sábado, 29 de mayo de 2010

La counterpoise de antenas portátiles


Está claro que, afirmaciones de indole mágica al margen, todas las antenas contruidas como monopolo, normalmente antenas verticales y llamadas antenas tipo Tesla o Marconi, requieren una "counterpoise" para funcionar. Se puede afirmar sin margen a la duda que cualquier afirmación en contrario hecha por cualquier fabricante o experimentador no es cierta. Puede ocurrir que se nos presente evidencia sobre que la "antena funciona" sin necesitar counterpoise basada en medidas de ROE buenas o incluso buenos resultados; pero al fondo del día es solo cuestion de poner un poco de empeño en encontrar donde está el truco. Y el truco suele estar en la forma de una bajada que en realidad es radiante (y que la antena funciona en realidad, a veces con pérdidas horribles, como antena de Hertz o dipolo) o un transmatch que armoniza cosas bastante dispares o, lisa y llanamente, que la antena en realidad no funciona tal y cual lo describe su autor. El site HFPack es una fuente inagotable de evidencia demoledora respecto al real funcionamiento de distintas antenas proclamadas como "maravillosas" o "mágicas" o simplemente como "efectivas" que fallan miserablemente al momento de igualar una simple antena vertical de 1/4λ o un dipolo de 1/2λ. Las antenas cortas del tipo que son utilizadas en operación portatil requieren entonces un "counterpoise" para funcionar. La cuestión es... ¿como se dimensiona?. Hé experimentado recientemente tres antenas portátiles reducidas, una Yaesu, una MFJ1810 y la MFJ1899 (todas ellas reportadas en entradas anteriores), todas mejoraron su funcionamiento de inusable a decente al agregarle un "counterpoise" de aprox. 1/4λ. El manual de la antena MFJ1810/MFJ1899 dice que tiene que tener un counterpoise de 195.58 cm para operar en 10 mts. El manual no elabora como se llega a esa sugerencia, simplemente indica largos de counterpoise para distintas frecuencias sin agregar demasiados criterios de uso, ambiente de trabajo o dimensionamiento. Si vamos a los libros teóricos rápidamente nos encontramos con monopolos ubicados en planos infinitos de tierra (claramente dificiles de transportar para una operación portatil :-) ). Recurriendo a libros sobre base mas empíricas encontramos que para representar un plano de tierra razonable el counterpoise tiene que tener bajas pérdidas y una longitud entre 1/4 y 1/8λ. Sobre bases aún más empíricas uno se tropieza con la necesidad de considerar cuando el counterpoise estará tirado en el piso (cosa que es lo que ocurre en operación portatil usualmente) que hay que tener en cuenta el efecto de la tierra y reducir su dimensión entre 10 y 25%. Compruebo esas reglas con las medidas de la MFJ, en la banda de 10 mts la λ=10.5 mts y lo propuesto por MFJ es entonces 1/5λ que se correpondería con 1/4λ reducido un 25%, voila!. KQ6XA sugiere para una counterpoise apoyada en el suelo una longitud un poco más grande de 7.4 ft o sea 2.25 Mts, es decir aprox. un 10% más corta que 1/4λ. Pero en realidad hay que combinar la teoria con la práctica para entender como funciona el counterpoise. El counterpoise se trata de una capacidad en realidad, su valor puede aproximarse como dos placas enfrentadas (el vivo del cable y la tierra) separados por el aislador que la juega de dieléctrico, la longitud deberá ser tal que a la frecuencia de trabajo presente una capacidad "considerable". DC4FS sugiere, en el contexto del análisis de su antena Microvert (que el autor la presenta como algo mágica por su parte) la fórmula l(mts)=58/f(MHz) que presenta buena correspondencia con los casos empíricos anteriores. Es todo cuestión de revolver un poco la bibliografía y se termina encontrando casi cualquier cosa que uno necesite. Daria la impresión que los valores teóricos solo sirven de punto de partida, en definitiva los factores a considerar son tantos y las interacciones tan complejas que es necesario hacer los ajustes finales a un dado ambiente en forma más bien empírica. La configuración movil más conveniente parece ser hacer un tramo correspondiente a la banda de 10 Mts y luego tramos "agregados" para llegar a las longitudes respectivamente de 20,40 y 80 mts con algun mecanismo de conexión, por ejemplo una pinza "cocodrilo" para ir agregando o sacando en función de la frecuencia en la que se quiera operar.

miércoles, 26 de mayo de 2010

El Arin de LU7HZ (Reloaded)


Al llegar de viaje me encontré con los impresos que fabricó Washington Rojas (LU3EI) del diseño Arin (ver entradas anteriores en el blog aqui). El impreso es muy pequeño, 1.5" X 1", lo que requiere un armado cuidadoso. La idea general sigue siendo organizar una "clínica" de construcción en el ámbito del Radio Club; pero aún falta mucho para que sea viable. Traté de armar un video con el proceso de construcción para subir luego a YouTube pero no salio gran cosa de claro. El armado lo hago utilizando una cajita de pastillas de menta "Tic-Tac", que a diferencia de las Altoids usualmente empleadas en QRPp se encuentran facilmente en Argentina y son bien económicas. El montaje final tiene 3 conectores; antena, audio y manipulador. El conector de +9 Vcc se utiliza con una bateria y evita un interruptor adicional (basta poner y sacar la batería para prender y apagar el aparato). Todavía hay que hacerle ajustes adicionales para hacer el bautismo de aire al aparato.

lunes, 24 de mayo de 2010

El Menos es Mas de AA1TJ

En la linea de minimalistas minimos ciertamente el diseño Menos es Mas (así en español en el original) de AA1TJ. El consurso MAS (Minimal Art Session) es un interesante concurso orientado a QRPp donde no solo los contactos otorgan puntos sino la cantidad de los componentes que tienen los transmisores lo hacen). Con el objetivo de minimizar la cantidad de componentes utilizados este diseño es original, por decir algo, en su extremo minimalista. Por un lado... no tiene etapa de audio!! A pesar de reclamar recibir señales tan bajas como 10 μV el audio se toma directamente del mezclador con auriculares de 600Ώ (hubiera pensado que sería mejor de mas impedancia...). Otros aspectos interesantes del diseño son la posibilidad de variar la potencia al determinar que porción de la resistencia de emisor es eliminada al manipular (sin haber construido el diseño sospecho que tratar de extraer excesiva potencia puede facilmente llevar a defectos de manipulación, inestabilidades e incluso que no transmita). Otro aspecto interesante es que, a pesar que el diseño es para 80 Mts el oscilador se soporta mayormente en las capacidades parásitas para obtener su realimentación, esa es una forma de obtener quizás una mayor proporción de la potencia posible. Finalmente la configuración del filtro pasabanda (presente en casi todos los diseños de este autor) ciertamente agrega mayor robustez a la capacidad de manejo de señal de este diseño. Se reporta haberlo utilizado en el contexto de la competencia MAS y habiendo realizado contactos entre 200 y 800 Km de distancia (nada mal!!). Como el circuito de audio es inexistente no se puede silenciar (!!) por lo que el autor reporta que es un poco molesto escuchar los ruidos de manipulación y que para ello deberían ponerse un par de diodos de germanio a modo de circuito de mute (el autor no lo hizo porque las reglas de la competencia MAS penalizan cada componente adicional y simplemente sacaba el auricular durante la transmisión). Hay que sacarle la gorra a Michael, como siempre.

domingo, 23 de mayo de 2010

Semana de Mayo en Argentina, LR7HZ en el aire

Hace 200 años atrás ocurria en mi patria la Revolución de Mayo. Una transacción entre distintos grupos de interes que pugnaban algunos por mantenerse como subditos de la corona de España y otros por independizarse. Este debate, que se extendió por toda la llamada semana de Mayo, terminó encontrando el punto de equilibrio el 25 de Mayo de 1810 en la forma de continuar leales al verdadero rey de España (entonces Fernando VII) y desconocer al usurpador Bonaparte. El 25 de Mayo de 1810 se constituyó la Primera Junta de gobierno, la que comenzó una serie de distintas alternativas que concluyeron 6 años despues con la independencia formal de Argentina ocurrida el 9 de Julio de 1916. Se cumple entonces el bicentenario de nuestra patria y para festejarlo la Comisión Nacional de Comunicaciones (CNC) de Argentina autorizó la utilización de licencias especiales entre el dia 22 y 25 de Mayo; la licencia cambia el prefijo por lo que podré operar como LR7HZ durante esos dias. Pienso que es una buena oportunidad para festejar y, radio mediante, invitar a colegas de todo el mundo a hacerlo. Primariamente operaré en 10 mts (28490 KHz SSB y 28020 KHz CW) aunque no descarto operar si las condiciones lo permiten en otras bandas también. Viva la Patria!

sábado, 22 de mayo de 2010

El tranceptor mínimo de GJ7RWT

Siguen apareciendo variantes los diseños ultralivianos en la linea de los discutidos anteriormente como el XBM-80, Currumim y otros. El diseño publicado en el blog de Roger (G3XBM) originado en Andy Cutland (GJ7RWT) sigue en la linea de diseño general de un transceiver para la banda de 10 MHz. Este tipo de diseño há sido abordado también en una serie anterior con el diseño Arin. El diseño aqui presentado sigue siendo minimalista. La principal ventaja es, por cierto, la simplicidad del diseño y construcción. Sigo pensando que debería existir un énfasis en tratar de "aumentar" este tipo de diseños (en el extremo mínimo de ser minimalista) con plataformas SDR como por ejemplo M0KGK que le otorguen posibilidades de procesamiento de señal y filtrado vastamente superiores a lo que el diseño mismo puede proveer. Sin embargo este diseño intenta producir algún filtrado en la señal y por lo tanto yendo en dirección contraria a este criterio.

jueves, 20 de mayo de 2010

La antena portatil MFJ1899

En oportunidad de la extensa temporada de viajes de negocios por zonas W6 y EA3 que estoy realizando estoy llevando, como ya va siendo costumbre, mi Yaesu FT817ND conmigo.
La la antena portatil Yaesu que hé utilizado recientemente (reportado en una entrada de blog anterior) tiene rendimientos razonables y su "footprint" es bajo, pero aun asi consiste en varios segmentos tubulares de entre 40 y 60 cms de longitud, mas una bobina por banda, mas la base (que es relativamente voluminosa), mas las abrazaderas para sostenerla, mas el segmento de coaxial para conectar al transceiver y mas (finalmente) el cable necesario para hacer una "contratierra" decente. Se puede transportar, no hay duda, pero ocupa algún lugar significativo si se trata de viajar lo más ligero posible. La primer solución fue adquirir una antena whip MFJ1810T para 10 mts (en la foto la antena más pequeña). Su rendimiento luego de bastantes pruebas a esta altura es marginal aun considerando el uso de una contratierra. Como es de esperar una antena de este tipo sin contratierra no funciona. Desafortunadamente operar solo sobre la base de las aperturas de 10 mts en un viaje de negocio termina no siendo práctico, las aperturas ocurren cuando uno está trabajando y no cuando quiere hacer un rato de radio para distraerse; no es distracción adecuada escuchar el ruido de fondo de una banda cerrada (!!). Me decidí entonces a realizar la inversión de adquirir la antena más completa la MFJ1899 (en la foto la antena más grande). Esta antena está pensada para proveer cobertura en todo el rango de HF, 6 metros y 2 metros. El planteo del diseño consiste en un whip telescópico de 1.50 Mts de longitud cuando totalmente extendido con una bobina de carga en el extremo. La bobina de carga tiene varias derivaciones y es posible cortocircuitar parcialmente a la misma para ir operando en las distintas bandas. Con un ajuste especial es posible operar en 2 mts como antena 5/8. Al igual que la MFJ1810T la terminación es con un conector BNC hembra que puede conectarse directamente al panel del frente del FT817 o conector mediante (preferiblemente en L para operar vertical la antena) en el conector trasero. Si bien la antena MFJ1899 con el whip plegado es aproximadamente el doble de largo que la MFJ1810 en las mismas condiciones es posible separar en el primero el whip telescópico de la bobina dejando dos segmentos aproximadamente iguales, por lo que la transportabilidad de ambas es similar. A riesgo de ser reiterativo las antenas verticales no funcionan sin contratierra y esta antena tampoco es una excepción. Compré en RadioShack un kit de tres carreteles de alambre de cobre forrado de 0.5 mm con 15 Ft cada uno, que extendido en diferentes direcciones provee la contratierra necesaria. Sin la contratierra aditamento la ROE es muy alta, en la práctica infinita pues activa la protección del aparato e impide la transmisión. Con ella la ROE en distintas bandas entre 1:1.1 y 1:1.5 una vez que se ajusta la longitud del whip para mejor adaptación. El rendimiento en si no es demasiado deslumbrante. En las bandas de HF no he podido escuchar nada significativo en 10 o 15 mts; es posible escuchar actividad en 20,40 y 80 mts tanto en CW como en SSB. En 6 mts no hay actividad (la banda estaba obviamente cerrada mas allá de la antena en los momentos que probé) y en 2 mts el rendimiendo de la MFJ1899 es comparable a los efectos prácticos al whip que viene de fábrica con el Yaesu FT817. Intentos de escuchar balizas u otro tipo de actividad en 10 mts (en particular balizas localizadas en Argentina como la de Victor LU3HFA) no fueron exitosos. Varios llamados generales tanto en CW como en SSB no fueron en general exitosos en HF. Al comparar lo recibido en 40 mts con lo que podia escucharse en el receptor WebSDR de la Universidad de Twente las diferencias eran abismales a favor de éste último. Las caracteristicas de propagación en una escala regional pueden explicar parte de la diferencia, pero el grueso es sin duda debido a usar una antena en el fondo marginal, localizada en el interior, a no mucha altura y en una zona no muy favorecida. En definitiva no me queda otra que recurrir al criterio de tener "un perro que canta tangos" que hé descripto en entradas anteriores para moderar mis expectativas y que estas sean mas realistas. La falta de respuesta puede ser puntual de las condiciones de los dias que intente, en fines de semana y con concursos en desarrollo, sumadas a que en el fondo estoy operando con unos muy poquitos watts de potencia y sin un schedule determinado con otra estación.
No he probado estas antenas en condiciones exteriores, desde una buena ubicación movil por ejemplo, ni hé experimentado con una configuración un poco más óptima de la contratierra un poco mejor que solamente unos pocos cables y con alguna clase de medición para tratar de investigar si hay longitudes o configuraciones de despliegues mejores que otras. Quizás la distracción consista solamente en pensar en todas estas cuestiones como escape a la presión de las largas jornadas de trabajo y es inmaterial si la antena al final del dia funciona como la gente o no.

miércoles, 5 de mayo de 2010

El PICHZ de LU7HZ (parte 2)

Hacer un circuito como el adjunto es, por otra parte, simple aún con técnicas constructivas tipo Manhattan o ugly; pero estas técnicas son a veces algo engorrosas cuando se trata de circuitos integrados y no componentes discretos por lo que tener una placa de impreso agilizaría notablemente la construcción del proyecto para poderse concentrar en el software que es en definitiva el que determina su comportamiento.
El PIC utilizado (12F675) provee la forma de programar sus seis salidas en forma discrecional como de entrada o salida (algunas de ellas además como digital o analógica); pero en general todos los proyectos requieren activar algun dispositivo y para ello es conveniente tener un par de transistores a modo de actuadores para no exponer el PIC innecesariamente a cargas. Por su parte si es necesario manejar más que unos pocos mA de corriente bien se puede manejar reemplazar R2 o R4 o ambas por circuitos de conmutación de potencia (un relay de cc por ejemplo). La placa de circuito impreso se diseña con el software Sprint-Layout , ya referenciado en una entrada anterior y que resulta costoso para un uso casual pero muy poderoso cuando se requieren hacer layout de impresos con cierta frecuencia. Con su auxilio se obtiene una placa de dimensiones muy reducidas (25mm x 30mm) cuya disposición se adjunta (fuertemente aumentada en escala). El circuito prototipo se arma en unos pocos minutos una vez que se tiene un impreso; el PIC siempre debe ser utilizado con zócalo para permitir su grabación (lo que en desarrollo ocurrirá, por cierto, muchas veces). Las distintas entradas y salidas se implementan de acuerdo al proyecto en cuestión. No hay ninguna necesidad de implementar todas las entradas o salidas, solo las necesarias pues el resto pueden ser anuladas por software. La placa ya incluye espacio para un regulador de voltaje de forma de liberar la fuente externa que se utiliza (cualquier valor entre 9 y 12V seguramente será adecuado, incluso algo menor o mayor también funcionará); un regulador miniatura tipo 78L05 probablemente sea adecuado en la mayor parte de los proyectos pero si se alimenta con 12V o superior puede tener que disipar demasiada potencia y por eso es conveniente preveer espacio para un 7805 que es mucho más robusto. Habiendo "volado" mas de un regulador por conectar la fuente al revés hé aprendido a proteger los diseños con un humilde diodo que se paga a si mismo rápidamente evitandonos errores. La placa tiene por propósito ser la plataforma de múltiples experimentos por lo que no adjunto ningún fuente de software en particular, cada proyecto diferirá (justamente) en el software que usa; en este momento estoy implementando un manipulador electrónico pero estoy seguro que es solo el primero de muchos otros proyectos interesantes. La placa de prototipo la elaboré con técnicas caseras de grabación de impreso, pero para una tirada profesional a bajo costo recurro como siempre a los servicios de Washington Rojas (LU3EI) En caso de querer un esqueleto de programa para tomar como base la baliza para LU1DMA previamente mencionada es un buen punto de partida. El PIC puede además de Assembler programarse en C y en Pascal, aunque yo prefiero el primero; el sitio Web de MicroChip (fabricante del PIC 12F675) contiene un IDE muy completo que incluye Assembler y C; otros paquetes comerciales y libres proveen alternativas con otros lenguajes de programación.

lunes, 3 de mayo de 2010

El PICHZ de LU7HZ (parte 1)

En un número considerable de proyectos termino apelando al versatil microcrontrolador PIC 12F675. Este microcontrolador alberga toda la funcionalidad de un PIC de baja gama, incluye puertos paralelo, entradas analógicas, manejo de interrupciones versátiles y no requiere componentes externos ni cristales (aunque tiene la opción de tenerlos si fuera necesario). El circuito es bien sencillo, básicamente consiste en alimentarlo con +5Vcc y luego trabajar en la que sea la circuitería externa que el experimento en cuestión requiera. En algunas estradas anteriores compartí un beacon "inteligente" que diseñé para Luis (LU1DMA) basado en este PIC. El curso de CW que estoy haciendo me há permitido alcanzar ya cierta destreza en el uso de un manipulador lateral, lo que crea el problema de no ser facil volver al vertical cuando opero el Pixie o alguno de los otros equipos que no tienen manipulador automático; esto lleva directamente a querer hacer un manipulador automático, el que por supuesto tiene como base un 12F675. Y asi sucesivamente, diferentes proyectos esbozados en la rueda de VHF local tales como identificador múltiple, controlador de repetidora, robot de CW, baliza de globo, beacon de QRSS e incluso otros proyectos no relacionados con la radio como algunas ideas que mi hijo Marcelo tiene respecto a al aeromodelismo (su hobby). Todos los proyectos comparten caracteristicas similares. Se trata de alguna forma de sistema embebido simple, con alguna función de complejidad baja o media, con poca o ninguna necesidad de interfaz para operarlo. En general son proyectos que no requieren algoritmos matemáticos complejos (por ej. no sería adecuado para procesamiento digital de la señal) ni gran potencia de procesamiento. Normalmente es necesario sensar una o más señales on/off (binarias) y ocasionalmente alguna señal analógica (en ambos casos cualquiera sea el origen de esas señales deben estar conformadas para operar en el rango +0V a +5V que puede manejar este procesador).

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