Proyecto MIMOV de teleasistencia y geolocalización de un alumno con necesidades educativas especiales asociadas a una parálisis cerebral. IES PAU CASESNOVES Inca (Mallorca). La tecnología AGPS (Assisted Global Positioning System)

3 10 2013

Un sistema GPS (Global Positioning System) o Sistema de Posicionamiento Global es un sistema compuesto por un lado por una red de 30 satélites denominada NAVSTAR, situados en una órbita a unos 20.000 km. de la Tierra, y por otro lado por unos receptores GPS, que permiten determinar nuestra posición en cualquier lugar del planeta, bajo cualquier condición meteorológica. La red de satélites es propiedad del Gobierno de los Estados Unidos de América y está gestionado por su Departamento de Defensa (DoD). El GPS convencional presenta dificultades a la hora de proporcionar posiciones precisas en condiciones de baja señal. Por ejemplo, cuando el aparato está rodeado de edificios altos (como consecuencia de la recepción de múltiples señales rebotadas) o cuando la señal del satélite se ve atenuada por encontrarnos con obstáculos, dentro de edificios o debajo de árboles. De todos modos algunos de los nuevos aparatos GPS reciben mejor las señales de poca potencia y funcionan mejor en estas condiciones que aparatos más antiguos y menos sensibles.
Además, la primera vez que los receptores GPS se encienden en tales condiciones, algunos sistemas no asistidos no son capaces de descargar información de los satélites GPS, haciéndolos incapaces de funcionar, triangular o posicionarse hasta que se reciba una señal clara durante al menos un minuto.
El dispositivo MIMOV que vamos a integrar como complemento a las nececidades educativas especiales del alumno de nuestro instituto dispone de la posibilidad de usar un GPS en su versión básica o si la tarjeta SIM dispone de acceso a datos usar la tecnología A-GPS.
Nosotros nos hemos decidido por esta última opción para geolocalizar de manera más rápida y efectiva al dispositivo y evitar el denominado primer posicionamiento o posicionamiento inicial (del inglés TTFF (Time To First Fix), que suele ser muy largo en general, incluso según las condiciones, de minutos.
El acrónimo A-GPS deriva de los términos ingleses Assisted Global Positioning System, es decir, GPS asistido, y se suele usar en teléfonos y dispositivos móviles. El desarrollo de A-GPS fue acelerado por requerimiento del servicio de emergencias E911 (similar al 112 europeo) de la FCC estadounidense, el cual requiere la posición de un teléfono móvil en caso de que realice una llamada de emergencia.

El sistema A-GPS fue introducido para mejorar el funcionamiento del GPS interno de los terminales y puede solucionar estos problemas de diversas formas mediante el acceso a un Servidor de Asistencia en línea (modo “on-line”) o fuera de línea (modo “off-line”). Los modos en línea acceden a los datos en tiempo real, por lo que tienen la necesidad de tener una conexión de datos activa con el consiguiente coste de la conexión. Por contra, los sistemas fuera de línea permiten utilizar datos descargados previamente.

Por tanto, algunos dispositivos A-GPS requieren una conexión activa (modo en línea) a una red celular de teléfono (como GSM) para funcionar, mientras que en otros simplemente se hace el posicionamiento más rápido y preciso, pero no se requiere conexión (modo fuera de línea). Los dispositivos que funcionan en modo fuera de línea (“off-line”), descargan un fichero mientras tienen acceso a la red (ya sea a través de una conexión de datos GPRS, Ethernet, WIFI, ActiveSync o similar) que se almacena en el dispositivo y puede ser utilizado por éste durante varios días hasta que la información se vuelve obsoleta y se nos avisa de que es preciso actualizar los datos o en lugares sin conexión de datos.

En cualquier caso, el sistema de GPS asistido utilizará los datos obtenidos, de una u otra forma, de un servidor externo y lo combinará con la información de la celda o antena de telefonía móvil para conocer la posición y saber qué satélites tiene encima. Todos estos datos de los satélites están almacenados en el servidor externo o en el fichero descargado, y según nuestra posición dada por la red de telefonía, el GPS dispondrá de los datos de unos satélites u otros y completará a los que esté recibiendo a través del receptor convencional de GPS, de manera que la puesta en marcha de la navegación es notablemente más rápida y precisa.

Por tanto:

Cuando trabajamos en modo en línea (“on-line”):

  • El servidor de asistencia puede hacer saber al teléfono su posición aproximada, conociendo la celda de telefonía móvil por la que se encuentra conectado a la red celular
  • El servidor de asistencia recibe la señal de satélite perfectamente, y posee grandes capacidades de cómputo, por lo que puede comparar señales recibidas procedentes del teléfono y determinar una posición precisa para informar al teléfono o a los servicios de emergencia de tal posición.
  • Puede proveer datos orbitales de los satélites GPS al teléfono, haciéndolo capaz de conectarse a los satélites, cuando de otra manera no podría, y calcular su posición de manera autónoma.
  • Puede tener mejor conocimiento de las condiciones ionosféricas y otros errores que podrían afectar la señal GPS que el teléfono, dotándolo de un cálculo más preciso de su posición.

Como beneficio adicional, puede reducirse tanto la utilización de CPU como la cantidad de líneas de código que se necesiten calcular por parte del teléfono, ya que muchos procesos se realizan en el servidor de asistencia (no es una gran cantidad de procesamiento para un receptor GPS básico

Cuando trabajamos en modo fuera de línea (“off-line”):

  • El teléfono obtiene su posición aproximada conociendo la celda de telefonía móvil por la que se encuentra conectado a la red celular y se la entrega al sistema integrado en el dispositivo.
  • El GPS asistido, que habrá obtenido previamente del servidor de asistencia los datos, determina qué satélites tenemos encima y obtiene la posición completando los datos parciales que recibe el receptor GPS convencional.
Los beneficios del GPS Asistido son muchos: la localización de satélites mucho mas rápido que con el GPS tradicional, necesidad menor de señales fuertes provenientes de los satélites al inicio de la navegación, también puede reducirse tanto la utilización de CPU como la cantidad de cálculos que se necesiten por parte del teléfono, ya que muchos procesos se realizan en el servidor de asistencia, con el consiguiente ahorro de batería.
El principal inconveniente de esta nueva tecnología es que la información que nos llega del servidor externo lo hace mediante tráfico de datos. Los dispositivos A-GPS requieren una conexión activa a una red celular de teléfono (3G,GPRS) para funcionar, por lo tanto, hay que tener una tarifa de datos contratada con tu operador para controlar el gasto




Proyecto MIMOV de teleasistencia y geolocalización de un alumno con necesidades educativas especiales asociadas a una parálisis cerebral. IES PAU CASESNOVES Inca (Mallorca)

30 09 2013

Mucho se teoriza sobre la capacidad de las ayudas técnicas e informáticas para adaptarse a los formatos de la actividad escolar e incidir positivamente en el proceso de enseñanza y aprendizaje de los niños y jóvenes con necesidades educativas especiales, sin embargo, al descender a la práctica cotidiana, vemos que no es sencillo encontrar las ayudas adecuadas a cada necesidad.

Un concepto más amplio y complementario del Diseño Universal (Mace et al., 2002) es el paradigma tecnológico emergente denominado Inteligencia Ambiental (IST Advisor Group, 2003). Supone ofrecer a las personas con discapacidad un entorno de convergencia tecnológica ubicua y con interfaces fáciles. Implica diseñar la TIC de tal forma que éstas tengan en cuenta la presencia de la persona y la situación en la que se encuentra, adaptándose y respondiendo a sus necesidades, costumbres y emociones. Es sin duda una bonita utopía en la que cada vez trabajan más personas, institutos y universidades.

De la Inteligencia Ambiental destacamos tres características: Ubicuidad, que le permite acompañar al usuario allá donde esté (hogar, escuela, medio de transporte, hospital, en movimiento por la calle, etc), Invisibilidad, por la posibilidad de pasar desapercibida en el medio físico e Inteligencia por la capacidad para adaptarse a las preferencias de la persona. Con una perspectiva humanista frente al común determinismo tecnológico.

Cuando nos dijeron que empezaba en primero de ESO un alumno con necesidades educativas especiales asociadas a una parálisis cerebral que se desplazaba en silla de ruedas, decidimos en el Departamento de Electricidad, con la colaboración del departamento de Orientación, y el decidido apoyo del equipo directivo del IES Pau Casesnoves (Inca. Mallorca) encontrar las ayudas técnicas que solventaran las necesidades del alumno y extenderlas a todos los entornos del mismo, tanto educativo como personal.

El proyecto MIMOV consiste en la adaptación a la silla de ruedas de un dispositivo de teleasistencia con la auxiliar técnica educativa asignada a nuestro centro educativo y la geolocalización e intercomunicación con la familia tanto en el ámbito educativo como en su entorno fuera del instituto.

Integraremos y adapteremos un dispositivo MIMOV de la empresa valenciana SAI Wireless especializada en la creación, el desarrollo y la integración de productos y servicios para el sector e-Health en movilidad. Fundada en 2002 y con personal altamente cualificado, SAI Wireless dedica gran parte de sus recursos a la innovación e investigación. En continuo contacto con todos los actores del sector, combina estos dos conceptos para desarrollar los servicios más adecuados dotados de las tecnologías más innovadoras. SAI Wireless dispone de los certificados de calidad ISO/IEC 27000 and ISO/IEC 20000 y del sello Chineka, que certifica la buena gestión de la compañía en la colaboración con China en proyectos internacionales. Es proveedor oficial de la ONU con número 164890.

COMPONENTES DE MIMOV

o Módulo de localización AGPS
o Módulo Bluetooth.
o Módulo cuatribanda de comunicación GSM/GPRS
o Detector de falta de batería
o Indicador de cobertura
o Botón SOS de emergencia
o Teclas de contactos rápidos





Domótica aplicada a la discapacidad. Control de voz de mobiliario de vivienda.

11 08 2013





Whill. Conversión de silla de ruedas convencional en vehículo eléctrico. Domótica ayudando a discapacitados.

11 06 2013

En el campo de la salud, existe un nuevo dispositivo domótico para personas discapacitadas.  Desde Japón se ha creado un nuevo vehículo que permite desplazarse a sus usuarios con la seguridad y comodidad de una silla de ruedas, pero a una velocidad mayor para agilizar sus desplazamientos.  Ese dispositivo es enlazable via WiFi  con un sistema domótico KNX o LonWorks para controlar al mismo tiempo el entorno.

Este nuevo aparato, denominado WHILL, es un vehículo de movilidad personal, pensado para personas con discapacidad que usan silla de ruedas. Whill es un artefacto que se puede adaptar a una silla de ruedas y convertirla en unvehículo electrónico para que su usuario, aunque pueda ayudarse con las manos pueda descansar y desplazarse de manera más cómoda y ágil.

Whill, dispositivo que convierte silla de ruedas en vehículo eléctrico

Este novedoso dispositivo se adapta a las ruedas de una silla eléctrica, quedando a la altura de los reposabrazos un artilugio con el que el usuario puede manejar el nuevo vehículo. El mando de control se puede ajustar a la altura más conveniente y se bloquea y desbloquea de manera manual en cada rueda para una mayor seguridad.

Los controles que se ajustan a cada rueda incorporan un motor de 24 voltios, alimentado por una batería de litio-ion, y permitiendo a la silla alcanzar una velocidad máxima de 20 km/h. Las baterías se recargan en apenas 2 horas y permiten una autonomía de unos 30 km.

El prototipo de este nuevo artilugio fue presentado en el Salón del Automóvil en Tokio con gran éxito, por lo que se espera que en breve comience a comercializarse en el país del sol naciente.





Control de vivienda unifamiliar desde silla de ruedas, iPad y reconocimiento de voz.

30 05 2013

 

 





Domotiv@. El blog de la domótica alcanza 30000 visitas.

29 05 2013

Muchas gracias a todos los que han contribuido a alcanzar las 30000 visitas a este blog de domótica. Gracias por vuestras observaciones y sugerencias. Me sigue sorprendiendo la globlalidad y la interacción con distintas partes del mundo con interés en la domótica e inmótica.

Un abrazo

Miguel Ángel Peñalver

@domotiva

 

 





Mejora del interface con domótica por medio de la tecnología basada en grafeno.

29 05 2013





Domótica aplicada a discapacidad. Adaptación de viviendas a personas amputadas

15 05 2013

 





Determinación de velocidad y aceleración en sistemas autómatas

9 05 2013

Existen varios métodos para determinar la velocidad  para introducirlos en un sistema autómata:
El primer método que podemos encontrar es el que se basa en la medida de la posición. Puesto que hemos visto que existen gran diversidad de métodos para calcular la posición del robot, podemos derivar de esta medida la velocidad. Esto se haría aplicando directamente la definición de velocidad, es decir, incremento de posición dividido entre el tiempo.
Aparte de ese sencillo primer método, podemos citar algunos otros un poco más ekaborados:

  • TacogeneradorEs un dispositivo para medir la velocidad angular. Su funcionamiento es sencillo: convertir la energía rotacional del eje en cuestión en energía eléctrica, proporcional a la rotacional y que puede ser fácilmente medida.
    Una posible configuración podría ser la que se ve en la figura.
    Para generar la corriente a partir del giro se acopla al motor o eje que se va a medir, una espira situada dentro de un campo magnético fijo ( creado por los dos imanes). Al girar el motor, la espira girará en el interior del campo magnético, lo que provocará una corriente eléctrica.
    Estos dispositivos pueden llegar a tener una precisión del 0,5 %, por lo que pueden resultar una solución aceptable a la hora de medir la velocidad angular.
  • Sensores DopplerLos sensores basados en el efecto Doppler miden la velocidad lineal de un objeto móvil apoyandose en otra superficie. Se basan en la observación del desplazamiento en frecuencia de una radiación emitida por el sensor y reflejada en una superficie que se está moviendo con respecto al robot.
    Este sistema es usado amenudo en sistemas marítimos, donde se emplean ondas acústicas que se reflejan en la superficie oceánica.
    Como se puede apreciar en el dibujo, una vez conocida la velocidad de vuelta de la señal al sensor, se puede calcular mediante una relación trigonométrica simple la velocidad de la superficie ( a partir de la cuals e calcularía la velocidad del móvil). Es para calcular la velocidad de vuelta de la señal al sensor cuando se realiza una comprobación del desfase de frecuencias.
  • LVT (Linear Velocity Transducers)Este tipo de sensores se basan en un principio electromagnético similar al que veiamos en los sensores de posición LVDT. Los sensores LVT constan de un núcleo magnético permanente en forma de varilla; este nucleo es el que es conectado al dispositivo cuya velocidad vamos a medir. Arriba y abajo de la varilla se diponen dos espirales conductoras. Por la ley de Faraday, en las espiras se desarrolla una diferencia de potencial proporcional al cambio en el campo magnético al que están sometidas. Puesto que el núcleo es un imán permanente, el cambio en el campo sólo puede estar provocado por el movimiento de dicho núcleo. Así, si medimos la diferencia de potencial en las espiras podremos deducir la velocidad a la que se ha movido el núcleo y, por consiguiente, el elemento de interés.

El último tipo de sensores internos que vamos a ver son los sensores para el cálculo de la aceleración. La aceleración es una variable interna del robot cuyo valor es utilizado para aplicaciones bastante concretas; no obstante existen una serie de métodos y sensores para su cálculo.
Al igual que ocurría con la velocidad, la primera manera que podemos pensar para conocer la aceleración de un robot es derivar de la velocidad, de forma análoga a como se puede conocer la velocidad a partir de la posición. Sin embargo, este ssistema no suele aportar demasiados buenos resultados. Es por esto que también existen sensores especializados en el cálculo de la aceleración. La mayoría de ellos se basan en la segunda ley de Newton, de forma que si conocemos la masa del robot y la fuerza que está ejerciendo un determinado motor podríamos conocer la aceleración. Vamos a ver dos dispositivos concretos para el cálculo de la aceleración.

  • Servo-acelerómetroEste es un dispositivo para medir la aceleración angular. El dispositivo cuya aceleración de giro vamos medir se conecta a un péndulo. Cuando gira dicho elemento el péndulo lo hace con él. Un sensor de posición capta el movimiento del péndulo y mediante un circuito electrónico se compara la señal del sensor de posición con una señal de referencia. Entonces un motor de rotación aplica una fuerza al péndulo determinada por ese circuito electrónico y que hace girar al péndulo en sentido opuesto al del elemento. La posición en la que se detiene el péndulo es proporcionala la aceleración inicial aplicada.
    Estos sensores pueden medir aceleraciones de hasta 1000 radianes por segundo al cuadrado y con precisiones muy elevadas.
  • Acelerómetro piezo-resistivoEste dispositivo consta de una masa en forma de travesaño y dos medidiores de tensión. La masa está introducida en un receptáculo y tiene situados arriba y abajo los dos medidores. Cuando se produce una aceleración en el elemento a medir ( que estará unido de alguna forma a esa masa) la pieza en forma de travesaño se dobla y los con los medidores de tensión se podrá calcular la aceleración que ha provocado esa torsión. Realmente uno de los medidores se usa para la tensión y otro para la compresión.




Medidor de Relación de Ondas Estacionarias (ROE) para VHF y UHF

3 04 2013

No siempre es sencillo resumir en pocas palabras la descripción completa, adecuada y abreviada de un instrumento de medición importante. Mucho menos, cuando de radiofrecuencia hablamos. Las razones para tener, siempre disponible, un equipo de asistencia para la correcta manufactura de antenas son muchas y quizás solo una pequeña parte podría incorporarse a este sumario. Lo importante que debes saber es que si tu transmisor de datos de control no posee una adecuada antena, tiene dos caminos que siempre son en un solo sentido. El primero conduce a un pobre y reducido alcance, en el enlace de datos y el segundo desemboca en una destrucción segura, con el tiempo, del equipo transmisor. Por eso, para que siempre tus antenas estén funcionando siempre al 100%, hoy te traemos una nueva herramienta para tu arsenal de instrumentos: un Medidor de ROE para VHF y UHF. (SWR Meter)

Una actividad habitual en el mundo del control electrónico, es la operación de equipos en forma remota, los que son controlados mediante variados sistemas de enlace que, por lo general, utilizan como vehículo de transporte a las ondas de radio. Muy lejos de lo que muchos suponen, la comunicación inalámbrica no se produce por el simple hecho de conectar un trozo de alambre a un transmisor o a un receptor. Las señales emitidas por el transmisor deben ser irradiados al aire mediante antenas eficientes, las que tienen por objeto transformar las señales eléctricas en ondas electromagnéticas. Si este trabajo no se realiza de manera apropiada, la energía que no puede entregarse al aire, retorna hacia el transmisor con el riesgo potencial de destruirlo. La mayoría de los usuarios de los módulos de radio en sistemas embebidos, desconoce por completo la importancia que tiene una correcta instalación de antena en un transmisor, para lograr un buen alcance. Lo mismo en un receptor, para que éste sea capaz de recibir señales desde distancias muy difíciles de lograr. Una buena antena, el último eslabón de una cadena que no podemos dejar suelta.

El ajuste de una antena es el pasaporte a obtener su máximo rendimento - Medidor de ROE, SWR Meter

Un sistema enlazado de radio debe cumplir determinados requisitos que si no cumplimos de manera ordenada y adecuada no alcanza, en muchos casos, para superar distancias de medio metro. Por lo tanto, debemos comprender con qué estamos trabajando para saber qué debemos hacer. Existe un antiguo refrán que dice que si no sabes lo que necesitas, cuando lo tengas delante de ti, no sabrás que lo habrás encontrado y el enlace entre dos equipos de radio habla de eso. Tú sabes lo que es una antena o un cable coaxial, pero cuando los tienes delante, quizás no sepas como asociarlos para lograr la construcción de un sistema de antenas de transmisión o de recepción que funcionen en forma correcta. En ambos casos, las antenas serán iguales. Pueden ser idénticas para ambos trabajos (Tx y Rx) y el elemento activo de ambas se llamará “irradiante”. Este irradiante (o elemento activo), puede estar acompañado de elementos pasivos, o de varios elementos activos “sumados”, para lograr un mejor desempeño y una ganancia en decibeles, pero siempre se llamará  irradiante. Si este elemento no está construido en forma adecuada, o por diversos motivos no funciona correctamente, la energía no podrá “irradiarse” en su totalidad. Parte de la energía que intentamos emitir, no podrá ser enviada al aire y retornará hacia el equipo.

La desadaptación de impedancias en el sistema conectado a la salida de antena de un transmisor puede originar ondas estacionarias - Medidor de ROE, SWR Meter

El mismo fenómeno que sucede con un irradiante no apropiado, que no puede resonar adecuadamente a la frecuencia de transmisión, también puede ocurrir con una línea de transmisión incorrecta o en mal estado. Por ejemplo, un problema habitual que sucede dentro de un cable es la condensación de humedad. Es decir, cuando la humedad se transforma en agua dentro del cable coaxial. Así como tiene una cubierta protectora plástica (o de goma en algunos casos) para preservar los conductores internos e impedir que el agua ingrese al cable, también impide que el agua pueda salir del cable. A este fenómeno lo encontraremos muchas veces en forma de sales en los conectores. Esta humedad, que degrada en forma química al metal interno que forma el cable, provoca un deterioro que perjudica el buen desempeño de éste. ¿Cómo saber que el cable está bueno? ¿Cómo saber que la antena está construida en forma correcta? ¿Cómo sabemos que está resonando a la frecuencia de trabajo y el 100% de la energía se transmite o, en el caso inverso, se recibe y no se “rechaza”, sino que pasa toda por la línea de transmisión (así también se llama en un receptor al cable coaxial) hasta los circuitos amplificadores de señal de entrada en el receptor?

La línea de transmisión y los conectores extremos pueden ocasionar desadaptaciones en el sistema de antena, para ello, debes controlarlos con una carga (o antena) fantasma - Medidor de ROE, SWR Meter

Cuando tenemos energía que no podemos irradiar y la misma “se refleja” (vuelve, regresa) hacia el transmisor, se evidencia físicamente en forma de temperatura elevada (en la mayoría de los casos destructiva) y eléctricamente se manifiesta con una menor entrega de potencia al aire. Por ejemplo, un transmisor de 10Watts (o Vatios) puede irradiar sólo 6W por culpa de una antena en malas condiciones (o una línea de transmisión en mal estado) ¿Y los 4W restantes? ¿Dónde van? ¿Al cielo? Recuerda siempre esta premisa fundamental: toda la energía que no se puede irradiar, vuelve hacia el equipo transmisor y te arriesgas siempre a su destrucción. Por ejemplo, muchos juegan a “inventar” antenas más eficientes para Wi-Fi y Bluetooth, sin embargo, desconocen por completo el riesgo al que exponen estos dispositivos que, previendo ese ataque de “yo soy más inteligente que el japonés que inventó esto” poseen, en la gran mayoría de los casos, protecciones contra inteligentes y el único resultado será un funcionamiento pobre por desadaptación. De todos modos ten cuidado, no siempre estas protecciones están presentes.

Circuito utilizado en el Medidor de ROE para VHF y UHF - Medidor de ROE, SWR Meter

Entonces tenemos siempre, en todo sistema de antena, un porcentaje de energía que se puede irradiar y otro que NO se podrá entregar al aire. Encontrarás, por lo general, dos nombres dedicados a esta energía o potencia entregada: Directa o Incidente mientras que para la potencia que es devuelta hacia el equipo siempre se llamará Reflejada. Por supuesto, en terminología inglesa se resume en Fordward y Reverse. Algunos instrumentos muestran en simultáneo, con instrumentos de dos agujas, la potencia de transmisión (en Watts, o Vatios) y la Relación de Ondas Estacionarias del sistema de antena que, como vimos en la gráfica, comprende todo lo que esté incluido desde la salida deltransmisor hasta el elemento activo o irradiante. Otros, como el nuestro, sólo ofrecen información de la desadaptación del sistema de antena respecto al equipo, que en última instancia es el dato que deseamos saber para prevenir cualquier desperfecto o mal funcionamiento. Además, una antena ajustada en forma correcta en transmisión, resonará sin inconvenientes para brindarnos una recepción óptima en la frecuencia deseada.

Materiales empleados en la construcción del Medidor de ROE - Medidor de ROE, SWR Meter

Para construir un instrumento de esta naturaleza, existen múltiples técnicas que no vamos a enumerar ni a describir ahora, sino que vamos a desarrollar un montaje que encontramos en la web como una simple imagen, sin mayores datos adicionales. A partir de allí, logramos construir el instrumento que funciona de manera muy simple: Por la vía central del PCB circula la energía emitida por el transmisor y a sus lados (a una distancia apropiada, sumado a una longitud apropiada), se encuentran dos vías que se encargarán de conducir energía en sentidos opuestos. Observando las imágenes y la polarización de los diodos de detección, comprenderás que en un sentido tendremos la detección de la energía que circula en un sentido (equipo – antena) y con el otro circuito adyacente a la vía principal obtendremos el resultado de la señal que retorna hacia nuestro transmisor. Cuanto más elevada sea esta indicación, mayor cantidad de Ondas Estacionarias (que no se han irradiado) tendrá nuestro sistema de antena. Te reiteramos el concepto: comprende al sistema de antena como la sumatoria de todos los elementos que componen tu instalación a partir del conector de antena de tu transmisor hasta el irradiante.

PCB utilizado en el Medidor de ROE descripto en este artículo - Medidor de ROE, SWR Meter

Sin alterar las medidas que presenta el diagrama original, podrás construir, al igual que hicimos nosotros, un instrumento capaz de trabajar tanto en VHF como en UHF. Este beneficio es muy valioso en estos días en que, la utilización de las bandas de 315Mhz y de 433,92Mhz, son muy utilizadas para comunicar equipos basados en microcontroladores. El PCB, tal como expresa la imagen, debe ser construido en material FR4 (fibra epoxi) de doble faz, es decir, que en ambas caras debe tener cobre. Una de las caras mantendrá el cobre en su totalidad y para lograr esto deberás cubrirlo antes de colocar la placa en el ácido para construir este PCB. Luego, conectarás las vías indicadas con la cara que quedó sin retirar el cobre en los puntos indicados con una T invertida en el gráfico. No en cualquier lado o en todos los lados que tú quieras. Sólo en los lugares indicados en el gráfico.

Dibujo original del PCB (con instrucciones) de PA0NHC - Medidor de ROE, SWR Meter

Por último, sujetas el PCB construido con las soldaduras en el conductor central y en la periferia de la placa con pequeños terminales formados como soportes para una buena soldadura. Las imágenes son muy ilustrativas en lo que al montaje respecta. Intenta replicar el mismo de la manera más fiel que te sea posible para obtener buenos resultados, de lo contrario, una construcción de baja calidad no ofrecerá mediciones confiables. Además, no dejes de respetar las medidas indicadas para el PCB de 78 X 44 milímetros. Nosotros decidimos quitar todas las leyendas del gráfico original, sin embargo, te dejamos la imagen tal como la encontramos en la web. Si la observas demasiado grande, utiliza cualquier programa gráfico y llévala a las medidas indicadas. No poseemos un PDF para brindarte. Sólo la misma imagen que nosotros encontramos de PA0NHC.

Detalles frontales y traseros del armado del instrumento - Medidor de ROE, SWR Meter Vista en detalle del PCB armado - Medidor de ROE, SWR Meter Otra vista del PCB armado con sus lazos de detección - Medidor de ROE, SWR Meter 

PCB armado con sus lazos de detección

La resistencia que inicia cada vía de detección debe ser de 50 Ohms y se puede formar con dos resistencias de 100 Ohms en paralelo o con tres de 150 Ohms en paralelo. En nuestro caso, con dos de 100 Ohms resolvimos la construcción. Utilizamos el mismo diodo que indica la imagen: un BAT85 y colocamos entre los capacitores (o condensadores) a GND una VK200, pero esto no es excluyente. Es decir, allí puedes colocar cualquier inductancia para RF de 10uH, no es obligatorio el uso de una VK200. Queremos aclarar este punto de manera enfática porque muchos, no sólo no conocen la VK200 sino que además, les resulta complicado obtenerla, comprarla o quitarla de algún viejo equipo “canibalizado”. Por último los capacitores son cerámicos comunes y todo el conjunto se conecta a los comandos y el indicador del panel frontal. Es importante que coloques “cuentas de ferrite” en el cable de conexión del instrumento (cable rojo) para liberar esta conexión de residuos de RF que puedan mostrar indicaciones donde no las hay (cuando la Relación de Ondas Estacionarias es 1:1). El resto es lo siempre: conexiones cortas, prolijas, cuidadosas y un montaje robusto para todo el instrumento.

Todos los conductores internos deben ser tan cortos como sea posible y se deben ubicar cercanos a las paredes del gabinete - Medidor de ROE, SWR Meter

La operación es muy sencilla e intuitiva. Con este instrumento puedes hacer realizar el control de muchas cosas en forma individual, antes de hacer una medición general o total. Por ejemplo, es una sana costumbre medir la correcta adaptación de impedancias entre la salida del transmisor y la línea de transmisión (el cable coaxial). El método será utilizar un pequeño trozo de cable coaxial para enlazar el transmisor con el Medidor de ROE y a este instrumento conectarle la línea de transmisión con una “carga fantasma” (Dummy Load) en el extremo. ¿Qué es una carga fantasma? Un sistema resistivo puro que se coloca para emular (durante la medición) a la antena. El sistema entenderá que allí hay una antena perfecta, que tiene una componente resistiva pura (no reactiva) y que tendrá la impedancia correcta, que en comunicaciones está estandarizada en 50 Ohms.

La “carga fantasma” además de utilizarse en la construcción y calibración de transmisores, también se usa para controlar un efectivo funcionamiento de la línea de transmisión incluyendo los conectores colocados en sus extremos. Una carga fantasma se construye fácilmente con resistencias de carbón depositado (no de alambre bobinado) y se puede armar con una combinación múltiple, por ejemplo, con 20 resistencias de 1K – 1W (todas en paralelo) obtendrás una carga fantasma de 50 Ohms – 20 Watts (o Vatios). Como mencionamos antes, el agua condensada o los rayos pueden ser letales para un cable coaxial y la degradación de esta línea de transmisión provocará una alteración en su impedancia característica que inducirá una desadaptación al sistema. Si no tienes este cuidado, antes de controlar un sistema de antenas, creerás que es tu irradiante el que quedó mal ajustado, o que se daño al elevarlo en la torre, o que la cercanía de la torre y otras antenas le afectan, cuando la realidad es que tu antena está correcta y lo que introduce la desadaptación es la línea de transmisión.

En el caso de UHF, las cargas fantasmas son más complejas de construir y ensamblar. Además, las resistencias tradicionales no son tan confiables como en la región de VHF. Aquí, la opción más sencilla es con una pequeña varilla de un cuarto de onda (16,5 – 17 centímetros). Luego de estos ensayos, la antena y su diseño te llevarán por el camino del ajuste apropiado. Hasta este punto, te habrás asegurado que la adaptación de impedancias es correcta entre tu transmisor y la línea de transmisión en su conjunto (incluidos los conectores) y que todo el sistema estará óptimo para colocar la antena, ajustada en tierra, en un lugar tan despejado como sea posible. Es decir, no puedes ajustar una antena, por pequeña que sea, dentro de tu habitación. Siempre busca lugares abiertos y despejados. Las técnicas de ajuste de antenas, como es lógico, varían de un modelo a otro y la práctica te ayudará a encontrar las maneras más adecuadas de realizar los ajustes. Tu objetivo será siempre alcanzar una adaptación de impedancias óptima en todo el conjunto Transmisor – Línea de Transmisión – Antena. Debes tener en cuenta que esta misma antena puede ser utilizada en recepción, por lo tanto, si sólo deseas una antena para un receptor, deberás ajustarla (o calibrarla) del modo descripto.

Un nuevo y útil instrumento para ajustar antenas de VHF y UHF - Medidor de ROE, SWR Meter

Fuente: http://www.neoteo.com.  (Mario Sacco)

 

 

 








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