Estado actual del proyecto apunte automático de antena (ABS)
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1. 135 0 90 0 1 4 5 450 5 4m ref 8 5m rer 0 0 45 0 47 92 48 92 49 92 50 92 51 92 Frecuencia MHz Figura 12 Respuesta de desafase para configuraci n de 4m y 5m Fase de prototipo2 315 0 Y 270 0 6m D M 225 0 6m ref 1800 SO 135 0 47 92 48 42 48 92 49 42 49 92 50 42 50 92 51 42 51 92 Frecuencia MHz Figura 13 Desfase para la configuraci n de 6m y 7m 15 Fase de prototipo2 _ 180 0 G 135 0 45m S ES 5 5 4 5m ref 9 450 5 5m ref 0 0 47 92 48 42 48 92 49 42 49 92 50 42 50 92 51 42 51 92 Frecuencia MHz Figura 14 Desfase para la configuraci n de 4 5m y 5 5m Fase de prototipo2 360 0 c E 315 0 65m 5 270 0 A 6 5 ref 5 2250 7 5m ref S 180 0 47 92 48 42 48 92 49 42 49 92 50 42 50 92 51 42 51 92 Frecuencia MHz Figura 15 Desfase para la configuracion de 6 5m y 7 5m 4 3 Alfa Test 3 Medici n de VSWR Potencia Reflejada La Figura 16 y Figura 17 muestran el VSWR para todas las configuraciones Como se puede apreciar el m ximo VSWR es de 1 28 16 VSWR 1 250 VSWR del prototipo 2 1 225 1 200 1 175 1 150 1 125 1 1002. 16 M dulos 2325 00 37200 00 64 Alojamientos simples 50 00 3200 00 para rel s 64 Alojamientos dobles 62 50 4000 00 para rel s Personal 22000 00 Otros 600 00 Total 67000 00 ABS CONTROL Antena PRECIO PRECIO PRECIO CANT DESEEIDCION UNITARIO TOTAL FINAL 35 10 100BaseT to 100BaseFX SC Media Converter 84 24 2 948 40 2 960 00 2 Chasis para 13 convertidores de medio 509 56 1 019 12 1 250 00 1 Switch no administrable x 16 puertos 10 100TX 260 75 260 75 320 00 1 puerto 100FX MM 1 Switch no administrable x 08 puertos 10 100TX 137 50 137 50 170 00 1 puerto 100FX MM Fibra Multimodo 62 5 125 2 000 00 2 000 00 16 M dulo para cada m dulo de antena 100 1 600 1 600 00 M dulo principal 2 000 2 000 00 Personal 10 000 Subtotal 10 665 77 21 000 00 19 BIBLIOGRAFIA 1 JENNINGS TECHNOLOGY Hoja t cnica del rel RJ6B 2 GLOMATION Manual de Usuario del GESBC 92605 3 AGILENT Manual de Usuario del Network Analyzer E5061A 20 5 Anexo 1 PLANOS DE CAVIDAD DE 1 Y 2 REL S Plano de Bridas Bridas para m dulos 1 Tapas y pesta as de 1 16 de espesor Base para brida tipo 1 Tubo para brida tipo 1 Base para brida tipo 2 Tubo para brida tipo 2 Tubo para brida tipo 3 20 12in 20mm T 12 4 07 8 gt Cantidad 1000 Cantidad 800 Cantidad 1000 Cantidad 1000 Cantidad 200 Bases Internas BASE PARA MODULO DE
3. 2m 3m 1 075 1 050 4m 1 025 1 000 47 91 48 91 49 91 50 91 51 91 Frecuencia MHz Figura 16 Medici n de VSWR Voltaje Reflejado para la selecci n de cable de 1 2 3 y 4 m VSWR 1 300 VSWR del prototipo 2 1 275 1 250 1 225 1 200 0 5 1 175 1 150 15m 1 125 2 5m 1 100 3 5m 1 075 1 050 1 025 1 000 47 92 48 92 49 92 50 92 51 92 Frecuencia MHz Figura 17 Medici n de VSWR Voltaje Reflejado para la selecci n de 0 5 1 5 2 5 y 3 5 m 17 5 DIAGRAMA DE GANTT 2008 z008 2010 ES MUS AP f An Dm T E Oy E A 0 M FEB Module P ototvoe e Mi 3D AB Uu H d d D d Sl A Fabricatian m m and Hig h ower 1 1 LI Feldmstaaion A i 41A 98 Adauisition pans TN CR ms SS 1 1 ss ss 1 1 1 1 SEE A Adquisition par amu salia Moses n he Fe 6 PRESUPUESTO ABS RF 1 4 Antena 9 5 0 K 0 12 Rel s RJ6B 265C 189 95 2279 40 17 m Cable RG 8 1 60 27 20 4m Cable RG 218 ROJ Ya se compr 4 Conectores LC ROJ Ya se compr Subtotal 2306 60 UN CUARTO DE LA ANTENA
4. C gt 5 1 4700uF 1N5408 5 1 1 ES SBUAC 1 5408 D6 gt J3 805T a 1N5408 DZ J4 1000uF na gt O 00 TARJETA DE FUENTE U B 4700uF DCU 18 11 09 2 M scara de componentes 25 81 8 2 Tarjeta de control Anexo 3 LISTA DE COMPONENTES ITEM CANTIDAD COMPONENTE 1 6 Condensador electrol tico de 10 uF 50VDC 2 6 Diodo 1N5408 3 8 Diodo Schottky BAT42W 4 1 C I 74AC541IDW 5 2 Molex grande de 6 pines 6 2 Molex grande de 4 pines 7 6 Jumper de 2 pines 8 6 Led azul de 11mm 9 6 Resistencia de 1 8K 1 4W 10 6 Resistencia de 10K 1 4W 11 4 Resistencia de 24 1 4W 12 4 Resistencia de 3 9K 1 4W 13 4 Resistencia de 20K 1 4W 14 6 Transistor 2N2222 TO 92 15 1 Regulador de voltaje MIC29052WU 16 1 Bornera PCB de dos pines pequefio Tarjeta de fuente ITEM CANTIDAD 1 2 Condensador electrol tico de 4700uF e 50VDC 2 2 Condensador electrol tico de 1000uF e 50VDC 3 2 Condensador cer mico de 1nF 4 8 Diodo rectificador 1N5408 5 1 Regulador de voltaje 7805 6 1 Regulador de voltaje LM350K 7 1 Resistencia de 120 1 4W 8 1 Resistencia de 2 3K 1 4W 9 1 de 3 pines para PCB 10 4 Molex de 2 pines grande 26
5. 11 Control MOMA ica aliada 12 Estado acta e e aa 12 PRUEBA Si a 13 Alfa Test 1 Trueba de Alto a 13 Alfa Test 2 Medici n de fase del circuito ABS de 3 bits a 14 AAEE O E A E E A AET E E E A EE E IEE EA EAE 14 Alfa Test 3 Medici n de VSWR Potencia Reflejada eese 16 DIAGRAMA DE GAN ET suma 18 PRESUPUESTO iS 19 BIBLIOGRAFIA oir ber 20 ANEXO Suit ba lk 21 Tatjeta de A ort eiie bv hana an A 26 Tarjeta detente as 26 ESTADO ACTUAL DEL PROYECTO APUNTE AUTOM TICO DE ANTENA ABS 1 INTRODUCCI N El proyecto ABS es un sistema que enfasar electr nicamente el apunte de la antena principal 02 polarizaciones del ROJ y el cual podr ser controlado desde el rea de Operaciones La potencia pico que soportar por m dulo es de 40 KW En esta etapa actualmente se est desarrollando un cuarto de la antena La parte de del sistema est basado en rel s RE de la marca Jennings m delo RJ6B 265C Se emplean 6 rel s por m dulo polarizaci n de la antena La parte de control tiene una unidad central que se est dise ando y en la propuesta actual todo el cableado ser a con fibra ptica Cada control modular estar a basado en un sistema embebido en Linux y se est adquiriendo tarjet
6. estado siguiente Uno vez que el modulo principal ha detectado la activaci n de estado_siguiente procede a apagar el CR mediante el comando control_TX Aun se encuentra en definici n el tipo de conexi n que va haber entre el CR y el ABS CONTROL para la transferencia del n mero de estado siguiente Adem s el CR tiene un bit de entrada que desactiva la salida de TX por defecto esta en 1 l gico 3 2 Componentes del ABS CONTROL 3 2 1 Sistema de monitoreo El sistema de monitoreo tiene dos funciones principales 1 Transferir la configuraci n de todas las direcciones de apunte al Control Central Esto se hace una sola vez al inicio de cada experimento Este proceso finaliza cuando el Control Central confirma que la configuraci n de todas las direcciones de apunte han sido correctamente programadas en los controles modulares Este proceso puede demorar algunos minutos 2 Recibir del control central el monitoreo de cada control modular Se indicar si est activo o no y adem s en que posici n est apuntando El proyecto 5 se encargar de confirmar que la direcci n programada es la misma que la transmitida 3 Parar y apagar el Control Central 3 2 2 Control Central El Control Central tiene las siguientes funciones 11 Al inicio 4 El sistema recibir la programaci n del sistema de monitoreo En el caso de experimentos est ndares se dejar a una programaci n por defecto en el Control Cent
7. d e me 09 09 09 09 MI y LU 4 1 eT H W a W To Fh Ux 1 r lt Y Y mw c w b b m Um Eh EP MN aT M WT 2 2 Ya tite tte 0 0 4 a Q m x xy 0p ap op op op op 09 gp V 0p er T 9 e e oe o aw o my ng o lo RU BL HE s ose cgow 5 FRA D e e 5 m H T na j 10 M T ma WQ WQ W W Wa W to de control de 6 bits 1fcu1 Figura 7 Esquem tico del c 10 3 ABS CONTROL 3 1 Descripci n del prototipo ABS CONTROL El prototipo ABS CONTROL permitir controlar al ABS RF desde una PC El dise o se ha implementado en una red Ethernet con TCP IP por lo cual el control central y los controles modulares deber n tener puertos Ethernet La Figura 8 muestra el diagrama general del ABS CONTROL 1 Serial RS232 2 4 Modulo E ANTENA Principal SS Sistema de Monitoreo A Estado de la transmisi n E u I E Contgurando Control_TX gt 1 I 5232 Estado Siguene Controlador de USB i Radar RS485 gt 3 i Experimento I I a Figura 8 Diagrama del prototipo ABS CONTROL El Controlador de Radar CR est encargado de enviar el pulso de estado siguiente as como el n mero de posici n a donde se apuntar Para cambiar la direcci n de apunte el controlador de radar activa la l nea
8. 7 2 33 4 661 in 3 616in Figura 5 Cavidad para dos rel s 2 3 Circuito de control y circuito de fuente El circuito de fuente es el encargado de generar los voltajes de 26 VDC para los rel s y 5 VDC para el sistema de control 2 3 1 Circuito de fuente La salida del conector J2 es de 26 VDC 1 A y la salida del conector J3 es de 5 VDC 75 A La m scara de componentes del circuito impreso se encuentra en el Anexo 2 1 D1 sl up lo le C G P548 J2 28 1888uR 1n GND D B B 78851 D5 2 M Nsa a x pios Les C6 1N5408 N J3 lg 1008uF 1n GND D D A D A fuenteabsB 18 11 2009 10 00 524 Sheet 1 1 1 2 3 4 Figura 6 Diagrama esquem tico de la fuente de voltaje DC 2 3 2 Circuito de control El diagrama esquem tico del circuito de control se muestra en la Figura 7 La m scara de componentes del circuito impreso se encuentra en el Anexo 2 El circuito tiene un control central interruptor denominado CTRL que permite el control de los rel s en forma manual interruptores ubicados en la parte frontal de la fuente o en forma remota desde el m dulo de control Adem s recibe del m dulo de control la se al de 3 3 V para activar los rel s as como convierte la se al de 26 V a 3 3V para realizar el monitoreo 2 4 Monitoreo del correcto funcionamiento del sistema Para monitorea
9. Apartado 130207 Lima 13 Per Tel fonos 51 1 317 2313 Fax 51 1 317 2312 RESUMEN El radar del Radio Observatorio de Jicamarca ROJ posee una antena de 300 x 300 m del tipo COCO Esta antena tiene un apunte dentro de un cono de 5 grados La antena est dividida en cuartos E N O y 5 y cada cuarto contiene 16 m dulos El enfasamiento de la direcci n de apunte se realiza mediante el retardo de la se al a cada m dulo y el retardo se hace mediante el cambio de longitudes de cable Actualmente este proceso se realiza de forma manual que toma entre dos a tres horas hombre Este proyecto permitir cambiar la direcci n de apunte de la antena del radar en forma remota desde un terminal de computadora Para realizarlo se ha dividido en dos sub proyectos ABS RF y ABS Control ABS RF Consiste en la etapa RE en cada m dulo el cual tiene que manejar 45 KW potencia pico En el cuarto de antena que se est implementando el dise o contempla la selecci n entre 8 longitudes Para la selecci n de un camino se emplean 3 bits y para la soluci n se emplean 6 rel s por polarizaci n por m dulo ABS Control El control del sistema comprender un control central y unidades de control modular La unidad de control central ser la encargada de recibir las instrucciones del operador PC y enviarlas a los m dulos de antena adem s recibe las se ales de monitoreo de cada m dulo Esta ltima etapa a n est en desarroll
10. UN RELAY Cantidad 100 Cantidad 1000 BASE PARA MODULO DE 2 RELAYS 21 Bases de 1 y 2 rel s 128mm Base para m dulo de 1 relay Bagdad 4 Base para m dulo de 2 relays Cantidad 100 Cavidad de 1 rel Partes del m dulo de un relay desplegadas Cantidad 300 Cantidad 100 17mm 22 Anexo 2 DIAGRAMAS DE CIRCUITOS IMPRESOS TARJETA DE CONTROL ojejejejejejejejejejejejelejejejelejejejejolelele 000000000000060 9 OOOOO Diagrama del circuito impreso lado de los componentes 23 e R21R19R20 URB Dg 2 501 20k R24R22R23 S 20k a Y e S R26 3 92k 92k 3 92k 92k E R19 mw R13 194 Di eLo 4 4 10k PN2222 d gr gt 62 i i RS 45 R11 1 CONTROL JP4 o e 104148 S C6 5 bed ips R29 R14 e 10k pez R15 19 U 1MIC29582WU R32 e 2k R16 es e JP5 e 6 6 R17 10k N2222 arjeta de control v DCU 18 11 09 9 1 M scara de componentes FUENTE DE VOLTAJE DC lado de los componentes ircuito impreso Diagrama del c 24 e 1N5408 1 5408 1 26UDC N O c D HP EP Y V N E Li
11. as de evaluaci n de la marca Glomation La Figura 1 muestra el diagrama de bloques del proyecto ABS FIBRA OPTICA CONVERSOR OPTICO ELECTRICO swrcri secunoario Bb sees PRivaRIo Ll UNIDAD DE CONMUTACION RF Ld CONTROL MODULAR Consola de Gesti n Central Figura 1 Diagrama de bloques del Proyecto ABS 2 5 2 1 Descripci n del prototipo ABS RF La Figura 2 muestra el diagrama de bloques para el prototipo ABS RF para un m dulo una polarizaci n En ella se observa la tabla de correspondencia para la selecci n de un desfase lo cual corresponde a una longitud determinada Para la antena principal del ROJ la selecci n de cables m ltiplos de 0 5 m cubre m s del 95 de los apuntes empleados en el Transmisor Conector LC Cable RG 218 Cable RG 8 Fase Longitud del A B1 B2 seleccionados deseada cable de b Circuito de control referencia m X Cavidad de 1 rele lt b0 b1 b2 SE ALES DEL CONTROLADOR DE 4 Pairs RADAR LAT Cavidad de 2 reles Figura 2 Diagrama de bloques del prototipo RF La Figura 3 muestra las caracter sticas mec nicas de los rel s RJ6B 265C Sus principales caracter sticas se resumen en la Tabla 1 W RJ28 26S Ceramic replacement for RB1D series Ceramic envelope allows higher current ratings Solder terminals accept 8 ga wire W RJ2C 26S F
12. calibraci n de la fase se utiliz el Network Analyzer E5061A La Figura 11 muestra el diagrama de calibraci n Para ello se prepararon 5 cables RG17 de referencia 1 2 3 4 y 0 47m A partir de estas longitudes se obtienen 1 2 3 4 1 5 2 5 3 5 y 4 5m respectivamente Los resultados de la medici n de las fases se muestran en la Tabla 2 Para que la calibraci n est correcta la diferencia entre el error m ximo y el error m nimo a lo m s debe ser 0 7 FASE LONGITUD DEL FASE MEDIDA DEL ERROR DE DESEADA CABLE DE CABLE DE ON REFERENCIA REFERENCIA 90 1 93 8 3 8 180 2 183 4 3 4 270 3 273 5 3 5 0 4 3 5 3 5 45 4 5 48 4 3 4 135 1 5 138 5 3 5 225 2 5 228 2 3 2 315 3 5 318 1 3 1 Tabla 2 Fases medidas de los cables de referencia con el Network Analizer E5061A Analizador de redes 5555555555255 5555555555295 PORT 1 PORT 2 4m cable RG8 2m cable RG8 cable m RG17 de P NEUEN A E Figura 11 Configuraci n para calibraci n La Figura 12 Figura 13 Figura 14 y Figura 15 muestran el desfase del sistema comparado con un cable de una longitud equivalente Como se puede apreciar lo medido por el sistema tiene una mayor pendiente debido a que tiene 6 mt adicionales 14 Fase de prototipo2
13. eta de evaluaci n GESBC 92605 de la compa a Glomation Esta tarjeta posee un puerto Ethernet puertos USB puerto para memorias SD Memoria RAM y Flash Es un sistema embebido una computadora que esta dise ada para realizar una o algunas funciones que se programa en entorno Linux La Figura 9 muestra la tarjeta GESBC 92608 Para el control central inicialmente se emplear la misma tarjeta 12 TTTTTITI gt 3 gt 54 ii a d y 42 a y T Figura 9 Foto de la tarjeta de Evaluaci n GESBC 9620S 4 PRUEBAS Se han definido tres pruebas o mediciones que permiten evaluar el desempe o del m dulo DDS 4 1 Alfa Test 1 Prueba de Alto Voltaje La Figura 10 muestra la configuraci n para realizar esta prueba La prueba consiste en elevar la tensi n hasta 4 500 VDC Cuando se eleva la tensi n se tiene que tener cuidado que la corriente sea menor a 1 mA La prueba se debe realizar con personal de Operaciones y o personal que sepa manejar la fuente de DC de alto voltaje o m Q5m R8 RTS RE A RI R1 o i im Y 2 4 2 5 m i I R 8 o d R8 N b bs ok im im im lt ss ee Sa N e ka NN T Fuente de alto 450VD Figura 10 Diagrama de configuraci n de la prueba de alto voltaje 13 4 2 Alfa Test 2 Medici n de fase del circuito ABS de 3 bits 4 2 1 Calibraci n Para la
14. lange mount version of RJ2B RJ6B 26S Long life version of RJ2B 25 X 10 O 13 16 32UNS HEX NUT LOCKWASHER 025 0639 Figura 3 Rel RE del prototipo RF Resistencia el ctrica 12 mOhm Potencia continua 50 MHz 20 KW N mero promedio de conmutaciones 25 Millones Voltaje de operaci n 26 VDC Tabla 1 Principales caracter sticas del rel RJ6B 26SC de la compa a Jennings 22 Fabricaci n de alojamientos mec nicos para los rel s 2 2 1 Cavidad del rel Para el alojamiento mec nico de un 1 rel se dise la estructura que se muestra en la Figura 4 La vista corresponde desde la parte superior donde el c rculo central de color plomo corresponde al rel La cavidad est hecha en cobre y en el Anexo 1 se encuentra los planos para la fabricaci n de cada pieza Para armar la cavidad se soldaron las piezas con plata al 5 3 615 Figura 4 Cavidad de un 1 rel 2 2 2 Cavidad de dos 2 rel s Para el alojamiento mec nico de dos 2 rel s se disefi la estructura que se muestra en la Figura 5 Los rel s son los dos circulos centrales de color celeste La cavidad est construida con los mismos materiales de la cavidad para un rel en el Anexo 1 se encuentra los planos para la fabricaci n de cada pieza 1 740in 0 87in
15. o La unidad de control modular ser la encargada de recibir las instrucciones desde la unidad de control central para activar las respectivas secuencias de fase sobre la unidad de conmutaci n dos polarizaciones por m dulo de antena Esta etapa a n no est siendo implementada porque que se est n adquiriendo todos los componentes en el extranjero Para la primera semana de agosto del 2009 se iniciar la etapa de pruebas 2 1 2 2 2 2 1 222 2 3 2 3 1 2 3 2 2 4 3 1 3 2 3 2 1 3 2 2 3 2 2 3 3 4 1 4 2 4 2 1 4 3 8 1 8 2 INDICE INTRODUCCION ada ag 4 7 214 p ccce EIE 4 Descripci n del prototipo ABO RE uite disti gettin AA AN A ushata 4 Fabricaci n de alojamientos mec nicos para los rel s unn it 7 Cavidad del lt AA 7 Cavidad dedos 2 rel s esatta ette nad 7 Circuito de control y circuito de fuente A yuku aus las 8 Circuito de fuente usu T dicas a sa 8 Circ ito de control 2 DD redisse ted 9 Monitoreo del correcto funcionamiento del sistema T 9 o rau 11 Descripci n del prototipo 5 11 Componentes del ABS CONTROL A 11 Sistemade monltoteo sk A a ta iaa 11 CoOontrolsCemteal y ga A AA A A nuni en
16. r el correcto funcionamiento del sistema se tiene que medir la diferencia de fases entre la entrada y salida Se dispone de dos posibles soluciones que a partir del mes de diciembre del 2009 se estudiar con mucho mayor detalle 1 Insertar una se al de baja potencia RF continua y mientras el sistema no transmite medir el desfase 2 Tomar una muestra de la se al de alta potencia y medir el desfase 7 7 99945 5 920 W 1 917 br n 3 AQUA 10917200 go p dp AJ H u E 71 310910300 3711 Y TD je AAN inei dl m 4 sut P uw SN 4 ma qm a c amp dq c m qu ar T 90 Sw T 0 5 9 A A 0 Ep u 0 0 a a y 09 00 0p 00 NIRE A A r B h 31 yr mi n wH lb 4h ap T EN Hm H F HEr o i Di a Hr P UN ar Fh uw 9 w T B Hm MA BINT 0 BIN pu yu Wm W v Y Y 0 R E is id m i Qi 09 0p 0p 00 A A 1 Wa
17. ral Desactivar el bit de salida de TX en el CR Similarmente al Control Central el sistema programar todos los m dulos y para algunos experimentos se dejar a una programaci n por defecto Finalizado la programaci n de inicio se activar el bit de salida del TX en el CR En operaci n 1 2 3 4 a Recibir del CR el pulso de estado siguiente as como la direcci n del siguiente estado Desactivar el bit de salida de TX en el CR Desactivar el sistema de monitoreo Enviar a todos los controles modulares la orden del cambio de estado Adem s se verificar que la orden haya sido recibido correctamente Activar y actualizar el sistema de monitoreo Activar el bit de salida de TX en el CR Aun se est dise ando la manera como se monitorear el correcto enfasamiento del sistema que debe ser medido por 5 3 2 2 Control modular El control modular tiene planificado las siguientes funciones Al inicio 1 sistema recibir la programaci n del Control Central En el caso de experimentos est ndares se dejar a una programaci n por defecto 2 a la verificaci n de la correcta programaci n 3 Enviar el enfasamiento del sistema medido por ABS RF cuando el control central lo solicite 4 De acuerdo al orden de cambio de estado cambiar las salidas para el 5 de acuerdo a la programaci n 3 3 Estado actual Para el dise o del control modular se emplear la tarj
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