Antena zwiększająca zasięg otwierania bramy: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Gdy śnieg na górze Hood robi się naprawdę głęboki, jazda na nartach, sankach, budowanie fortów śnieżnych i wyrzucanie dzieci z pokładu w głęboki puch to świetna zabawa. Ale śliskie rzeczy nie są tak zabawne, kiedy próbujemy wrócić na autostradę i otworzyć bramę, aby się wydostać. Problem polega na tym, że brama znajduje się na szczycie wzniesienia o długości około 100 stóp. Nie ma problemu z wejściem, ponieważ grawitacja pomaga, ale jest problem z wydostaniem się, ponieważ bramę można otworzyć tylko wtedy, gdy zbliżysz się na około 40 stóp od anteny otwierającej, która ustawia cię na samym pochyleniu. Nawet napęd na 4 koła nie jest tak dobry, gdy trzeba się zatrzymać, aby poczekać na bramę, a następnie spróbować ruszyć na ubitym lodzie.

Próbowałem znaleźć komercyjne rozwiązanie, ale najlepszym z nich była zwykła antena monofoniczna i już ją mieliśmy.

Rozwiązaniem było zbudowanie 3-elementowej anteny Yagi dostrojonej do częstotliwości otwierania bramy i połączenie jej z istniejącą anteną w celu zwiększenia zasięgu. Szokująco, możemy teraz otworzyć bramę z odległości 170 stóp, co daje nam dużo miejsca na utrzymanie tempa w górę rampy!

Kieszonkowe dzieci

Około 2 stopy mosiężnego pręta o średnicy 0,125 cala

Około 4 stopy aluminiowego pręta o średnicy 0,125 cala

2 stopy nieprzewodzących rurek 3/4 dla wiązki antenowej

Rury nieprzewodzące do masztu do montażu anteny (mogą być takie same jak belka)

Kabel RG6 i złącze zaciskane (w zależności od systemu)

Drukarka 3D do drukowania PETG, ABS lub czegoś innego, co nie stopi się na słońcu (nie używaj PLA!)

Lutownica, lut, 4 śruby, uszczelniacz silikonowy.

Krok 1: Znajdź częstotliwość swojego pilota

Najpierw musisz dowiedzieć się, na jakiej częstotliwości działa Twój pilot. Do określenia częstotliwości pilota użyłem klucza sprzętowego RTL-SDR i SDRSharp. Producent często podaje częstotliwości, z których korzysta, ale trudno jest określić, którą z nich nadaje sterowanie. Spojrzałem na 315MHz i 390MHz i znalazłem sygnał na 390MHz. Co ciekawe, nagrywając sygnał audio w SDRSharp, mogłem go pokazać na Audacity i zobaczyć dokładny wzór z przełączników DIP wewnątrz pilota. Dokładna częstotliwość pilota zmienia się nieznacznie za każdym razem, ale to część bezpieczeństwa systemu.

Krok 2: Zaprojektuj Yagi

Użyłem YagiCad, symulatora oprogramowania opracowanego przez Paula McMahona (VK3DIP). Możesz ustawić częstotliwość docelową, a w moim przypadku chciałem w sumie 3 elementy, więc zdefiniowałem również reflektor i reżyser. Reflektor znajduje się za napędzanym elementem w projekcie yagi, a reżyser siedzi przed nim. Zróżnicowanie długości i rozstawu tych dwóch elementów daje wzór kierunkowy w kierunku reżysera. W moim przypadku symulowany zysk wyniósł około 8dB.

Krok 3: Zbuduj pierwszą iterację

Każde oprogramowanie do projektowania anteny podaje tylko przybliżone prawidłowe zachowanie rzeczywistej anteny. W moim przypadku wykorzystałem drukarkę 3D do wydrukowania uchwytów na napędzany element oraz reflektora i reżysera. Możesz je zobaczyć na https://www.thingiverse.com/thing:3974796. Kabel RG6 jest podzielony na żyłę rdzeniową i ekran, które są przymocowane po obu stronach napędzanego elementu. Uważaj jednak, że ekran na większości kabli koncentrycznych RG6 jest aluminiowy i nie będziesz mógł do niego przylutować. Będzie wymagał zagniatania, które łączy go również z drutem miedzianym, aby można było przylutować go i rdzeń. Wyczyść mosiądz papierem ściernym przed próbą lutowania i upewnij się, że używasz dużo topnika i lutownicy o dość dużej mocy. W moim przypadku 400 stopni z żelazkiem 60W zadziałało świetnie.

Zamontuj dwa napędzane elementy, zawiąż je zamkiem błyskawicznym, a następnie wytnij i umieść odbłyśnik i kierownicę.

Krok 4: Sprawdź częstotliwość projektową

Musisz sprawdzić, czy antena jest rezonansowa przy częstotliwości projektowej. W tym celu użyłem Network Vector Analyzer. To potężna jednostka, która daje mnóstwo informacji o antenach. Kupiłem moje przez Amazon i jest ich teraz wiele dostępnych na różnych częstotliwościach. Zdjęcia na górze tego artykułu pokazują graficzne i statystyczne wyniki mojej anteny po dostrojeniu. Celem było 390 MHz z możliwie najniższym współczynnikiem SWR (współczynnik fali stojącej) i impedancją zbliżoną do 50 omów. Rezonans występuje również wtedy, gdy reaktancja (X) jest najbliższa zeru.

Tak więc przyciąłem długość napędzanych elementów, aż znalazłem dobry rezonans, a następnie podłączyłem rzeczywistą długość z powrotem do Yagicada i ponownie zoptymalizowałem pod kątem symulowanej częstotliwości rezonansu. To dało mi rzeczywiste długości i odstępy dla reflektora i reżysera.

Krok 5: Spraw, aby był wodoodporny

Ponieważ ta antena będzie znajdować się na zewnątrz, musi być wodoodporna. Obficie wycisnąłem przezroczysty silikonowy uszczelniacz wokół połączeń lutowanych, a następnie zacisnąłem pokrywę. Otwory na śruby wypełniłem szczeliwem i przykręciłem. Byłem szczęśliwy, widząc, jak uszczelniacz wyciska się na krawędziach. Następnie zacisnąłem złącze na drugim końcu 3-stopowego kabla koncentrycznego.

Krok 6: Zamontuj i przetestuj

Użyłem wspornika półki w szafie, aby zamontować antenę poziomo do naszego słupka bramy, włożyłem do tego łącznik i oryginalną antenę i przetestowałem ją. Możesz po prostu wymienić oryginalną antenę na nową, jeśli masz dostęp tylko z jednej strony. W naszym przypadku istniejący zakres otwieraczy przy wejściu był w porządku i nie zmienił się wraz z kombajnem.

Wyniki były świetne! Możliwość otwarcia bramy z 4 razy większej odległości sprawia, że warto poświęcić na to czas.

Będę śledzić, jak radzi sobie w pogodzie i głębokim śniegu, ale ogólnie jestem bardzo optymistyczny, że to rozwiąże problem i nie będzie wymagało żadnego z innych bardzo drogich rozwiązań proponowanych przez producenta bram.