CIRCUITERÍA ELÉCTRICA
DE ROTORES DE ANTENAS
Saludos Colegas. El
presente artículo describe técnicas básicas para probar, recuperar o
simplemente aprender sobre la circuitería eléctrica de rotores usados para hacer
girar antenas direccionales. Dichas
sugerencias se deben realizar en calidad experimental o de pruebas, debido a
que los equipos deberían mantener su originalidad.
Descripción de componentes
eléctricos básicos de rotores de antenas:
Motor monofásico de corriente alterna (generalmente de 24 a 32 voltios AC), con rotor Jaula de Ardilla (no
requiere escobillas) y estator compuesto
de 2 devanados de impedancias similares, los cuales dependiendo de la forma
como se conecten, se comportan como devanado marcha, o devanado auxiliar,
permitiendo que el rotor pueda girar en ambas direcciones.
Físicamente estos pequeños motores tienen tres cables o
terminales, donde el cable común generalmente se identifica con el color negro
y entre los otros dos cables se conecta un capacitor para AC. En la figura RT-1 se muestra dicho motor,
donde:
· Al
alimentar con 24 voltios AC entre los terminales COMÚN y FWD, este bobinado
funcionará como devanado de marcha y el bobinado REV queda conectado en serie
al capacitor C1, funcionando como devanado auxiliar, lo cual produce el giro en sentido forward.
· Al
alimentar con 24 voltios AC entre los terminales COMÚN y REV, este bobinado funcionará
como devanado marcha y el bobinado FWD queda conectado en serie al capacitor C1,
funcionando como devanado auxiliar, lo cual produce el giro en sentido reversa.
El Capacitor es para Corriente Alterna (bipolar, o sin polaridad) típicamente es usado motores monofásicos y sistemas de alumbrado. Su capacidad generalmente ronda entre 40 y 170 microfaradios (cada modelo y tipo de motor requiere un capacitor específico) y de voltaje aproximado al doble del voltaje de motor. Dicho capacitor, a la frecuencia de la red y a la velocidad nominal del rotor, produce el desfase entre las corrientes de ambos devanados del estator, lo cual produce el movimiento mecánico de dicho rotor.
En el cableado de rotores para antenas se usan dos líneas
exclusivas para el Capacitor, esto facilita su reemplazo ante posibles averías
y evitar daños causados por humedad o condiciones de intemperie. Se ahorrarían dos líneas del cableado, si se
instala el capacitor en la regleta de terminales del rotor.
Si se desconoce el valor de capacidad de C1, se sugiere usar
varios capacitores para AC, e irlos conectando en paralelo hasta sumar la
capacidad que determine buena velocidad y torque en el motor.
El interruptor selector del sentido
de giro debe ser de
2 posiciones (Rigth y Left), más la posición neutral con retorno automático y
de enclavamiento mecánico o eléctrico (no permite accionar Rigth y Left simultáneamente). En caso que el rotor esté equipado con solenoide de frenado,
se requiere doble bloque de contactos.
El Transformador para alimentar el motor, típicamente es para 120 ó 220 voltios AC en el devanado primario y de 24 a 32 voltios en el devanado secundario, dependiendo de la marca y modelo del rotor, pérdidas por longitud del cable, etc.
Para alimentar rotores sencillos generalmente se requieren transformadores que suministren corrientes de
aproximadamente 2.5 Amperios y 5 Amperios para rotores equipados con solenoide
de frenado.
El transformador de 24 voltios AC sugerido para las pruebas,
puede ser del usado en control de tableros eléctricos, o de control para
sistemas de aire acondicionado, los cuales se adquieren en tiendas de
materiales eléctricos.
La mayoría de controles de rotores para antenas de Radioaficionados usan 2 transformadores, uno para alimentar el motor y otro para alimentar el sistema de indicación.
La mayoría de controles de rotores para antenas de Radioaficionados usan 2 transformadores, uno para alimentar el motor y otro para alimentar el sistema de indicación.
El sistema de indicación de posición está compuesto por una fuente de
poder de voltaje DC estabilizado mediante diodo Zener (DZ1), desde donde se
alimenta un circuito divisor de tensión compuesto de una resistencia (R2) conectada
en serie con los terminales de ambos extremos del reóstato de posición del
rotor. La indicación de los puntos
cardinales y escala en 360 grados de
giro se muestran en un galvanómetro analógico, el cual mide la caída de voltaje
existente entre el contacto deslizante del reóstato (típicamente conectado a
tierra = GROUND), respecto a uno de sus extremos.
La resistencia RZ se calcula mediante la Ley de Ohm, donde la
corriente pudiera ser cualquier valor entre 0.01 y 0.015 Amperios. El voltaje
en RZ se determina restando los voltajes en C2 y DZ1, ejemplo:
· Si
en C2 hay 18 VDC y el diodo Zener es de 15 VDC, entonces el voltaje en RZ: 18 VDC
– 15 VDC = 3 VDC.
· RZ
pudiera ser cualquier valor entre: RZ = 3 VDC / 0.01 = 300 Ω, hasta RZ = 3 VDC / 0.015 = 200 Ω.
Si el valor óhmico de R2 es similar al del reóstato (470 Ω y 500 Ω respectivamente), el voltaje máximo
de indicación será ligeramente superior a la mitad del voltaje de Zener. Para este mismo ejemplo: 15 VDC / 2 = 7.5 VDC (la indicación será desde 0 VDC
hasta aproximadamente 8 VDC).
Usando una fuente de poder de 5 VDC (cargador de celular), mediante
un potenciómetro 500 Ω conectado en serie con R2 de 100 Ω, cuando ambos componentes sumen aproximadamente 194 Ω, la indicación será desde
0.00 VDC hasta 3.60 VDC, lo cual en un voltímetro digital asemejaría con una
escala en grados (000° ↔ 360°).
Los Interruptores de final de
carrera (R_L-SW y L_L-SW), comúnmente conocidos como limit-switchs,
su función es abrir el circuito (cortar la corriente) cuando el giro del eje
del rotor se ubica en ambos extremos o topes. Mediante una leva actuadora acoplada en dicho eje, se accionan
mecánicamente los limit-switch al completar los 360 grados, en ambos sentidos (los sentidos de giros en rotores de
antenas, se identifican como RIGTH y LEFT).
Reóstato (position Reostat) es una resistencia variable cuyo contacto deslizante está acoplado al eje del rotor. Dependiendo de cómo se conecten los extremos de dicho reóstato # 3 y 7 del Ham IV), la posición 0° corresponde a su mínimo valor óhmico (0 Ω) y la posición 360° corresponde a su máximo valor óhmico (500 Ω en Ham IV).
Bobina de frenado (Coil Brake): La mayoría de rotores para antenas de Radioaficionados, están equipados de un sistema frenado, el cual al alimentar (típicamente con 24 voltios AC) se libera y permite el giro del eje de antenas.
Terminales del rotor Ham IV (el modelo CD4511 no incluye sistema de frenado):
Circuitos para probar
rotores de antenas:
El circuito de la figura RT-2 se sugiere para comprobar
movimiento de rotores sencillos, sin limit-switchs ni solenoide de frenado (para antenas de TV).
Los Limit-Switch son
propensos a fallas
causadas por retención de sucio u oxido, razón por la que se sugiere realizar mantenimiento antes del montaje de rotores
previamente expuestos a la intemperie.
Una avería típica de dichos limit-swiths sucede cuando el rotor se haya
quedado detenido en uno de sus extremos o cuando se dificulta el accionamiento
en uno de sus sentidos de giros. En
estos casos es posible reiniciar el movimiento alimentando al motor
directamente desde los terminales del capacitor C1. La figura RT-4 muestra el procedimiento para
rotores HAM IV y CD4511.
Se muestra el diagrama original del rotor Ham IV, copiado de la página web:
El mismo procedimiento se puede aplicar mediante el control
original del Ham IV, en estos casos se colocan puentes entre los terminales 4=6
y 5=8. “importante retirar los puentes
al finalizar la prueba”.
Para solventar daños en
el sistema de posicionamiento o indicación (galvanómetro, transformador de indicación de
posición, reóstato, etc.), provisionalmente es posible incorporar un diodo LED
o cualquier luz piloto de 24 voltios de bajo consumo, en el circuito del
capacitor C1 (terminales 1 y 4, ó 1 y 8 en el rotor Ham IV y CD4511). El voltaje de retorno hacia el capacitor C1
mantiene iluminado al LED mientras el motor esté en movimiento y se apagará al
accionar uno de los limit-switchs de topes.
En la figura RT-6 se muestra un probador completo para
rotores. Si el cable es de 7 líneas,
existe la posibilidad de conectar un puente desde uno de los extremos del
reóstato, hacia el terminal común (ejemplo, entrte los terminales #7 y 1) en la
regleta del rotor. En serie al voltímetro
se adiciona un potenciómetro en cual permite ajuste de la escala de posición. El capacitor de 2200 microfaradios se carga
al accionar movimiento del rotor y mantiene la lectura en el voltímetro por un
tiempo aproximado entre 10 a 15 segundos. Es de poca importancia el voltaje del diodo
zener, el cual pudiera ser cualquiera entre 10 a 20 voltios.
Combinando las técnicas anteriores es posible simplificar el
circuito anterior. En la figura RT-7 se
muestra una posible prueba de rotores Ham IV usando cable de 5 líneas (en la regleta
del rotor se debe instalar el capacitor entre los terminales #4 y 8. El terminal #3 se conecta con el #1) y en la
figura RT-11 se alimenta el circuito de indicación de posición mediante un cargador para celulares.
Los rotores para antenas de TV típicamente no están equipados
de limit-switchs ni sistema de frenado.
En estos casos es posible adaptar un potenciómetro de 1 KΩ ó 5 KΩ en el eje de dicho rotor y el capacitor C1 generalmente es de 25 ó 30 microfaradios.
En la fotografía se observa dicho control, ensamblado en una
caja metálica recuperada de una fuente de computadora desincorporada por daños.
Se muestra el diagrama original del rotor Ham IV, copiado de la página web:
Para culminar:
Los artículos e imágenes que he
publicado, “son de libre uso”,
eventualmente son modificados y la última actualización siempre estará
disponible para descargar en www.qrz.com (YY5RM en el buscador), o directamente desde los enlaces https://www.qrz.com/db/YY5RM y www.blogspot.com/YY5RM .
Atentamente…
…Ramón Miranda. YY5RM.
Instructor de Electrónica en el Radio
Club Venezolano.
Actualizado el 05-10-2019.
Enlaces para descargar el archivo en formato pdf:
(04-10-2019):
(04-10-2019):
Electrical Circuitery of Antenna Rotors (english version. Data 10-06-2019):
https://www.dropbox.com/s/8poki1uzndsyc2f/ELECTRICAL%20CIRCUITERY%20OF%20ANTENNAS%20ROTORS.pdf?dl=0
https://www.dropbox.com/s/8poki1uzndsyc2f/ELECTRICAL%20CIRCUITERY%20OF%20ANTENNAS%20ROTORS.pdf?dl=0
Ramon te felicito por el tema desarrollado., donde describes el funcionamiento de los motores para mover antenas para uso por radio aficionados y otros como TV. Etc. 73's EX. Éxito. YV5CVE Mauro Silva.
ResponderEliminaresta excelente la informacion es de suma importancia tu aportes
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