Ăng-ten để mở rộng phạm vi mở rộng cổng: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Khi tuyết rơi thực sự sâu trên Núi Hood, sẽ rất thú vị khi trượt tuyết, đi xe trượt tuyết, xây pháo đài bằng tuyết và ném lũ trẻ xuống boong tàu vào lớp bột sâu. Nhưng những thứ bóng bẩy không vui lắm khi chúng tôi cố gắng quay lại đường cao tốc và mở cổng để ra ngoài. Vấn đề là cánh cổng nằm trên đỉnh của một đường nghiêng dài khoảng 100 ft. Không phải là vấn đề khi vào trong vì trọng lực giúp đỡ nhưng là vấn đề khi ra ngoài vì cánh cổng chỉ có thể được mở khi bạn đến trong phạm vi khoảng 40 ft của ăng-ten của thiết bị mở, điều này khiến bạn phải nghiêng. Ngay cả khi đi xe 4 bánh cũng không tuyệt vời lắm khi bạn phải dừng lại để đợi cổng và sau đó cố gắng bắt đầu trên băng đóng gói.

Tôi đã cố gắng tìm một giải pháp thương mại, nhưng giải pháp tốt nhất là một ăng-ten đơn cực đơn giản và chúng tôi đã có giải pháp đó.

Giải pháp là xây dựng một ăng-ten Yagi 3 phần tử được điều chỉnh theo tần số mở cổng và kết hợp nó với ăng-ten hiện có để mở rộng phạm vi. Thật đáng kinh ngạc, giờ đây chúng ta có thể mở cánh cổng từ cách xa 170 ft, cho chúng ta nhiều khoảng trống để duy trì động lực lên đoạn đường dốc!

Quân nhu

Khoảng 2 ft của thanh đồng 0,125"

Khoảng 4 ft của thanh nhôm.125"

2 ft của ống không dẫn điện 3/4 cho chùm ăng ten

Ống không dẫn điện cho cột buồm để gắn ăng-ten (có thể giống như chùm tia)

Cáp RG6 và đầu nối uốn (tùy thuộc vào hệ thống của bạn)

Một máy in 3D để in PETG, ABS hoặc thứ gì khác không bị tan chảy dưới ánh nắng mặt trời (không sử dụng PLA!)

Hàn sắt, hàn, 4 vít, keo silicon.

Bước 1: Tìm tần số điều khiển từ xa của bạn

Trước tiên, bạn cần tìm tần số mà điều khiển từ xa của bạn hoạt động. Tôi đã sử dụng dongle RTL-SDR và SDRSharp để xác định tần số của điều khiển từ xa. Nhà sản xuất thường liệt kê các tần số họ sử dụng, nhưng thật khó để biết điều khiển của bạn đang truyền tín hiệu nào. Tôi đã xem xét cả 315MHz và 390MHz và tìm thấy tín hiệu ở 390MHz. Điều thú vị là bằng cách ghi lại âm thanh tín hiệu trong SDRSharp, tôi có thể hiển thị nó trên Audacity và xem mẫu chính xác từ các công tắc DIP bên trong điều khiển từ xa. Tần số chính xác của điều khiển từ xa thay đổi đôi chút, nhưng đó là một phần của tính bảo mật của hệ thống.

Bước 2: Thiết kế Yagi

Tôi đã sử dụng YagiCad, một phần mềm giả lập được phát triển bởi Paul McMahon (VK3DIP). Bạn có thể đặt tần số mục tiêu và trong trường hợp của tôi, tôi muốn có tổng cộng 3 yếu tố nên cũng xác định một gương phản xạ và một đạo diễn. Bộ phản xạ nằm phía sau bộ phận điều khiển trong thiết kế yagi và đạo diễn ngồi phía trước nó. Thay đổi độ dài và khoảng cách của hai yếu tố này tạo ra một mô hình định hướng theo hướng của đạo diễn. Trong trường hợp của tôi, mức đạt được mô phỏng là khoảng 8dB.

Bước 3: Xây dựng Lặp lại đầu tiên

Bất kỳ phần mềm thiết kế ăng-ten nào cũng chỉ đưa ra giá trị gần đúng của hoạt động chính xác của ăng-ten thực tế. Trong trường hợp của tôi, tôi đã sử dụng máy in 3D để in các giá đỡ cho phần tử điều khiển và bộ phản xạ và đạo diễn. Bạn có thể xem những điều này tại https://www.thingiverse.com/thing:3974796. Cáp RG6 được tách thành ruột dẫn lõi và tấm chắn và chúng được gắn vào hai bên của phần tử điều khiển. Tuy nhiên, hãy lưu ý rằng tấm chắn trên hầu hết các đồng trục RG6 là nhôm và bạn sẽ không thể hàn nó. Nó sẽ yêu cầu một đoạn uốn cũng kết nối nó với một dây đồng để có thể hàn nó và lõi. Làm sạch đồng thau bằng giấy nhám trước khi cố gắng hàn và đảm bảo rằng bạn sử dụng nhiều chất trợ dung và mỏ hàn có công suất cao hợp lý. Trong trường hợp của tôi, 400 độ với bàn ủi 60W hoạt động rất tốt.

Gắn hai phần tử điều khiển, buộc dây chúng và sau đó cắt và đặt gương phản xạ và đạo diễn.

Bước 4: Xác minh tần suất thiết kế

Bạn cần xác minh rằng ăng-ten có cộng hưởng ở tần số thiết kế của bạn hay không. Để làm điều này, tôi đã sử dụng một Trình phân tích Vector mạng. Đây là một đơn vị mạnh mẽ cung cấp rất nhiều thông tin về ăng-ten. Tôi đã mua của tôi thông qua Amazon và hiện có rất nhiều trong số này với các tần số khác nhau. Các hình ảnh ở đầu bài viết này hiển thị kết quả đồ họa và thống kê của ăng-ten của tôi sau khi điều chỉnh. Mục tiêu là 390MHz với SWR (Tỷ lệ sóng đứng) càng thấp càng tốt và trở kháng càng gần 50 ohms càng tốt. Cộng hưởng xảy ra khi điện kháng (X) gần bằng 0 nhất.

Vì vậy, tôi đã cắt bớt độ dài của các phần tử điều khiển cho đến khi tôi tìm thấy sự cộng hưởng tốt, sau đó cắm lại độ dài thực tế vào Yagicad và tối ưu hóa lại cho tần số mà nó mô phỏng để tạo ra sự cộng hưởng. Điều này đã cho tôi chiều dài và khoảng cách thực tế cho gương phản xạ và đạo diễn.

Bước 5: Làm cho nó không thấm nước

Vì ăng-ten này sẽ ở bên ngoài, nó cần phải được chống thấm nước. Tôi tự do bóp keo silicon trong suốt xung quanh các mối hàn, sau đó kẹp nắp lại. Tôi lấp đầy các lỗ bu lông bằng keo dán và vặn chúng xuống. Tôi rất vui khi thấy một số chất trám khe chảy ra xung quanh các cạnh. Sau đó, tôi uốn cong trên đầu nối ở đầu kia của đồng trục 3 chân.

Bước 6: Gắn kết và kiểm tra

Tôi đã sử dụng giá đỡ tủ quần áo để gắn ăng-ten theo chiều ngang vào trụ cổng của chúng tôi, lắp một bộ kết hợp cho ăng-ten này và ăng-ten ban đầu và thử nghiệm nó. Bạn chỉ cần thay thế ăng-ten ban đầu bằng ăng-ten mới nếu bạn chỉ có cách tiếp cận từ một phía. Trong trường hợp của chúng tôi, phạm vi bộ mở hiện tại khi nhập là tốt và không thay đổi với bộ kết hợp.

Kết quả thật tuyệt vời! Việc có thể mở cổng từ khoảng cách gấp 4 lần khoảng cách khiến bạn bỏ thời gian để thực hiện điều này.

Tôi sẽ theo dõi xem nó chống chọi với thời tiết và tuyết dày như thế nào, nhưng nhìn chung tôi rất lạc quan rằng điều này giải quyết được vấn đề và sẽ không yêu cầu một trong những giải pháp đắt tiền khác mà nhà sản xuất cổng đã đề xuất.