E.T. - Antena de TV UHF interna: 12 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Se você não puder usar uma antena de TV externa adequada, provavelmente ficará preso a "orelhas de coelho". Eles usam uma pequena antena de quadro embutida para receber transmissões UHF, enquanto as hastes telescópicas são usadas apenas para receber transmissões VHF. A maioria dos canais de televisão digital terrestre na Polônia são agora transmitidos na banda UHF, portanto, apenas este pequeno loop é realmente usado. Se você tentar receber um sinal fraco (por exemplo, grandes estruturas de concreto o estão bloqueando) com esta antena de quadro, não funcionará muito bem.

Essa era a situação no apartamento da minha avó. Decidi construir uma nova antena com utensílios domésticos simples. Provavelmente era mais caro e definitivamente mais demorado do que apenas comprar uma nova antena. Mas então, os Cavaleiros Jedi construíram seus sabres de luz, em vez de encomendar os produzidos em massa em um varejista online que possui um armazém operado por drones a meia galáxia de distância.

A antena funcionando em tais condições precisa ser direcional (mas não muito) e de banda larga. Optei por usar dipolo de gravata borboleta, refletor de canto e balun Roberts. A antena é projetada para ser fixada no peitoril de uma janela com um fecho de velcro.

E. T. significa Trombone eletromagnético. A distância entre o ápice do refletor de canto e o dipolo gravata borboleta pode ser ajustada por meio de um mecanismo deslizante, portanto, a semelhança da antena com um trombone. A alteração desta distância altera a impedância da antena para vários comprimentos de onda, como pode ser visto na Fig. 2 aqui.

Etapa 1: Peças e Ferramentas

Peças e materiais:

cerca de 2 m ^ 2 de papelão (papelão ondulado de parede única), peças de 72,5x152,5cm e 67,4x112,4cm devem ficar bem

folha de alumínio ou cobre

cerca de 2 m de cabo coaxial de 75Ω e um conector macho Belling-Lee (Europa e Austrália) / tipo F (resto do mundo) [usei um cabo de antena de TV macho para fêmea]

Fios de cobre de 0,5 mm de diâmetro (você pode extraí-los de cabos UTP)

peça pequena (16x5 mm) de PCB de 0,8 mm de espessura com cobre removido

adesivo eletricamente condutor (você pode usar solda e pistola de solda se escolher fazer um dipolo de gravata borboleta de folha de cobre)

cola artesanal ou basicamente qualquer cola que adira ao papel

fita isolante

fita adesiva

prego pequeno (usei um que tem 3 cm de comprimento e 0,6 mm de diâmetro)

4 prendedor de roupa

fita adesiva forte e autoadesiva ou um objeto relativamente pequeno que pesa pelo menos 1 kg (usei uma combinação de um isqueiro, um objeto de 0,5 kg e duas tiras de fita fraca)

Ferramentas:

cortador diagonal

2x alicates

faca utilitária

tesoura

régua

Esquadro

lápis

estação de solda

solda

Broca de 1 mm

furadeira ou ferramenta rotativa

Esfregar álcool e toalhas de papel

Etapa 2: Cortar as peças de papelão

Use lápis, régua e esquadro para marcar as bordas das peças deboard_revised.pdf no papelão ondulado. Desenhe linhas que serão usadas para posicionar as peças do trilho G e H nas peças L. Em seguida, corte as peças com uma faca ou tesoura.

EDITAR: O arquivo anteriorboard.pdf continha dimensões erradas para a folha inteira de 72,5x152,5 cm e a dimensão de 15 cm da peça J estava faltando.

Etapa 3: anexando o refletor

Dobre as bordas dobráveis da parte B. Cole a folha de alumínio / cobre em seções de 42,4 cm de comprimento da parte B. Você pode usar um pedaço de papelão restante para espalhar a cola. Se a sua folha de alumínio tiver menos de 30 cm de largura, use pequenos pedaços retangulares de folha que são alguns centímetros mais largos do que o espaço vazio para cobrir o resto das seções de 42,4 cm de comprimento da parte B e, em seguida, use fita adesiva para prender parte do pequeno pedaço de folha que não não faça contato com a cola de bruxa no lugar. Em seguida, fixe firmemente as bordas externas do refletor no papelão, também com fita adesiva.

Etapa 4: conectando as partes do cartão

Dobre as bordas dobráveis das partes L, em seguida, cubra as abas com cola e pressione essas abas na parte de trás da parte B. Cole as partes H na parte L, certificando-se de que a parte F pode se mover livremente entre as duas partes H. Em seguida, cole as partes G parte superior das partes H, certificando-se de que a aba de 10,5 cm de largura da parte D possa se mover livremente entre as duas partes G. Quando isso for feito, você pode colocar tiras horizontais de fita adesiva abaixo e acima das partes G e H para evitar que toda a construção expandindo muito para os lados.

Etapa 5: fazer um dipolo de gravata borboleta

Eu baseiei o projeto do elemento acionado por antena neste Bowtie Antenna Designer, calculado para frequência central de 600 MHz, já que os canais de TV UHF são transmitidos na faixa de 490-706 MHz no transmissor mais próximo. O designer calculou que preciso de um dipolo com largura de 187,4 mm, altura de 124,9 mm e distância entre peças de 10,3 mm. Arredondei esses números para 188 mm, 125 mm e 12 mm. Enquanto desenhava as bordas da gravata borboleta na parte D, presumi (provavelmente incorretamente, mas esse erro apenas mudará a frequência central para mais perto de 0) que preciso que a largura de cada gravata borboleta seja de 94 mm. Cobri a área interna das bordas com cola e coloquei o papel alumínio por cima do adesivo. Dobrei papel alumínio ao longo das bordas e, em seguida, cortei ao longo dos vincos recém-criados com uma faca.

Etapa 6: conectando os suportes da gravata borboleta

Quando a cola segurando as partes G e H estiver seca, deslize a parte F dentro dessas partes e marque com um lápis onde a borda da parte G está em posições diferentes da parte F. Dobre as abas das partes C e D e, em seguida, cole as abas de 5x5cm nas pontas de partes C juntas. Em seguida, cole as partes C na parte de trás da parte D. Depois que o adesivo secar, marque com um lápis as linhas que serão usadas para posicionar as partes A. Na parte C inferior marque uma linha única no centro, enquanto na parte superior C marque dois linhas, cada uma com 1,5 cm de distância do centro. Quando isso for feito, anexe as partes A, de modo que a seção central da parte A esteja na linha e as abas sejam coladas à parte C. Cole as partes F em ambas as extremidades da construção de papelão recém-formada, certificando-se de que as abas fiquem dentro das marcas de lápis em parte F. Então, depois de esperar algum tempo, você deve verificar se toda a construção pode deslizar nos trilhos.

Etapa 7: Fazendo Roberts Balun

Como estava usando um cabo de antena de TV com plugues em ambos os lados já instalados, cortei um deles, restando apenas um Belling-Lee macho. Então comecei a remover o isolamento e a blindagem da parte exposta do cabo coaxial com um canivete, para as dimensões de balun.pdf (5 mm de blindagem são visíveis, 3 mm de dielétrico interno são visíveis e pelo menos 10 mm de condutor central são visíveis). Quando isso foi feito, cortei o cabo 100,2 mm atrás do início da blindagem. Mais tarde, fiz um corte diagonal de 11,2 mm de comprimento na extremidade recém-formada do pedaço curto do cabo coaxial. Perfurei um orifício com uma broca de 1 mm 68,5 mm do início da blindagem através do condutor central e removi sua parte mais curta com um alicate, mantendo a parte mais longa no lugar com um segundo par de alicates. Em seguida, removi a seção de 6,4 mm de comprimento da bainha de plástico externa de 76,2 mm do início da blindagem. Em seguida, cuidei do pedaço mais longo do cabo coaxial e tratei a extremidade exposta da mesma maneira que na outra peça e também removi a seção de 6,4 mm de comprimento da bainha de plástico externa de 76,2 mm do início da blindagem.

Quando as duas peças estavam prontas, pressionei duas peças de cabo juntas ("borda" mais longa [eu deveria dizer "elemento da superfície cilíndrica truncada"] da peça mais curta voltada para a peça mais longa) e juntei seções de 6,4 mm de comprimento com fios de cobre de 0,5 mm de diâmetro enrolados e soldados juntos (infelizmente o cabo de 5 mm de diâmetro que eu estava usando tinha blindagem de alumínio, então os fios são apenas enrolados firmemente em torno das blindagens, não soldados diretamente a elas). Mais tarde, conectei fios de cobre de alguns centímetros de comprimento a seções de 5 mm de blindagens descobertas. Em seguida, reforcei a conexão entre duas peças com uma pequena quantidade de fita isolante e coloquei PCB de 16x5mm com 0,8mm de espessura (cobre removido) entre seções de blindagem de 5mm de comprimento (segurando-o no lugar com fita adesiva). Para finalizar o balun, soldei condutores centrais expostos.

Etapa 8: conectando o dipolo gravata borboleta a Roberts Balun

Faça dois furos com prego pequeno (cerca de 8 mm de distância um do outro) quase no centro da parte D (eles devem estar localizados perto dos vértices das peças de gravata borboleta), entre as partes superiores A. Limpe a superfície das peças de gravata borboleta com toalhas de papel embebidas álcool isopropílico. Passe fios de cobre por esses orifícios.

Prenda o balun no lugar com fita isolante presa a ele e as partes de papelão A e C. Incline os fios, de modo que passem pelos vértices das gravatas e, quando estiverem na frente da folha, fiquem na horizontal. Em seguida, segure as partes centrais dos fios com uma tira de fita isolante e faça o mesmo com as partes mais externas do fio. Eu estava prendendo tiras curtas no início e depois colando mais fita nelas para que a fita ultrapasse a borda da parte D.

Quando os fios foram presos no lugar, apliquei uma camada de adesivo eletricamente condutor entre a folha metálica e os fios e, quando o adesivo secou, apliquei outra camada.

Se você usou folha de cobre, você pode simplesmente soldar os fios ao cobre.

Etapa 9: puxando o cabo coaxial através do refletor

Cubra a pequena porção da parte central da folha do refletor com fita adesiva para reforçá-la (use pelo menos algumas tiras horizontais e verticais). Em seguida, faça um corte vertical através do ápice do refletor, do lado do papelão. Em seguida, faça um corte horizontal do lado da folha que cruzará o corte vertical no centro do refletor. Quando isso for feito, puxe a extremidade do cabo com o plugue através da abertura recém-feita no refletor (se o seu cabo não tiver o plugue já instalado, você pode cortar uma abertura menor e instalar o plugue quando o cabo já passar pelo refletor). Em seguida, deslize a estrutura de suporte da gravata borboleta nos trilhos e puxe cabo suficiente para fora da antena para que o cabo entre o balun e o refletor fique reto. A antena deve estar operacional agora, para que você possa conectá-la à TV e ver se funciona. Você pode precisar posicionar o dipolo da gravata borboleta mais longe ou mais perto do refletor se tiver problemas com a recepção.

Etapa 10: Construindo suporte para a antena

Dobre as abas nas partes J e deslize-as uma na outra de modo que as abas formem duas superfícies nas quais as partes E possam ser coladas. Quando isso for feito, junte o par das partes E com cola, de modo que o sulco em ambas as partes E seja perpendicular. Em seguida, repita isso para as duas partes restantes E. Mais tarde, cole os conjuntos das partes E nas superfícies das abas superior e inferior das partes J. Usei alguns pedaços de fita adesiva para prender as peças no lugar durante a secagem da cola.

Mais tarde, dobre as abas na parte K e cole uma mais larga na parte B (de forma que aponte para baixo) e as menores nas abas das partes L (de forma que aponte para cima). As bordas dobráveis da parte K devem estar localizadas no topo do ápice do refletor e apoiar o cabo coaxial. Novamente, fita adesiva deve ser usada para prender as peças no lugar enquanto a cola está secando. Em seguida, reforce a superfície principal da parte K colando nela a parte I, e faça o mesmo com a superfície de 15 cm de largura da parte B (as superfícies de 15 cm de largura das partes B e K devem ser capazes de entrar em contato uma com a outra). Agora você pode juntar essas superfícies de 15 cm de largura com um par de prendedores de roupa (cada um deles localizado no lado oposto, idealmente um deles deve ser mais alto que o outro).

Fixe o objeto “maciço” (no meu caso é um cubóide retangular feito de papelão contendo 0,5kg de sucata) na lateral do estande, na parte superior da parte inferior E, com fita adesiva ou cola. Abaixo, no outro lado do conjunto das peças E, prenda fita adesiva em loop (usei duas tiras de fita de 20 mm de largura colocadas paralelas entre si e a uma das bordas da parte E). Cobri as pontas dessas tiras com fita adesiva, para que não se desprendam do papelão. Ao lado da fita adesiva, fixei algumas camadas de papelão com fita adesiva para que a superfície superior do suporte da antena fique nivelada e a inclinação do peitoril da janela seja negada. Prendi tiras mais longas de fita adesiva autoadesiva no parapeito da janela.

No centro da seção 30x30cm da parte B, em ambos os lados, aplique uma quantidade decente de fita adesiva. Faça o mesmo no centro da parte superior E do suporte (apenas de um lado desta parte E, não rasgue nada). Quando isso for feito, coloque a parte principal da antena em cima do suporte e perfure um prego pequeno através de todas as camadas de fita, bem no centro dos retângulos de 30x30cm.

Se o seu suporte já estiver preso a um peitoril da janela, agora você pode girar toda a construção ao redor do prego. Quando encontrar a posição correta, prenda a antena no lugar, prendendo dois prendedores de roupa nas bordas das superfícies de 30x30 cm na parte superior do suporte.

Em algumas das fotos, você pode ver algumas tiras adicionais de fita que atenuam pequenas peculiaridades da construção de papelão feita por minhas mãos (com certeza você fará um trabalho melhor). Um particularmente digno de menção é aquele localizado logo abaixo do ápice do refletor e evita que a parte K dobre.

Decorei a antena com comerciais retirados da página 108 da edição de fevereiro de 1954 da Radio & Television News. Eu fiz isso porque o personagem Radio Repair Man do anúncio da ERIE se parece muito com algo que pode ter sido a inspiração para a série de jogos Vault Boy da Fallout.

Etapa 11: (opcional) Aterramento do refletor

Para aterrar o refletor, usei um cabo de força blindado com os fios internos removidos. As extremidades da blindagem restante foram torcidas e a fita isolante enrolada em lugares onde a blindagem sai da capa de plástico. Dois orifícios que passam pelo refletor (e papelão que o sustenta) foram feitos. Uma extremidade da blindagem passou por ambos os orifícios e foi torcida (no lado do papelão), de modo que a extremidade da blindagem foi firmemente pressionada contra a folha de metal. Posteriormente, no lado da folha, a extremidade do escudo foi coberta com uma camada de fita isolante, pressionando-a adicionalmente contra a folha. Do outro lado, foi adicionado mais isolamento e fita adesiva, na quantidade suficiente para prender firmemente o cabo à parte traseira da antena. A blindagem do outro lado do cabo foi conectada a uma superfície de metal bem aterrada (no meu caso era um radiador, a blindagem foi mantida no lugar pela fita isolante). Na verdade, não notei nenhuma diferença na operação da antena que estava aterrada e aquela não, mas o aterramento do refletor da antena é sempre recomendado.

AVISO: Se você for construir a antena com materiais mais resistentes e colocá-la ao ar livre, o aterramento adequado da antena é fundamental. O fio de cobre com pelo menos 2,5 mm de diâmetro deve ser usado para conectar o refletor da antena ao solo e um método mais confiável de fazer contato entre o fio e outras superfícies condutoras deve ser implementado.

Etapa 12: (opcional) Instalação do amplificador de sinal

O cabo coaxial foi cortado e entre as extremidades do cabo recém-feito um amplificador de sinal foi instalado. O corte estava a uma distância tão grande do balun que o dipolo de gravata borboleta poderia ser colocado completamente na frente da antena enquanto o amplificador de sinal ainda está atrás do refletor. Conectores tipo F machos foram instalados em ambas as extremidades do cabo. Para instalar este tipo de conector, você precisa remover alguns centímetros da bainha de plástico externa, fios trançados em ângulo para que eles agora circundem uma parte de uma capa de plástico restante e, em seguida, remova quase toda a folha visível e dielétrico (a parte restante deve ser tão longa como uma seção de menor diâmetro do conector). Em seguida, se você tiver um conector giratório, deve aparafusá-lo nos fios trançados e, posteriormente, aparar os fios que saem do conector. O condutor central deve ser cortado de forma que se estenda um pouco do conector. Como o meu conector era um pouco grande demais para meu cabo coaxial de 5 mm de diâmetro, mais tarde também enrolei um pouco de fita isolante ao redor do local onde o cabo começa a sair do conector, para ter certeza de que o conector não cairá do cabo.

O amplificador de sinal que comprei tinha um conector macho no lado da antena, então precisei usar um acoplador de conector macho para fêmea para instalar o amplificador. O amplificador é alimentado pelo lado da TV, então substituí o conector Belling-Lee original por um especial, conectado por dois fios a uma fonte de alimentação de 12V. Tirei a tampa do conector e afrouxe três parafusos. Para conectar o cabo coaxial a ele, removi partes de suas camadas de modo que uma parte visível do condutor central fosse tão longa quanto a parte de metal projetada para segurá-lo, uma parte visível do dielétrico fosse tão longa quanto a lacuna entre o metal partes e uma parte visível do escudo era tão longa quanto a parte de metal projetada para segurá-lo. Os fios trançados eram torcidos juntos em uma estrutura semelhante a uma corda que terminava exatamente como a folha de alumínio e era paralela ao condutor central. Esses fios foram colocados sob a placa de metal que era presa por dois parafusos, enquanto o condutor central era inserido entre outra parte de metal e uma porca quadrada localizada dentro dessa parte de metal. Mais tarde, todos os três parafusos foram apertados e a tampa do conector foi colocada de volta em seu lugar. Em seguida, o conector macho da antena foi conectado ao conector fêmea do aparelho de TV e a fonte de alimentação a 230 V CA. O amplificador de sinal já estava operacional.

Infelizmente, o amplificador específico que usei era muito forte. Para remediar isso, instalei um circuito eletrônico simples que baixou a tensão do amplificador de alimentação (deve ser feito com a alimentação desligada da rede). Este circuito era baseado em diodos Zener de 3,3 V que podiam ser conectados em série com a fonte de alimentação. Para fazer uma base para a construção física, dois SPDT (interruptores SPST também podem ser usados) interruptores de alternância foram unidos envolvendo-os com fita isolante (os lados mais curtos estavam em contato um com o outro). Em seguida, a cada chave um diodo Zener 1N4728A foi soldado (para que a chave pudesse causar um curto-circuito no diodo). Posteriormente, esses diodos foram unidos por um pequeno pedaço de arame e um diodo Schottky BAT48 foi soldado em série com eles. Em seguida, um ânodo angulado de um capacitor eletrolítico de 10 uF foi soldado ao cátodo do BAT48 e um pedaço de fio que tinha alguns centímetros de comprimento foi soldado a um cátodo angulado desse capacitor. Quando isso foi feito, os fios da fonte de alimentação que saíam do conector especial foram cortados perto deste conector e o isolamento listrado perto das extremidades recém-criadas. No lado do conector o fio positivo (você pode identificar qual é com multímetro ou procurando uma faixa branca no isolamento do fio) foi conectado ao ânodo do capacitor e o fio negativo ao cátodo do mesmo capacitor. No lado da fonte de alimentação, o fio positivo foi conectado a um cátodo (um que até este ponto não estava conectado a nada além do interruptor) do diodo Zener e o fio negativo foi soldado ao fio que sai do cátodo do capacitor. Posteriormente, todo este circuito foi envolvido em fita isolante (exceto os diodos Zener, para que possam dissipar o calor mais facilmente e para que se possa ver a quais fios dos interruptores são soldados). Agora, quando o diodo Zener não é curto-circuitado pelo interruptor, o amplificador de alimentação de tensão é reduzido em 3,3 V e isso por sua vez reduz a amplificação.