Asunto: | [dxcolombia] receptor satelital_Facil de construir | Fecha: | 8 de Febrero, 2012 01:50:50 (+0100) | Autor: | HJ1RRA-JulioCésarDC <hj1rra @.....es>
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Existen artículos que tratan sobre construcciones sencillas, simples y rápidas
de materializar que pueden entretenernos por algún tiempo. También existen las
que nos muestran de cara al futuro nuestra verdadera vocación y siempre quedamos
con la sensación de haber querido saber un poco más sobre el tema. Detalles por
sobre todo. Hoy te traemos todas esas pequeñas cosas que te hubiera gustado
encontrar en la primera parte de esta serie y además te enseñaremos a construir
tu propio receptor satelital con muy poco esfuerzo y dinero. Ven, aprende los
secretos de las imágenes vía satélite y construye tú mismo esta verdadera
“escalera al cielo”
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Las generaciones pasadas miraban al cielo en busca de respuestas acerca de los
comportamientos que podría tener el clima y cómo estos eventos podían
favorecerlos o afectarlos en su vida cotidiana. Hoy, gracias a la tecnología y a
los satélites, la información es mucho más clara, precisa y está disponible al
instante. Las predicciones meteorológicas son toda una ciencia que por el hecho
de no ser exacta, se torna apasionante gracias a las sorpresas y nuevas
enseñanzas que puede dejarnos a cada momento.
Con muy pocos cambios sobre el circuito en el que utilizábamos un TDA7000 para
escuchar la banda de radiodifusión de FM, vamos a ver en este artículo los pasos
necesarios para transformarlo en un receptor idóneo para imágenes de los
satélites meteorológicos de orbita baja (LEO). Pero antes de avanzar en las
explicaciones es conveniente saber porqué es bueno hacer el intento de construir
este proyecto por sobre la utilización de los receptores comunes de VHF. La
respuesta a esta cuestión es muy sencilla pero vale la pena profundizar en la
explicación para una mejor comprensión y posible expansión de la idea.
Nuestro receptor satelital basado en un TDA7000
La profundidad de la modulación en FM está siempre limitada por el sistema
receptor y es introducida dentro de la señal emitida por el transmisor y sus
características. Es decir, que el nivel con que modularemos una portadora
(Carrier) tendrá un máximo preestablecido y se regirá por normas debemos
respetar por dos motivos: uno de ellos es para estar enmarcados dentro una
transmisión con parámetros técnicos correctos y la otra es para que los
receptores existentes en dicha banda a utilizar, puedan escucharnos en buena
forma.
En frecuencia modulada, la información que se desea transmitir (Modulating Wave)
provoca pequeñas desviaciones de la frecuencia central de la portadora
fundamental, extendiéndose a un costado y otro de la frecuencia conocida y tomada
como “central”. Por ejemplo: si tomamos en cuenta una transmisión de FM comercial
(Broadcasting o Radiodifusión) que transmita en la frecuencia de 100,5Mhz tendrá
desplazamientos provocados por la modulación inducida a ambos lados de la
frecuencia central alcanzando valores de excursión máximos comprendidos entre
100,550Mhz y 100,450Mhz. Esto es 50Khz a cada lado de la frecuencia central de
transmisión contando con un ancho de canal de 100Khz para una emisora. Esto sería
una transmisión con un canal “ancho” (Wide) (WFM).
Modo en que una señal "modula" en frecuencia a una portadora
En cambio, para un receptor de comunicaciones específico como es el caso de los
modelos utilizados por los radioaficionados o los empleados en las comunicaciones
de servicios privados “punto a punto”, la modulación introducida no sobrepasa una
desviación de la frecuenta central más allá de los 5Khz o 7Khz. (Las
especificaciones de fábrica y la norma de transmisión, indican 5Khz). En este
caso, el termino utilizado es que la transmisión es “angosta” (Narrow) (NFM)
debido a la drástica reducción del ancho ocupado por el canal de transmisión. Los
organismos internacionales establecen y generan estas normativas para optimizar
el espectro radioeléctrico tratando de que ingresen en él la mayor cantidad de
emisoras posibles y con la calidad de transmisión de los datos (analógicos o
digitales) que el enlace requiera.
En el caso de los satélites meteorológicos, la transmisión ocupa un ancho de
canal de 15Khz a 20Khz aproximadamente y por lo tanto los receptores angostos,
resultarán “muy angostos” para la aplicación y lo que obtendremos es una señal
donde los blancos de la imagen recibida presentarán distorsiones provocadas por
la limitación del ancho del canal. Todas las variables que involucra una escala
de grises se verán recortadas en su parte más intensa (el blanco), provocando
allí una distorsión. Para aplicaciones experimentales y de aficionados esto no es
un impedimento para obtener imágenes increíbles, pero para aquellos que puedan
preguntarse: ¿Porqué me sucede este fenómeno? Allí está la respuesta.
Detalle de una imagen satelital obtenida con poco ancho de canal
En cambio, cuando el receptor posee un ancho pasante de canal (que en radio se
llama canal de frecuencia intermedia) que le permite “moverse” siguiendo siempre
a las variaciones de frecuencia sin limitaciones, la imagen resultante se vuelve
sin distorsiones por saturación y muchos aspectos importantes se aprecian en su
totalidad. Por supuesto que aquí no intervienen los ruidos externos de los que
nunca estaremos librados en un espectro tan saturado y tan anárquico como suele
ser el radioeléctrico. Lo mismo ocurre con los ruidos introducidos por una señal
de baja intensidad, por lo que podemos asegurarte que los primeros intentos
fallidos no deben desalentarte. Además, debes tener la plena seguridad que los
elementos externos al ordenador se presentan con innumerables obstáculos que irás
sorteando hasta lograr imágenes de buena calidad en toda la extensión del paso
del satélite.
Imagen lograda con nuestro receptor satelital con TDA7000
En la imagen superior tomada con el receptor que veremos ahora como se construye
a partir de un proyecto ya publicado, se aprecian otros elementos importantes que
en la imagen anterior no se distinguen. Un ejemplo claro de esto es
(lamentablemente en la zona de la interferencia) el color que posee el Río de la
Plata respecto al mar. El color oscuro del agua dulce contrasta perfectamente con
el claro del mar, hecho que en la primera imagen no se alcanza a notar. Por otro
lado, la señal de telemetría (la escala de grises al costado de la imagen) no
presenta distorsiones por la intensidad del blanco, hecho que es fundamental para
que el software que procesa las imágenes pueda trabajar correctamente.
¡Quiero armar mi receptor ya!
En la hoja de datos del TDA7000 pudimos observar que la sensibilidad del
receptor decaía de manera considerable a medida que intentábamos recibir señales
en frecuencias más elevadas a los 110Mhz. Por supuesto, nada que un simple
pre-amplificador de antena no pueda solucionar. De esta forma podremos movernos
de manera muy cómoda hasta los 137Mhz para poder escuchar a los satélites
meteorológicos con buena señal. Este dispositivo que permite amplificar las
débiles señales que llegan a la antena es de construcción sencilla y no debiera
presentarte demasiados inconvenientes. Aquí puedes escucharlo en acción:
El circuito del pre-amplificador posee elementos que se consiguen fácilmente en
cualquier tienda de materiales electrónicos y no significará mayor trabajo que la
cantidad necesaria de prolijidad al construirlo y paciencia para calibrarlo en el
punto óptimo. Nosotros antes de armar el receptor definitivo que ya pudiste ver
más arriba, hicimos algunos experimentos que estamos compartiendo contigo. (El
personaje que aparece sosteniendo la cámara no es Mr. Magoo, soy yo)
Si observamos la sección de entrada de antena notaremos la presencia de un
conjunto LC que se construye y sintoniza fácilmente con la ayuda de un Dip Meter
como el que ya aprendimos a construir en otro artículo anterior. Si aún no lo
tienes entre tus instrumentos, deberás adoptar una técnica constructiva que
resulte en una placa tal como te mostramos en imágenes para lograr los mismos
buenos resultados nuestros y luego armarte de mucha paciencia para esperar cada
paso de un satélite y aprovechar ese momento para la calibración y ajuste. Ten en
cuenta que los pasajes son cortos (8 a 12 minutos) y en los primeros intentos
fallidos no desesperes ni te dejes abrumar por no obtener resultados
extraordinarios. Ten paciencia.
Circuito del preamplificador de VHF para el TDA7000
Los diodos D1 y D2 (1N4148) se colocan para proteger al transistor de las
posibles descargas estáticas que pueden deteriorarlo mientras que CV1, CV2 y CV3
se deberán ajustar para una máxima recepción con la mejor relación señal/ruido
(máxima señal recuperada con el mínimo ruido). Por su parte P1 deberás ajustarlo
para lograr el mismo efecto y su posición puede variar entre 1/10 y 1/5 de su
recorrido a partir de GND (observa la imagen). También te recomendamos utilizar
una placa doble faz para hacer el circuito impreso que lo dibujarás a mano alzada
si quieres, gracias a su pequeñez y simplicidad. No olvides conectar la lámina de
cobre inferior que te ha quedado con el plano de tierra superior donde están
montados los componentes. Puedes hacerlo por los laterales de la placa o cruzando
pequeños terminales a través de ella, soldando ambos lados.
Vista en detalle de cómo debe quedar el preamplificador
Será bueno además, que coloques una pequeña placa metálica de separación entre
el pre-amplificador y la placa del receptor para minimizar la posibilidad de
oscilaciones indeseadas o la captura de ruidos que entorpezcan una correcta
recepción, libre de ruidos. Otro punto a destacar es la utilización de sendos
capacitores de desacoplo en conjunto con pequeñas cuentas de ferrite para la
alimentación. Fíjate también que la conexión desde el conector BNC de entrada de
antena sea o más corta posible y que la salida de la placa del pre-amplificador
conecte al receptor a través de un coaxil que puede ser cualquiera, pero coaxil
al fin. Lo que ves en la imagen (a la derecha) es un RG-174.
Resumiendo, podemos decirte que mientras mantengas orden, prolijidad, amor por
lo que estás haciendo y logres una construcción lo más parecida a la nuestra, tu
éxito está asegurado.
Reformas en la placa del TDA7000
A la placa que ya habíamos realizado para escuchar emisoras de radio, le
cambiaremos L1 y L2 para logra subir hasta la porción de los 136Mhz a 139Mhz. La
forma es muy sencilla y sólo debemos reemplazar estas bobinas por otras de tan
sólo dos espiras. Por otro lado, para el caso del potenciómetro de ajuste de
sintonía, utilizaremos uno de 50K (lineal) y agregaremos en el extremo de
alimentación un “preset” (o resistor variable) de 470K para centrar la sintonía
en la banda mencionada.
Detalles de los cambios realizados en L1 y L2
Para este ajuste podremos utilizar un frecuencímetro acercándolo a L2 o por
intermedio del Dip Meter generar una señal en esas frecuencias y ajustar el
preset hasta escuchar la portadora en el receptor. Por supuesto que recomendamos
el primer método por ser más práctico, rápido y efectivo. Por último, un par de
perillas para facilitar el manejo, un jack de salida para el parlante exterior y
un bastidor de aluminio o cualquier otro metal, completan los elementos
necesarios para transformar nuestro receptor de radio en un efectivo “cazador de
satélites”
Nuestro receptor terminado y listo para disfrutar
Otros experimentos que puedes intentar vienen a través de diferentes antenas
para mejorar el rendimiento de la recepción. Puedes combinar la utilización de
antenas verticales (cuando el satélite esté lejos y recién asomando en el
horizonte) sumadas a antenas horizontales como las que ya hemos visto (u otros
modelos) siempre conectadas correctamente en fase. Naturalmente que puedes
intentar emplazamientos diferentes para su instalación. Todo dependerá de cada
caso en particular y el espacio que se pueda ocupar sobre la azotea, en el patio
trasero o donde puedas. Recuerda que la correcta puesta en fase de dos antenas
debe realizarse con cable de 75 Ohms , bajando con cable de 50 Ohms hasta el
receptor y que la fórmula es: Múltiplos impares de cuartos de longitud de onda de
la frecuencia utilizada, multiplicado por la constante de propagación de la señal
dentro del cable. Así, todo juntito. Y por supuesto, esperamos ver pronto tus
imágenes o videos.
Noticia: Un nuevo satélite activo
La Agencia Espacial Federal de Rusia finalmente ha logrado lanzar el nuevo
satélite Meteor-M-1 a bordo de un cohete Soyuz-2.1b desde el cosmódromo Baikonur
el pasado 17 de Septiembre de 2009. El satélite de 2.700 kilogramos de peso tiene
prevista una vida útil de 5 años y fue construído por la empresa NPP VNIIEM. Esta
nave permitirá a Rusia disponer de información meteorológica propia tras varios
años de no tener ningún aparato de este tipo en servicio. Se trata del último
ejemplar de la mítica serie de satélites meteorológicos Meteor. Estará situado en
una órbita polar de 832 km de altura y 98,77º de inclinación e incluye varios
instrumentos de observación, entre los que destacan el radar de apertura
sintética Severyanin-M para medir el espesor de los hielos polares, el MSU-MR
para estudiar la capa nubosa y el instrumento GGAK-M de física solar. Las
frecuencias previstas de bajada son 137,025Mhz y 137,925Mhz. Esperamos escucharlo
pronto y poder confirmar este dato.
http://www.neoteo.com/como-bajar-imagenes-desde-un-satelite-parte-ii
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