Apostila Tecnociencia wireless4

Captulo IV

Elemento Irradiante

http://tecnociencia.jor.br

Capacitao

Wireless

Caractersticas do mercado:

O mercado de redes wirelles, transmisso digital, est em total crescimento, a tecnologia

recente e o mercado est muito receptivo. A mobilidade e a qualidade proporcionada pela

transmisso digital so perceptveis e vem sendo adotada em diversos meios onde transmisso

por cabo mostra-se inadequada.

Sistemas como telefonia celular, wi-fi, wirelless e qualquer tipo de transmisso por rdio

freqncia so dependentes de uma ou mais antenas. As antenas acompanham obrigatoriamente

o crescimento das transmisses digitais por radio freqncia, o numero de empresas fabricantes

ainda pequeno e o processo est em pleno desenvolvimento.

A tendncia avaliada por vrios profissionais da rea a popularizao do uso de sistemas

baseados em transmisso digital.

O consumo por este tipo de tecnologia tende a crescer na medida em que os acessos aos produtos

tornem-se facilitados, com menor custo e popularizados.

Os fornecedores tendem a praticar menores custos quando da busca acentuada pela matria

prima e a demanda de fabrica ser cada vez mais exigente e as fabricas mais especializadas.

Os clientes:

Os clientes deste tipo de tecnologia so normalmente, fornecedores de servios de internet por

rdio, empresas e usurios domsticos que precisam de mobilidade.

Normalmente o cliente usurio de antenas para redes wireless escolhe seus produtos atravs de

orientao de tcnicos capacitados para avaliar a qualidade e eficincia dos produtos oferecidos.

Os fornecedores:

Os fornecedores neste caso em particular so prestadores de servio e de venda de materiais para

usinagem e tornearia. Existe uma grande quantidade de fornecedores garantindo concorrencia e

baixo preo na materia prima.

A possibilidade da falta de materia prima remota e ocorre facilidade na negociao de prazos e

preos.

2660Elemento

Irradiante2,4 Ghz

Entendendo o torno

O torno uma ferramenta de grande porte que molda a barra macia, no caso das antenas omni

8 dbi s barras so de alumnio e cobre.

O funcionamento do torno calculado por tempo (consumo x hora), por isso o valor por

unidade moldada diminui dependendo da quantidade confeccionada.

Existe um custo inicial para elaborao do programa que ira orientar o torno em relao ao

formato que a pea bruta dever ficar e tambm o custo do operador. Este custo diludo no

numero de peas confeccionadas.

Cada tornearia possui seu prprio calculo de operao, vamos imaginar

uma tornearia onde o custo inicial fique em R$ 800,00 a hora e neste

perodo possvel moldar 100 peas na barra de alumnio. Cada pea

custar R$ 8,00 ao final do processo.

Normalmente as tornearias preferem que o cliente compre a matria

prima e envie para ser moldada. Existem tornearias que oferecem o

servio completo, compram a barra e moldam, mas o servio de

fornecimento da meteria prima quase sempre possui custo adicional.

Observe que existem trs etapas na confeco de antenas.

1 compra da matria prima.

2 terceirizao na moldagem das peas.

3 montagem da antena.

2661Elemento

Irradiante2,4 Ghz

Relao de ferramentas para montagem da omni de 8dbi:

Chave ellen para parafuso M5, pode ser adquirida em ferragens.

A chave ellen usada para apretar o parafuso que fixa a base da antena.

Na hora da compra aconselhavel levar o parafuso para testar se a chave a

correta.

Ferro de solda de no mnimo 100 watts pode ser adquirido em casas de

eletrnica. O ferro de solda no formato pistola o mais indicado por permitir

controlar no gatilho a temperatura, centrais de solda tambm so uma boa opo.

Tarraxa para fazer rosca no tubo PVC..de pode ser adquirida em

ferragens. Existem vrios modelos e preos, aconselhavel adquirir uma

tarraxa de boa qualidade.

Alicate bico fino para dobrar ponta das bobinas, pode ser adquirido em

ferragens.

Morsa para fixao do cano de PVC, quando da confeco da rosca.

Chave grifo para aperto da tampa no tubo e este na base de

alumnio..adquirir .em frerragens

Chave de boca 16mm para aperto do conector adquirir em ferragens

2662Elemento

Irradiante2,4 Ghz

O wattimetro

O wattimetro a ferramenta fundamental no processo de aferimento (regulagem) da antena.

atravs do wattimetro que o profissional extrai o melhor desempenho da antena ajustando suas

caracteristicas. Este equipamento pode ser adquirido por intermdio de empresas importadoras

como o caso da http://www.berkana.com.br

Wattimetro analogico Dird 43

O Bird 43 desde 1949 tem sido o mais famoso e prtico

equipamento para medio de potncia em sistemas de rdio-

frequncia, pois alm de efetuar medies de vrios

parmetros cruciais para o funcionamento do seu sistema

irradiante, tambm um equipamento leve, porttil e de

manuseio.

CARACTERSTICAS GERAIS

* Range de potncia de 100mW a 10Kw

* Range de frequencia de 450Khz a 2.7 GHz (dependendo das

pastilhas)

* Preciso de + ou -5%

* Teste de tcnologias baseadas em portadoras analgicas tais como: AMPS, FM, AM e etc

Wattimetro digital DPM5000

O medidor de potncia digital DPM-5000 uma excelente soluo quando o assunto medida

de potncia em sistemas de Rdio-Frequncia, pois alm de efetuar medies de vrios

parmetros cruciais para o funcionamento do seu sistema irradiante, tmbem um equipamento

leve, porttil e de fcil manuseio.

CARACTERSTICAS GERAIS

* Opera com bateria interna recarregvel NiMH com capacidade

mnima de 100 horas por carga

* Permite a medio de vrios parmetros simultneos atravs da

insero de 2 pastilhas simultneas

* Trabalha na faixa de 0,5 500W e 2MHz 3,6 GHz (com novas

faixas em desenvolvimento)

* Aplicaes em telefonia celular: AMPS, IS-136, CDMA, GSM,

PCS em GSM e CDMA, 3G e WLL

* TV analgica e digital, FM e outras aplicaes em RF

* Unidade de RF totalmente independente da unidade de leitura,

obtendo uma maior segurana e durabilidade do conjunto

* Display de alto contraste com backlite e barra-grfica.

2663Elemento

Irradiante2,4 Ghz

Omni 8 dbi


Capacitao

Wireless

Principais problemas na fabricao de antenas omni 8 Dbi

Trabalhar comercialmente com fabricao e fornecimento de antenas para redes wireless exige

alguns cuidados no processo administrativo, principalmente na relao entre fornecedores e

aquisio de matria prima.

Os principais problemas enfrentados pelos pequenos e mdios fabricantes esta diretamente

relacionado com a qualidade dos fornecedores envolvidos.

Na fabricao da omni 8 dbi a escolha da tornearia que ir moldar as bases da antena de

grande importncia para o sucesso da comercializao do produto, pode ocorrer atraso na

entrega ou a dificuldade de encontrar uma tornearia com preo acessvel.

Durante 2007 a tecnocincia avaliou vinte e duas tornearias e o preo cobrado para a confeco

da base de alumnio e cobre oscilou entre R$ 8,00 e R$ 40,00 por pea moldada.

O tempo de entrega e a qualidade do atendimento tambm foram avaliados variando o prazo de

entrega entre dois dias aps o pedido at trinta dias de espera.

A diferena entre uma e outra tornearia depende de vrios fatores e por este motivo o fabricante

deve manter no mnimo duas a trs tornearias em sua base de dados, ficar dependente apenas de

um fornecedor pode colocar a fabricao das antenas em risco.

Antes de contratar uma tornearia efetue uma boa pesquisa de preos. Se possvel verifique a

seriedade da empresa.

Procure manter um pequeno estoque para garantir o fornecimento caso ocorra algum atraso com

o fornecedor. Mantenha no mnimo peas para confeccionar dez ou mais antenas.

O segredo da lucratividade na fabricao das antenas esta justamente em conseguir bons preos

junto aos fornecedores.

2665Elemento

Irradiante2,4 Ghz

Custos das antenas:Cotao Maro/2007

Omni de 8 dbi:

Base de alumnio ..................................................................R$ 4,00

Base de lato............................... ........................................ R$ 4,20

torno base de alumnio ........................................................ R$ 8,00

torno base de lato........................ ...................................... R$ 10,00

Conector N fmea........................... .................................... R$ 8,00

Fio RG 213...........................................................................R$ 0,50

Fio esmaltado para bobina.................................................. .R$ 0,30

Tubo de lato de 3mm...........................................................R$ 0,40

Tampa de metal galvanizado Tupy ..................................R$ 2,50

Esponja centralizadora..........................................................R$. 0,05

Arruela centralizadora pvc......................................................R$. 0,50

Total dos materiais para uma antena.................................... R$ 38,45

Obs:

Os valores variam conforme fornecedor e quantidade adquirida.

Entre os preos mais praticados o custo total de material para confeco oscilou de R$

38,45 at R$ 58,63 por antena produzida.

Preo de venda praticado

As antenas omni 8 Dbi em dez/2007 foram vendidas com oscilao de preo entre R$

110,00 e R$ 140,00. Conforme cotao efetuada em diversas lojas da regio.

2666Elemento

Irradiante2,4 Ghz

2667

Confeco antena Omni 8 Dbi

Este descritivo composto pelas seguintes etapas:

1 projeto tcnico com memorial tcnico descritivo.

2 relao dos materiais que compes a antena

3 montagem da antena seguindo uma determinada ordem

4 kit completo das peas necessrias para a montagem de uma antena.

DO OBJETIVO:

O presente memorial tcnico tem como objetivo definir a construo de um elemento irradiante

(antena) para transmisso de dados dentro do espectro da freqncia de 2.412 a 2.482 ghz,com o

ganho de 8 dbi, que contenha as seguintes protees:

a) proteo contra acumulo de eletricidade esttica quando das mudanas atmosfricas, atravs

de um eletrodo interno conforme detalhe n01, o qual desviar a carga esttica para a massa,

quando esta atingir nveis que venham a comprometer a qualidade da irradiao das ondas

eletromagnticas para qual esta sendo projetada.

b) proteo contra a entrada de umidade pelo orifcio de equilbrio da presso atmosfrica

interna na antena, com a externa conforme detalhe n02, dando-se pelo processo de condensao

desta umidade quando da passagem em atrito da mesma atravs de um duto na forma helicoidal.

c) Proteo interna do elemento irradiante (gama), contra poluentes atravs de um espaguete

termo-retrtil, conforme desenho n17, o qual dar alem de proteo, rigidez ao conjunto.

Importante!

Todas as peas recebem um nmero de identificao conforme sua posio no projeto, embora

este mtodo exija uma maior ateno do leitor ele tambm permite a identificao da pea e ao

mesmo tempo do local onde o componente deve ser instalado.

Observe que peas idnticas recebem nmeros diferentes por estarem em posies diferentes,

assim, quando feito referencia a uma determinada pea observe tambm a posio onde a

mesma ser instalada.

Lembre-se: O nmero de identificao possui dois significados. Identifica a pea e a posio da

mesma na montagem.

Elemento

Irradiante2,4 Ghz

2668

DOS MATERIAIS:

- Na construo da omni 8 dbi sero usados os seguintes materiais de acordo com suas funes:

- Um conector tipo N fmea conforme. desenho n 01, para acoplamento do cabo de transmisso

ao elemento irradiante.

- Um tubo de lato de conforme desenho n 02, tendo em uma das extremidades rosca

padro para fixao do conector.

- Uma bucha de pvc, ou borracha sinttica conforme. Desenho n0 3 com um orifcio para

passagem do elemento vivo composto por tubo de lato de 3mm.

- Um tubo de alumnio de 11/4,conforme. Desenho n04 que servira de base para a antena e

fixao do tubo de PVC.

- Um tubo de PVC de conforme. Desenho n05 para proteo do elemento vivo (gama).

- Uma tampa de galvanizada conforme. Desenho n06, para impermeabilizar abertura superior

do tubo.

- Um elemento RG 213 conforme. Desenho n07, elo de ligao entre pino do conector e tubo

de lato 3mm, formando com pea n04 um condensador com ncleo de ar.

- Um tubo lato 3mm conforme desenho n08, para composio do gama.

- Trs bobinas conforme. Desenhos ns 10, 12 e 14, para acoplamento dos gamas.

- Dois tubos lato conforme. Desenhos ns 11 e 13, para composio do gama.

- Um tubo lato 3mm conforme. Desenho n 15, para composio do gama.

- Um eletrodo de cobre conforme desenho n16.

- Um espaguete termo-retrtil conforme. Desenho n17.

- Um parafuso M5 tipo alen conforme Desenho n18

- Trs esponjas conforme Desenho n19 para firmar gama internamente no tubo de pvc.

Todos os materiais devero estar rigorosamente dentro das medidas indicada, para o perfeito

funcionamento do projeto.

Elemento

Irradiante2,4 Ghz

2669Elemento

Irradiante2,4 Ghz

2670

DA MONTAGEM:

Com exceo do eletrodo e do espaguete termo-retrtil, as demais peas obedecero

disposio conforme desenho abaixo.

Elemento

Irradiante2,4 Ghz

2671

A montagem do eletrodo:

A montagem do eletrodo ser atravs de um fio de cobre de 2,5mm, soldado uma das

extremidades na parte inferior da pea n2, e a outra extremidade ficara distanciado do gama em

0,3mm conforme detalhe abaixo:

Elemento

Irradiante2,4 Ghz

2672

Detalhe da proteo contra entrada de umidade:

A umidade relativa do ar, quando muito alta ser condensada pelo atrito com a parede do

orifcio em forma helicoidal situado entre a base externa (p n04) e a base interna (p n02),

saindo para a parte externa da antena pelo processo gravitacional.

Elemento

Irradiante2,4 Ghz

2673

Detalhe interno da proteo termo-retrtil:

Elemento

Irradiante2,4 Ghz

2674

Antena finalizada

Elemento

Irradiante2,4 Ghz

2675

Montagem da antena (primeira parte)

Base antena

A montagem da antena omni de 8 dBi deve iniciar pela base interna conforme abaixo:

Soldamos primeiro o pino do conector (N01) na base do elemento RG-213(N08),e na ponta do

mesmo o tubinho de lato de 3mm x 71mm(N9), posteriormente introduzimos este conjunto na

base de lato,(N02) centralizamos o mesmo atravs da colocao da bucha de pcv ou borracha

(N03) na parte superior interna da base de lato (N02).

Na parede inferior da base de lato (N02), soldaremos o eletrodo (N16) conforme

especificaes no memorial tcnico descritivo.

Elemento

Irradiante2,4 Ghz

2676Elemento

Irradiante2,4 Ghz

2677

Montagem da antena (segunda parte)

Bobina antena

Elemento

Irradiante2,4 Ghz

2678

Montagem da antena (terceira parte)

Proteo Bobina antena

Nesta parte, vamos unir atravs da solda, as duas partes anteriores, conforme desenho abaixo, e

colocamos o espaguete termo retrtil para proteo do gama.

Elemento

Irradiante2,4 Ghz

2679

Montagem da capa protetora da antena

Para a montagem da capa protetora, basta enroscar a tampa no tubo de PVC e este na base de

alumnio, apertando o necessrio o parafuso elen.

Elemento

Irradiante2,4 Ghz

2680

Agora precisamos fazer o ajuste da R.O.E, (potencia refletida), para tanto precisamos conectar a

antena um rdio,transmissor atravs de um wattmetro prprio para esta freqncia (2.4Ghz).

O ideal que a potencia refletida no passe de 4% da potencia irradiada.

Para o teste de ganho, devemos conectar a antena a um rdio e efetuar um enlace com este

conjunto, de preferncia com um ponto de acesso com distancia entre 3 a 7 Km, devemos evitar

testes de ganho em distancias inferiores a 600 metros.

No local para testes de ganho, alm de visada totalmente limpa de obstculos, devemos evitar

tambm obstculos prximos a antena, que possam refletir a RF, para evitar erro no resultado.

Elemento

Irradiante2,4 Ghz

Lista Materiais:

Omni 8 dbi

[___] 1 - Barra macia de lato de para confeco da base interna em

tornearia.

[___] 2 - Barra macia de alumnio de 1.1/4 para confeco da base externa

em tornearia.

[___] 3 - Conector tipo N fmea adquirir em casas especializadas em antenas

e cabos de transmisso de RF.

[___] 4 - Cabo RG-213 adquirir em casas especializadas em cabos para

transmisso de RF.

[___] 5 - Tubinhos de 3mm, adquirir em ferragens

[___] 6 - Bucha de PVC ou borracha..adquirir em ferragens(pode ser a

borracha para vedao de torneiras ,ou registros dagua de

[___] 7 - Espaguete termo retrtil, adquirir em ferragens.

[___] 8 - EsponjasN19 para centralizar o gama internamente no tubo de

PVC adquirir em estofarias (retalhos).

[___] 9 - Tubo de PVC de tubo tigre rosquevel para gua adquirir em

casa de matrias de construo.

[___] 10 - Tampa de PVC ou galvanizada para tubo de adquirir em

ferragens.

[___] 11 - Estanho para solda, adquirir em casas de eletrnica.

[___] 12 - Parafusos tipo elen M5 adquirir em ferragens ou casas

especializadas em parafusos.

[___] 13 - Lixa 120 para lixar o tubo de PVC para dar acabamento e retirar a

marca do fabricante do mesmo.

2682Elemento

Irradiante2,4 Ghz

Omni 3.5 dbi


Capacitao

Wireless

Confeco da antena omni de 3.5 dbi

Este descritivo composto pelas seguintes etapas:

1 projeto tcnico com memorial descritivo

2 relao dos materiais que compe a antena


4 kit das peas necessrias para montar uma antena excluda a capa protetora.

Do objetivo:

O presente memorial tcnico descritivo tem como objetivo definir a construo de um elemento

irradiante (antena), para transmisso de dados dentro do espectro da freqncia de 2.4512 a

2.482 ghz, com o ganho de 3,5 dbi, de acordo com as seguintes especificaes:

Dos materiais e peas:

Toda a matria prima empregada na fabricao da antena aqui projetada, devera ser de qualidade

irrefutvel e as peas fabricadas com as mesmas, devero ter suas formas e medidas iguais as

constantes no projeto tcnico parte integrante deste memorial.

Do projeto:

O projeto abaixo esta rigorosamente de acordo com as especificaes:

2693Elemento

Irradiante2,4 Ghz

Relao dos materiais/peas que compe a antena

1 .Conector tipo N macho N 1

1 Cabo RG-58 330mm N 2

1 Npel em PVC ou metal de N 3

1 Chapa de metal N 4

1 Refletor em lato N 5

1 Gama em lato N 6

1 Fita de cobre N 7

1 Fita de cobre N 8

1 Fio cobre nu 2,5mm x 25mm N 9

1 capa protetora em fibra, PVC ou acrlico domo N 10

3 parafusos com porcas 5mm x Ns 11-12 e 13

2 parafusos auto atarraxantes de 10mm x Ns 14 e 15

Desenho enumerado das peas:

2694

Da montagem:

Iniciamos a montagem pelo cabo RG-58 com 330mm, no qual soldamos o conector em

umas das pontas e na outra desencapamos 10mm do mesmo.cfe desenho (A).

Posteriormente, fixamos o npel na chapa de fixao do suporte, apertando bem as porcas e

passamos o cabo RG-58 por dentro do npel cfe desenho (B)

2695

Nesta prxima etapa, vamos soldar a malha do cabo no refletor N 5 e a ponta do mesmo no

gama N 6. cfe desenho (C)

2696

completada a etapa (C), vamos para solda das fitas N s 7 e 8 e do fio de cobre N9 cfe.

Desenho (D).

2697

Capa protetora

Antena onidirecional de 3,5 dbi

Antena apropriada para uso interno sendo usada para rede wireless entre micro

computadores, sendo do tipo onidirecional, deve ser instalada na posio horizontal

(teto ou mesa, pois irradia 360 graus no plano horizontal e 90 graus no plano vertical).

Trabalha em curto com a malha do cabo, no necessitando de centelhador no cabo,

evitando a perda de 1 db, alem de evitar conexes(futuros problemas),deve ser aterrada

a malha do cabo.

Freqncia: 2.4 a 2.5 Ghz

Ganho: 3,5 dbi

Polarizao vertical(linear)

Lbulo horizontal: 360 graus

Lbulo vertical........................90 graus

Potencia mxima : 100Watts

Impedncia 50 ohms

R.O.E 1.2:1

Peso aproximado 400 g

2698Elemento

Irradiante2,4 Ghz

Setorial 12 dbi


Capacitao

Wireless

26101 Antena setorial de 12 dbi Dbmax

Curso para fabricao de uma antena setorial de 12dbi referente ao projeto Dbmax

desenvolvido pelo laboratrio Tecnociencia..

Ministrado por Florncio Castilhos da Silva sob superviso do laboratrio Tecnociencia.

Este curso composto pelas seguintes etapas:

1 projeto tcnico com memorial tcnico descritivo.

2 relao dos materiais que compes a antena


4 kit completo das peas necessrias para a montagem de uma antena. exceto capa protetora,

que pode ser de fibra ou acrlico domo.

5...link direcionado para vasto material (artigos e software) sobre antenas, clculos e medidas

usadas em wireless, interferncias de RF, zona de Fresnel etc.. que ajudaro o aluno deste curso,

compreender melhor o funcionamento deste componente essencial para transmisso de dados

via wireless denominado antena.

DO OBJETIVO:

O presente memorial tcnico tem como objetivo

definir a construo de um elemento irradiante

(antena) para transmisso de dados dentro do

espectro da freqncia de 2.412 a 2.482

ghz,com o ganho de 12 dbi, que contenha as

seguintes caractersticas:

DOS MATERIAIS

Na construo da mesma sero usados os

seguintes materiais de acordo com suas funes,

conforme desenho acima.

01 p Suporte galvanizado em chapa 12 fig 01

01 p chapa de lato de 0,5mm de espessura

por 105 x 230 mm fig 02

02 p espaadores de teflon ou nylon com

dimetro de 8mm fig 03 e 04

02 p parafusos auto atarraxante de 3mm

comprimento fig 05 e 06

01 p placa de lato de 0,5mm de espessura e

48 x 50 mm fig 07

01 p placa de lato de 0,5mm de espessura e

48 x 50 mm fig 08

01 p cabo coaxial RG-58 com 350mm de

comprimento fig 09

01 p conector tipo N macho fig 10

02 p braadeiras tipo U de fig 11 e 12

02 p rebites de alumnio 5mm fig 13 e 14

01 p fixador para o cabo coaxial RG-58 fig 15

01 p capa protetora de fibra ou acrlica

domo fig 16

26102Iniciamos a montagem efetuando os furos na chapa de lato conforme fig 02,sedo o a com

6mm de dimetro e o b e c com 3mm

Feito os furos, fixamos nesta chapa, o suporte fig 01 atravs dos dois rebites e o fixador para o

cabo atravs de soldagem com estanho fg 15, cfe. Detalhe 01.

.

Agora vamos soldar umas das pontas do cabo RG-58 fig 09 na chapa fig 02,

e na outra ponta o conector fig 10 cfe detalhe 02

Bem, o prximo passo soldar as placas fig 07 e 08 entre si cfe detalhe 03

Vamos fixar este conjunto formado pelas placas fig 07 e 08 na chapa fih 02, cfe detalhe 04

A distancia que a ponta da placa fig07,

onde soldamos o cabo RG-58 fig 09,

deve ser de 3mm , a qual ser ajustada

para que a estacionria fique em 4%.

26103

Algumas fotos de detalhes de solda e peas:

01 = cabo soldado no conector

02,03 e 04 = fixador feito de fio de cobre 2,5mm

05 = chapa de lato estanhada

06 = placas (gama) soldadas entre si

07 = conjunto, conector, cabo, fixado e chapa de lato, montados entre si

08 = distanciador para afastar placas (gama) da chapa de lato

09 = cabo RG-58, fio central soldado no gama

10 = malha do RG-58, soldada na chapa

Antena finalizada:

26104Elemento

Irradiante2,4 Ghz

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