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Radiobalizas y Telemetría para Cohetes de Aficionados

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Idea general:

Transmisor FM de tres transistoresInicialmente esta idea nació como una posible solución para no perder un cohete.- La iniciativa consistía en "seguir" una señal de audio transmitida por un equipo de radio, empleando técnicas de RDF (Radio Direction Finding, ver Wiki en español - mucho más amplio en inglés), una tecnología nacida poco antes de la Segunda Guerra Mundial y que dio orígen o antecedió a la invención del radar.- Para esto y como primer paso, en el año 1997 armé un pequeño transmisor en la banda de FM comercial de 88 a 108 Mhz (el circuito es el del amigo Harry Lythall; hice el impreso con la "bobina integrada" -una muy buena idea implementada por Harry, ver las fotos que tomé de su página- y funcionó muy bien, pero el problema es que esas frecuencias (unos 100 Mhz) tienen una longitud de onda de entre 2.7 y 3.4 metros, por lo que una antena de 1/2 onda medianamente eficiente en el transmisor que se debe montar en un cohete tendráTransmisor FM de tres transistores - Comparacion de tamaño con una batería de 9 Volts alrededor de 1.5 metros.- No es una medida "imposible" pero no es algo muy práctico.- Por otra parte, se trata de frecuencias de uso público concesionadas a usuarios comerciales privados, por lo que el alcance debe restringirse; además, se trata de una banda que está plagada de radios comerciales "truchas" y es casi imposible encontrar una porción del dial donde no haya música o gente hablando de cualquier cosa.- Por todo esto, decidí "tirarme" hacia arriba, y buscar una banda destinada al uso de radioaficionados pero que no esté llena de gente.-

La siguiente aproximación fue la banda de 2 metros, alrededor de los 140 a 150 Mhz.- Hoy por hoy, puedo disponer de los muy buenos equipos transceptores portátiles marca "Yaesu" que empleamos cada vez que efectuamos algún lanzamiento (son equipos que me presta mi hermano Fernando "Peto" Descalzo), con lo que las pruebas se facilitarían mucho.- Pero no se trata tampoco de longitudes demasiado cortas como para que las antenas sean cómodas (sobre todo la receptora, más adelante veremos porqué), y en algunas bandas está lleno de gente conversando.- Esto último para un equipo transceptor comercial no es problema: se pulsan un par de teclas, con lo que se cambia de frecuencia dentro de la misma banda y listo.- Pero en un transmisor casero y a mi alcance, es decir, pequeño como para entrar en la bahía de carga de un cohete chico, y sin teclas de ninguna naturaleza, eso no es tan fácil... Conclusión: había que saltar unos cuantos Megahertz más... así que para no perder tiempo no armé nada, consulté la distribución del espectro radioeléctrico en la Argentina y allá fui... (aunque de todos modos, con el tiempo volvería a la banda de 2 metros, de lamano de gente que sabe mucho)

Proyecto Inicial:

El proyecto que presento aquí trabaja en UHF, alrededor de los 433 Mhz, en una frecuencia cuya longitud de onda es de unos 70 centímetros, lo cual da antenas transmisoras medianamente eficientes con unos cómodos 35 centimetros de alambre.- El problema es que no sólo había que encarar la construcción del transmisor, sino también el receptor de tierra.- Esto se resolvió empleando circuitos integrados híbridos de película gruesa (montaje superficial, adjunto imágenes) en ambos extremos.- Además, se mejoró el alncance trabajando sobre la antena receptora, para poder así mantener la antena transmisora en forma de un simple trozo de cable.- Resta comprobar el comportamiento de una antena transmisora interna al cohete, de 1/4 de onda: sólo 17.25 cms de largo.-

 

MODULO TRANSMISORModulo Transmisor- Ancho: 16.1 mm

Así las cosas, al transmisor en si mismo (izquierda) le agregué un circuito integrado CMOS (bajo consumo) para que genere un tono intermitente de alrededor de 1 Khz, lo cual brinda una salida audible en el receptor (biip...biip...).- 

 

MODULO RECEPTORMóduo receptor.-: Ancho: 43,5 mm

Todo el transmisor radiobaliza de localización (tracking beacon) quedó de un tamaño de unos 23 milímetros de lado, una potencia de entre 8 y 10 mW (no requiere de uso de licencia) y su antena emisora es un alambre de cobre de 0.5 mm de espesor y 17 centímetros de largo.- En razón de sus medidas, se puede usar hasta con cohetes pequeños con motores de clase C o hasta de clase B.- Puede funcionar durante varias horas con una pila de encendedor o de llavero de 12 volts, ó con una batería de 9 Volts ó con tres pilas de mercurio de 3.2 V.- 

Comparacion de tamaños

Esta fotografía da una idea del tamaño del prototipo de la radiobaliza terminada.- Como se observa, se puede emplear con el "pack" de baterías de mercurio en cohetes pequeños.- La batería común de 9 volts pesa unos 38 gramos (no da para cohetes chicos), pero como el transmisor pesa sólo 11 gramos (antena de cobre incluída) se lo puede usar en fuselajes pequeños con el pack de tres pilas de mercurio, que pesa unos 9 gramos.- En total: unos 20 gramos.-

Entretanto, y para simular un cohete despegando, el fin de semana del 9 y 10 de febrero de 2002 alcé todo el conjunto (transmisor/batería) en un mástil de bandera que tengo en casa... todo quedó a unos nueve metros del piso.- Salí a caminar por el pueblo con mi hijo Agustín, quien portaba el receptor y una antena receptora tipo Yagi portatil, cortada a la frecuencia de 443.92 Mhz.- El asunto es que se lograron alcances en el plano horizontal de entre 700 y 1500 metros, en zona bastante poblada, lo cual lo hace práctico para usar en vuelo

Y acá está el secreto: la antena receptora.- Con potencias de transmisión del órden de los 8 a 10 mW no es posible usar una simple antena vertical o un dipolo.- Para usarAntena de "Agus" más potencia hacen falta corrientes de alimentación más grandes y se necesitan licencias especiales.- Por eso, acá está  la "antena de Agustín"... una Yagi muy direccional, de gran ganancia y que hice con forma de fusil porque Agu me la solicitó así, para "apuntarle" al cohete en vuelo.- Se aprecian los 4 elementos directores, el "iluminador", el reflector y el receptor, construído en el gabinete de un viejo y destrozado "handie-talkie" de juguete...

Si alguien tiene algun "scanner" o un receptor profesional de UHF, por favor que me avise si lo puede/desea facilitar, así podemos probar esto en distancias de varios kilómetros.- Desde ya, muchas Gracias.-

../graficos/Antena de "Agus" 

Telemetría:

Tomé mucha información suministrada por Peter Kerckhoff en ROL y otros sitios y estoy trabajando ahora en un microprocesador PIC para generar y transmitir en modulación FSK (Frequency Shift Keying) o ASK (Amplitude Shift keying) entre 1200 y 4800 bps la información generada por un acelerómetro ADXL50, un barómetro Sensym, la tensión de las baterías del cohete y -eventualmente- la temperatura externa al cohete o -a futuro- hasta la información generada por algún módulo GPS de montaje embedded.- La integración matemática de la información generada por el acelerómetro permite conocer también la distancia (altura) recorrida y la velocidad; la  información de altura será también suministrada en forma de diferencias de presión por el barómetro Sensysm, con lo que se podría obtener una comprobación de la altura efectiva mediante el promedio o interpolación de ambos valores.- La idea final consiste en el desarrollo de una pieza de software que permita representar y visualizar gráficamente y en tiempo real en la pantalla de un PC portátil con Windows 95 todas esas variables.-

Pero algunos otros proyectos hicieron que este quedara durmiendo "en el tintero" hasta el año 2008... cuando pasó lo siguiente

Una verdadera Radiobaliza Telemétrica

Como pasa tantas veces, se dieron varias circunstancias para que esta idea diera un ENORME salto hacia adelante.-

En el año 2003 se creó la ACEMA; alrededor del 2007, la ACEMA firmó un convenio de transferencia tecnológica con AMSAT Argentina, impulsado por dos dirigentes de esa sociedad (a la cual también pertenezco), como lo son los señores Ignacio Mazzitelli (LU1ESY) y Pedro Converso (LU7ABF);  hacia mediados del 2008 se comenzó a conversar acerca de diseñar y construir una radiobaliza "de verdad" basada en la experiencia que algunos socios de AMSAT venían realizando con globos sonda de alturas troposfericas.- Como en estas cosas todo tiene que ver con todo, en esta experiencia hay aprendizaje de los trabajos de personas a las cuales ni siquiera conozco personalmente pero que han publicado o compartido muy generosamente sus conocimientos: se trata de gente como José Machao ( LU7JCN ),  Hugo Lorente ( LU4DXT ) y Daniel Mischelejis ( LU5EGY ) entre tantos otros, pero el tema cobró fuerza cuando Juan Carlos Luciani (LU4AGC) me llamó telefónicamente y me sugirió ir a conversar el tema a una reunión del satélite LUSEX .- 

 Allí este proyecto tomó real impulso cuando Sergio Otero (LU8EKM), Pedro Converso (LU7ABF) y Adrian Sinclair (LU1CGB) diseñaron y construyeron el primer prototipo de radiobaliza destina a cohetes, basada en diseños de balizas para globos.- 

Sin ningún márgen de duda, toda esta gente son unos "maestros", son gente desinteresada como pocos... creo que TODOS los coheteros tenemos que saldar con ellos una gran deuda de gratitud.- Y -fundamentalmente- tenemos que aprender MUCHO de ellos y tratar de ser menos competitivos...

Pero esto de la radiobaliza ya es otra historia, que sigue AQUI:

AMSAT-ACEMA
RADIOBALIZA AMSAT-ACEMA

 

 

No enviamos planos o indicaciones a pedido o por mail.- Si necesita más información para diseñar o construir cohetes, por favor lea detenidamente TODAS estas páginas web, suscribase al "Foro Cohetes", consulte el sitio web de la ACEMA o consulte mi libro "COHETES - Modelismo Espacial, Nivel Inicial

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Esta página se actualizó por última vez el 16/12/10.