lunes, 9 de diciembre de 2019

Dipolo para recepción de satélites metereológicos NOAA (137 MHz)

Si, como buen hobbista, tiene un severo problema con la creciente lista de proyectos sin terminar no creo que pueda ayudar mucho con éstas lineas excepto para garantizar que tener una printer 3D empeora la situación. Uno ya no se detiene en proyectos de su área de interés, docenas de circuitos y proyectos que desbordan interés pero que probablemente nunca pasen de esa etapa; sino que además ahora le agrega proyectos complementarios con la impresora 3D y, por si eso fuera poco, toda suerte de "gadgets" con los que uno se tropieza y no puede reprimir el pensamiento sobre que lindo sería tenerlo. Pero, no todo está perdido, de vez en cuando los proyectos si logran superar esa confusa mezcla de barrera inercial de hacer cosas concretas alineado con una ventana de tiempo en la que no se puede hacer otra cosa mejor para concretarse. En realidad hay dos formas, básicamente, para plasmar un proyecto. Una es ir a un repositorio de diseños ya realizados, el mas completo y fascinante que he encontrado al momento es The Thingiverse, traducción medianamente liberal por medio vendría a ser la conjunción de thing (cosa) y universe (universo), o sea universo de cosas. Y ciertamente hay las cosas mas interesantes y las mas raras. También hay un par de grupos en Facebook en la cual se presentan diseños no tan convencionales, aunque rara vez se compartan los archivos de diseño. Estos archivos de diseño, de extensión .stl (Standard Triangle Language) son los que permiten a la impresora (en modo off-line) o al programa conectado a la impresora (en modo on-line) generar las instrucciones de movimiento que terminan traduciendose en la impresión 3D propiamente dicha. El programa que utilizo es el Ultimaker Cura, por ahora en su versión para Windows aunque también hay una versión para Mac y para Linux. Hace años ya que gracias al regalo de mi hija, la Dra. Claudia Colla Machado, disfruto una MacBook Air que es una maravilla, el sistema iOS es por otra parte derivado de Unix (de la encarnación que Steve Jobs creó cuando se abrió de Apple y fundó NeXT) con lo que mas a gusto me encuentro aún. El regalo de mi hijo, el Dr. Pedro Colla Machado, de un teléfono iPhone 6 y el regalo de María (mi esposa) de una iPad lograron completar el ecosistema Apple para todas mis actividades. Pero, disgresiones al margen, hay veces que es mejor trabajar en Windows por lo que tengo instalado en la Mac el programa Parallels corriendo una versión de Windows 10, en la que programas como el Ultimaker Cura corren fantásticamente bien.
Comentaba que había dos formas para hacer proyectos con una printer 3D, una es bajarse el archivo ya hecho, cargarlo en Cura, establecer algunos parámetros (lo mejor que he encontrado ante la vastedad de los posibles parámetros es utilizar todo en los valores "default" o propuestos por el programa) y mandar a imprimir.
Pero, no siempre se encuentra el diseño que uno quiere, y si bien había varios diseños de soportes para antena dipolo para 137 MHz, ninguno me resultaba atractivo. Quería algo bien básico, en un solo bloque y fácil de imprimir. Como en todos los órdenes cuando no se encuentra lo que se busca hay que hacérselo uno. Y es allí donde la impresora 3D se transforma en un agujero negro de tiempo y esfuerzo, el proceso de diseñar un objeto, aún con herramientas rudimentarias de aficionado como las que uso (TinkerCAD), es fascinante y puede absorber totalmente la atención durante horas. Básicamente se pueden manipular figuras geométricas básicas (esfera, cubo, cilindro, pirámide y otros) variando sus dimensiones, posición en el plano y rotación en el espacio. Las figuras se pueden hacer también de material (sólido) y anti-material (vacío), juntando ambos el "anti-material" cava sobre el material y permite crear espacios vacíos. Con esa combinación mas unos pocos comandos de manipulación espacial se puede hacer cualquier pieza. Se agrega la capacidad de importar y exportar otros diseños así como generar una librería propia de partes y componentes. Es muy básico comparado con otros software de diseño 3D industrial, aún así increiblemente potente para usos domésticos o casuales. 
Y con ello traigo a colación el diseño que motiva ésta entrada, el soporte para antena de 137 MHz. En rigor un dipolo en V para cualquier frecuencia mientras que las varillas de aluminio pesen lo suficientemente poco como para que el material lo soporte. Creo que uno para 50 MHz quizás dé brazos muy largos y uno para 1.2 GHz seguramente el material juegue una mala pasada, pero en el medio sospecho que cualquier frecuencia puede ser adecuada. Para 137 MHz las ramas del dipolo tienen que ser de 53.4 cm cada una, asumí usar una varilla o tubo de aluminio de 5 mm de diámetro como buen compromiso entre rigidez y peso. En los extremos se toman unos trozos de cobre que conectan la varilla con el conector PL-259. El conjunto se hace mas rígido mediante unos tornillos que sostienen las varillas en su lugar a presión. El conjunto es muy liviano. Se pasan unos precintos en las ranuras al efecto y luego de colocar la tapa (a presión) el conjunto se ata al poste que opere como mástil. ¡Voilá!
La recepción la hago con el nodo SatNOGS que tengo operando desde hace ya un tiempo, programando la pasada de los satélites meteorológicos con mas prioridad que otros, la foto muestra un ejemplo. A la izq. es la imagen en visible y a la derecha en infrarrojo, el ruido superior e inferior corresponde a la visibilidad de horizonte de la antena en su ubicación actual. Las bandas de ruido intermedias "finitas" son lóbulos de la antena que tendré que trabajar en eliminar (si los quisiera eliminar totalmente tendría que recurrir a un diseño de polarización circular) y las bandas de ruido "gruesas" se trata de la interferencia producida por la baliza WSPR/FT8 que si bien opera en 14 MHz parece afectar lo suficiente la recepción para producir ese efecto, nace así otro proyecto para que con determinadas prioridades la baliza evite emitir si está pasando un satélite de interés, técnicamente desafiante pero también divertido.
La lista de proyectos de radio, y fuera de la radio, es enorme ya. Pero supongo que con tiempo los proyectos mas interesantes verán la luz del día, cuando le llegue su turno!

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