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Hilo: Radiocontrolados: la penúltima - Foro General

  1. #1
    Avatar de RotorK
    RotorK está desconectado Forer@ Senior
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    Predeterminado Radiocontrolados: la penúltima

    No quería yo poner más post de radiocontrolados, pero han ido apareciendo diversos hilos en el foro de japoneses, y en éste mismo sobre el tema, con que la información se va diseminando unas veces y repitiéndose otras, y eso no es bueno.
    Entre todo lo nuevo que ha ido apareciendo, me gustaría aclarar un aspecto, el alcance, que parece que no ha quedado muy claro. Aunque he procurado huir anteriormente de tecnicismos, esta vez se me va a escapar alguno. Y sugiero, antes de preguntar nada, la lectura de los tres hilos sobre radiocontrolados publicados por mi anteriormente en este foro.
    Ya se ha dicho que hay dos vías mediante las cuales llega la señal transmitida desde la estación emisora hasta nuestro reloj. Miremos la gráfica siguiente :


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    Este es un mapa de cobertura estándar de la estación DCF (la que se escucha con más facilidad den España). El círculo menor corresponde al alcance máximo esperado cuando lo que se recibe son ondas de tierra. El alcance es de una circunferencia de unos 600 km de radio y centro en Frankfurt. Este círculo delimita la zona donde la recepción es casi segura, independientemente de la hora del día, ya que la propagación por onda de tierra es muy estable.
    El alcance mayor, delimitado por otra circunferencia de unos 2000 km de radio con el mismo centro, corresponde a un alcance hipotético y bastante generoso, pero esta vez ya no escucharemos solo onda de tierra, sino que el mayor alcance se consigue debido a la reflexión de la onda transmitida en la capa <<D>> de nuestra estratosfera. La capa D existe únicamente en las horas nocturnas, desapareciendo durante el día. Por ello, la reflexión es mayor por la noche. Y en este espacio, coexistirán la onda de tierra, más débil conforme nos alejamos del centro, y las ondas reflejadas.
    Miremos ahora el siguiente grafico:


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    Esta es una gráfica donde se expresa analíticamente lo que hemos comentado. En el eje de abscisas está la distancia en km entre el transmisor y el receptor, y en el eje de ordenadas se expresa la intensidad de campo de la señal recibida. La gráfica de la onda de tierra <<ground wave>> puede considerarse constante en cualquier situación, mientras que las tres de <<space waves>> (ondas reflejadas) dependen de la ionización de la capa D, que depende a su vez de la propagación radioeléctrica. Las tres curvas que forman este haz son: <<Nigth>> (noche), <<Winter day>> (día-invierno) y <<summer day>> (dia-verano), y no son constantes. Aquí se representa, repito, una situación típica. La línea más gruesa, paralela al eje de ordenadas, es la distancia de 600 km, relativa al dibujo anterior.
    Lo primero que se observa es que a partir de la esta distancia, la intensidades de ambos trenes de ondas (tierra y reflejadas) andan a la par. A distancias mayores, puede notarse una mayor intensidad de señal por la noche. Pero también una mayor inestabilidad por las interferencias entre ellos. Si las dos señales estuviesen en fase no habría problemas, pero esto no ocurre jamás debido al retraso que se produce en la onda reflejada por la propia reflexión, con lo que aparece el fenómeno del desvanecimiento o <<fading>>. Este fenómeno puede apreciarse fácilmente escuchando la emisión de una estación de onda corta, y observando que las señales no son de intensidad constante, sino que varían en un tiempo muy corto, generalmente segundos. Traducido el fenómeno a la onda larga, que es la nuestra, el desvanecimiento puede durar desde algunos minutos hasta media hora, lo que ya es importante.
    Puede asimilarse la sensibilidad de nuestro receptor (reloj) al punto del eje de ordenadas donde nos situemos. Un reloj poco sensible nos hará colocarnos en las zonas bajas del eje e iremos ascendiendo conforme aumente la calidad del receptor del mismo.
    Bueno, y como ya es mucho, lo dejamos de momento aquí; aclaramos dudas y luego continuamos con las antenas.
    Espero haber ayudado,

  2. #2
    Clon está desconectado Novat@
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    Predeterminado

    Gracias, a mi me han gustado mucho estos hilos sobre los radiocontrolados, de hecho gracias a ellos tengo cada vez mas claro que quiero uno de inmediato aunque ya se seguro que en mi zona de residencia no voy a recibir señal, tendré que esperar a alguno de mis viajes habituales para poder sincronizar.

  3. #3
    Avatar de RotorK
    RotorK está desconectado Forer@ Senior
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    Predeterminado Algo más: las antenas.

    Vamos con algo más sobre los radiocontrolados.
    Como hablamos de una comunicación por radio, las antenas son un elemento fundamental. Para los no iniciados, la antena juega un papel fundamental, incluso más que el propio transmisor y receptor en un sistema de comunicaciones por radio.
    Básicamente, se define como elemento teórico de referencia (ganancia=0; perdida=0) al dipolo isotrópico, que es un dipolo cuyos elementos están compuestos de un elemento radiante de longitud igual a un cuarto de longitud de onda. Para que comprendamos el orden de magnitud de las cosas, un dipolo para la banda de FM mediría unos 1,50 m (0,75 por rama); para nuestro Wi-Fi unos 3 cm –si, centímetros- por rama, pero ….. para nuestros 77,5 kHz mediría nada menos que ….967,74 metros por rama. Esto quiere decir que la antena ideal para no ganar ni perder mediría 1.935,48 metros. Casi 2 km. Demasiado para meterlo un reloj.
    Lo mismo pasa en los transmisores. La antena más usada, que es la vertical de ¼ de longitud de onda mediría 967,74 metros de altura. Parece mucho. Aunque siempre salga algún bobo que diga que la podemos suspender de un globo o algo similar, no parece ser objeto de una estructura autoportante ni tampoco muy manejable. Baste recordar que la Torre Eiffel tiene unos 320 metros de altura, y el Empire State unos 380 metros de altura.
    Es pues necesario recurrir a un tipo de antenas <<acortadas>>. Pero esto tiene sus costes. Las antenas acortadas tienen pérdidas : las transmisoras no radian la potencia que reciben, en función del grado de acortamiento. Las receptoras no reciben todo lo que deberían recibir, en función de lo mismo. El parámetro que define esta característica, se denomina eficiencia de la antena, inversamente proporcional al grado de acortamiento. Las pérdidas pueden llegar a ser muy grandes, especialmente cuando la antena receptora está metida dentro de un reloj de 40-44 mm de caja, y pasa de medir 1900 metros a unos pocos mm.
    Para hacerse una idea de las magnitudes reales, este es un dibujo de las antenas de la DCF77. Compárese con el tamaño de los edificios, teniendo en cuenta que los cuatro mástiles principales tienen una altura de unos 200 metros:


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    Pues bien, aun así, y según los datos que nos da el PTB (organismo alemán que gestiona la DCF77, la potencia del transmisor es de 50 kW , mientras que su EIRP (effective isotropic radiated power o potencia isotrópica efectiva radiada, está en el rengo de 30/35 kW). O sea, esta antenita tiene un rendimiento o eficiencia del 70% en el mejor de los casos.
    Imaginemos el rendimiento que puede tener ésta:


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    Esta imagen no es más que la radiografía de un reloj radiocontrolado. La antena es la que está situada en el lado izquierdo, paralela al pasador. Aproximadamente de una longitud de 20 mm, siendo generosos. Puede verse también el cuarzo, inmediatamente superior a la pila.
    Yo no me atrevo a hacerlo, pero la eficiencia ha de ser bastante baja. Bajísima, vamos. Y aún así, está claro que funcionan.
    Estas antenas de los relojes son del tipo de <<ferrita>>. Y esta palabreja no denomina ningún material, sino que es derivada del uso del nombre del primer fabricante <<Fair Rite>>, que todavía existe hoy día .
    Consiste en un núcleo de material de elevada permeabilidad (ferrita), sobre el cual hay devanada (parte más gruesa en la imagen) una bobina. Los dos terminales de la bobina de conectan en paralelo con un condensador, formando un circuito resonante L-C. Este tiene la propiedad de tener en sus bornes una tensión máxima a la frecuencia de resonancia, determinada por los valores de L y C, en nuestro caso 77,5 kHz. Esta tensión disminuye conforme nos alejamos, arriba y debajo de la frecuencia de resonancia. Y el flujo que recorrerá la bobina y el núcleo, será máximo igualmente a la frecuencia de resonancia disminuyendo para las demás. Hay que recordar para más adelante que el flujo será proporcional a la sección del núcleo.
    También influye la posición. Para obtener una mayor tensión, la barra de ferrita ha de estar colocada perpendicularmente a la radiación (para nosotros y en este reloj, colocándolo a las seis o a las doce en dirección a Frankfurt). Este es el motivo de la orientación.
    La siguiente foto es esto mismo, pero en macroescala. Corresponde a un receptor DCF77 casero:


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    En la parte derecha puede apreciarse un pequeño núcleo de ferrita, pegado a la caja con resina. Sobre el está devanada la bobina, de la que salen dos hilos que van a parar al condensador, que no se aprecia por estar debajo de la placa, que no es más que un receptor DCF comercial.
    Con esto ya descansamos un poco por hoy. Mañana (o el lunes) más.
    Saludos al foro.

  4. #4
    Avatar de jmg
    jmg
    jmg está en línea Legión de Honor Forera
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    Predeterminado

    Como siempre muy interesante.
    Muchas gracias

  5. #5
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    trovador está desconectado Forer@ Senior
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    Predeterminado

    Interesantísimo.
    Muchas gracias por el post, compañero.
    SAludos cordiales!!

  6. #6
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    saladino está desconectado Forer@ Senior
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    Predeterminado

    Muy buena la serie de posts compi, hay palabras que aún me suenan de la época en que jugaba con emisoras CB (que buenos momentos y cuanta buena gente conocí a través de ellas)
    No haces más que recordarme la absoluta ignorancia que tengo sobre el tema y lo mucho que se agradecen comentarios como este que aclaran muchas de las dudas más comunes.
    Muchas gracias por dedicarnos tu tiempo.
    Saludotes
    "Dicen que el hombre es un animal de costumbres, mas bien de costumbre el hombre es un animal." Mafalda

  7. #7
    Avatar de RotorK
    RotorK está desconectado Forer@ Senior
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    Gracias, de verdad. Solo lo hago prque me gustan las dos cosas: la radio y los relojes; desde que tenia muy poquitos años. Llevo con los dos vicios mas de 40 añitos.
    Lo único que intento es ayudar a comprender estos chismecitos que además son apasionantes.
    Y se me está ocurriendo hacer un invento....No se, leyendo todas estas cosas se me ha ocurrido una idea. Ya veremos.
    Espero, de verdad, haber ayudado. Gracias, y saludos.

  8. #8
    Avatar de ez111
    ez111 está desconectado Forer@ Senior
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    Predeterminado

    Gracias, muy interesante

    Saludos
    La mejor manera de librarse de la tentación es caer en ella (Oscar Wilde y CRI)

  9. #9
    Avatar de Mecanico
    Mecanico está desconectado Héroe posteador
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    Predeterminado

    Muchas gracias. Es un tema que me resulta muy interesante y lo explicas muy resumido y bien.

    Sugerencia : ¿estos post de radiocontrolados no estarían mejor todos juntos en un post de "Esenciales"? Creo que merecen mucho la pena.

    Gracias.

  10. #10
    Avatar de RotorK
    RotorK está desconectado Forer@ Senior
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    Predeterminado

    Pues no lo se, la verdad. Yo no sé quien tendría que hacerlo. Y dependerá de si los moderadores lo consideran una buena idea.
    Creo que ya solo me queda exponer el tema de las antenas <<exteriores>> que llevan los Citizen, y explicar como construirse una casera. Ando buscando los costes de hacerse en casa algo quizá con mejores prestaciones.
    Saludos,

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