estas pruebas se realizaron en Agosto 2002.

Prueba con pistola Laser Patrol:

Esta prueba se realizó con la Pistola Laser Patrol, la misma que usa Carabineros de Chile... gracias a la cooperación del compañero comunista Teófilo Olmos quién fué el encargado de realizar los pistoleos, comunicados por medio de radios Handy Motorola para la coordinación.

Fecha: 5 de Octubre de 2002.

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Hora: 3 am.Temperatura: 16°C.Pistola: Laser Patrol...

Especificaciones:- Distancia de detección máx: 500 m, min 10 m.- Logitud de onda: ?? (No está especificada en el manual, pero debieran ser 904 nm)- N° de pulsos por disparo: 40 pulsos cortos en 0.4 seg.- Error: +/- 3% de error en 100 km/h (Cumple la ley que exige el 3% de errror máximo).

Un detalle importante es que si el vehículo viene con las luces encendidas la distancia de detección de la pistola se reduce, sin luces la detección es de unos 400 m, con luces encedidas lo máximo que se pudo obtener es 283 m... mmm buen detalle, andar con las luces encedidas en el día aparte de ser seguro para la conducción, te sirve para acortar la distancia de detección de la pistola laser.

Resultados:Frontalmente el bloqueo fue 100% efectivo, la pistola laser patrol siempre quedó con el error E-14 "JAMMED", que en el manual dice: "Vehículo con sistema de perturbación laser ó con sistema de medición de distancia laser". El pistoleo por atrás no fué tan efectivo aprox 50%, después de varios reintentos si se obtuvo lectura de velocidad, esto se debe a que el sensor trasero no tiene regulación del ángulo, hay que ingeniarselas con golillas ó algo similar para que la unidad trasera del BEL 904 quede alineada a 0°... queda pendiente hacer la prueba con el sensor trasero alineado.

Conclusión:Estoy totalmente conforme con el Jammer BEL Laserpro 904, me ha salvado de inumerables pistoleos con laser en ciudad y carretera.

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Rocky Mountain Radar http://www.rockymountainradar.com

Con un precio similar a los jammer BEL y ESCORT, Rocky Mountain Radar es lo más malo en jammer que he probado, no entiendo cómo en las página web que promocionan sus productos certifican con datos de Universidades y testimonios que sus productos funcionan... Phantom, Phantom II, Phazer II, Black Widow:Pretenden bloquear el laser con sólo 2 LED, además nunca toman la secuencia de pulsos de la pistola, siempre están enviando una frecuencia que oscila entre 1 y 10 KHz este tipo de jammer es llamado "activo", los jammer de verdad llamados "pasivos", tienen 16 LED frontales que sólo se activan cuando detectan el laser ó mejor dicho la luz infrarroja de la pistola, y calculan la mejor forma de bloquear los pulsos.

La idea de los jammer activos es buena, de bajo costo porque no se necesita procesar ninguna señal de entrada, sólo hay que tener el circuito generador de pulsos, esto se puede hacer facilmente con un microcontrolador PIC, de hecho abrí la unidad central del Black Widow y usa el PIC16C54C, el reloj de 4 MHz está diseñado con una básica malla RC, y lo que hace el PIC es encender en forma secuencial los 8 LED para darle el toque de un scanner, y a cada unidad remota (frontal y trasera) le envía una secuencia de pulsos con una frecuencia variando entre 1 y 10 KHz, las unidades remotas son básicamente una antena de microondas y 2 LED infrarrojos, la idea es buena, enviar el llamado "ruido blanco" como lo llaman los Rocky Mountain, pero la verdad no es muy confiable, ya que sólo dificulta la medida de la pistola laser ó la de radar, pero no dá seguridad que bloquee efectivamente la pistola, en las pruebas con la pistola laser patrol de 5 disparos 1 obtuvo la velocidad del vehículo, pero no acortó el rango de la pistola como anuncian las web que venden esos productos.

Hace tiempo cuando todavía no manejaba los PIC, saqué los pulsos jammer del jammer Phantom, mediante un transistor de potencia trabajando en la curva de saturación para activar 20 LED infrarrojos comunes. Pistola laser Controlaser CL-150 de Silicon Heights Ltd.

Características: Rango máximo : de 150 a 250 m (depende de la reflectividad). Rango mínimo : 5 m. Rango de velocidad : +/-250 Km/h. tiempo de lectura : de 0.52 a 3 seg. Emisión del haz : 40 x 10 miliradians. Largo de onda laser : 950 nm.

Efectivamente se produjo un bloqueo de la lectura de la pistola laser, hasta cuando el vehículo se aproximó 30 metros, ahora esta pistola que la arrendé en el movicenter no es de las mejores, pero por lo menos sirvió para hacer pruebas. La verdad es que desde que uso el jammer BEL 904 he dejado de lado este proyecto, aunque ahora que menejo mejor los microcontroladores PIC tengo más recursos técnológicos para desarrollar un jammer Chileno. A lo mejor si consiguiera la Pistola Laser Patrol podría ser.

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Bueno, pasando a los llamados jammer Rocky Mountain Radar.

PhantomEs un detector de radar y laser, además trae un circuito que oscila entre 1 y 10 KHz, esa señal va a 2 LED infrarrojos conectados en serie, la misma señal a a una antena de microondas, la cual transmite una señal de microondas bajísima que supuestamente debíera barrer las frecuencias entre 10 y 36 GHz. Intermamente es un circuito electrónicamente discreto, los detectores cobra tienen mejor construcción y eso que son malos.Con las pruebas con la pistola Laser Patrol el Phantom no logró bloquear completamente la lectura, de cada 3 disparos y lo bloquea... no son para nada confiables, ya que son 2 miserables LED es dificil que haga algo más, además la genenarción de pulsos jammer lo hace siempre, por lo tanto no toma la señal detectada de la pistola para generar pulsos, el jammer y el detector están absolutamente separados. A lo mejor la idea del jammer activo ó sin retroalimentación era buena pero le faltaron potenciar los LED infrarrojos.

Phazer IIEl Phazer II es el segundo jammer probado, es la misma historia que el Phanton, pero este cuenta con sólo la epata de jammer, la antena pequeña antena de microondas y 2 LED infrarojos, la pistola laser es el mismo efecto que el Phantom. Tampoco es recomendable para comprar.

Black WidowEl Black Widow también es puro jammer una unidad para la parte frontal y otra para la parte trasera, cada unidad es igual a las anteriores del phantom y el phazer. Pagar más de 200 dolares por algo que no dá confianza no vale la pena.

... en proceso de actualización...

http://www.rodrigog.com/radar/index.htmRadar(VII): La electrónica de control

La electrónica en estos últimos 50 años ha evolucionado de una manera exponencial y totalmente desbocada. Las cosas nuevas de hoy mañana ya están desfasadas totalmente, inventos revolucionarios no les ha dado tiempo a salir al mercado ya que un nuevo invento mejor se ha impuesto sin tal siquiera dejar a este ser conocido.

Hasta finales de los años 70 la electrónica era pesada y grande, consumía grandes cantidades de energía y los sistemas autónomos eran muy voluminosos ya que solamente disponíamos de baterías de plomo (las de los coches de toda la vida) que son enormemente grandes y pesadas, y las pilas secas de carbón (las pilas de los juguetes

Page 18: Radar Láser I

también de toda la vida) que su capacidad de generar energía era bastante baja y limitada (en seguida se agotaban).

Pero la electrónica dio un salto de gigante cuando se lograron las primeras integraciones ¿y que es eso de la integración? Bueno, es simplemente hacer mas pequeño lo grande, lo que antes era componentes y componentes electrónicos la ciencia fue capaz de “integrarlos” en unas pequeñas “cápsulas” de silíceo que vulgarmente se denominan “chips” pero que a mi me gusta mas llamar “circuitos integrados” (IC).

NOTA: EL termino chip viene del ingles que significa “patata frita” y como los primeros circuitos integrados tenían esa forma (según dicen ellos, los americanos) pues así lo denominaron coloquialmente.

Los primeros circuitos integrados eran integraciones de circuitos simples, pero según ha ido pasando el tiempo estos circuitos cada vez se han ido haciendo más y más complejos en cada vez menos espacio.

Esto no solamente consiguió reducir los problemas de espacio, sino también el consumo de los mismos que cada vez eran menores, empezando a aparecer los primeros sistemas portátiles comerciales (mandos a distancia, radios muy pequeñas, etc) donde los aún obsoletos sistemas de baterías y pilas podían soportarlos.

Entonces allá por los principios de los años 80, comenzaron a aparecer comercialmente los primeros “circuitos integrados pensantes”, los microprocesadores.

LOS MICROPROCESADORES

En realidad los microprocesadores no piensan nada, son unos circuitos integrados muy complejos que permiten realizar operaciones muy complejas (la multiplicación por ejemplo es una operación muy compleja para un cacharro) y además son programables, es decir, podemos decirle lo que queremos que haga.

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Todos aquellos que sean de mi quinta recordarán el famoso spectrum con su microprocesador Z80, o el Commodore 64 con su 6502, o la serie 8080 y 8086 antepasados de los PCs. Esto fue un grandísimo avance en la electrónica.

Sin embargo estos cacharritos necesitaban de elementos auxiliares que seguramente a todos nos van a sonar, necesitaban de memorias, puertos, y una serie de elementos auxiliares para funcionar, eran como un director de orquesta que necesitaba una orquesta a la cual dirigir. Juntando todos estos elementos, empezaron a aparecer los primeros ordenadores.

Los primeros ordenadores, como los citados antes, eran una placa bastante grande, no existían aún cosas como los discos duros, y se encontraban llenos de “chips” que acompañaban al microprocesador. Entonces se empezaron a crear lenguajes para hablar con estos cacharros y decirles lo que queríamos que hiciesen. Al principio de los tiempos estaba el lenguaje máquina, ese lleno de 1 y 0 en los antediluvianos ordenadores, recordemos las tarjetas perforadas donde un agujero era un 1 y un no agujero era un 0, totalmente ininteligible para el ser humano,

Pero con la aparición de los microprocesadores, pronto surgió el llamado lenguaje ensamblador, que aún siendo un lenguaje muy básico ya era bastante mas fácil de manejar que esos 1 y 0 que no entendía nadie, y posteriormente aparecieron los lenguajes de nivel superior que todos hemos oído hablar, desde el Basic, hasta los últimos lenguajes como el C++ o Visual Basic, pero de eso entienden los informáticos, yo como que poquito. En realidad un programa para un microprocesador no es mas que una especie de “lista de cosas a hacer” que el microprocesador va leyendo, y va actuando según le hemos dicho en esa lista, como vemos “el microprocesador no piensa, solo es un tonto que hace las cosas muy deprisa”.

Pero estos sistemas de ordenador todavía eran muy grandes para obtener sistemas portátiles avanzados, entonces la integración siguió avanzando, y logro meter todo lo que era un “pequeño ordenador” en un circuito integrado, habían nacido los microcontroladores.

MICROCONTROLADORES

Un microcontrolador no es ni más ni menos que un microprocesador, una memoria RAM, una memoria fija donde suele ir esa “lista de la compra” llamada programa, y una serie de entradas y salidas para interaccionar con el mundo exterior todo integrado en un IC.

En la electrónica de control estos cacharritos ya nos pueden ser de gran utilidad, sobre todo en sistemas pequeños donde por tamaño no se puede meter un PC tradicional, o una placa de microprocesador estándar. Los microcontroladores se han diseñado para

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una utilización general (por ejemplo los famosos PIC) y existen otros más específicos diseñados para ser utilizados en un equipo especial.

Paremos un momento en el microcontrolador, como ya hemos dicho es un circuito integrado que se puede programar para que haga lo que queremos. Un sistema como este podría servir para el diseño de control de un detector de radar.

Antes de entrar más en la materia, diré que cada casa, cada empresa, tiene sus propios diseños y que utilizan distintas soluciones para crear sus propios equipos, por lo que a lo mejor un tipo de detector usa un microcontrolador, otro usa una PAL (ya veremos que es eso), otro híbridos… no hay nada fijo ni preestablecido.

Recordemos de los artículos anteriores, las cosas que tenían que controlar nuestro sistema de control, prácticamente era el oscilador local de frecuencia variable del receptor, la ganancia de los amplificadores y la señal final que pasó por todas las FI.

Vemos que nuestro microcontrolador tiene que manejar:

- Frecuencia del oscilador sintonizador- Ganancia del amplificador 1

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- Ganancia del amplificador 2- Ganancia del amplificador 3

Y recibe como toma de datos:

- Señal de presencia de señal de radar (1 o 0)- Nivel de señal detectada

NOTA: Nos hemos inventado una “cajita negra” denominada “demodulador

455KHz“que lo que hace es coger la señal de 455KHz y convertirla en 2 señales, una indica que hay presencia de señal radar y otra que indica el nivel (lo fuerte que se recibe) que tiene esa señal. Lo que hay dentro de la cajita por ahora no nos importa.

Pero el microcontrolador también tiene que interactuar con el mundo exterior, y el mundo exterior somos los usuarios. Ya estamos acostumbrados a que nuestros ordenadores no hablen a través de pantallas, lucecitas, displays, o pitidos.

Así mismo nosotros disponemos de la posibilidad de establecer una serie de configuraciones (que ya han sido los menús previamente programados por el programador original) como niveles de sonido, sensibilidad, brillo del display, acotación de bandas, etc.

Entonces nuestro microcontrolador también tiene una serie de entradas desde el mudo exterior, por ejemplo:

DISPLAY Y PITIDOS

Aquí si que cada casa puede utilizar lo que quiera, desde los detectores mas simples que solo vienen 2 pulsadores y una lucecita con un pito, hasta autenticas PDAs que interaccionan con el microcontrolador para hacer las cosas mas enrevesadas.

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Como el fin del artículo es solo dar una idea de cómo se mueve el mundo del control electrónico, voy a definir un sistema simple, un display un pito y una botonera de opciones (parecido a mi X50 por ejemplo).

Botonera: Son un conjunto de pulsadores (en mi caso 2) que sirven para poder cambiar la sensibilidad del detector, la luminosidad del display y apretando los 2 a la vez, acceder a un menú de configuración.

Físicamente, solo se tratan de 2 pulsadores conectados a unas entradas del microcontrolador de tal manera que si pulso uno, otro o los dos, el microcontrolador sabe que he pulsado el botón A, B o los 2 a la vez, y ya está, hasta ahí todo muy fácil.

La dificultad reside en el programa, en esa “lista de acciones” que el programador ha dejado memorizado dentro del microcontrolador, por ejemplo podría haber dejado programado lo siguiente:

1. Si se pulsa A subir el brillo del display 1 punto2. Si se vuelve a pulsar A subir otro punto3. Si se sigue pulsando A y hemos llegado al máximo de brillo, bajar el brillo a cero4. Si se sigue pulsando A volver al paso 1.

Igualmente la “lista de acciones” o programa, si pulsamos el botón B.

1. Si se pulsa B aumentar la sensibilidad 1 punto2. Si se vuelve a pulsar B aumentar la sensibilidad 1 punto3. Si se sigue pulsando B y se llega al máximo, bajar la sensibilidad al mínimo4. Si se sigue pulsando B pasar al paso 1

Está claro que los acostumbrados a programar, o que han hecho algún programilla en Basic esto les resultará un poco ridículo, pero para los mas profanos creo que queda bien claro que hace el microcontrolador, los botones, y como interactuamos con el cacharro.

Display: Existen microcontroladores que pueden conectarse directamente a un display, aunque lo habitual sea que se necesite una “cajita negra” entre medias para hacerlo, los denominados “interfaces” pero no entremos en detalles con ellos.

En el display se muestra todo lo que el microcontrolador quiere que se muestre, si apretamos A (control de brillo del display) el microcontrolador manda una señal para que el brillo suba o baje según se lo decimos con el pulsador A.

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Igualmente, cada cosa, opción que se quiera, el microcontrolador lo mandará a través del bus de datos del display para que se muestren allí.

Pito: Una señal del microcontrolador hace que un pito suene cuando nosotros queramos, cambiemos de función, detectemos algo, etc.

Con todo esto, vamos a realizar un sistema de control, que podría ser tal y como se muestra:

Estos sistemas son tan sumamente adaptables, que como ya he dicho, cada fabricante utilizará su imaginación para desarrollar estos sistemas. Pero vamos con nuestro sistema, haremos un simulacro de funcionamiento, para darnos una idea de cómo funciona esto.

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SIMULACRO DE FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE DETECCION DE

PERICOGONOPERRO

Como hemos dicho que cada uno tiene su truco y sus sistemas, yo llamó a este sistema el sistema de detección de pericogonoperro, así que sin más historias cojamos nuestra imaginación y hagamos funcionar el esquema anterior.

Encendemos nuestro equipo, lo primero que hace el microcontrolador es mirar en su memoria fija (donde está el programa) como tiene que configurar el detector. Lee que tiene que escanear una banda P (P de Pericogonoperro) con una sensibilidad máxima, el display con máximo brillo y mostrar la frecuencia detectada cuando se detecte en el display con un numerito.

Por lo tanto el microcontrolador lo primero que hace es mandar una señal de brillo al display y ponerlo al máximo, luego configura las ganancias 1, 2 y 3 para obtener la máxima sensibilidad, comprueba (constantemente) que los pulsadores A y B no se encuentran pulsados, ya que si alguno estuviese pulsado sería señal que el usuario quiere cambiar algo, y comienza a variar la frecuencia del oscilador local variable, a la vez que “escucha” la señal “señal SI/NO” que en cuanto se ponga “SI” quiere decir que algo ha detectado.

El equipo está funcionando, el oscilador local es variado por la señal de control del microcontrolador dentro de la banda P, y al mismo tiempo está escuchando, mientras no se detecte nada, ni se pulsen A o B o ambos, el equipo va a su bola escuchando toda la banda P a ver si caza algo.

De repente la señal SI/NO se activa (que es cuando el receptor superheterodino ha captado una señal de RF correspondiente a la banda, en este caso la banda P). Entonces el microcontrolador para rápidamente el escaneo por lo que deja el oscilador local a una frecuencia fija que es en la que ha detectado algo. A continuación comprueba el nivel de la señal detectada.

En cuanto ha hecho estas comprobaciones rápidamente activa la señal pito, el pito empieza a pitar con una cadencia (repetición) directamente proporcional a la señal del nivel señal detectada, así que contra mas alta sea esta señal (mas cerca del radar estamos) mas rápidos serán los pitidos generados por el detector.

Así mismo, el microcontrolador comprueba que tensión o señal se le ha mandado al oscilador local variable, sabiendo este dato el microcontrolador es capaz de calcular que frecuencia es la que se ha detectado y por el que la señal SI/NO se ha activado. Esta frecuencia se traduce a un número y se manda por el bus “datos display” donde aparece en el display el número correspondiente a la frecuencia detectada.

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Una vez que se deja de detectar esa señal de radar el sistema vuelve automáticamente a la situación inicial, volviendo al escaneo. Recordar que todos estos pasos el microcontrolador los realiza tan sumamente rápido que a nosotros nos parecería que los hace instantánea y simultáneamente.

Bueno, así muy por encima hemos visto como un sistema de control puede “controlar” un hipotético detector de radar.

LOGICA PROGRAMABLE, PAL Y OTROS CUENTOS

Pero la evolución de la electrónica no cesa, y cada vez se inventan nuevos elementos que facilitan, o abaratan los costes de fabricación para que cada vez estos equipos sean más económicos al usuario final.

Existen actualmente muy evolucionados los PAL, lógicas programables que no son ni más ni menos que “circuitos integrados a la carta” que se utilizan cuando se va a trabajar un sistema especializado, y este integrado se realiza para esta función específica. Sin que me crucifiquen porque nada tiene que ver, pero diremos que se pueden diseñar sistemas que sustituyan a los microcontroladores y para la fabricación en serie pueden resultar más económicos, pero solo quiero mencionarlos sin decir nada más de ellos.

FINAL

Y hasta aquí se acaba la serie dedicada a los radares, y detectores de radar, creo que el nivel es lo suficientemente elevado para entender un poco este mundo y lo suficientemente claro y simple para que todo el mundo lo entienda independientemente de sus conocimientos técnicos.

Un saludo para todos los que habéis seguido estos artículos y encantado si os han servido de algo.

Articulos relacionados

Radar(I): Introducción y generalidadesRadar(II): Ondas electromagnéticas, efecto DopplerRadar(III): Aplicación del efecto Doppler, microondasRadar(IV): Antenas, guiaondas y otros menesteresRadar(V): Mezclando frecuenciasRadar(VI): Amplificaciones y osciladoresRadar(VII): La electrónica de control

junio 3rd, 2008 Escrito por Pericogonoperro a las 12:00am | Tecnica | 10 comentarios

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10 comentarios » 1. Chapeau!

Sólo un detalle: Hoy en día casi todos los detectores utilizan un CI en la última fase (2ª FI, y RSSSI). Es mucho más barato y con resultados probados. Por ejemplo, el viejo TDA7010 puede hacerlo por menos de 1$ con una sensibilidad de 1.5uV y apenas componentes externos.

Además, ni tan siquiera hace falta la salida de demodulación en éste caso.

Comentario by SDS | Martes, 3 junio 2008

2. @SDS: Pues si, ha quedado una serie de articulos tecnicos sobre ese tema muy muy buena. Ya me gusta.

Comentario by Alvaro | Martes, 3 junio 2008

3. Muchas gracias por los elogios… efectivamente SDS, la tendencia de todo es acabar haciendo una “cucarachita” que nos haga todo… acuérdate sino como era una televisión hace 20 años (daba miedo mirar dentro) y ahora, la pantalla y 2 ICs… por eso ya no se arreglan los cacharros… sale mas barato tirarlos a la basura y comprar uno nuevo que no pagar un montón de euros la hora a un señor para que los repare…

Pero si he logrado que alguien se entere de la “magia” que hay dentro de un cacharro aunque sea por encima, me doy por satisfecho

Comentario by Pericogonoperro | Martes, 3 junio 2008

4. @Pericogonoperro: Estan muy pero que muy bien y sobretodo que esperemos que el google los pille bien para que quien busque información al respecto los pueda encontrar facilmente.

Comentario by Alvaro | Martes, 3 junio 2008

5. A mí me parecen fenomenales. Lo explicas de tal forma que el nivel es completo, pero “entendible”. Eso es difícil de conseguir.

Comentario by SDS | Martes, 3 junio 2008

6. @SDS: Completo, entendible, y sobretodo que se deja leer hasta el final y no pasas del articulo en la tercera linea.

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Comentario by Alvaro | Martes, 3 junio 2008

7. Mis felicitaciones al autor de la serie de artículos.Como bien decís, el nivel técnico es suficiente sin llegar a ser “espeso”Creo que es lo mejor que se puede ver por toda la red a día de hoy sobre “las tripas” de los equipos detectores de rádar.Enhorabuena!!

A ver si un día es posible otro sobre como minimizar la detección de los copys por los Rdd´s

Comentario by Luis G. | Jueves, 5 junio 2008

8. Muy bueno, me siento satisfecho y emocionado de haber entendido el tema. Además te agardesco pues observo que se puede adaptar para un detector de metales, que es lo que quiero realizar. Repito muy buena la explicacion, hace bastante buscaba entender el heterodinaje y aqui lo entendí perfecto y con diagramas de bloques que facilitan más el aprendizaje.

Comentario by Luis Ernesto Amézquita | Martes, 7 abril 2009

9. excelente aporte y Muy buen artículo que muestra en detalle sin ser muy denso el complicado mundo de los radares.

Comentario by Roberto Aránguiz. | Martes, 6 octubre 2009

10. EXCELENTE

Comentario by Arturo Pérez | Martes, 23 febrero 2010

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RADAR DE ULTRASONIDOS PARA MODELISMO RC O ROBÓTICA

En las aplicaciones de modelismo o robótica, a veces es necesario disponer de un sistema de

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control de altura o de distancia. En concreto puedo citar tres casos: controlar la distancia a una obstáculo de un vehículo automático, la altura de vuelo de un helicóptero de RC, la altura de un dirigible de helio y la distancia al fondo de un submarino.

El sistema propuesto es un "radar" de ultrasonidos, capaz de ser preajustado a una cierta distancia, y que pueda actuar sobre un servo en caso de que dicha distancia se supere, o en caso de control inverso, se baje de ella.

Ya sé que actualmente existen kits y módulos muy económicos que efectúan estas funciones, pero a menudo necesitan conectarse a placas de microprocesador (que en modelismo sería un problema) y, por otra parte, siempre he preferido desarrollar los circuitos personalmente, porque se adaptan mejor a casos concretos, y porque con su construcción se llegan a entender mucho mejor los principios de funcionamiento.

Para efectuar la función propuesta desarrollé una serie de circuitos independientes, con la idea de acoplarlos posteriormente en una sola placa.

1) Circuito Oscilador-Emisor de Ultrasonidos

El circuito debe ser capaz de excitar un transductor de ultrasonidos estandar de 40 Kc. En concreto, para estas pruebas he utilizado un pack formado por dos transductores piezoléctricos de la marca Ariston, el SCS-401A como emisor y el SCM-401A como receptor. Los transistores son de tipo corriente de señal PIHER SC107, ya que pese a ser antiguos dispongo de un cierto número de ellos, aunque pueden ser sustituidos por cualquier tipo NPN actual. Y en cuanto a las puertas NAND, son de un CMOS 4093, aprovechando su característica Trigger Schmitt.

La primera prueba la realicé utilizando el archiconocido NE 555 como oscilador y una de las cuatro puertas NAND del 4093 para controlar el paso de señal hasta el transductor.

El impulso de control es diferenciado por una red condensador-resistencia, cuyo pico positivo activa la entrada 1 de la puerta. En el momento que la salida del 555 activa también la entrada 2, aparece en la salida un breve pico de señal de 40 khz. que ataca directamente en transductor con una señal cuadrada de 5 Vpp.

Primer circuito emisor de ultrasonidos

Las formas de onda del circuito se muestran a continuación. Para un valor de C=47Kpf y de R=10Kohm, el tren de impulsos de salida es de unos 7 ciclos.

Formas de onda del circuito 1

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Variando un poco el circuito se pudo prescindir del NE 555. La disposición mostrada abajo es un oscilador hecho con dos puertas NAND 4093. Utilizando las otras dos disponibles dentro del mismo integrado como push-pull para atacar el transductor, esta vez con una tensión pico a pico de 10 Volts, doble de la anterior, con una potencia de salida 4 veces superior.

Observar que en este caso, no hay diferenciador RC para limitar la anchura del tren de impulsos, puesto que me he dado cuenta que en la señal de rebote lo que importa es el flanco frontal, y éste es siempre más consistente con señales de más duración.

Segundo circuito emisor de ultrasonidos

Una tercera evolución del circuito oscilador utiliza un transistor del tipo 2SC233, con la salida sintonizada a 40 Khz. mediante un choque de 1mH y la capacidad del propio transductor. En este caso, y siempre con una alimentación de 5 Volts, las señales de salida alcanzan los 40 Vpp, suministrando una potencia 64 veces mayor que el primer circuito.

Las características del fabricante especifican que la tensión máxima de funcionamiento del

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transductor emisor es de 20 volts para señales continuas. Pero en nuestro caso, con trenes de impulsos que pueden variar entre 0,5 y 2 milisegundos, de cada 20, es decir, con un tiempo de funcionamiento máximo de sólo el 10% del total, no hay inconveniente en subir la tensión hasta el valor antes citado.

Tercer circuito emisor de ultrasonidos (definitivo)

2) Circuito Receptor de Ultrasonidos

El receptor tiene la misión de amplificar y detectar los ecos ultrasónicos rebotados por el suelo o los objetos frontales. El primer circuito ensayado estaba formado por un primer paso amplificador sintonizado a 40 Khz de altísima ganancia en tensión (150 veces), seguido de un segundo paso de configuración clásica y un detector-doblador con diodos de germanio.

Este receptor dispone de un control automático de ganancia formado por el último transistor, cuya salida ataca un filtro en forma de T, constituido por dos condensadores de 1Kpf y un transistor actuando como resistencia atenuadora variable.

La salida real del circuito, que es la envolvente de la señal recibida, se conectará al módulo denominado "Detector de Intervalo", que explicaremos más adelante.

Primer circuito receptor de ultrasonidos

El segundo circuito receptor es mucho más sencillo que el anterior, ya que durante las pruebas, y por el hecho de utilizar el transmisor más potente, un segundo paso amplificador se reveló innecesario, así como el control automático de ganancia, puesto que al trabajar con flancos de subida, la posible distorsión que se produzca a causa de la saturación de primer paso receptor, no es importante.

Segundo circuito receptor de ultrasonidos (definitivo)

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3) Circuito Detector de Intervalo

Este circuito es de gran importancia para el montaje, ya que partiendo del flanco de subida del impulso de mando (que detecta mediante la red C-R de entrada de 680 pf y la resistencia de 100 K ohms), y la señal de procedente del receptor, que estará desfasada en el tiempo con la anterior proporcionalmente a lo que haya tardado el eco en ir y volver, nos proporciona una salida de nivel de continua igualmente proporcional a este tiempo.

Esto se consigue mediante un biestable construido con dos puertas NAND 4093, que es llevado a nivel 1 por el flanco de subida del impulso de control, y es puesto de nuevo a 0 por la señal del receptor. El tiempo que el biestable estará en 1 será por lo tanto el que tarde el eco en ir y volver. A continuación, el doble filtro RC de salida con valores de 10 K ohms y 100 microfaradios, convertirán estos impulsos de duración variable en el nivel de continua necesario para activar el siguiente módulo.

Circuito del detector de Intervalo

4) Circuito Modulador de Impulsos de Telemando

Éste fue sin duda el circuito que me dio más quebraderos de cabeza, ya que su misión era la de "modular en tiempo" el impulso de control de telemando, que será el que controle el servo final. Después de varias pruebas infructuosas, por fin di con una configuración muy sencilla pero funcional.

Este circuito básico es capaz de crear una modulación positiva o negativa (dependiendo de la posición de los conmutadores). Es decir, puede alargar o acortar en un cierto porcentaje el impulso de entrada.

El funcionamiento es el siguiente:

a) Los impulsos de entrada aparecen en A.

b) En caso de querer producir una modulación negativa, sólo actuaremos sobre en interruptor 1, dejando siempre el 2 abierto. En B podemos observar la diferencia de tensiones del punto B,

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dependiendo de si en interruptor 1 está abierto (posiciones 1, 4 y 5) o cerrado (2 y 3). En el primer caso, las tensiones de las dos entradas del primer NAND son las mismas a lo largo del tiempo, y por lo tanto los impulsos invertidos de C serán iguales a los de entrada y la segunda puerta NAND actuará sólo como inversor, restituyendo en la salida los impulsos positivos. En el caso de que el interruptor 1 esté cerrado, la constante formada por R1 y C1 producirá un "retraso" de subida del valor de la tensión en la entrada B, con lo que el impulso de salida de esta puerta será de menor duración que la entrada.

Esta secuencia la podemos observar en la salida E, en que los impulsos que no experimentan variación están marcado en rojo y los modulados negativamente en verde.

Circuito modulador de impulsos de telemando

c) En caso de querer producir una modulación positiva, actuaremos en cambio sólo sobre en interruptor 2, dejando siempre el 1 abierto. En D podemos observar la diferencia de tensiones del punto D, dependiendo de si en interruptor 2 está abierto (posiciones 1, 4 y 5) o cerrado (2 y 3). En el primer caso, las tensiones de las dos entradas del segundo NAND son las mismas a lo largo del tiempo, y por lo tanto los impulsos invertidos de E serán iguales a los de entrada. En el caso de que el interruptor 2 esté cerrado, la constante formada por R2 y C2 producirá un "retraso" de subida del valor de la tensión en la entrada D, con lo que el impulso de salida de esta puerta será de mayor duración que la entrada.

Esta secuencia la podemos observar en la salida E de la parte inferior del gráfico, en que los impulsos que no experimentan variación están marcado en rojo y los modulados positivamente en azul.

En resumen, observamos que la variación la negativa se efectúa a partir del flanco de entrada de la señal de mando, y la positiva a partir del de salida. Son por lo tanto una resta y una suma a la señal original, que con independencia de su duración previa, quedará disminuida o

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aumentada en consecuencia.

Bien, después de construir un circuito provisional sobre una placa de CI estándar y comprobar que cumple con las predicciones teóricas, pasaremos a evaluar las 4 necesidades básicas que podemos tener:

- I) Controlar una altura o distancia máxima, y producir modulación negativa cuando se supere.

- II) Controlar una altura o distancia máxima, y producir modulación positiva cuando se supere.

- III) Controlar una altura o distancia mínima, y producir modulación negativa cuando se baje de ella.

- IV) Controlar una altura o distancia mínima, y producir modulación positiva cuando se baje de ella.

El circuito definitivo para conseguir estas opciones, queda entonces así:

Circuito definitivo del modulador de impulsos de telemando

El nivel de tensión continua procedente del detector de intervalo pasa a través de una resistencia variable de 100 k, que permite establecer a qué altura se efectuará el disparo del circuito. Los dos primeros SC107 actúan en realidad como inversores para suministrar señales invertidas al conmutador de ajuste de altura máxima o altura mínima.

El tercer transistor actúa como interruptor del condensador de modulación, que en este caso es común para la modulación negativa y positiva, estableciendo la opción mediante otro conmutador.

El ajuste de la modulación se efectúa con sendas resistencias variables de 15 Kohms.

Una vez montados todos los módulos sobre un mismo circuito impreso, pruebo el dispositivo y observo que funciona perfectamente, pudiendo regular la distancia o altura de activación entre 20 cm. y 2 metros. Permitiendo una modulación de impulsos ajustable entre 0,05 y 0,8 milisegundos, más que suficiente para la corrección del movimiento del servo.

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5) Circuito de Filtro de Alimentación

Sobre este tema sólo queda comentar el filtro de alimentación, necesario para que los transitorios creados por los servos no afecten a nuestro circuito:

Circuito de filtro de alimentación 

Vista ampliada del Radar de Ultrasonidos, listo para funcionar y con un servo conectado

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Efecto "Fantasma"

Mientras estaba trabajando en el circuito, y comprobaba el comportamiento de las señales de ultrasonidos emitidas y los ecos recibidos, en la pantalla del osciloscopio, pude observar un extraño efecto.

A veces la imagen era como la de la parte superior del dibujo. Totalmente correcta. En que se ve la la señal o impulso de origen y lo ecos rebotados por los obstáculos de distintos tamaños y situados a diferentes distancias del emisor.

Otras veces, en cambio, me aparecía una perturbación en forma de caótico espectro de ecos variables que no seguían ningún patrón determinado. Una imagen que se movía como los "fantasmas" de efectos especiales de las películas de terror. Algo así como el dibujo de la parte inferior.

Dibujo de oscilogramas para visualizar el "Efecto Fantasma"

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... Hasta que pude entender, que tales ecos aleatorios estaban provocados por el aire caliente y turbulento procedente de una estufa de gas butano. Ya que tal fenómeno sólo se manifestaba cuando estaba encendida y los trasductores piezoeléctricos se dirigían hacia ella.

Es un efecto curioso provocado sin duda cuando las diferencias térmicas entre distintas zonas de aire crean grandes coeficientes de difracción, que llegan incluso a producir auténticas "reflexiones" como las provocadas por un objeto sólido.

Algo parecido ocurre en el mar con las capas de brusca transición térmica, que desvían los haces de los sonares y permiten que un submarino pueda "ocultarse" debajo de una de estas capas, a salvo de ser detectado por los buques de superficie.

Pienso que, tal vez, este efecto podría utilizarse en ciertas condiciones para "visualizar" los movimientos de aire frente al observador. Podría ser un buen proyecto para abordar cuando disponga de más tiempo.

http://sites.google.com/site/anilandro/03000-radar-ultrason