Introducción
Desde
este blog pretendo facilitar a las comunidad FTA la
posibilidad de hacer una antena parabólica para captar señales
satelitales a un costo mínimo y aprovechando materiales de bajo
costo. No es un manual de montaje científico ni pretende serlo, mas
bien es una guía práctica para comprender el funcionamiento de una
antena parabólica, en este caso una de foco central para banda C y
su aplicación al mundo FTA.
Los
parámetros mínimos que se buscan son: lógicamente de foco central,
sólida, mínimo de 1.80 mts, fácil de hacer, económica y sin muchos
cálculos matemáticos, creo que no es mucho pedir.
Antes
de emprender este proyecto leí muchos artículos de como construir
antenas parabólicas, algunas muy complejas y otras no tanto, entre las
muchas opciones que estudie me pareció muy interesante este articulo
sobre como "Construir Grandes Reflectores Parabólicos Usando Segmentos
Planos" que he tomado como marco teórico para la construcción de la
antena y que espero sea leído porque hago referencia de este articulo
en varias partes de esta explicación:
Y aquí su traducción al español:
No
seguí paso a paso ningún procedimiento descrito aquí sino que tome
ideas de diferentes artículos y con algunas ideas de mi propia
inventiva las aplique a mis necesidades.
I- Mi Método
Como
cada persona tiene una forma de hacer las cosas, aquí voy a tratar de
explicar como hice este proyecto, no pretendo que esto sea un manual de
instrucciones sino que cada persona lo adapte a sus necesidades y esta basado en la recopilación de diferentes fuentes como de mis propias experiencias.
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/39 |
| 1 | 31 | 195 | 31.2 | 5 |
| 2 | 62 | 390 | 32.7 | 10 |
| 3 | 93 | 585 | 35.4 | 15 |
Donde:
Radio Aro=
Es el radio del aro y con relación a la tabla del articulo 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 mas fácil
usar esta formula que la planteada en el articulo 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 formula 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.
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 lamina 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 lamina.
✓ 20 tornillos de 1 1/2" con sus respectivas tuercas y arandelas
✓ Pintura mate
2- Herramientas
✓ Taladro con brocas de diferente diámetro
✓ Destornilladores
✓ Cinta métrica
✓ Regla
✓ Cortador
✓ Marcadores
✓
Curvadora-Roladora : Es una herramienta para curvar tubo o varillas,
mas adelante muestro como se puede hacer una curvadora casera.
✓ Computador, en mi caso tengo un Mac con un programa que grafica ecuaciones llamado Grapher y Adobe Illustrator.
3- Seguridad
Se
recomienda trabajar en una 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.
4- Preparación de las Partes
4.1- Secciones Triangulares.
Para
escoger el numero de secciones que debería llevar la antena, analice
desde 24 hasta 72 secciones, a mayor numero de secciones mayor precisión
pero igualmente se requiere más trabajo, teniendo en cuenta que el
anillo del LNB es de 16cms y la lamina 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 numero de secciones
entre 30 y 40 nos puede funcionar bien, ademas tiene la ventaja de que
los valores calculados para circunf/39 me dan números enteros (5, 10, 15) facilitando así las mediciones posteriores.
Seleccioné
una lamina 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 los hice
con un cortador bien afilado y en forma de zigzag con lo que así se
aprovechan al 100% los materiales.
Una
vez terminado el proceso de cortado procedemos a perforar las laminas,
aquí tenemos que ser lo mas 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 mas 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 laminas 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.
4.2- Aros
Para
hacer los aros necesitamos una curvadora o roladora, esta es una
maquina industrial costosa que enrosca un tubo de acero fácilmente:
ademas
es una maquina 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:
Una vez curvados los tubos procedemos a hacerle las perforaciones donde posteriormente se van a fijar las laminas 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 ultimo debería ser cada
15 cm pero como se explico 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 lamina de aluminio, como lo detallo en esta gráfica. ->
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 ultima
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
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.
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.
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 lamina, 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.
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.
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, mas bien
parece como estar armando un rompecabezas. 
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 mas finos.
.
.
5.4- LNB
Para
instalar el LNB utilice tres platinas de hierro las doble un poco y le
hice dos perforaciones a cada una exactamente iguales a las que vienen
en el anillo escalar y luego inserte las platinas a los tubos, aquí
tengo la ventaja de que puedo ajustar el foco de la antena variando la
profundidad de las platinas.
.
5.5- Retoques Finales
Una
vez terminado este proceso pintamos nuestra antena con una pintura
mate, para así evitar que los rayos del sol se reflejen sobre el LNB y
lo puedan quemar, finalmente le colocamos el LNB, el cable, el
decodificador y ahora si a hacer pruebas!!!
6- Costos
El costo de los materiales para la superficie reflectora U$50
Por las poleas, tornillos y tuercas para la curvadora 10
Para herramientas que no tenia 15
Para la base use material que tenia pero que pueden valer 10
Pintura color mate 10
En el LNB Marca WS DMX241 25
Total Costos 120
En
Colombia una antena sólida con estas mismas características la ofrecen
en unos U$600 que comparado con el precio de nuestra antena podemos
decir que nos ahorramos unos buenos pesos.
7- Pruebas
7.1 De Ensamblaje
Una vez terminado el ensamblaje verifiqué sus parámetros finales.
7.1.1 De Foco
Aprovechando que no había pintado la antena y que su superficie era
bastante brillante, coloque un cartón en el foco, oriente la antena
hacia el sol y a los pocos segundos ya se estaba quemando, indicando
así el foco exacto.
Como pueden ver en la imagen el foco no quedo en el centro, para lo cual se hicieron los ajustes necesarios.
7.1.2 Medidas
Las medidas finales fueron:
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.
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.
7.1.3 De Solidez
La
antena no quedo 100% sólida, como lo esperaba, pero no se deforma
fácilmente y resiste la fuerza de un viento moderado sin sufrir
alteración alguna.
7.2 Pruebas de Señal
Terminada
la parte mecánica vamos ahora a la parte práctica que
seguramente es mas amena y la esperada por todos, por los deseos de
saber si el trabajo que se realizo valió la pena.
La
orientación de la antena la hacemos siguiendo los procedimientos que
todos conocemos, el decodificador que se utilizó para estas pruebas fue
un Sonicview Elite 360 con un LNB Marca WS DMX241.
Se
hicieron pruebas de señal con los satélites Intelsat 14 45W y con el
NSS-806 40.5W y el nivel de la señal para el primero fue entre el 30% y
90% y para el segundo estuvo entre el 10% y 50%, no
están nada mal pero como no nos conformamos con cualquier cosa,
se me antoja que puedo mejorar aún mas la calidad de nuestra señal.
Adicionalmente con esta antena he cazado el NSS-10 37.5W, intelsat 11 43.1w y el Intelsat 9 58w con muy buenos resultados.
Adicionalmente con esta antena he cazado el NSS-10 37.5W, intelsat 11 43.1w y el Intelsat 9 58w con muy buenos resultados.
Por el momento aquí les dejo algunas imágenes del NSS-806:
.
.
7.3 Pruebas Medio Ambientales
Queda
pendiente ver el comportamiento de la antena ante factores medio
ambientales como son viento, lluvia, calor, frío, humedad, etc. que con
el paso del tiempo iré analizando, si algo extraño sucede debido a
alguno de estos factores lo estaré anunciando.
8- Fe de Erratas
Aquí
no voy a hablar de errores tipográficos ni de redacción, sino de los
errores que se cometen al pasar de la teoría a la practica y como de
los errores también se aprende aquí los menciono:
✓ Al
tratar de curvar el aro mas pequeño no soporto las tensiones y se
deformo por lo cual no lo quise usar así y termine utilizando un rin de
bicicleta, casi de la misma medida y que tenia en desuso.
✓ En
la practica los diámetros de los aros fueron diferentes a los que se
tenían en teoría y como quería ser lo mas preciso en esto calcule de
nuevo los valores de la columna z.
✓ Lo
ultimo que arme fue la base pero me iba complicando un poco, porque
me tocaba manipular el plato que ya estaba terminado, entonces como
experiencia es mejor armar la base antes de colocar las secciones
triangulares y de paso también queda mas fácil hacer esta tarea.
9- Resultado Final
Como
se habrán podido dar cuenta, después de unos cuantos días de trabajo en
la fabricación y ajuste de la antena se pudo conseguir resultados
bastante buenos muy cercanos a los de una antena comercial y a unos
costos bastante bajos, al final los niveles de ganancia dados por esta antena son excelentes y se ven en la calidad de la imagen recibida,
por lo que quedo completamente satisfecho con el trabajo realizado,
teniendo en cuenta que nunca había hecho una antena y aplicando un
método experimental y no convencional que en buena parte fue diseñado y
desarrollado por mi.
II- Otros métodos
Otro método que me pareció bastante interesante es el reseñado en el articulo original.
Aquí igualmente se puede hacer con secciones triangulares en lugar de la forma compleja explicada en el mismo articulo.
En mi opinión este método tiene sus ventajas y sus desventajas; una ventaja es que el reflector parabólico puede quedar de una sola pieza y puede tener una apariencia final mejor lograda y como desventajas diría que si se quiere hacer un reflector grande se necesita una lamina igual de grande, la otra desventaja que vi es que se desperdicia material, lo que se ve sombreado en el Gráfico, aquí tengo en cuenta que la lamina es cuadrada.
En mi opinión este método tiene sus ventajas y sus desventajas; una ventaja es que el reflector parabólico puede quedar de una sola pieza y puede tener una apariencia final mejor lograda y como desventajas diría que si se quiere hacer un reflector grande se necesita una lamina igual de grande, la otra desventaja que vi es que se desperdicia material, lo que se ve sombreado en el Gráfico, aquí tengo en cuenta que la lamina es cuadrada.
III- Feedback
Creo
haber tocado todos los tópicos necesarios para la construcción de la
antena, pero si me hizo falta algo o desean ampliación de algún punto
con gusto lo hare.
Agradezco
de antemano todos los comentarios que se hagan y si alguien se mide a
hacer una antena siguiendo este método me gustaría conocer sus
experiencias.
Resumen En Video
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