Antena para estender o alcance do abridor de portão: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Quando a neve fica muito funda no Monte Hood, é muito divertido esquiar, andar de trenó, construir fortes de neve e jogar as crianças do convés até a neve. Mas as coisas escorregadias não são tão divertidas quando tentamos voltar para a rodovia e abrir o portão para sair. O problema é que o portão está no topo de uma inclinação de cerca de 30 metros de comprimento. Não é um problema entrar porque a gravidade ajuda, mas tem sido um problema sair porque o portão só pode ser aberto quando você chega a cerca de 40 pés da antena do abridor, o que o coloca na inclinação. Mesmo com tração nas quatro rodas não é tão bom quando você tem que parar para esperar pelo portão e, em seguida, tentar começar com gelo compactado.

Tentei encontrar uma solução comercial, mas a melhor era uma antena monopolo simples e já tínhamos essa.

A solução foi construir uma antena Yagi de 3 elementos sintonizada na frequência do abridor de portão e combiná-la com a antena existente para estender o alcance. Surpreendentemente, agora podemos abrir o portão a 50 metros de distância, o que nos dá muito espaço para manter nosso ímpeto subindo a rampa!

Suprimentos

Cerca de 2 pés de haste de latão de 0,125"

Cerca de 4 pés de haste de alumínio de 0,125"

2 pés de tubulação não condutiva de 3/4 para o feixe da antena

Tubulação não condutiva para o mastro montar a antena (pode ser igual à viga)

Cabo RG6 e um conector crimpado (dependendo do seu sistema)

Uma impressora 3D para imprimir PETG, ABS ou qualquer outra coisa que não derreta ao sol (não use PLA!)

Ferro de soldar, solda, 4 parafusos, selante de silicone.

Etapa 1: Encontre a frequência do seu controle remoto

Primeiro, você precisa descobrir em que frequência o controle remoto funciona. Usei um dongle RTL-SDR e SDRSharp para determinar a frequência do controle remoto. O fabricante geralmente lista as frequências que eles usam, mas é difícil saber qual seu controle está transmitindo. Eu olhei para 315 MHz e 390 MHz e encontrei o sinal em 390 MHz. Curiosamente, ao gravar o áudio do sinal no SDRSharp, consegui mostrá-lo no Audacity e ver o padrão exato das chaves DIP dentro do controle remoto. A frequência exata do controle remoto muda ligeiramente a cada vez, mas isso faz parte da segurança do sistema.

Etapa 2: Projete o Yagi

Usei o YagiCad, um simulador de software desenvolvido por Paul McMahon (VK3DIP). Você pode definir a frequência alvo, e no meu caso eu queria um total de 3 elementos, então também defini um refletor e um diretor. O refletor fica atrás do elemento acionado no design yagi e o diretor fica na frente dele. Variando o comprimento e o espaçamento desses dois elementos, obtém-se um padrão direcional na direção do diretor. No meu caso, o ganho simulado foi de cerca de 8dB.

Etapa 3: construir a primeira iteração

Qualquer software de design de antena fornece apenas aproximações do comportamento correto da antena real. No meu caso, usei uma impressora 3D para imprimir suportes para o elemento acionado e o refletor e diretor. Você pode vê-los em https://www.thingiverse.com/thing:3974796. O cabo RG6 é separado no condutor central e na blindagem e estes são fixados em ambos os lados do elemento acionado. Cuidado, entretanto, que a blindagem da maioria dos coaxiais RG6 é de alumínio e você não poderá soldar nele. Ele exigirá uma crimpagem que também o conecte a um fio de cobre para que ele e o núcleo possam ser soldados. Limpe o latão com uma lixa antes de tentar soldar e certifique-se de usar muito fluxo e um ferro de solda de potência razoavelmente alta. No meu caso, 400 graus com um ferro de 60W funcionou muito bem.

Monte os dois elementos acionados, amarre-os com zíper e, em seguida, corte e posicione o refletor e o diretor.

Etapa 4: verificar a frequência do projeto

Você precisa verificar se a antena está ressonante na frequência de seu projeto. Para fazer isso, usei um Network Vector Analyzer. Esta é uma unidade poderosa que fornece muitas informações sobre antenas. Eu comprei o meu através da Amazon e há muitos destes agora disponíveis abrangendo diferentes frequências. As imagens no topo deste artigo mostram os resultados gráficos e estatísticos da minha antena após o ajuste. O alvo era 390 MHz com o mais baixo possível de SWR (Standing Wave Ratio) e o mais próximo possível de impedância de 50 ohms. A ressonância também ocorre quando a reatância (X) está mais próxima de zero.

Então, eu cortei o comprimento dos elementos acionados até encontrar uma boa ressonância, então conectei o comprimento real de volta ao Yagicad e otimizei novamente para a frequência que ele simulava para ressonância. Isso me deu comprimentos e espaçamentos reais para o refletor e o diretor.

Etapa 5: Torne-o à prova d'água

Uma vez que esta antena ficará do lado de fora, ela precisa ser à prova d'água. Eu espremi um selante de silicone transparente ao redor das conexões de solda e fechei a tampa. Eu enchi os orifícios dos parafusos com selante e os aparafusei. Fiquei feliz em ver um pouco de selante espremendo nas bordas. Então eu apertei o conector na outra extremidade do cabo coaxial de 3 pés.

Etapa 6: montagem e teste

Usei um suporte de prateleira de armário para montar a antena horizontalmente ao poste do portão, inseri um combinador para este e a antena original e testei. Você pode simplesmente substituir a antena original pela nova se tiver apenas uma abordagem de um lado. Em nosso caso, o intervalo de abertura existente na entrada estava bom e não mudou com o combinador.

Os resultados foram ótimos! Ser capaz de abrir o portão 4 vezes a distância faz com que valha a pena fazer isso.

Vou acompanhar como está se mantendo no clima e na neve profunda, mas no geral estou muito otimista de que isso resolve o problema e não exige uma das outras soluções muito caras que o fabricante do portão estava propondo.