La televisión por satélite

Hola a todos,

Hoy voy a hablar sobre la TV por satélite. Primero os pongo un vídeo que los explica muy bien y luego comentaré los aspectos más importantes:

 

En primer lugar hemos visto que los satélites para TV giran a la misma velocidad angular que la tierra, en el vídeo no explican la razón, pero es muy sencilla: Al girar solidarios con la tierra, siempre podremos verlos en el mismo punto, es decir, no variaran para nuestra punto de vista, por lo que será fácil orientar las antenas al satélite de TV. La órbita en la que se encuentran los satélites que giran a la misma velocidad que la tierra se llama órbita geoestacionaria. Por debajo de ella, los satélites girarán más rápido para no caer a la tierra y por encima de la orbita geoestacionaria girarán más lento para no salirse al espacio exterior.

El radio de la orbita geoestacionaria puede calcularse con la ecuación de equilibrio de los satélites (Fcentrífuga = Fgravitatoria), teniendo en cuenta que ωsat = ωtierra = 1 vuelta/24 horas = 2πrad/24*3600s = 7,27*10E-5 rad/s

Sustituyendo los valores en Fcentrífuga = Fgravitatoria -> mRωsat^2 = GMm/R^2,

mR^3ωsat^2= GMm -> m desaparece porque está multiplicando en los dos lados y dejando solo R:

R^3 = GM/ωs^2 -> El ^3 pasa al otro lado como ∛

Por tanto R = ∛(GM/ωs^2)

En nuestro caso: ωsat = ωtierra = 7,27*10E-5 rad/s; G = 6,67 x 10-¹¹ Nm²/kg² y Mtierra = 5,972 × 10^24 kg. Sustituyendo

R = ∛(GM/ωs^2) = R = ∛(6,67 x 10-¹¹ * 5,972 × 10^24/ 7,27*10E-5^2)

R=∛7,536623 × 10^22= 42 280 164,14 metro

Sustituyendo los valores de Fcentrífuga=Fgravitatoria -> mRωsatE2 = F = GMm/R^2, despejando, obtenemos el R de la onda geoestacionaria para satélites de TV = 42164 km.

Muy parecido a la R de la onda geoestacionaria para satélites de TV, que según el vídeo era de = R= 42164 km y en internet: Rg= 42 250 km. Solo 30 km distinta a la que habíamos calculado.

Un elemento fundamental en los satélites de TV es el módulo transponedor, que consiste en una antena receptora de la señal, un amplificador, un corrector de ruido y una antena emisora de alta potencia para rebotar la señal inicial de vuelta a la superficie terrestre.

La fibra óptica

Hola a todos,

Hoy voy a hablaros de un elemento de transporte que ha revolucionado en los últimos años la electrónica y las telecomunicaciones. La fibra óptica.

Las señales de información comenzaron a transportarse mediante mensajes de voz, luego por mensajes escritos. Con la invención de la electricidad, pudo transportarse por corrientes eléctricas en conductores, después, gracias a las entenas se pudieron transportar en el espacio a largas distancias mediante ondas electromagnéticas. La invención de los semiconductores con pistas y transistores dopados conllevó que los datos se transportaran en pequeñas y finas pistas conductoras en celdas cristalinas, revolucionando la electrónica y la informática. Por último, la fibra óptica consiguió mandar la información mediante pulsos de luz (0 sin luz y 1 con luz). Esto aumentando la velocidad y el volumen de información. (Notar que las ondas electromagnéticas de desplazan a la velocidad de la luz).

En este vídeo lo muy bien.

En resumen, el video deja muy claro la base del funcionamiento de los cables de fibra óptica: se dopa el núcleo de vidrio para conseguir una reflexión total de la luz en la frontera del vidrio, consiguiendo que los pulsos de luz se desplacen continuamente por rebotes.

La modulación

 Hola a todos,

Hoy voy a hablaros de otro tema fundamental en las telecomunicaciones. La modulación es la forma más general de transmisión de las señales inalámbricas mezclando dos ondas electromagnéticas, una onda para el transporte (onda portadora) y otra con la señal de información (onda moduladora), produciendo la onda que se transporta fácilmente al tiempo que lleva la información, onda modulada . Las razones de la modulación son:

• La señal de información es muy difícil de transportar por si sola, puesto que requerirían de antenas con distintos tamaños y mucha potencia de emisión.

• Facilidad para dividir en rangos de frecuencias el espectro de radiocomunicaciones gracias a la asignación de ondas moduladoras para cada tipo de emisión de radiocomunicación.

• Mejora la calidad de las señales recibidas, puesto que la modulación protege la información de ruidos e interferencias.

Antes de explicaros los tipos de modulación, os voy a mostrar un vídeo introductorio:

En primer lugar debemos tener muy claro las dos ondas que forman la modulación:

• La señal moduladora es el mensaje, la información que queremos transportar.

• La señal portadora es la onda que utilizamos parra transportar la información.

Modulaciones analógicas: Cuando la señal de información es analógica. Puede ser de tres tipos:

• Modulada en amplitud: AM

• Modulada en frecuencia: FM

• Modulada en fase: PM

Como vemos en el esquema de ondas, en AM se mantiene constante la frecuencia, variando uniformemente la altura de la onda, o amplitud. En FM la amplitud es constante y, en cambio varía cíclicamente la frecuencia. PM es algo más difícil de entender, porque lo que varía es el ángulo o desfase de la onda.

Modulación digital: Será la señal de información es digital. Puede ser de tres tipos:

• Modulación en amplitud: ASK

• Modulación en frecuencia: FSK

• Modulación en fase: PSK.

Observando la imagen superior. En ASK binario, cuando la amplitud no existe es un 0 y cuando tiene una amplitud constante distinta de 0 es un 1. EN FSK, para frecuencias altas es un 1 y frecuencias bajas es un 0. En PSK, comienzo con fases negativas en un 0 y comienzo con fases positivas es un 1.

La modulación que utiliza la televisión digital (terrestre, satélite o por cable), es más compleja que las que acabamos de ver, por que codifican los bits, agrupando los 0 y 1 en paquetes que luego son decodificados. Todo ello para aumentar la velocidad de transmisión, la calidad y la seguridad de reproducción de la señal original. 

Los métodos de modulación en la TV son:

• DVB-T (Televisión Digital Terrestre) modulada por COFDM 
• DVB-S (Televisión Digital satélite) modulada por QPSK 
• DVB-C (Televisión Digital por cable) modulada por QAM

Funcionamiento de las antenas

 Hola a todos,

En la entrada de hoy voy a explicaros el funcionamiento de un elemento fundamental en las radiocomunicaciones; las antenas. 

Son las encargadas de convertir una señal de información que les llega en forma corriente, a ondas de fotones, o más conocidas como ondas electromagnéticas. Así mismo otra antena receptora transforma estas ondas aéreas en la corriente de electrones original para poder ser reproducidas en un aparato electromagnético. La misión de las ondas es gracias a un dipolo acelerado de corriente alterna. Es decir, algo complicado de entender, pero, que se explica muy bien en el siguiente vídeo:

El vídeo muestra como el dipolo electico alterno por sus propiedades electromagnéticas va creando ondas que son expulsadas por las nuevas porque las nuevas tienen frentes con la misma carga que el frente posterior de la onda antigua:

Un punto importante de las antenas dipolo es que la longitud de la onda emitida/recibida es el doble que la longitud del dipolo, es decir: λ = 2 x Ldipolo

Un punto importante de las antenas dipolo es que la longitud de onda emitida/recibida es el doble que la longitud del dipolo, λ = 2 * Ldipolo

Hay un dato que no sale en el vídeo, pero que es importante tener en cuenta. Las antenas no solo emiten una longitud de onda igual a 2 veces la longitud del dipolo, sino que emiten también un pequeño margen superior e inferior al dipolo. Este margen es conocido como ancho de banda de la antena:

Ahora que tenemos los conocimientos teóricos fundamentales de las antenas, os propongo unas cuestiones: 

Si la banda de frecuencias de la TV digital es de 790 a 862 MHz. ¿Cuál será la frecuencia central del dipolo?¿Y cuál será la longitud del dipolo?

Pistas: V=e/t. En ondas electromagnéticas c = λ/f y f=1/f

Primero hallamos la frecuencia central:

Fc =(790+862)/2 = 826MHz

Ahora calculamos el dipolo para esta frecuencia:

c = λ/T  -> y T= 1/f- > c = λ:1/f  = λ x f.

Despejando -> λ = c/f = 300000000/826.000.000 -> λ= 0.36m

Y como ya sabemos, Ldipolo = λ/2 = 0.36/2 = 0.18 metros o 18 centímetros de longitud.

App IoT para recoger datos de un canal IoT y poderlos utilizar

 Hola a todos,

En anteriores entradas, habíamos realizado apps capaces de inscribir datos en un servidor IoT pulsando botones. Hoy os voy a mostrar el desarrollo de una app capaz de encontrar el último dato escrito en un servidor IoT y utilizarlo. Con ello quiero mostrar el funcionamiento de los actuadores IoT , puesto que hacen exactamente los mismo que la app:

1. Consultan el último dato enviando una URL 
2.  Leen la web resultante de la consulta y se quedan solo con el bit último.
3. Según indique la programación con este bit último, hacen la tarea correspondiente.

Bloques de programación:

Cuando se pulse el botón consulta de estados enviará la URL

https://api.thingspeak.com/channels/1920187/feeds/last.json?apikey5KLNV6PP5V0ZZMAJ 

para consultar el último dato. Esto producirá un texto entre paréntesis, el cual copiará.

{"created_at":"2022-11-11T17:47:16Z","entry_id":19,"field1":"1"}

Una vez cogido e3l texto sobre el ultimo dato programamos que solo nos quedamos con el bit final y una vez aislado, programaos que si el bit es 0, ponga una foto de una persiana cerrada y un texto "LA PERSIANA ESTÁ CERRADA". Y, en cambio, si el bit es 1, se inserte la foto en la persiana abierta, y el texto: "LA PERSIANA ESTÁ ABIERTA".

Podéis probar una app que he desarrollado,  en ca cual hay un apartado para comprobar el estado en el que se encuentra una persiana y un riego. Pulsa para descargar la app en dispositivos Android.

Consulta de datos a un canal de IoT

 Hola a todos,

En post anteriores, habíamos visto como escribir datos en nuestro servidor de IoT. Habíamos creado una app capaz de escribir estos datos. En la entrada de hoy vamos a explicar como capturar la información de los dos últimos datos que se escriben en un canal. IMPORTANTE: Esta consulta se realiza mediante una consulta a una URL, y el texto nos proporciona entre otras cosas los dos últimos datos, algo que es utilizado por un actuador para realizar una tarea según el dato y la programación que deba ejecutar.

La URL para ver los dos últimos datos inscritos en el canal, la encontramos en nuestro servidor thingspeak, pulsando la siguiente secuencia de botones -> Channels -> My channels -> Domotics - DLM - Persiana -> API Keys -> Read a Channel Feed:

GET https://api.thingspeak.com/channels/1920187/feeds.json?results=2

Enviando esta URL en un navegador nos sale una web con lo siguiente:

{"channel":{"id":1920187,"name":"Domotics - CGM - Persiana","description":"Recibir y guardar \"1\" o \"0\" de una App para activar una persiana","latitude":"0.0","longitude":"0.0","field1":"Field Label 1","created_at":"2022-11-03T20:01:20Z","updated_at":"2022-11-03T20:02:00Z","last_entry_id":19},"feeds":[{"created_at":"2022-11-11T17:46:59Z","entry_id":18,"field1":"0"},{"created_at":"2022-11-11T17:47:16Z","entry_id":19,"field1":"1"}]}

La última parte, subrayada en  verde fosforito nos interesa separarla para obtener el último dato (. en este caso un 1) más fácil, por ejemplo en App Inventor.

Para obtener solo la parte em verde, debemos hacer lo siguiente: 

1. Cogemos la URL de lectura de nuevo: https://api.thingspeak.com/channels/1920187/feeds.json?results=2

2. Quitamos results=2  y, en su lugar cogemos el código api_key + ReadApiKey, en mi caso 5KLNV6PP5V0ZZMAJ. Entonces, nos queda:  

https://api.thingspeak.com/channels/1920187/feeds.json?apikey5KLNV6PP5V0ZZMAJ

3. Entre feeds y .json, debemos incluir: /last

https://api.thingspeak.com/channels/1920187/feeds/last.json?apikey5KLNV6PP5V0ZZMAJ

Enviando esta última URL, obtenemos una página web con el siguiente texto

{"created_at":"2022-11-11T17:47:16Z","entry_id":19,"field1":"1"}

Desarrollo de una app para envío de datos IoT

 Hola a todos,

Hoy os presento el desarrollo que he realizado para enviar datos a un servidor IoT desde una app. 

Las pantallas de diseño son:

• Pantalla para el envío de datos para apertura y cierre de una persiana.

Como podemos ver en las imágenes, la Screen 1 corresponde a un canal de datos para una persiana, y la Screen 2, para un riego. Ambas pantallas tienen: 

• Una etiqueta o label para informar .
• Dos botones para poder enviar un 1 o un 0.
• Dos web viwer: el primero para enviar los datos al canal IoT y el segundo para obtener la gráfica del canal.
• Un botón para desplazarse al otro canal.

Los bloque de programación son: 

Con el botón On, enviamos la URL de la API de escritura con un 1 al final.

Ej: del canal persiana: https://api.thingspeak.com/update?api_key=K21QW0E28ELFZY4J&field1=1

Con el botón Off, enviamos la URL de la API de escritura con un 0 al final.

Ej: del canal riego: https://api.thingspeak.com/update?api_key=TO6K8ZVBXIWNVC9P&field1=0

Con el botón Screen.... Nos cambiamos de pantalla y, con ello, de canal IoT.

Agitando el acelerómetro, también cambiamos de pantalla.

Vídeo del funcionamiento:

IOT - Internet of Things - Internet de las Cosas

 Hola a todos,

A continuación vamos a hacer un ejercicio práctico de una de las aplicaciones de las radiocomunicaciones: Internet de las Cosas

IoT viene del inglés "Internet Of Things", es decir, "Internet de las cosas", pero ¿qué es exactamente? ¿por qué está tan de moda ahora? ¿qué aplicaciones tiene? ¿qué tecnologías hay disponibles?

La definición de IoT podría ser la agrupación e interconexión de dispositivos y objetos a través de una red (bien sea privada o Internet, la red de redes), dónde todos ellos podrían ser visibles e interaccionar. Respecto al tipo de objetos o dispositivos podrían ser cualquiera, desde sensores y dispositivos mecánicos hasta objetos cotidianos como pueden ser el frigorífico, el calzado o la ropa. Cualquier cosa que se pueda imaginar podría ser conectada a internet e interaccionar sin necesidad de la intervención humana, el objetivo por tanto es una interacción de máquina a máquina, o lo que se conoce como una interacción M2M (machine to machine) o dispositivos M2M.

Los servidores de IoT actúan de intermediarios entre sensores interruptores y los actuadores. Es decir, un sensor/interruptor manda un dato o señal al servidor IoT en la nube, y el actuador conectado recoge ese dato o señal para actuar según este programado.

Vamos a crear en el servidor IoT thingspeak dos canales: uno para riego, y otro para persianas. 

Canal persiana:

Para inscribir un 1 o alto mandamos la siguiente URL: https://api.thingspeak.com/update?api_key=K21QW0E28ELFZY4J&field1=1

Para inscribir un 0 o bajo mandamos la siguiente URL: https://api.thingspeak.com/update?api_key=K21QW0E28ELFZY4J&field1=0

Después de mandar un 1, un 0, un 0, un 1, un 1, un 0, un 1 y un 0, nos queda el presente gráfico:

URL del gráfico de los datos de canal persiana para siempre:

Canal riego:

• Para inscribir un 1 o alto mandamos la siguiente URL: https://api.thingspeak.com/update?api_key=TO6K8ZVBXIWNVC9P&field1=1

• Para inscribir un 0 o bajo mandamos la siguiente URL: https://api.thingspeak.com/update?api_key=TO6K8ZVBXIWNVC9P&field1=0

Después de mandar datos tenemos ese gráfico;

URL del gráfico para siempre:

Ejercicio de ICT con referencias de los elementos

Hola a todos,

Hoy vamos a realizar los cálculos de otra ICT con el siguiente esquema:


Debemos hayar el cálculo de pérdidas en la red de reparto del edificio de cuatro plantas y cuatro viviendas por planta que estamos diseñando hasta las tomas.

Primero se diseña la red, con un derivador por planta con cuatro salidas, en la red de distribución y un PAU-Repartidor de 5 salidas en el registro de terminación de red, de las que inicialmente se conectan tres, alimentando cada una de las tomas previstas. Las otras dos se cierran con cargas de 75 Ω. En cuanto a las tomas se han seleccionado tomas separadoras con dos salidas Radio y Televisión.

Seguidamente se realiza la selección de componentes, poniendo especial cuidado en las referencias de los derivadores, colocando en cada nivel o planta el dispositivo adecuado. Para el coaxial se ha seleccionado un tipo estándar, con malla y vivo de cobre.

Ahora, consultando las atenuaciones que presentan los dispositivos seleccionados en sus características y aplicándolas correctamente se calculan las pérdidas.



Referencias para los derivadores:

Nota: perdidas de inserción son lo que conocíamos como pérdidas de paso.

Referencia para los PAU:



Referencia para las tomas:

5232, pérdidas de 1 dB

Realizaremos los cálculos a partir de la siguiente hoja de cálculo haciéndola nuestra.... aplicando fórmulas

El resultado es:

Para calcular el nivel de salida del equipo de cabecera, cogemos la atenuación más desfavorable y despejamos la siguiente ecuación:

Nivel mínimo TV = 50 = Nc - 38,5. Despejando Nc = 50 + 38,5 = 88,5 dB