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Radiocontrolados: la penúltima

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RotorK

RotorK

Forer@ Senior
Sin verificar
No quería yo poner más post de radiocontrolados, pero han ido apareciendo diversos hilos en el foro de japoneses, y en éste mismo sobre el tema, con que la información se va diseminando unas veces y repitiéndose otras, y eso no es bueno.
Entre todo lo nuevo que ha ido apareciendo, me gustaría aclarar un aspecto, el alcance, que parece que no ha quedado muy claro. Aunque he procurado huir anteriormente de tecnicismos, esta vez se me va a escapar alguno. Y sugiero, antes de preguntar nada, la lectura de los tres hilos sobre radiocontrolados publicados por mi anteriormente en este foro.
Ya se ha dicho que hay dos vías mediante las cuales llega la señal transmitida desde la estación emisora hasta nuestro reloj. Miremos la gráfica siguiente :

lostimage.jpg

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Este es un mapa de cobertura estándar de la estación DCF (la que se escucha con más facilidad den España). El círculo menor corresponde al alcance máximo esperado cuando lo que se recibe son ondas de tierra. El alcance es de una circunferencia de unos 600 km de radio y centro en Frankfurt. Este círculo delimita la zona donde la recepción es casi segura, independientemente de la hora del día, ya que la propagación por onda de tierra es muy estable.
El alcance mayor, delimitado por otra circunferencia de unos 2000 km de radio con el mismo centro, corresponde a un alcance hipotético y bastante generoso, pero esta vez ya no escucharemos solo onda de tierra, sino que el mayor alcance se consigue debido a la reflexión de la onda transmitida en la capa <<D>> de nuestra estratosfera. La capa D existe únicamente en las horas nocturnas, desapareciendo durante el día. Por ello, la reflexión es mayor por la noche. Y en este espacio, coexistirán la onda de tierra, más débil conforme nos alejamos del centro, y las ondas reflejadas.
Miremos ahora el siguiente grafico:

lostimage.jpg

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Esta es una gráfica donde se expresa analíticamente lo que hemos comentado. En el eje de abscisas está la distancia en km entre el transmisor y el receptor, y en el eje de ordenadas se expresa la intensidad de campo de la señal recibida. La gráfica de la onda de tierra <<ground wave>> puede considerarse constante en cualquier situación, mientras que las tres de <<space waves>> (ondas reflejadas) dependen de la ionización de la capa D, que depende a su vez de la propagación radioeléctrica. Las tres curvas que forman este haz son: <<Nigth>> (noche), <<Winter day>> (día-invierno) y <<summer day>> (dia-verano), y no son constantes. Aquí se representa, repito, una situación típica. La línea más gruesa, paralela al eje de ordenadas, es la distancia de 600 km, relativa al dibujo anterior.
Lo primero que se observa es que a partir de la esta distancia, la intensidades de ambos trenes de ondas (tierra y reflejadas) andan a la par. A distancias mayores, puede notarse una mayor intensidad de señal por la noche. Pero también una mayor inestabilidad por las interferencias entre ellos. Si las dos señales estuviesen en fase no habría problemas, pero esto no ocurre jamás debido al retraso que se produce en la onda reflejada por la propia reflexión, con lo que aparece el fenómeno del desvanecimiento o <<fading>>. Este fenómeno puede apreciarse fácilmente escuchando la emisión de una estación de onda corta, y observando que las señales no son de intensidad constante, sino que varían en un tiempo muy corto, generalmente segundos. Traducido el fenómeno a la onda larga, que es la nuestra, el desvanecimiento puede durar desde algunos minutos hasta media hora, lo que ya es importante.
Puede asimilarse la sensibilidad de nuestro receptor (reloj) al punto del eje de ordenadas donde nos situemos. Un reloj poco sensible nos hará colocarnos en las zonas bajas del eje e iremos ascendiendo conforme aumente la calidad del receptor del mismo.
Bueno, y como ya es mucho, lo dejamos de momento aquí; aclaramos dudas y luego continuamos con las antenas.
Espero haber ayudado,
 
C

Clon

Novat@
Sin verificar
Gracias, a mi me han gustado mucho estos hilos sobre los radiocontrolados, de hecho gracias a ellos tengo cada vez mas claro que quiero uno de inmediato aunque ya se seguro que en mi zona de residencia no voy a recibir señal, tendré que esperar a alguno de mis viajes habituales para poder sincronizar.
 
RotorK

RotorK

Forer@ Senior
Sin verificar
Inició el hilo (OP)
Algo más: las antenas.

Vamos con algo más sobre los radiocontrolados.
Como hablamos de una comunicación por radio, las antenas son un elemento fundamental. Para los no iniciados, la antena juega un papel fundamental, incluso más que el propio transmisor y receptor en un sistema de comunicaciones por radio.
Básicamente, se define como elemento teórico de referencia (ganancia=0; perdida=0) al dipolo isotrópico, que es un dipolo cuyos elementos están compuestos de un elemento radiante de longitud igual a un cuarto de longitud de onda. Para que comprendamos el orden de magnitud de las cosas, un dipolo para la banda de FM mediría unos 1,50 m (0,75 por rama); para nuestro Wi-Fi unos 3 cm –si, centímetros- por rama, pero ….. para nuestros 77,5 kHz mediría nada menos que ….967,74 metros por rama. Esto quiere decir que la antena ideal para no ganar ni perder mediría 1.935,48 metros. Casi 2 km. Demasiado para meterlo un reloj.
Lo mismo pasa en los transmisores. La antena más usada, que es la vertical de ¼ de longitud de onda mediría 967,74 metros de altura. Parece mucho. Aunque siempre salga algún bobo que diga que la podemos suspender de un globo o algo similar, no parece ser objeto de una estructura autoportante ni tampoco muy manejable. Baste recordar que la Torre Eiffel tiene unos 320 metros de altura, y el Empire State unos 380 metros de altura.
Es pues necesario recurrir a un tipo de antenas <<acortadas>>. Pero esto tiene sus costes. Las antenas acortadas tienen pérdidas : las transmisoras no radian la potencia que reciben, en función del grado de acortamiento. Las receptoras no reciben todo lo que deberían recibir, en función de lo mismo. El parámetro que define esta característica, se denomina eficiencia de la antena, inversamente proporcional al grado de acortamiento. Las pérdidas pueden llegar a ser muy grandes, especialmente cuando la antena receptora está metida dentro de un reloj de 40-44 mm de caja, y pasa de medir 1900 metros a unos pocos mm.
Para hacerse una idea de las magnitudes reales, este es un dibujo de las antenas de la DCF77. Compárese con el tamaño de los edificios, teniendo en cuenta que los cuatro mástiles principales tienen una altura de unos 200 metros:

lostimage.jpg

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Pues bien, aun así, y según los datos que nos da el PTB (organismo alemán que gestiona la DCF77, la potencia del transmisor es de 50 kW , mientras que su EIRP (effective isotropic radiated power o potencia isotrópica efectiva radiada, está en el rengo de 30/35 kW). O sea, esta antenita tiene un rendimiento o eficiencia del 70% en el mejor de los casos.
Imaginemos el rendimiento que puede tener ésta:

lostimage.jpg

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Esta imagen no es más que la radiografía de un reloj radiocontrolado. La antena es la que está situada en el lado izquierdo, paralela al pasador. Aproximadamente de una longitud de 20 mm, siendo generosos. Puede verse también el cuarzo, inmediatamente superior a la pila.
Yo no me atrevo a hacerlo, pero la eficiencia ha de ser bastante baja. Bajísima, vamos. Y aún así, está claro que funcionan.
Estas antenas de los relojes son del tipo de <<ferrita>>. Y esta palabreja no denomina ningún material, sino que es derivada del uso del nombre del primer fabricante <<Fair Rite>>, que todavía existe hoy día .
Consiste en un núcleo de material de elevada permeabilidad (ferrita), sobre el cual hay devanada (parte más gruesa en la imagen) una bobina. Los dos terminales de la bobina de conectan en paralelo con un condensador, formando un circuito resonante L-C. Este tiene la propiedad de tener en sus bornes una tensión máxima a la frecuencia de resonancia, determinada por los valores de L y C, en nuestro caso 77,5 kHz. Esta tensión disminuye conforme nos alejamos, arriba y debajo de la frecuencia de resonancia. Y el flujo que recorrerá la bobina y el núcleo, será máximo igualmente a la frecuencia de resonancia disminuyendo para las demás. Hay que recordar para más adelante que el flujo será proporcional a la sección del núcleo.
También influye la posición. Para obtener una mayor tensión, la barra de ferrita ha de estar colocada perpendicularmente a la radiación (para nosotros y en este reloj, colocándolo a las seis o a las doce en dirección a Frankfurt). Este es el motivo de la orientación.
La siguiente foto es esto mismo, pero en macroescala. Corresponde a un receptor DCF77 casero:

lostimage.jpg

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En la parte derecha puede apreciarse un pequeño núcleo de ferrita, pegado a la caja con resina. Sobre el está devanada la bobina, de la que salen dos hilos que van a parar al condensador, que no se aprecia por estar debajo de la placa, que no es más que un receptor DCF comercial.
Con esto ya descansamos un poco por hoy. Mañana (o el lunes) más.
Saludos al foro.
 
jmg

jmg

De la casa
Verificad@ con 2FA
Como siempre muy interesante.
Muchas gracias :)
 
trovador

trovador

Forer@ Senior
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Interesantísimo.
Muchas gracias por el post, compañero.
SAludos cordiales!!
 
saladino

saladino

Forer@ Senior
Sin verificar
Muy buena la serie de posts compi, hay palabras que aún me suenan de la época en que jugaba con emisoras CB (que buenos momentos y cuanta buena gente conocí a través de ellas)
No haces más que recordarme la absoluta ignorancia que tengo sobre el tema y lo mucho que se agradecen comentarios como este que aclaran muchas de las dudas más comunes.
Muchas gracias por dedicarnos tu tiempo.
Saludotes
 
RotorK

RotorK

Forer@ Senior
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Inició el hilo (OP)
Gracias, de verdad. Solo lo hago prque me gustan las dos cosas: la radio y los relojes; desde que tenia muy poquitos años. Llevo con los dos vicios mas de 40 añitos.
Lo único que intento es ayudar a comprender estos chismecitos que además son apasionantes.
Y se me está ocurriendo hacer un invento....No se, leyendo todas estas cosas se me ha ocurrido una idea. Ya veremos.
Espero, de verdad, haber ayudado. Gracias, y saludos.
 
ez111

ez111

Forer@ Senior
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Gracias, muy interesante :ok::

Saludos
 
Mecanico

Mecanico

Habitual
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Muchas gracias. Es un tema que me resulta muy interesante y lo explicas muy resumido y bien.

Sugerencia : ¿estos post de radiocontrolados no estarían mejor todos juntos en un post de "Esenciales"? Creo que merecen mucho la pena.

Gracias.
 
RotorK

RotorK

Forer@ Senior
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  • #10
Pues no lo se, la verdad. Yo no sé quien tendría que hacerlo. Y dependerá de si los moderadores lo consideran una buena idea.
Creo que ya solo me queda exponer el tema de las antenas <<exteriores>> que llevan los Citizen, y explicar como construirse una casera. Ando buscando los costes de hacerse en casa algo quizá con mejores prestaciones.
Saludos,
 
Mecanico

Mecanico

Habitual
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  • #11
Pues no lo se, la verdad. Yo no sé quien tendría que hacerlo. Y dependerá de si los moderadores lo consideran una buena idea.
Creo que ya solo me queda exponer el tema de las antenas <<exteriores>> que llevan los Citizen, y explicar como construirse una casera. Ando buscando los costes de hacerse en casa algo quizá con mejores prestaciones.
Saludos,

En Esenciales eres tu mismo el que ha de poner un post. Puedes hacerlo, por ejemplo, con uno que incluya todas las aportaciones que has hecho sobre el tema. Te animo a ello.
 
RotorK

RotorK

Forer@ Senior
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  • #12
Bueno, pues los busco, hago un <<refrito>> y los subo a esenciales. La semana que viene, que mañana la MDD quiere ir a la playa, y no es cosa de decirle que no.:D

Gracias, y nuevamente saludos.
 
tantdetemps

tantdetemps

Moderador Vintages
Equipo de moderación
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  • #13
Amigo Rotork, Lo que dice Mecanico, no es exacto, ya que desde hace 6 meses hay un moderador en Esenciales y allí, un hilo con chincheta, donde se exponen las nuevas directrices de esa sección.

Luego te mando un MP. Un saludo
 
Última edición:
pepitogrillo

pepitogrillo

Habitual
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  • #14
Magnífico post,muy instructivo,saludos
 
RotorK

RotorK

Forer@ Senior
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Inició el hilo (OP)
  • #15
Gracias, Agustí, quedo a la espera de tus instrucciones en el caso de que considereis el tema interesante.

Y gracias a todo el resto de compañeros que os habéis interesado en el tema.

Ya quisiera terminar el tema de los radiocontrolados, aportando alguna historia más sobre las antenas. Hemos visto que son el elemento fundamental para que nuestro reloj disfrute de algo más de cobertura de las señales de nuestra emisora DCF77. Ya mencioné antes el teorema fundamental de las antenas, que vale también aqui y que dice: <<la antena tiene que ser lo más grande posible y estar situada en el lugar más despejado posible>>. En condiciones límite, lo segundo lo cumplimos a veces, pero lo primero depende del reloj, que lleva una antena minúscula. Habría que pensar sin temor a equivocarse que una mejor antena aumentaria las posibilidades de exito.

En los primeros tiempos, Citizen lanzó esto al mercado:

lostimage.jpg

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Ya se que es raro, pero puede verse claramente la bobina con su nucleo de ferrita. En este caso la orientación sería de las 3-9 en direccion noreste. Como parece ser que este modelo no cuajó mucho, alguien pensó en como captar la señal con una antena mayor, y luego transmitirla hasta nuestro reloj. La solución es ingeniosa: Es ésta:

lostimage.jpg

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Hay que leer en su etiqueta que dice que no necesita alimentación. O sea, que todos sus componentes son pasivos. La escotadura central sirve para apoyar el reloj, supongo que con el cristal hacia abajo, dependiendo del material de la trasera. Y en estas circunstancias, lo único que puede contener es un circuito resonante L-C a la frecuencia de los 77, 5 kHz, pero de tamaño más grande al del reloj. Al apoyar el reloj sobre la escotadura, los dos circuitos L-C, el exterior y el del reloj se acoplan magnéticamente por proximidad, obteniendo de esta forma un transformador. La señal captada por la <<antena>> es de mayor magnitud, y se induce al reloj por este procedimiento. Aqui va otra foto:

lostimage.jpg

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Este tìpo de antena es fácilmente reproducible, e incluso hay en el mercado antenas de fabricantes nacionales con las que podría experimentarse (depende de precios, claro) si no hay forma de conseguirlas.

Creo que con esto está ya todo explicado (al menos lo que yo sé). Solamente me queda la idea, ya que en algún comentario del foro se ha planteado alguna recepción ocasional en las Islas Canarias, de realizar una antena exterior combinada con un artilugio montado dentro de casa que permitiera la sincronización en distancias mayores o muy en el límite de los circulos actuales de cobertura. Es una idea tan solo, pero puede perfectamente realizarse.

Saludos,
 
Mecanico

Mecanico

Habitual
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  • #16
Efectivamente. Perdón, aconsejé sin haber visto las nuevas normas.

Pido disculpas.
 
zeros

zeros

Habitual
Sin verificar
  • #17
Genial post que aclara muchas cosas a los profanos :ok::

Solo me queda una duda. Si a las canarias no llega la señal, por mucha antena que pongamos ¿como conseguimos que capte la señal?

Entiendo que algo llegará y se trata de amplificarla. ::Dbt::

No comento mas cosas porque soy profano en el tema y me da que acabaré metiendo la pata :whist::
 
RotorK

RotorK

Forer@ Senior
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Inició el hilo (OP)
  • #18
Eso es.

A las Canarias si que llega -con la debida precaución-, pero no con la intensidad necesaria para meterse dentro del reloj, al menos de forma habitual. En otro foro, me comentan que anoche si consiguieron sincronizar.

La idea es construir una antena exterior, con un amplificador, y un sistema para volver a introducir la señal amplificada en el reloj. Es solo eso, una idea.

Saludos,
 
zeros

zeros

Habitual
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  • #19
Una foto de una antena casera, cuesta sobre los 10 euros, pero claro a ver donde se consiguen los materiales y como funciona. Lo he sacado de otro foro en el cual no esplican nada.

La ferrita si que es facil conseguirla de una radio vieja pero el resto nó lo sé y tampoco se si hay que dar energia o nó. Pero parece sencillo hasta para un profano en el tema.

lostimage.jpg
 
RotorK

RotorK

Forer@ Senior
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Inició el hilo (OP)
  • #20
Hola ottra vez:

Esa foto, muy buena por cierto. no es solo una antena. La antena es la parte izquierda. Y se ve perfectamente el circuito resonante bobina-condensador.

Esa seria la antena. Lo otro, es un receptor completo (lleva un cristal de cuarzo, ese pequeño cilindro metálico que se ve sobre la placa). Todo por 10 eurillos es barato. Esto se puede acoplar a circuitos más complejos, que nos darian como resultado un reloj radiocontrolado casero.

Lo malo de hacer la bobina, es que depende del tipo de ferrita que se use, que determinará el número de espiras y también la capacidad del condensador necesario para que el conjunto resuente en nuestros 77,5 kHz.

Saludos,
 
Estado
Hilo cerrado
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