Cenni Onorio i4civ.onorio@gmail.com
STRUTTURA MECCANICA PER LA ROTAZIONE E L’ELEVAZIONE DI UN ANTENNA PARABOLICA
Realizzazione e dettagli costruttivi
Terza parte
Taratura
Per una corretta lettura della posizione dell’antenna è necessario eseguire la “taratura” del control-box che si ottiene procedendo come di seguito illustrato.
Dopo aver effettuato i necessari collegamenti elettrici fra il control-box ed il rotore, seguendo la numerazione dei conduttori secondo lo schema elettrico ed utilizzando un cavo multipolare composto da 6 conduttori di adeguata sezione, andremo ad alimentare l’unità di controllo (control-box). Il rotore dovrà essere completamente ruotato in senso antiorario cioè a 0°. Faremo in modo che la rotazione provenga dalla direzione di EST per fermarsi a NORD. E’ molto importante che la rotazione del rotore sia maggiore di 360° in modo da poter avere ancora un po’ di margine per la rotazione prima che intervenga il fine corsa. Pertanto quando l’indicatore di direzione segnerà 0° corrispondenti al Nord faremo in modo che il rotore possa continuare la sua rotazione antioraria per altri 15° prima dell’intervento del fine corsa. Il perno del potenziometro P1 dovrà essere ruotato tutto in senso anti-orario fino a sentire il suo fermo e poi ruotarlo in senso orario per circa 15°. A questo punto si potrà inserire il potenziometro nel vano del riduttore e serrare tutte le viti comprese quelle del bicchiere sul corpo del riduttore. Di seguito all’interno del control-box dovremo agire sulla vite del potenziometro multigiri P2, che servirà per la taratura dello zero in modo che l’LCD indichi esattamente 000°. Poi andremo a segnare un punto di riferimento, ben preciso, sull’albero del rotore e quindi azioneremo in movimento del rotore pigiando sul pulsante destro. Il rotore inizierà a ruotare in direzione oraria da NORD verso EST. Fermeremo la rotazione solamente quando l’albero del rotore avrà compiuto un giro completo che potrà essere riscontrato sul riferimento che era stato precedentemente segnato. Nel caso che l’LCD non indichi 360° dovremo agire sul perno del potenziometro multigiri P3 fino ad ottenere l’indicazione del suddetto valore. Fatto questa taratura azioneremo nuovamente la rotazione dell’albero rotore, sempre della stessa direzione fino al punto di intervento del fine corsa: in questa posizione l’LCD dovrà indicare 375°. Ora dovremo ritornare indietro riportando il movimento del rotore nella posizione di inizio della taratura, quindi premendo il pulsante sinistro il rotore inizierà a ruotare in senso anti-orario, da NORD verso OVEST, ed una volta raggiunto il punto di riferimento indicato all’inizio l‘LCD dovrà indicare ancora 000°. In caso diverso è necessario un piccolo ritocco agendo sul potenziometro P2, fino a che l’LCD indichi 000°. Riprenderemo la rotazione, nella stessa direzione, fino all’intervento del fine corsa nella cui posizione dovremo leggere sull’LCD – 15°. La verifica della corretta indicazione sul LCD si completa facendo ruotare più volte il rotore da un fine corsa all’altro, verificando che a metà della rotazione l’LCD indichi 180°. I due fine corsa sono stati predisposti in modo da permettere di oltrepassare i 360° ed 0° di altri +/-15°.
Struttura portante e palo carrellato
La struttura portante è costituita da un palo tubolare quadro di 80 mm di lato, realizzato in acciaio zincato a caldo.
Questo palo tubolare viene inserito all’interno di un altro palo tubolare quadrato saldato sulla superficie superiore di una piastra rettangolare in ferro. Tale piastra è necessaria per sostenere in posizione verticale il palo portante. In corrispondenza dei quattro lati della piastra rettangolare in ferro sono state saldate quattro prolunghe di ferro di sezione quadrata con lo scopo di aumentare la superficie di appoggio della piastra ed evitare il ribaltamento del palo portante.(foto n.19)
La piastra e le relative prolunghe formano il basamento della struttura che dovrà essere appoggiata sul pavimento di una porzione del tetto a terrazzo. Inoltre, per una maggiore sicurezza, il palo portante, ad un’altezza di circa 1 metro dalla sua base, viene ancorato al muro portante del fabbricato.
Un carrello “ascensore” è in grado di scorrere in maniera coassiale per tutta la lunghezza del palo portante. Il movimento di salita e discesa del carrello lungo lo stesso palo avviene mediante l’impiego di un verricello a manovella in modo manuale. Il carrello “ascensore” viene sostenuto e movimentato per mezzo di una fune di acciaio inox da 5 mm che viene avvolta sul tamburo avvolgi-fune del suddetto verricello che è stato posizionato alla base del palo portante in modo da poter essere facilmente manovrato. Dal verricello la fune di acciaio scorre parallelamente ed esternamente al palo portante ed in prossimità della sommità del palo passa attraverso due carrucole del diametro 60 mm montate su cuscinetti a sfera autolubrificanti. La fune ridiscende poi dal lato opposto del palo per essere ancorata ad un occhiello del carrello ascensore. Il carrello ascensore è stato auto costruito e, per la sua realizzazione, è stato usato un profilato angolare in ferro da 40 x 40 mm. Il carrello è alto 800 mm e la sua struttura avvolge completamente il tubo quadrato del palo portante. (foto n.20)
Lo scorrimento, con pochissimo attrito, del carrello ascensore sul tubo quadro è garantito per mezzo di otto ruote in ferro utilizzate per far scorrere su di un binario i cancelli elettrici. Tali ruote del diametro di 60 mm sono auto-lubrificate in quanto sono montate su cuscinetti a sfera. Quattro di esse sono posizionate alla base del carrello mentre le altre quattro alla sommità dello stesso carrello. Le otto ruote scorrono lungo i quattro angoli del tubo quadrato. Il carrello ascensore dispone sulla sua base di un supporto piano che serve per il fissaggio del rotore, un secondo supporto piano è posizionato a metà del carrello e serve per sorreggere un cuscinetto reggispinta conico a rulli del diametro interno di 50 mm. Infine un supporto piano superiore serve per sostenere un cuscinetto a sfere del diametro interno di 50 mm. Questi ultimi due supporti con i relativi cuscinetti sono necessari per sostenere e permettere la rotazione di un tubo del diametro di 50 mm lungo 3 metri che sporge fuori dal carrello di circa 2,3 metri, sul quale andrà fissata la parabola.
Il rotore (AZ) andrà messo in opera sulla base del supporto piano del carrello e fissato mediante quattro viti con i relativi bulloni autobloccanti del diametro di 6 mm di acciaio inox. Il tubo mast del diametro di 50 mm, sostenuto dal cuscinetto reggispinta e tenuto allineato dall’altro cuscinetto, dovrà essere perfettamente allineato con l’albero del rotore e senza che il peso del mast e della parabola possa gravare sul rotore. L’unione del tubo mast con l’albero del rotore avviene per mezzo del giunto elastico e facendo combaciare fra di loro le rispettive scanalature. La parte superiore del giunto elastico sarà fissata al tubo mast mentre la parte inferiore all’albero del rotore. Per il fissaggio sono state utilizzate delle viti passanti e relativi bulloni autobloccanti in acciaio inox del diametro di 5 mm.
Sulla parte superiore del carrello sono disposti quattro anelli che servono per il fissaggio dei controventi. Per la controventatura ho utilizzato un cavo PARAFIL composto da filato in terylene continuo fortemente impaccato e racchiuso in una guaina polimerica ad altissima resistenza meccanica ed antiallungamento, insensibile ai raggi UV ed agli agenti chimici ed atmosferici. I quattro controventi andranno completamente in tensione quando il carrello ascensore sarà completamente innalzato e posizionato sulla parte superiore del palo. Il vantaggio di un palo carrellato, una volta calato a terra, è quello di poter lavorare sulle antenne ed i relativi accessori ad altezza d’uomo. Infatti quando il carrello ascensore è completamente abbassato si può procedere in modo facile e sicuro ed eseguire qualunque riparazione/manutenzione delle antenne in completa sicurezza senza doversi arrampicare per salire sulla struttura.
Montaggio della parabola e messa a fuoco dell’illuminatore
La parabola è stata auto costruita utilizzando delle costole in profilato a C in alluminio ed una rete elettrosaldata a caldo con maglie quadrate di 6 x 6 mm. Il diametro della parabola che ho utilizzato è di 180 cm e questa pesa 7 kg. Il progetto di questa mia realizzazione è stato descritto sulle pagine della nostra rivista RKE n.6 del 2015 da pagina 17 a pagina 21. (foto n.21)
Per il fissaggio della parabola al mast ho utilizzato due robuste staffe che ho reperito fra quelle utilizzate per il fissaggio delle parabole ad uso satellitare. L’illuminatore che ho realizzato deriva dal progetto di OM6AA ed è stato fissato, mediante un collare in alluminio, nel punto focale della parabola. L’illuminatore viene sostenuto mediante tre aste in alluminio disposte a 120° che formano il tripode di supporto. Le altre estremità delle tre aste sono anche esse posizionate a 120° e fissate con delle squadrette ad L sui bordi esterni della circonferenza della parabola. Il collare di alluminio, che sostiene l’illuminatore, è stato realizzato in modo che lo stesso l’illuminatore possa scorrere, al suo interno, in maniera che si possa eseguire la sua messa a punto che avviene variando la sua distanza focale. Così avvicinando od allontanando di pochi centimetri rispetto alla sua distanza teorica si può trovare la posizione esatta dell’illuminatore per il massimo rendimento della parabola. Una volta trovato il punto esatto del fuoco, l’illuminatore andrà fissato e bloccato in maniera definitiva stringendo due fascette di acciaio inox messe attorno alla circonferenza dell’illuminatore. La distanza focale può essere ricavata dalla formula:
F = (D x D) : (16 x C)
dove si indica con:
F = fuoco della parabola, in cm;
D = diametro in cm della parabola;
C = profondità della parabola in cm.
Poiché la parabola ha un diametro di 180 cm ed una profondità di 28 cm, applicando la suddetta formula si ricava che la distanza focale dovrà essere di 72,32 cm. In pratica il fuoco reale conviene ricercalo sperimentalmente andando inizialmente a posizionare l’illuminatore alla distanza di 72 cm e poi trovare sperimentalmente la sua giusta posizione. Il metodo più semplice di messa a punto può essere quello di sintonizzare con un ricevitore, sulla frequenza di utilizzo, un segnale molto stabile ma di debole di intensità e poi avvicinare od allontanare l’illuminatore fino a trovare una posizione in cui il segnale ricevuto raggiunga la massima intensità. Per questa operazione conviene escludere il controllo del guadagno automatico del ricevitore che andremo ad utilizzare. Durante questa messa a punto è necessario non avvicinarsi troppo, con il nostro corpo, nelle adiacenze della parabola per evitare interferenze che potrebbero falsare la messa a punto. Una precisa messa a punto può rappresentare un aumento di guadagno di 1 o 2 dB. Essendo la parabola esposta alle intemperie e quindi allo scopo di evitare che l’illuminatore a barattolo si riempia di acqua è necessario praticare sulla parte inferiore dello stesso un piccolo foro per lo scolo. Inoltre occorre tenere presente che durante l’inverno può esserci la neve e la formazione del ghiaccio. Un modo per evitare possibili danni causati dalle intemperie è quello di chiudere, in modo preciso, l’apertura dell’illuminatore mediante un disco di polistirolo espanso. Questo tipo di materiale è molto indicato poiché, da prove eseguite, non determina nessuna attenuazione sul segnale ricevuto.
Conclusioni
Al termine di questa presentazione mi preme sottolineare che la realizzazione di questo progetto è risultata particolarmente impegnativa. Tuttavia si possono anche evidenziare alcuni elementi positivi, fra i quali ritengo opportuno segnalare l’aspetto del recupero/riciclo di vari materiali al fine di potergli dare una “seconda vita” e che la realizzazione descritta permette di poter disporre di un sistema in grado di permettere un agevole e soprattutto “sicuro” lavoro di manutenzione alle antenne.
Nonostante le parecchie ore impiegate per portare a termine questo progetto mi posso ritenere appagato avendo soddisfatto un desiderio che avevo già da qualche tempo. Credo che qualunque realizzazione, grande o piccola che sia, una volta terminata sia uno specchio della dedizione che ciascuno di noi ha, quando è veramente appassionato al proprio hobby.
La presente descrizione è stata pubblicata su Radio Kit Elettronica del mese di dicedmbre 2021 a pag. 12
