miércoles, 28 de abril de 2010

Tecnología de RC (Parte II)

Continuando con la serie de publicaciones sobre las tecnologías subyacentes en nuestros equipos de RC, en esta segunda entrega vamos a ver las antenas utilizadas y la potencia de transmisión.

Esto será de suma utilidad a la hora de estimar el alcance de nuestros equipos.

Las antenas

Las antenas que usamos en aeromodelismo se conocen como antenas de 1/4 o 1/6 de longitud de onda. Es decir la longitud del elemento irradiante es aproximadamente la cuarta parte de la longitud de onda de la señal que esta transmitiendo/recibiendo. Por este motivo las antenas utilizadas en 2.4 Ghz son cortas mientras que en la bada de 72 Mhz son mucho mas largas.



El largo de las antenas es de suma importancia para adaptar su impedancia a la impedancia de salida/entrada del transmisor/receptor. Por este motivo la antena nunca debe cortarse o enrrollarse del lado del receptor, donde generalmente la antena es un chicote de cable. En el caso de las antenas telescopicas siempre deben desplegarse por completo, de esta forma es mucho mas eficiente la entrega de potencia del transmisor al aire que rodea la antena.



El campo eléctrico es mucho mas intenso en la perpendicular al elemento iradiante que en la linea del mismo. Por eso nunca debemos "apuntarle" al modelo con la antena, si no todo lo contrario.


Intensidad del campo de una
antena de 1/4 de longitud

Aclaro que en radiofrecuencia cuando se habla de patrón de radiación es indistinto transmisión que recepción ya que se comportan de la misma manera.


Potencia de transmision


La potencia de transmisión de los equipos RC, se mide en Watts (W) o miliwatts (mW). Suele variar entre los 500 mW y 1000 mW. La medida de potencia se suele expresar también en decibeles, siendo las equivalencias como ejemplo 500 mW -> +27 dBm, 1000 mW -> +30 dBm. Como notaran por cada aumento en 3dB de potencia se duplica la potenica real medida en Watts.


Si bien piensa en una mayor potencia para tener mayor alcance (hoy de mucho interes en vuelo FPV), hay otros factores de importancia como ser, las ganancias de las antenas y la sensibilidad del receptor. Este ultimo parámetro es primordial ya que nos indica que tan bien "escucha" un receptor.


La sensibilidad se mide tambien en Db siendo su valor por lo general del orden de los -65 Db. Se trata de un valor numérico negativo, siendo mas sensible cuando menor sea el valor. Para FPV se recomiendan valores de -100 Db
Ing. Ulises Nicolini


viernes, 23 de abril de 2010

Tecnología de RC (Parte I)

Despues de leer el foro de la gente de Aero Mundo Marinno sobre las diferentes tecnologías de equipos RC, es que decidi esribir este artículo.

Con el advenimiento de nuevas tecnologías surgen las comparaciones con las mas antiguas y de esto muchas veces se crean mitos que corren de boca en boca por las agrupaciones de aeromodelismo y entusiastas de la actividad RC.

Ya lo hemos visto con la aparición de los motores eléctricos, que provoco rapidamente la comparativa con los motores glow, creando adeptos y retractores.

En este caso le toco el turno a los equipos RC, dada la fuerte aparición el el mercado de los equipos que trabajan en la bada de 2.4 Ghz (lease Gigagertz). Pero antes de entrar en los pros y contras de esta tecnología... ¿Sabemos de que estamos hablando? ¿Que sabemos de propagación de ondas? ¿Cuánto sabemos de modulación? ¿Tecnicas digitales, interferencias, tasa de error?... mi idea con este artículo es aclarar los conceptos para ser mas criteriosos a la hora de comparar.

Para no hacer tan extenso el artículo voy a dividir el post en 3 entregas

Parte I
- Las ondas electromagnéticas
- Propagación de ondas electromagnéticas
- Métodos de propagación en aeromodelismo RC

Parte II
- Antenas
- Potencia de transimión y sensibilidad en el receptor

Parte III
- Modulación
- Modulación analógica (AM y FM)
- Modulación digital (DSSS y FHSS)



Las ondas electromagnéticas

La radiación electromagnética es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan en forma de ondas a través del espacio transportando energía de un lugar a otro. Esta energía lleva implicita información codificada que es lo que en definitiva nos interesa.

Las ondas se caracterizan basicamente por su frecuencia, y su amplitud. La frecuencia es la cantidad de ciclos que se producen en una onda por segundo, siendo la longitud de onda expresada como

L=c/f

L: Longitud de onda
c: Velocidad de la luz = 3 x 10^8 m/s

De esta formula concluimos que a mayor frecuencia, menor longitud de onda y visceversa. Una frecuencia de 2.4 Ghz tiene una longitud de onda de 12.5 cm , mientras que una de 72 Mhz tiene una longitu de onda de 4.16 m.

Formas de propagación de las ondas electromagnéticas

La manera en que las ondas alcanzan su destino una vez que abandonan su fuente establece el tipo de propagación.

- Propagación directa o línea de vista
La señal va del trasmisor al receptor por un camino directo sin obstrucciones.


- Propagación por ondas reflejadas
La señal llega del transmisor al receptor "rebotando" previamente en otro objetos que se encuentren en la trayectoria. Dependiendo de la naturaleza de ese objeto la señal reflejada se verá atenuada en mayor o menor medida.



- Propagación por difracción
La señal llega del transmisor al receptor "rodeando" obstáculos que se encuentran en la trayectoria. Los obstáculos podran ser rodeados si su tamaño es menor que aproximadamente 10 veces la longitud de onda de la señal.



La gráfica superior es solo ilustrativa dando una idea de que la onda es capas de rodear un objeto. La difracción es un fenómeno físico mas complejo que escapa a los detalles de este artículo. Basicamente un frente plano de ondas al encontrarse con un objeto se difraca en forma de ondas circulares


Si bien existen otros metodos de propagación, como la ionosférica, y las ondas de tierra, estos son los que mas intervienen en nuestros equipos de RC.



Métodos de propagación en aeromodelismo RC

En aermomodelismo se aprovecha mayormente la propagación directa, pues generalmente tenemos nuestro aeromodelos al alcance de nuestros ojos.

Las reflecciones se dan cuando volamos en terrenos irregulares, o con grandes edificaciones a nuestro alrededor, generalmente se da también en vuelos de ladera, cuando estamos rodeados por montañas o distintos relieves geográficos.

La intervención de este tipo de propagaciones (reflecciones) no siempre es adecuada ya que la señal puede llegar al receptor por medio directo y reflajado al mismo tiempo, produciendose una interferencia destructiva. Esto se da cuando las dos señales llegan a destino retrasadas en su fase 180º produciendose la resta algebraica de ambas. Los técnicos en radio frecuencia conocen este fenómeno como fadding.

La propagacion por difracción es una situación que no se suele presentar en los campos de vuelo, pero cuando no vimos pasar un modelo detras de una arboleda? En estos casos las señales de alta frecuencia como las de 2.4 Ghz no podran rodear el obstáculo debido a su corta longitud de onda y la señal no llegará al receptor, cosa que si podrán hacer las señales de 72 Mhz ya que por su gran longitud de onda rodearán el objeto que se interpone. Estas situaciones también se suelen dar en el vuelo FPV o vuelo por video.

Por el motivo de la falta de propagación por difracción en las señales de 2.4 Ghz es que se suelen usar doble receptor y/o doble antena en los receptores de abordo, ya que el motor, una rueda o un carenado pueden ser un obstáculo importante entre el transmisor y el receptor.

El uso de doble antena y/o doble receptor asegura que la señal llege a destino por camino directo, evitando el fenómeno de fadding (presente tanto en 2.4 Ghz como en 72 Mhz) y la falta de difracción.


Ing. Ulises Nicolini


lunes, 19 de abril de 2010

Encuentro de Aermodelismo 2010

El día 16 de Mayo de 2001 a partir de las 10:00 hs se realizará en las instalaciones del Aero Club Tornquist el Encuentro Regional de Aeromodelismo 2010.

Con una vista privilegiada del sector serrano y un amplio campo de vuelo, invitamos a participar a todos los entusiastas de la actividad asi como al público en general que quiera presenciar el evento.

Se habilitará un servicio de cantina en las instalaciones del club para pasar una jornada completa de vuelos y camaradería entre los colegas y amigos.

Duarante el evento se promocionará la venta de un bono contribución, con el que se participará en el sorteo de un Helicóptero RC eléctrico.

Interesados en participar contactarse a las cuentas de correo electrónico ulises.nicolini@gmail.com


¿Como llegar al Aero Club Tornquist?

Pronostico del clima y vientos para el evento







miércoles, 14 de abril de 2010

Aero Club Tornquist en Flight Simulator

Sorpresa fue encontrar la textura del Aero Club Tornquist para el Flight Simulator. En esta pagina tambien, entre muchos otros aeródromos, se encuentran el de Pigue y Saldungaray. En el caso de Tornquist el realismo es asombroso y esta muy bien logrado, tanto en el aspecto del hangar, como en la orientación de la pista, ubicación de las arboledas y por supuesto el relieve del cordon serrano.


El link donde estan estas texturas es el siguiente

http://www.flightsimulatorarg.com.ar/xescenarios11.htm

En general todo el sitio tiene muy buen contenido con aeronaves argentinas, texturas, clima, etc.

http://www.flightsimulatorarg.com.ar/

martes, 13 de abril de 2010

Baterias de NiCad en Aeromodelismo

Casi todos nosotros manejamos los packs de baterias de NiCad a diario cada vez que necesitamos recargar nuestro equipo de RC tanto transmisor como receptor. Sin entrar en detalles ni quimicos ni electricos voy a profundizar en algunos aspectos teóricos y practicos de este tipo de barería.

Definicion de capacidad
(mAh)
Las baterías de Ni-Cd son elementos capaces de almacenar energía eléctrica. La tensión media entre bornes del elemento es de 1,2 Voltios y su capacidad se expresa en miliamperios-hora (mAh) que es el producto de la intensidad de la corriente contínua suministrada por la batería por el tiempo que dura la descarga hasta el agotamiento de la misma. Generalmente se indica la capacidad para una descarga de 10h a 20ºC siendo la capacidad nominal de la batería que se representa por C10.

Variación de la capacidad con la temperatura
La capacidad de almacenamiento de este tipo de baterías depende en cierto grado de la temperatura de operación. Las baterías de Ni-Cd pueden descargarse en un margen comprendido entre -20ºC hasta 60ºC. La capacidad nominal se establece a 20ºC; a temperaturas superiores hay un ligero aumento de la capacidad efectiva (no llega al 5% a 40ºC), pero a temperaturas bajo cero hay una disminución importante.

Variación del voltaje con el estado de carga
Un elemento Ni-Cd completamente cargado tiene una tensión en bornes de 1,25/1,30 Volts, que enseguida disminuye a su tensión normal de 1,20 Volts. Esta tensión se mantiene prácticamente constante durante toda la descarga para caer bruscamente al agotarse la carga de la batería. Se considera que un elemento está descargado cuando su tensión en bornes es de 1,1 Volts.



Por este motivo no recomiendo el uso de un "tester" como elemento de confianza para saber el estado de carga de una bateria. Puedo medir una tension de 1.2 V estando la batería en el estado "Stop Operating" según el grafico superior, y en forma confiada salir a volar cuando a los pocos instantes se produce una brusca descarga, llevando al elemento al estado "Discharged".

En caso de usar un tester, o el medidor comercial de abordo, es de utilidad unicamente para saber si el pack ya llego en su estado "Discharged". Para realizar la medición es necesario "cargar" con consumo de corriente las baterías. Esto puede hacerse o bien moviendo todos los servos al mismo tiempo en caso que el pack este instalado, o colocando una resistencia de 22 ohm como "carga fantasma" para realizar la medición.

Cargando las baterías de NiCad
Las baterías de NiCad se cargan a un régimen de corriente constante y no a tensión constante, ya que esto pude producir una fuerte corriente entre sus bornes, elevando su temperatura y llevándola a su destrucción.

Es necesario utilizar un circuito electronico que produzca un flujo de corriente continua constante sobre los bornes de la batería. La intensidad de esta corriente determinará el tiempo de carga y la vida ultil de la mismo, esto es la cantidad de ciclos de carga y descarga soportados por el elemento.

El tiempo de carga puede estimarse con la ecuación.

T = 1,4 x C / I

siendo:
T = Tiempo de carga en horas.
C = Capacidad que debe recibir la batería (mAh).
I = Intensidad de carga (mA)

La carga puede ser lenta donde la corriente es la decima parte de la capacidad de la batería (C/10). En este caso supongamos una batería de 700 mAh se carga con una corriente de 70 mA circulando por sus bornes. Segun la ecuación anterior el tiempo de carga estimado es de 14 h.

T= 1.4 x 700/70

Consideramos una carga rápida cuando la corriente es la tercera parte de la capacidad de la batería (C/3). Con una corriente de carga aproximadapara este caso de 230 mA, tenemos un tiempo de carga de 4 h.

T=1.4 x 700/230

Una carga acelerada supone una corriente de tres veces la capacidad de la batería (3xC). Con una corriente de 2100 mA el tiempo de carga es de unas 0.45 hs, es decir unos 25 minutos aproximadamente.

T=1.4 x 700/2100

Es siempre recomendable hacer una carga lenta, ya que la disminución del tiempo de carga como consecuencia de una fuerte corriente, acarrea una disminución en la vida util del elemento.

Esto se debe a que la potencia disipada es proporcional a I2R esto es el cuadrado de la corriente de carga por la resistencia interna de la batería. Esto produce un aumento de la temperatura lo que lleva a daños químicos internos.

Dejo en este link una nota detallada sobre la construcción de un simple cargador basado en el circuito integrado LM 317.

Aquí un circuito ahun mas simple tambiénn basado en LM317.

Sobrecarga
Si se sobrepasa el tiempo de carga, toda la energía eléctrica que se suministra a la batería no podrá sen convertida en energía química, y sera transformada en calor. Esto produce como ya lo explicamos un deterioro interno de la batería lo que disminuye su vida útil.

Almacenamiento
Las baterías de NiCad almacenadas entre las -20 y 50 ºC pueden durar meses con plena carga, disminuyendo la misma debido a la resistencia interna que poseen. Esta resistencia depende en gran medida de la calidad de fabricación y pureza de los elementos químicos que intervienen. Una baja corriente de fuja produce rápidas descargas mientras que al aumentar su valor la corriente de fuja disminuye. Esto es plena consecuencia de la ley de ohm (V=R x I).


Reciclado
El reciclado de las baterías, no solo permite chequear el correcto funcionamiento de las mismas sino que también es de gran ayuda reciclar periódicamente las baterías para mantener su capacidad al máximo. Este proceso puede eliminar corto circuitos internos en las celdas, y borrar cualquier efecto de memoria que estas puedan haber adquirido.

El proceso consiste en hacer circular una corriente constante de descarga (colocando una resistenacia por ejemplo entre los terminales) hasta que la batería alcance un valor no inferior a los 1.1 V. Llegado a ese punto iniciar un proceso de carga lenta durante 14 hs.

sábado, 10 de abril de 2010

RC Glider DG 800B

Desde mi primer Anfra II, que en realidad fue mi primer modelo RC, siempre me gusto y me atrajo el vuelo térmico radiocontrolado. Por eso dejo este video de un DG800B a escala 1:2 (estimo) donde se puede ver el remolque del mismo con un ultraliviano real.



El DG 800B es un motovelero de origen alemán construido en dos variantes de 15 y 18 m de envergadura alar.




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