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Universidad de GuayaquilFaculta de Ingeniería Industrial
Carrera de Ingeniería en Teleinformática
Asignatura:
Equipos y Medios de Transmisión.
Docente:
Ing. Julio Marcillo Peralta.
Tema:
Construcción De Una Antena Parabólica Para Receptar Señales Wifi
Grupo de Investigación:
Mendoza Miguel
Troya Kenni
Valero Vidal
Agosto - 2015
Tabla de contenido1.- EL PROBLEMA..............................................................................................2
1.1.- Descripción del Problema........................................................................2
1.2.- Objetivos de la Investigación...................................................................2
1.2.1.- Objetivo General...............................................................................2
1.2.2.- Objetivos específicos........................................................................2
1.3.- Justificación.............................................................................................2
1.4.- Limitaciones.............................................................................................3
1.4.1.- Limitaciones Económicas..................................................................3
1.4.2.- Limitaciones Físicas..........................................................................3
1.4.3.- Limitaciones Técnicas.......................................................................3
2.- MARCO DE REFERENCIA............................................................................3
2.1- Materiales.................................................................................................4
2.2- Herramientas............................................................................................5
2.3- Seguridad.................................................................................................5
2.4- Preparación de las Partes........................................................................5
2.4.1- Secciones Triangulares......................................................................5
2.4.2- Aros....................................................................................................7
2.4.3- Soporte LNB......................................................................................9
2.4.4- Base.................................................................................................10
2.5- Ensamblaje.............................................................................................10
2.5.1- Esqueleto.........................................................................................10
2.5.3- Base.................................................................................................11
2.5.4- Retoques Finales.............................................................................12
2.6 Medidas aproximadas de la antena.........................................................12
1.- EL PROBLEMA
Construcción de una antena parabólica para receptar señales wifi.
1.1.- Descripción del Problema
Wi-Fi es una tecnología de conexión inalámbrica a Internet. Puedes acceder a
Internet en tu computadora a través de señales inalámbricas, pero es necesario
estar relativamente cerca de la fuente. Cuando tu red Wi-Fi está muy lejos de la
fuente y no puedes captar una señal, puedes construir una antena mejor. Hay
una gran variedad de antenas Wi-Fi. Un antena parabólica está entre el tipo
más poderoso y puede captar señales desde kilómetros de distancia.
1.2.- Objetivos de la Investigación
1.2.1.- Objetivo General
Captar la señal wifi desde un lugar distante.
1.2.2.- Objetivos específicos
Dar a conocer opciones de conectividad a larga distancia.
Mostrar lo fácil que es realizar una antena parabólica para la
recepción de la señal wifi.
Evaluar nuevas ideas y actualizaciones del mismo aparato.
1.3.- Justificación
El poder navegar en nuestros dispositivos que cuentan con conexión de red
inalámbrica cada vez se vuelve más necesario, ya que la mayoría de la
información se encuentra en el internet.
Al hacer uno mismo la antena receptora de wifi ahorraremos algo de dinero, ya
que podemos tomar algunos materiales que ya no usemos de nuestro hogar.
1.4.- Limitaciones
1.4.1.- Limitaciones Económicas
Al no contar con todos los materiales necesarios para
ensamblar la antena, es necesario comprarlos en algún
local comercial.
1.4.2.- Limitaciones Físicas
Necesitamos contar con un lugar amplio para poder
trabajar con total libertad.
1.4.3.- Limitaciones Técnicas
Al ser una antena elaborada de manera artesanal, esta no
se verá estéticamente como una elaborada en una fábrica.
Puede que no se cumplan las expectativas esperadas por
el fabricante (usuario final).
2.- MARCO DE REFERENCIA
La idea general es la de cortar laminas en secciones triangulares y montarlas
en tres aros concéntricos de diámetros precisos para así formar una superficie
parabólica; el primer aro tendrá un radio de 31 cm, el segundo de 62 cm y el
tercero de 93 cm, las secciones triangulares tendrán 1mt de largo por 15cm de
base, estas medidas se pueden ajustar de acuerdo al tamaño de antena que se
quiera construir.
Las especificaciones de la antena van a ser:
Diámetro 186.0 cm
Foco 70.0 cm
Profundidad 30.9 cm
Relación f/d 0.37
Secciones 39
Para este método solo hay que realizar los cálculos descritos en la siguiente
tabla:
Aro Radio Aro Circunferencia z circuf/391 31 195 31.2 52 62 390 32.7 103 93 585 35.4 15
Donde:
Radio Aro= Es el radio del aro y con relación a la tabla del artículo
mencionado correspondería al incremento de cada segmento en este
caso es de 31cm
Circunferencia= 2πr
z= Distancia lineal entre un punto x y x' de la Parábola.
circunf/39= Es el ancho de cada sección en ese punto, es equivalente
a la medida "desde el medio" pero de vértice a vértice, aquí me parece
más fácil usar esta fórmula que la planteada en el artículo que
es: x.tan(ø) y donde el ángulo ø= 1/2*360/N. de secciones.
Como se han podido dar cuenta aquí no se utiliza la fórmula de la parábola
para calcular una tabla de valores x y, que luego se usan para hacer las
cerchas o brazos en una antena convencional, aquí lo que se calcula es la
distancia entre un punto x y un punto x' de la parábola.
2.1- Materiales
Antes de poner manos a la obra vamos a ver que materiales necesitaremos
para llevar a buen fin nuestro proyecto:
3 Tubos de aluminio de 6 Mts X 5/8"
1 Tubo de aluminio de 6 Mts X 1/2" o Platina de aluminio de 6 Mts X 3/8"
3 Mts de lámina de cualquier tipo (Escogí de aluminio 0.4mm (3 Mts X 1
Mt))
160 tornillos de 1" con sus respectivas tuercas y arandelas, también
pueden ser remaches tipo pop o tornillos de lámina.
20 tornillos de 1 1/2" con sus respectivas tuercas y arandelas
Pintura mate
2.2- Herramientas
Taladro con brocas de diferente diámetro Destornilladores Cinta métrica Regla Cortador Marcadores Curvadora-Roladora: Es una herramienta para curvar tubo o varillas,
más adelante muestro como se puede hacer una curvadora casera. Computador
2.3- Seguridad
Se recomienda trabajar en un área amplia y libre de obstáculos, usar gafas de
seguridad y guantes, si va a instalar la antena en un sitio alto o de difícil acceso
tomar las precauciones necesarias y si hay niños en la casa mantenerlos
alejados de nuestro sitio de trabajo, recuerde:
“Seguridad ante todo.”
2.4- Preparación de las Partes
2.4.1- Secciones Triangulares.
Para escoger el número de secciones que debería llevar la antena,
analice desde 24 hasta 72 secciones, a mayor número de secciones
mayor precisión pero igualmente se requiere más trabajo, teniendo en
cuenta que el anillo del LNB es de 16cms y la lámina de 3 Mts de largo
decidí hacer cada sección de 15cms con lo que me dan 39 secciones, un
numero intermedio entre precisión y trabajo, creo que un número de
secciones entre 30 y 40 nos puede funcionar bien, además tiene la
ventaja de que los valores calculados para circunf/39 me dan números
enteros (5, 10, 15) facilitando así las mediciones posteriores.
Por simplicidad, la forma de las secciones van a ser triangulares, solo
necesitaremos saber la distancia entre dos puntos (z) para después
hacer unas perforaciones en esos puntos.
Seleccionaremos una lámina de aluminio de 300cm X 100cm de 0.4mm
de espesor, es un calibre no muy delgado ni muy grueso que nos
permite trabajarla fácilmente (estas laminas vienen en rollos y tienen un
metro de ancho), cada sección mide 100cms de largo por 15cms de
base, los cortes se los realizara con un cortador bien afilado y en forma
de zigzag con lo que así se aprovecharan al 100% los materiales.
Aquí una vez terminada esta labor.
Una vez terminado el proceso de cortado procedemos a perforar las
láminas, aquí tenemos que ser lo más precisos que podamos porque de
esto depende la curvatura que tome nuestra antena.
De nuestra tabla de valores tomamos el valor z, hay que dejar una
pestaña o borde de más o menos 1cm desde la base y de ahí empezar a
medir estos valores, en la parte de la base van dos perforaciones con el
fin de crear un "triangulo" con las otras perforaciones y así darle mayor
solidez a la estructura, hay que tener en cuenta que las láminas cumplen
doble función, una la de ser reflectora y la otra ser parte de la estructura
como tal, contrario a una de malla donde la malla solo se usa como parte
reflectora.
2.4.2- Aros
Para hacer los aros necesitaremos una curvadora o roladora, esta es
una maquina industrial costosa que enrosca un tubo de acero fácilmente:
Además es una máquina que no todos tenemos en el garaje de nuestra
casa como herramienta de trabajo, si no desean hacer este trabajo hay
empresas que prestan este
servicio.
Analizando que los tubos son de
aluminio, material bastante
maleable y que no son muy gruesos, decidí hacer una roladora casera
inspirado en este modelo.
Use tres poleas, compradas en el mercado de las pulgas, las coloque en
una tabla de madera y las asegure con un tornillo, así mismo perforé
varios huecos en la tabla para los diferentes diámetros de los aros, para
curvar el tubo se coloca como se ve en la imagen y se hace girar una
polea colocando un destornillador en un orificio que tiene la polea.
Para el Aro N.1 y de acuerdo a nuestra tabla de valores, necesitamos un
segmento de tubo de 195 cm, simplemente lo colocamos en la roladora y
lo vamos curvando poco a poco hasta que los dos extremos se unan, lo
mismo hacemos para formar los otros dos aros, es decir un segmento de
390 cm para el aro 2 y uno de 585 cm para el aro 3, aquí se pueden ver
los resultados:
Realmente esta me parecía la parte más difícil del proyecto, porque
hacer círculos medianamente perfectos me parecía una tarea difícil de
hacer, pero bueno al final quede muy satisfecho con los resultados.
Una vez curvados los tubos procedemos a hacerle las perforaciones
donde posteriormente se van a fijar las láminas de aluminio.
Nuevamente nos referimos a la tabla de valores en la
columna circunf/39 y para el Aro N.1 se deben hacer perforaciones
cada 5 cm para el Aro N. 2 cada 10 cm y para el aro N.3 cada 7.5 cm
este último debería ser cada 15 cm pero como se explicó anteriormente
aquí van a ir 2 tornillos por sección para darle mayor rigidez a la
estructura.
Hay que tener en cuenta que las perforaciones de los aros se deben
hacer en ángulo para que en el momento del ensamblaje queden
perpendiculares a la lámina de aluminio, como lo detallo en esta gráfica.
2.4.3- Soporte LNB
Para el soporte del LNB utilice un tubo de aluminio de 1/2", también se
puede utilizar platina de aluminio o T's de 1/2" o de 5/8".
Los brazos tienen 1.75 cms de largo y los doble dejando 100 cms para el
LNB y los 75 cms restantes para asegurarlo a los aros, a esta última
sección le doy un poco de curva para que tomen la forma de la antena.
El soporte del LNB también forma parte de la estructura de nuestra
antena y servirá para darle mayor rigidez y en la sección curva hacemos
unas perforaciones con las mismas medidas de los sectores
triangulares
2.4.4- Base
Aquí trato de imitar la base de esta antena, no doy mayores detalles pues cada persona puede hacerla a su gusto, lo importante es que la antena quede bien asegurada.
Para ajustar la elevación de la antena se van a utilizar dos tubos, uno de 1/2" y otro de 5/8" ambos de 80cm de largo.
2.5- Ensamblaje
Para el ensamblaje de todas las piezas utilice tornillos de 1/8" de diámetro con
arandela y tuerca, se pueden usar remaches tipo pop o tornillos de lámina, pero
preferí tornillos porque uno mismo escoge la fuerza con la que se aprietan las
piezas y si posteriormente se quieren hacer ajustes menores se pueden aflojar
y volver a apretar sin ningún problema.
2.5.1- Esqueleto
Lo primero que hacemos es unir los tres aros a los tres soportes del LNB para crear una base donde se irán colocando las secciones triangulares.
2.5.2- Reflector Parabólico
Esta es la etapa que nos toma más tiempo y parece ser la parte más compleja, pero teniendo todas las piezas listas no lo es, más bien parece como estar armando un rompecabezas.
2.5.3- Base
Luego ensamblamos la base, para ajustar la altura de la antena
utilizamos el tubo de 1/2" X 80cm insertado en el tubo de 5/8 X 80cm.
Adicionalmente hice un anillo de 8 cm de radio para rematar las puntas
de los sectores triangulares, como se puede apreciar en esta imagen.
Como detalle a la barra que nos sirve para ajustar la altura le coloque un tensor para poder hacer ajustes más finos.
2.5.4- Retoques Finales
Una vez terminado este proceso pintamos nuestra antena.
2.6 Medidas aproximadas de la antena
Las medidas aproximadas de esta antena son
Diámetro 187 cm
Foco 72 cm
Profundidad 30 cm
El ángulo de elevación quedo entre 35º y 80º y la antena se puede girar 360º.
La antena quedo pesando 5Kg Aproximadamente, sin contar con el peso del
lastre.
El tiempo total usado en este proyecto fue de 36 horas aproximadamente.