Universidad de GuayaquilFaculta de Ingeniería Industrial

Carrera de Ingeniería en Teleinformática

Asignatura:

Equipos y Medios de Transmisión.

Docente:

Ing. Julio Marcillo Peralta.

Tema:

Construcción De Una Antena Parabólica Para Receptar Señales Wifi

Grupo de Investigación:

Mendoza Miguel

Troya Kenni

Valero Vidal

Agosto - 2015

Tabla de contenido1.- EL PROBLEMA..............................................................................................2

1.1.- Descripción del Problema........................................................................2

1.2.- Objetivos de la Investigación...................................................................2

1.2.1.- Objetivo General...............................................................................2

1.2.2.- Objetivos específicos........................................................................2

1.3.- Justificación.............................................................................................2

1.4.- Limitaciones.............................................................................................3

1.4.1.- Limitaciones Económicas..................................................................3

1.4.2.- Limitaciones Físicas..........................................................................3

1.4.3.- Limitaciones Técnicas.......................................................................3

2.- MARCO DE REFERENCIA............................................................................3

2.1- Materiales.................................................................................................4

2.2- Herramientas............................................................................................5

2.3- Seguridad.................................................................................................5

2.4- Preparación de las Partes........................................................................5

2.4.1- Secciones Triangulares......................................................................5

2.4.2- Aros....................................................................................................7

2.4.3- Soporte LNB......................................................................................9

2.4.4- Base.................................................................................................10

2.5- Ensamblaje.............................................................................................10

2.5.1- Esqueleto.........................................................................................10

2.5.3- Base.................................................................................................11

2.5.4- Retoques Finales.............................................................................12

2.6 Medidas aproximadas de la antena.........................................................12

1.- EL PROBLEMA

Construcción de una antena parabólica para receptar señales wifi.

1.1.- Descripción del Problema

Wi-Fi es una tecnología de conexión inalámbrica a Internet. Puedes acceder a

Internet en tu computadora a través de señales inalámbricas, pero es necesario

estar relativamente cerca de la fuente. Cuando tu red Wi-Fi está muy lejos de la

fuente y no puedes captar una señal, puedes construir una antena mejor. Hay

una gran variedad de antenas Wi-Fi. Un antena parabólica está entre el tipo

más poderoso y puede captar señales desde kilómetros de distancia.

1.2.- Objetivos de la Investigación

1.2.1.- Objetivo General

Captar la señal wifi desde un lugar distante.

1.2.2.- Objetivos específicos

Dar a conocer opciones de conectividad a larga distancia.

Mostrar lo fácil que es realizar una antena parabólica para la

recepción de la señal wifi.

Evaluar nuevas ideas y actualizaciones del mismo aparato.

1.3.- Justificación

El poder navegar en nuestros dispositivos que cuentan con conexión de red

inalámbrica cada vez se vuelve más necesario, ya que la mayoría de la

información se encuentra en el internet.

Al hacer uno mismo la antena receptora de wifi ahorraremos algo de dinero, ya

que podemos tomar algunos materiales que ya no usemos de nuestro hogar.

1.4.- Limitaciones

1.4.1.- Limitaciones Económicas

Al no contar con todos los materiales necesarios para

ensamblar la antena, es necesario comprarlos en algún

local comercial.

1.4.2.- Limitaciones Físicas

Necesitamos contar con un lugar amplio para poder

trabajar con total libertad.

1.4.3.- Limitaciones Técnicas

Al ser una antena elaborada de manera artesanal, esta no

se verá estéticamente como una elaborada en una fábrica.

Puede que no se cumplan las expectativas esperadas por

el fabricante (usuario final).

2.- MARCO DE REFERENCIA

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/391 31 195 31.2 52 62 390 32.7 103 93 585 35.4 15

Donde:

Radio Aro= Es el radio del aro y con relación a la tabla del artículo

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

más fácil usar esta fórmula que la planteada en el artículo 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 fórmula 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. 

2.1- 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 lámina 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 lámina.

20 tornillos de 1 1/2" con sus respectivas tuercas y arandelas

Pintura mate

2.2- Herramientas

Taladro con brocas de diferente diámetro Destornilladores Cinta métrica Regla Cortador Marcadores Curvadora-Roladora: Es una herramienta para curvar tubo o varillas,

más adelante muestro como se puede hacer una curvadora casera. Computador

2.3- Seguridad

Se recomienda trabajar en un 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.”

2.4- Preparación de las Partes

2.4.1- Secciones Triangulares.

Para escoger el número de secciones que debería llevar la antena,

analice desde 24 hasta 72 secciones, a mayor número de secciones

mayor precisión pero igualmente se requiere más trabajo, teniendo en

cuenta que el anillo del LNB es de 16cms y la lámina 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 número de

secciones entre 30 y 40 nos puede funcionar bien, además tiene la

ventaja de que los valores calculados para circunf/39 me dan números

enteros (5, 10, 15) facilitando así las mediciones posteriores. 

Por simplicidad, la forma de las secciones van a ser triangulares, solo

necesitaremos saber la distancia entre dos puntos (z) para después

hacer unas perforaciones en esos puntos. 

Seleccionaremos una lámina 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 se los realizara con un cortador bien afilado y en forma

de zigzag con lo que así se aprovecharan al 100% los materiales. 

Aquí una vez terminada esta labor. 

Una vez terminado el proceso de cortado procedemos a perforar las

láminas, aquí tenemos que ser lo más 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 más 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 láminas 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.

2.4.2- Aros

Para hacer los aros necesitaremos una curvadora o roladora, esta es

una maquina industrial costosa que enrosca un tubo de acero fácilmente:

Además es una máquina 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: 

Realmente esta me parecía la parte más difícil del proyecto, porque

hacer círculos medianamente perfectos me parecía una tarea difícil de

hacer, pero bueno al final quede muy satisfecho con los resultados. 

Una vez curvados los tubos procedemos a hacerle las perforaciones

donde posteriormente se van a fijar las láminas 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 último debería ser cada 15 cm pero como se explicó 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 lámina de aluminio, como lo detallo en esta gráfica.

2.4.3- 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 última

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 

2.4.4- 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.

2.5- 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 lámina, 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.

2.5.1- 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.

2.5.2- 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, más bien parece como estar armando un rompecabezas.

2.5.3- 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 más finos.

2.5.4- Retoques Finales 

Una vez terminado este proceso  pintamos nuestra antena. 

2.6 Medidas aproximadas de la antena

Las medidas aproximadas de esta antena son

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.