Radio galena FM casera | Radio de galena para FM | ¿Cómo hacer una radio de galena paso a paso? | Radio galena como hacer

Las radios galenas son unos dispositivos receptores de radio, que comúnmente se los diseñó para la recepción de frecuencias AM ya sea en onda larga (153-281kHz) o en onda media (520-1710kHz). Tienen como característica principal que comúnmente no necesitan energía adicional para funcionar, es decir que se energizan con las mismas señales de radio que reciben, aunque claro esto depende también de la intensidad de la señal que se está recibiendo, no se trata de un dispositivo cien porciento "mágico", ni de energía libre como tal, aunque francamente es una buena idea reutilizar estas frecuencias de radio que se encuentran dispersas en el ambiente.

Encontrar un radio galena en FM  u onda corta es muy raro, ya que se requiere más precisión para captar estas ondas, a diferencia de lo que ocurre en AM. Y para estos casos también, no siempre se cumple que se puede energizar el dispositivo con la misma señal de las ondas recibidas, se necesita algo de energía adicional por lo menos solo para la parte audio, para que el sonido sea más apreciable.

Entre las partes que componen a este dispositivo se pueden citar, la antena, el circuito sintonizador, el detector o rectificador, y la parte de audio.

Bueno y debido a muchas consultas que se hizo en diferentes sitios web, lo que se encuentra es solo teoría al respecto, y pocos prototipos puestos en práctica, y funcionando de manera adecuada, por tal motivo muestro el siguiente video donde se puede apreciar un prototipo funcionando muy bien, junto con su explicación.

EXPLICACIÓN DE LAS PARTES

Antena: La antena es el medio o dispositivo que se encarga de transformar la energía eléctrica en energía electromagnética en el caso de transmisión, o en viceversa transformar la energía electromagnética que capta en energía eléctrica en el caso que se realice recepción.

La antena tiene que tener un tamaño coherente con la longitud de onda de la señal a recibir, por ejemplo se usa la siguiente fórmula para calcular la longitud de onda:       

De aquí la longitud de onda en metros, velocidad de la luz en metros/ segundo y frecuencia de radio en hertzios

Ahora, y de esta longitud de onda calculada, no se usa toda la longitud de onda, se usa por ejemplo la mitad, la mayoría de las veces es más coherente usar submúltiplos pares de la longitud de onda. Así por ejemplo para la longitud de onda de 3 metros de las frecuencia FM 88-108 MHz (ya que usamos como frecuencia central 100 MHz), usamos una antena de 1.5 metros de longitud, para obtener la mayor ganancia posible, ya que nos encontramos en un sitio de difícil cobertura y las señales llegan muy débiles, si ustedes desean pueden intentar con longitudes más pequeñas como 75 centímetros (la cuarta parte), pero para una recepción que siempre sea fuerte lo más recomendable es usar una antena lo mas grande posible.

El sintonizador: Este sintonizador trabaja a la vez como filtro selector de frecuencia, y como discriminador, al funcionar como discriminador sin ningún problema, lo que hace es convertir la señal FM en AM audible, pero francamente se obtiene una variación de amplitud muy pequeña, lo que lleva a percibir el sonido FM como más débil que lo que ocurre en AM, pero podría decirse que el nivel de potencia o energía recibido es muy similar a AM, lo que puede ocurrir es que en AM el voltaje obtenido es más alto que en FM, pero el micro amperaje en FM puede ser en contraposición más alto que en AM, lo que da como resultado una intensidad sonora más débil pero prácticamente con el misma potencia de señal recibida. En pocas palabras los parlantes son más sensibles a voltaje que a corriente.

Podemos usar una fórmula aproximada para calcular el valor de los componentes bobina y capacitor (inductancia y capacitancia) del circuito de sintonización:

Frecuencia de sintonía (fo), inductancia (L o henrios), capacitancia (C o faradios)

Lo que se hace básicamente es variar el valor de la capacitancia para seleccionar diferentes frecuencias, el inductor o bobina está fijo, por lo cuál hay que determinar un rango de frecuencias de trabajo, de acuerdo al valor de la capacitancia.

Rectificación y detección: Esta etapa es la que consiste en convertir la señal AC a DC, pero esta señal DC obtenida es la que se tomará como señal audible, al eliminar un tramo de la señal AC. Se usan diodos de germanio adecuados, o que sirvan para rectificar frecuencia altas, si es posible más allá de los 100 MHz, francamente no existe un tipo de diodo específico, ya que a veces diferentes fabricantes los diseñan de diferente calidad, aunque sean de la misma numeración o del mismo tipo, quiere decir que no es lo mismo un diodo hecho en China que uno hecho en Europa, por citar algunos ejemplos hay muchas variedades de fabricantes para el diodo 0A81 o el 1N34A. Otra opción para encontrar un diodo adecuado puede ser reciclarlos de receptores viejos.

En este caso, y en el video se observa que se usa un rectificador de onda completa y que es duplicador de voltaje, con el fin de aprovechar toda la energía captada posible.

Audio: Para esta parte se recomienda seguir de manera correcta lo que se explica en el video en lo referente al circuito, además que se usa como impedancia de salida una resistencia considerable de un valor de un mega ohmio, esto debido a la alta impedancia a la que se encuentra acoplado todo el sistema, de acuerdo con las frecuencias muy cercanas a 100 MHz. Luego se puede usar sin ningún problema cualquier speaker, que esté acorde con la intensidad de la señal recibida.

CONCLUSIÓN

Francamente no es fácil lograr una buena selectividad con este tipo de radios, ya que tratar de imitar un radio común y corriente por medio de este mecanismo, puede ser complicado porque estos radios usan filtros activos, osciladores locales y más componentes, como por ejemplo el receptor superheterodino o el regenerativo, que logran una selectividad más efectiva. La radio común y corriente siempre necesita energía de las baterías o externa para hacer funcionar sus circuitos, solo así es posible seleccionar todas las frecuencias, los filtros que poseen funcionan así, en cambio las radios galenas tienen una selectividad limitada, por lo cuál como señalamos antes con respecto al circuito de sintonía, los cálculos son solo aproximados. 

Como colocar el PIC en el quemador | ¿Cómo grabar un PIC en pickit2? | ¿Cómo se graba un microcontrolador PIC cualquiera ? | Como grabar un PIC 16F877A | Como grabar un PIC 16F628A

Los microcontroladores PIC son sin lugar a dudas, uno de los primeros dispositivos que usábamos al momento de adentrarnos en este fascinante mundo de la programación y la electrónica, en nuestros inicios tal vez ya sea cursando alguna materia de electrónica digital o microcontroladores en la secundaria, en algún instituto, o en la universidad, o por afición propia, etc. Lo cierto es que aunque son unos dispositivos podría decirse básicos, hay mucha gente que los sigue usando o programando, aunque hoy en día ya es más común tener a la mano un  Arduino o una Raspberry, o el ESP32, por citar algunos de los dispositivos más modernos, pero vuelvo a recordar se los sigue usando, y se envían tareas o proyectos que aún hacen uso de estos dispositivos. Desde mi punto de vista una ventaja de los PIC frente al Arduino común y corriente, puede ser el consumo de energía, ya que podría rondar los micro watts en modo activo, y los nano watts en modo de bajo consumo (solamente el microcontrolador), y además que para proyectos muy básicos como secuencias de leds, control muy simple y automático de relés, o proyectos de control o de electrónica que no requieren mucho procesamiento de información y espacio físico, basta y sobra usar un pequeño microcontrolador ya sea de la serie 16F, o para algo un poco más complejo un 18F, etc. 

Por tal motivo y por el uso que se les sigue dando a los microcontroladores PIC, es muy importante aprender a programarlos de la manera correcta, o mejor dicho, grabar de la manera adecuada el archivo hexadecimal en la memoria del mismo, hay que aprender a conectar de manera adecuada sus patas o pines, con los pines respectivos del grabador, ya que a diferencia de un Arduino, este último es más sencillo de grabar, ya que este tiene la facilidad de ya tener incorporado un terminal USB, y solo se lo conecta al computador por medio de un cable USB, sin recurrir a un grabador externo.

En el siguiente video se muestra el proceso para poder grabar un microcontrolador PIC, este proceso se lo puede usar para toda la gama de estos microcontroladores, empezando por los de gama baja y media la serie 10F, 12F, 16F, 18F hasta los más complejos como son los dsPIC.

Del anterior video se puede observar que se usó un grabador de tipo genérico, aunque la verdad se puede hacer este mismo proceso, usando un grabador original. También se usó como ejemplo un PIC 16F877A y un PIC 16F628A, sin embargo y volviendo a aclarar se puede aplicar este mismo proceso para todo tipo de microcontrolador PIC. Lo que se hace básicamente es colocar los pines de manera externa, para eso conectamos los pines respectivos del microcontrolador a los pines del grabador como se observa en el video. La manera más fácil de hacerlo es colocar las patas del microcontrolador a los zócalos que vienen por defecto en el grabador, pero esto es válido solo para los PICs que tienen 40 pines o patas. En ese caso nos valemos de otros terminales y nos toca conectar estos terminales de manera externa y usando cables. El microcontrolador para este caso se lo colocó en un protoboard, y aquí se conectan o se vinculan los pines del microcontrolador con los del quemador.

Es muy importante realizar este tipo de conexiones que se muestran en el video, debido a que si se tiene un microcontrolador con mayor número de pines, o menor que el número de ranuras disponibles en el zócalo que tiene por defecto el quemador, pueden llegar a ser afectados cualquiera de los dos, o el microcontrolador o el quemador, pero en algunos casos es el mismo programa Pickit el que nos informa que la conexión está mal hecha o que simplemente no reconoce el microcontrolador que está conectado al quemador. En otras ocasiones pueda que una mala conexión, ni siquiera genere aviso previo mediante el programa, sino que simplemente se termine quemando algo, o tal vez dañando incluso el terminal USB del computador.

Hay que tener en cuenta también el estado del microcontrolador, ya que bien podemos pensar que esta mal hecha la conexión, y el problema podría ser un microcontrolador defectuoso, por eso hay que compararlo con otro que está en buen estado. Además un microcontrolador en mal estado pueda que termine perjudicando también al quemador de alguna forma.

Algo más que puedo añadir, es que debemos verificar que nuestro computador reconozca de manera adecuada todos los dispositivos USB que a ella se conecten, esta puede ser también una de las razones por la que a veces no es detectado correctamente nuestro quemador, o peor aún lo detecta pero en cambio el programa Pickit da un aviso de no reconocer correctamente el microcontrolador siempre. Entonces siempre es bueno verificar el estándar USB que se está usando, ya sea por ejemplo el 2.0 o 3.0, y que todos los dispositivos sean compatibles en base a este estándar. Además hay que verificar que los drivers de USB funcionen correctamente, que estén habilitados de manera adecuada los terminales USB para que la computadora los reconozca, y habilitar los respectivos puertos COM de manera correcta para el respectivo terminal USB.

En los siguientes enlaces podrás ver proyectos haciendo uso del pic 16f628a, haz clic sobre ellos:

- Proyectos con pic 16f628a (interrupción)  👈

- Proyectos con pic 16f628a (sensor de humedad)  👈

Diseño de una antena Yagi para wifi y cualquier frecuencia | Como se construye una antena Yagi | Calcular antena Yagi | Antena Yagi-Uda características

La antena Yagi o Yagi uda, cuyo nombre se debe a sus inventores (1926), dos doctores, Hidetsugu Yagi y Shintaro Uda pertenecientes a la Universidad Imperial de Tohoku en Japón, es una antena direccional, cuya estructura se trata de un arreglo lineal de dipolos, o dipolos trabajando en conjunto. Estos dipolos son el reflector, el dipolo principal, y los directores. Esta clase de antenas son usadas con regularidad en rangos de frecuencias HF, VHF y UHF.

No existe una fórmula estándar para calcular las dimensiones de una antena Yagi, pero si sabe que estas dimensiones, y sobre todo de los elemento parásitos y el reflector, se basan en un ligero decremento e incremento de la longitud del elemento radiador principal o dipolo, este tiene una longitud aproximada de media longitud de onda (o un cuarto de la longitud de onda en algunos casos) de la señal a irradiar o recibir por esta antena. Lo mismo ocurre con los espacios entre los dipolos, se trata de submúltiplos de la longitud de onda. En realidad se puede experimentar y comprobar la forma en como optimizar una antena Yagi, variando las dimensiones de la misma, siempre teniendo precaución que tengan correlación a la media longitud de onda, o en algunos pocos casos la longitud completa de onda.

La ganancia de una antena Yagi puede calcularse de manera algo aproximada, con la siguiente fórmula:

G=10 log(n) [dBd]

Siendo n el número de elementos de la antena Yagi (reflector, dipolo y directores).

Teóricamente la ganancia máxima que puede alcanzar una antena Yagi es de alrededor de 20 dBi, ya que conforme se va incrementando el número de elementos, el aumento de los decibeles deja de ser constante y va disminuyendo.

Como no existe un método estándar para diseñar una antena Yagi, lo más recomendable talvez sea utilizar alguna herramienta virtual, o algún software, que permita diseñar y simular la misma, lo cuál nos da una gran ventaja, antes de poneros a construir o implementar la misma, nos hace tener una mejor idea de como se comportará la antena Yagi que planeamos realizar. En este caso para el diseño de una antena Yagi, hemos consultado un software muy práctico llamado Yagi Calculator. Este programa nos permite ingresar algunos parámetros como la frecuencia, y algunas dimensiones de los materiales que se usarán para la construcción, como el grosor de las varillas de los dipolos o del boom.

En el siguiente video veremos el paso a paso del diseño de una antena Yagi para la frecuencia de 2.4 GHz o wifi, en Yagi Calculator y en Mmana-gal:

De este video en resumidas cuentas se crea el archivo en el primer programa Yagi calculator, el mismo que tiene todos los cálculos y medidas obtenidas para la fabricación de la antena Yagi. Luego que se crea este archivo, se lo abre mediante el programa Mmana-gal, una vez abierto aquí, se puede observar una simulación de la misma, así también como otros parámetros como el patrón de radiación, la ganancia, la ROE, relación F/B, polarización, etc.

Cabe aclarar también que no hay que ingresar ningún dato, ni ninguna medida en Mmana-gal, ya que todo eso se coloca por si solo al momento de abrir el programa Yagi Calculator.

Encontrarán también los enlaces de descarga de los respectivos programas de diseño y simulación:

-Yagi Calculator (Aquí) 👈

-Mmanagal (Aquí) 👈

En lo que respecta a la construcción, se usó como materiales:

- Barras o alambres gruesos, calibre AWG 8 (se las cortará de acuerdo a las medidas de los elementos parásitos y el reflector, también se usará una barra para formar el dipolo doblado)

- Dos tiras de madera rectangulares delgadas (serán las que forman el boom)

- Cable coaxial RG 58 o similares

- Conector SMA

- Estaño 

- Cautín

- Silicona (si es líquida y fría mejor)

- Dos tiras o pedazos de plástico pequeños 

Lo que se hace primero es marcar las medidas de los espacios o los sitios donde se colocarán los elementos parásitos y el reflector, entre las dos tiras de madera. Una vez marcados, se colocan uno a uno los dipolos en una de las tiras, y se los va pegando con silicona, menos en el sitio donde va el dipolo doblado. Una vez pegados los dipolos en la primera tira, se procede a poner silicona y se cierra poniendo la segunda tira encima. Una vez seco todo se procede a poner unos pequeños pedazos de plástico, se los pega con silicona, uno arriba y otro abajo, para poder poner alrededor el dipolo doblado, en su respectivo lugar. El dipolo doblado, una vez obtenidas las medidas de Yagi calculator, se procede a buscar algún objeto que tenga el diámetro del lado redondo del dipolo doblado, y con él se le va dando forma, aunque lo ideal es poner el diámetro de este objeto primero en los cálculos. Luego se procede a soldar el cable coaxial en el punto de alimentación del dipolo, se recomienda mantener pegado el cautín al dipolo hasta que se caliente y sea más fácil la adherencia de los objetos a soldar. Una vez que se acabó de soldar, colocar con cuidado la silicona sobre las conexiones, esto sirve para protegerlas. Luego se coloca el dipolo doblado en el sitio correspondiente donde se pegaron los pedazos de plástico, estos pedazos ayudan a que el dipolo se cierre mejor alrededor de estas dos tiras de madera, entonces ya marcado el sitio de acuerdo a las medidas obtenidas del software, se procede a pegar el dipolo doblado.

Mira también los siguientes enlaces: 

- Antena wifi, biquad direccional  👈

- Antena wifi, slim jim   👈

El Galio una solución para convertir CO2 en oxígeno | El Galio y sus usos en baterías y construcción de aviones | ¿Qué es el galio y para qué sirve? | ¿Qué hace especial al galio? | Usos del CO2: un camino hacia la sostenibilidad

¿Qué es el Galio?

El Galio,es un elemento químico que podría llegar a derretirse en nuestras manos, (más propiamente se derrite a una temperatura de 29 grados centígrados), es un metal de color plateado y brillante cuyo símbolo es Ga, ocupa el lugar 31 en la tabla periódica, se lo considera un metal líquido a temperatura ambiente, pero a diferencia del Mercurio este elemento no es tan tóxico y se lo puede tocar sin ningún problema, pero algunos recomiendan manipularlo con guantes, debido a que si bien no es tóxico podría causar alergia en algunas personas. Su nombre Galio se debe a su descubridor Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran, que era de origen francés, y le dio este nombre en honor a su país, ya que Francia en idioma latín significa Galia. Este nombre de Galio también se debe a que su nombre Lecoq en francés significa gallo y en latín significa gallus, y que además dicen que era el sobrenombre de Lecoq.

Algunos usos del Galio

En lo que respecta a los usos, este metal se lo usa comúnmente en el campo de la electrónica, más concretamente en los semiconductores que se emplean en circuitos de microondas y de infrarrojos, otro uso en la electrónica es en la fabricación de diodos led que son de color violeta y azul, y también diodos láser y máser. Otros uso son las celdas fotoeléctricas. El galio se lo usa también en la fabricación de espejos y en las centrales nucleares. En los termómetros médicos se usa una aleación de galio, indio y estaño, otra aplicación en la medicina es para tratar el exceso de calcio en la sangre, se usa también como escáner o trazador para detectar enfermedades inflamatorio o tumores (pero se usa isótopos de galio o galio radiactivo).

El uso del galio para reducir el CO2 del ambiente

El galio también es un elemento poco común y ocupa el puesto 35 de los elementos que son más abundantes en la Tierra. Además de todas aplicaciones antes mencionadas, al galio se le está buscando otros uso como es la captación de CO2 de la atmósfera, y así tratar de evitar el efecto invernadero que se produce por la presencia de este gas.

El proceso de conversión de dióxido de carbono en oxígeno mediante galio, usa este último elemento en estado líquido y a temperatura ambiente, y además se obtiene un carbono en estado sólido que puede ser muy útil para la utilización en baterías y en la fabricación de aviones. Este descubrimiento fue realizado gracias al trabajo del grupo a cargo del profesor de Ingeniería Química Kourosh Kalantar-Zadeh (un grupo de ingenieros pertenecientes a la Universidad de Nueva Gales del Sur) y publicado en la revista Advanced Materials. Lo que se hace es capturar y disolver el CO2 en estado gaseoso, mediante nanopartículas de galio que están en estado líquido, que son parte de un disolvente. 

Se usa también un reactor donde se producen reacciones triboelectroquímicas, y con esto se desarrollan además reacciones químicas que rompen el CO2 y separan el oxígeno en estado gaseoso del carbono que se obtiene en forma de láminas. Se obtiene una eficiencia del 92 por ciento al convertir una tonelada de CO2

Afirman que este trabajo se puede usar sobre todo para reducir las emisiones de CO2 provenientes de los vehículos, y las emisiones provenientes de las fábricas.

Un proyecto similar que ya lleva a la práctica la extracción de CO2 y lo reutiliza 

Cerca de Zurich Suiza, en Hinwil, ya se empezó a llevar a cabo un proyecto de absorción de CO2, según una publicación de la BBC en el año 2017, este proyecto afirmaron ser muy viable. Se trata de un conjunto de ventiladores en un centro de reciclaje, los mismos que se encargan de absorber el aire que está a su alrededor, este es llevado hacia unos filtros con sustancias químicas que separan el CO2 del aire. Luego de extraer los filtros, y de darles un calentamiento a 100 grados centígrados , se obtiene un gas CO2 de manera pura, que se lo puede almacenar y buscarle diferentes usos.

Lo que hacen por ejemplo con este gas es venderle a personas y a compañías que se encargan de la producción de vegetales, o que se lo usan en invernaderos grandes para de esta manera estimular mejor el crecimiento de las plantas, su costo por tonelada era de 600$ hace unos 4 años, y esperaban que con el tiempo este costo se iba a reducir a 100$, debido al aumento de producción y competitividad.

La empresa encargada de este proyecto es Climeworks y afirman que pueden absorber hasta 900 tonelada de dióxido de carbono al año.

Pero en sí también al CO2 se le puede dar múltiples usos como asientos para autos, comida para peces, buscan incluso usarlo como combustible, y hasta se puede llegar a fabricar cemento con él.

Aunque en este último proyecto no se ha hecho una separación de oxígeno del CO2, solamente restaría hacer eso, una vez extraído el CO2.

El uso de los drones como repetidoras de internet y calibración de sistemas satelitales | Actualidad de los drones | Importancia de los drones en la sociedad | Uso de los drones en la actualidad y el futuro

Los drones se van convirtiendo en herramientas muy importantes en nuestra sociedad

Los drones sin lugar a dudas son parte de una tecnología que está en constante evolución, empezando desde su creación como uso militar al ser vehículos no tripulados, hasta el uso de manera civil, en este último aspecto sobre todo en la actualidad se encuentran muchas aplicaciones de estos vehículos, desde ser dispositivos de entretenimiento o para jugar con ellos al hacerlos volar, o hasta incluso ser usados para filmaciones en algunas películas o clips al hacer tomas aéreas, se los usa también para monitoreo y control de incendios forestales, en la agricultura fumigando campos de cultivo, y hasta se los usa para entregar paquetes o productos a los clientes de algunas compañías, etc. Pero sobre todo destacaremos el uso de los drones, tal vez como unos pequeños satélites a muy baja altura o como repetidoras de internet.

Esta iniciativa de dar internet por medio de dispositivos no tripulados nace con las empresas Google y Facebook. Estas iniciativas se centran principalmente en dar internet a zonas alejadas, rurales y de difícil acceso, que comúnmente no disponen del servicio de internet convencional o que ni siquiera pueden conectarse a la red celular. La primera empresa empezó con un proyecto llamado Loon, en el cual se usan globos aerostáticos a una altura de 19000 metros, para lograr dar cobertura de internet a estas zonas alejadas, y recientemente se planeó combinar esta tecnología con los drones, para de esta forma expandir aún más esta cobertura y mejorar el servicio, se llegaría a una distancia de 700 kilómetros y con una velocidad de 1Gbps. De este proyecto lo que se sabe es que los globos ya llevan funcionando un cierto tiempo, y la implementación de los drones solo está en fase de prueba, se usa las radio frecuencias extremadamente altas u ondas milimétricas como medio de transmisión entre estos dispositivos. Por otra parte el proyecto de Facebook conocido como Aquila, que usa aeronaves que se energizan con paneles solares, con lo cual se lleva internet desde el aire, a 4 mil millones de personas que habitan en zonas remotas, estos dispositivos se comunican entre sí mediante una tecnología basada en láser, con lo cual se logra una velocidad de internet 1000 veces más rápida que una red común. Ambos proyectos usan dispositivos que vuelan por la estratosfera, y  más que nada están todavía en una fase temprana, y continúan las pruebas para el mejoramiento de esta tecnología, y en el futuro sin lugar a dudas muchos usarán esta tecnología sin ningún problema.

Y la tecnología de los drones sigue evolucionando este es el siguiente ejemplo que mostraremos a continuación.

Los drones son una gran herramienta para pruebas de enlaces satelitales

Otro uso que se les está dando a los drones es en pruebas de conectividad de enlaces de satélites, antes de poner en marcha una red de comunicación satelital, se hace una prueba mediante estos drones para así poder ubicar puertas de enlace, mientras estos están volando, y así es más fácil calibrar y hacer pruebas de un segmento de red terrestre, como por ejemplo lo está haciendo la empresa OneWeb antes de lanzar sus constelaciones de satélites. 

Este uso que se le está dando a los drones en esta clase de pruebas (de caracterización de puertas de enlace junto con la calibración de antenas), facilita mucho el trabajo, ya que el dron simula ser un satélite. El método tradicional busca un satélite geoestacionario visible, pero en cambio mientras más hacia el hemisferio norte se encuentren o más hacia el sur es más complicado poder fijar uno de estos satélites. Otro método usa unas balizas ubicadas en la parte superior de unos postes, pero aquí se tienen muchas perturbaciones.

Más concretamente afirman que este nuevo proceso de los drones se llama escaneo de trama, o que es similar a un patrón de cortar el césped. Con esto también se puede obtener datos sobre el desempeño de las antenas. El tiempo de las pruebas se acorta a la mitad, ya que con los métodos tradicionales el tiempo de realizar estas caracterizaciones tardaría entre dos o tres semanas.

Ya se ha logrado calibrar exitosamente una puerta de enlace en Scanzano, Italia, como afirma la empresa OneWeb al usar los drones de la empresa QuadSat, y planean realizar más pruebas para poner en marcha más puertas de enlace para sus servicios de comunicaciones sobre todo en el hemisferio norte. Se realiza este proceso para poner en marcha constelaciones de satélites que están en la órbita terrestre baja o también conocidos como LEO.

Criterio:

Lo que se puede destacar es que el uso de los drones ha ido evolucionando, desde las aplicaciones militares hasta el sector de las comunicaciones y otros, lo que lo convierte sin lugar a dudas en una herramienta que ya está muy arraigada en nuestra sociedad, y que se la puede poner en servicio de otras necesidades y para beneficio de los demás, y no solo para su uso bélico en el ámbito militar. 

Las telecomunicaciones sobre todo son una parte muy importante de nuestra sociedad, que nos facilita la interacción con otras personas a larga distancia, el trabajo también a distancia o teletrabajo, la venta de productos en línea, el control y monitoreo de procesos en la agricultura a través del internet, la telemedicina, etc. Por eso el uso de los drones en las telecomunicaciones es de vital importancia, para mejorar la conectividad, expandir la cobertura a más lugares, en este sentido dando más facilidades a personas que usualmente no tienen acceso a internet, o que disponen de un servicio pésimo por estar en lugares de difícil acceso o en zonas alejadas de la ciudad.

Se puede usar estos drones como una ayuda adicional para los servicios satelitales, expandiendo la cobertura y mejorando este servicio, por ejemplo en el servicio de telefonía satelital a veces se tarda en lograr encontrar un satélite para lograr establecer la comunicación, al usar los drones como intermediarios tal vez sea más fácil localizarlos, esto a parte del uso que se les da actualmente para la calibración de conectividad en las redes de comunicaciones satelitales.

Y por tal motivo será muy fácil deducir que todavía hay un largo futuro para el uso de los drones, y sobre todo encontrar más aplicaciones para estos.

Referencias:

https://youtu.be/dVVif1UrcBI

https://youtu.be/8_kytEDxC0A

https://spacenews.com/drones-are-accelerating-onewebs-antenna-tests/

Agricultura inteligente que es | Importancia de la agricultura inteligente | Beneficios de la agricultura inteligente | Ventajas de la agricultura inteligente | Aplicaciones del internet de las cosas

La tercera revolución verde o agricultura inteligente

En la actualidad los agricultores y productores, buscan nuevas formas de optimizar la industria agrícola, ya que por ejemplo la agricultura convencional utiliza mucha agua dulce y potable para regar constante sus cultivos, se producen algunos desechos, hay una cierta polución ambiental, y se busca mejorar la producción en sí, es por eso que a cobrado mayor popularidad el uso de internet de las cosas y sistemas automáticos de monitoreo y control, para así evolucionar en una agricultura inteligente (o tercera revolución verde) que sea amigable con el medio ambiente y a la vez que mejore la rentabilidad de las industrias agrarias.

 Un ejemplo claro de esta tecnología es el llamado Internet Industrial de las cosas ó "IIoT", que hace un control de variables de manera remota ya sea de clima, temporales o espaciales (empleando sensores), para así hacer entrar en funcionamiento actuadores de acuerdo a estas mediciones, y se logren una optimización de este proceso agrícola.

Lo que se busca hacer también es un interconexión eficiente y sofisticada entre estos sensores y actuadores, mediante el internet de las cosas, y así también que el productor y el trabajador estén conectados con esa red de manera eficiente, y poder monitorear en tiempo real todo el desempeño de este proceso, aunque la verdad la mayor parte del trabajo la hace este sistema automático. Se emplea un análisis basado en la nube, aprendizaje automático "Machine learning" y sobre todo tecnologías inteligentes de información y comunicación "IICT".

La agricultura inteligente adquiere importancia ya que con ella se puede: simplificar el trabajo, se mejora el rendimiento de la producción, se disminuye la basura producida o residuos, se reduce la utilización de agua, es más amigable con el medioambiente, se da un mejor cuidado a las plantas, mejoran los ingresos obtenidos.

Sobre todo la tecnología de la agricultura inteligente promete ser una buena opción para jardineros urbanos y para agricultores rurales, aunque con estos últimos todavía se trabaja en darles más facilidades debido a la limitación que hay a veces en las telecomunicaciones en zonas rurales, pero por ejemplo gracias a tecnologías de código abierto que tienen conectividad con Arduino, este proceso se puede acortar de alguna forma.

Ventajas

Entre las ventajas a citar tenemos:

- Utilización de tratamientos fitosanitarios.

- Combatir el cambio climático.

- Uso de combustibles y energías renovables.

- Agricultura climáticamente inteligente.

. Aprovechar residuos para crear biocombustibles.

- Aplicaciones también en la ganadería en conjunto con la agricultura.

- Mayor seguridad de la procedencia de los alimentos a consumir.

- Reducción del CO2.

- Más oportunidades de empleo.

-Reducción del consumo de agua.

Ejemplos de algunos dispositivos que se pueden usar para agricultura inteligente

A continuación mostraremos algunos ejemplos de dispositivos que se emplean en agricultura inteligente y agricultura de precisión, los mismos son de código abierto.

Arduino Edge Control

El primer módulo a citar es Arduino Edge control, el mismo que ofrece una conectividad conectividad con redes 2G/3G, bluetooth, WiFi, NB-IoT, LoRa y Sigfox, el usuario tiene acceso al mismo a través de la aplicación Arduino Cloud, puede ser energizado por celdas solares, ofrece monitoreo en tiempo real para agricultura inteligente y de precisión y es capaz de hacer funcionar actuadores como válvulas.

También podemos citar otros módulos que se conectan o se pueden anexar a Arduino, aunque solo dan la conectividad inalámbrica, más no el control, son muy útiles y su alcance es grande. 

Módulos LoRa

Estos módulos son para transmisión y recepción de datos, logran transmitir a una distancia de más de 10 kilómetros por lo general, se logrado un récord de transmisión de más de 700 kilómetros con una potencia de apenas 25 mW, pero estos obviamente depende que tan favorables son las condiciones de transmisión, tales como línea de vista, frecuencia, ganancia de antenas, el clima, el sitio, vegetación, etc. Tienen además un bajo consumo de energía, un bajo ancho de banda, frecuencias de operación de 433, 868 y 915 MHz, se puede crear una red fácilmente con ellos y se los vincula a internet a través de un gateway central (LoRa WAN).

Módulo de radio LoRa 868 MHz RFM95 SX1276

Módulos de radio o de telemetría

Estos módulos son muy utilizados en agricultura de precisión, aunque su aplicación se puede extender a otros campos, logrando una cobertura de más de 40 kilómetros, su funcionamiento es algo similar a LoRa , pero se los emplea más en Drones, y tienen facilidad para conectarse a Arduino o algún dispositivo microcontrolador semejante, se usa una también una interfase a través del computador para visualizar los datos recibidos (El receptor se conecta al computador). Vienen con antenas de baja ganancia de 2,1 a 3 dBi, pero su potencia de operación es algo alta, de alrededor de 1 vatio.

Módulo de radiofrecuencia y telemetría a 900 MHz, RFD 900+

Referencias:

https://blog.arduino.cc/2021/08/31/sustainable-transformation-of-agriculture-with-the-internet-of-things/

https://youtu.be/xwrZzAizKMk

https://youtu.be/n2a0rVx3-5k

https://youtu.be/2YJHcGQnpAk

https://youtu.be/awH6PtZbqYg

https://ardupilot.org/copter/docs/common-rfd900.html

https://youtu.be/8zU309jKdtc

Materiales ferroeléctricos | Una alternativa para mejorar el almacenamiento de información digital y con menos consumo de energía | Materiales ferroeléctricos y sus aplicaciones | ¿Qué es la ferroelectricidad y la piezoelectricidad? | Características de los materiales ferroeléctricos | ¿Cómo se fabrican los materiales ferroeléctricos? | Un material ferroeléctrico es aquel que

Un material ferroeléctrico es aquel que:

Los materiales ferroeléctricos son cristales que tienen un momento eléctrico dipolar (o polarización) en ausencia de campo eléctrico, existe una relación lineal entre el campo eléctrico externo aplicado y la polarización del material, esto se conoce como histéresis, muestra la transición entre dos estados de equilibrio que se dan en el interior del material. Al tener polarización en ausencia de un campo externo, hay un ordenamiento del material para que el promedio de dipolo no sea cero, por lo que esta región sería una estructura de dominio.  Al aplicar un campo eléctrico externo, estas regiones crecen a favor del campo, y teóricamente quedan todas ordenadas, pero en la práctica siempre pueden quedar unos pocos dipolos en sentido contrario, y son los que facilitarán ese cambio a polarización contraria en el material, cuando se aplique de nuevo un campo eléctrico. 

Pero estos campos eléctricos aplicados son en forma de pulsos o pulsos de switching, para no interferir demasiado en los procesos internos del cristal. Otro parámetro a tener en cuenta es la temperatura de Curie, en el cual los dipolos quedan desordenados, se da una transición de fase ferroeléctrica a para eléctrica, los materiales ferroeléctricos presentan una permitividad dieléctrica elevada y se alcanza el máximo en la transición a fase para eléctrica. Los materiales ferroeléctricos además tienen las propiedades de piezoelectricidad y piroelectricidad. Nos centramos más en la piezoelectricidad, la propiedad en la cual los cristales se polarizan debido a una deformación, o se consigue una deformación al aplicarles un campo eléctrico. Lo que conlleva a una aplicación que consiste en crear condensadores de alta capacitancia en la ventana de temperatura cercana a la temperatura de Curie, siendo a su vez  aplicados estos condensadores en tecnologías de almacenamiento de información o memoria, de lo cual vamos a tratar a continuación. 

Materiales ferroeléctricos para mejorar dispositivos de memoria y almacenamiento de información digital con menor consumo de energía

Aprovechando las propiedades de los materiales ferroeléctricos, se busca implementar una nueva forma de almacenamiento de información digital y de datos, que no necesita energía adicional para retenerla, esto de acuerdo a resultados de últimas investigaciones al respecto, que son prometedoras. Y es que los materiales ferroeléctricos se caracterizan por quedar polarizados luego de aplicarles un campo eléctrico, y no se necesita una energía extra o adicional que mantenga esta polarización, los materiales ferroeléctricos reorientan sus cargas de acuerdo al campo eléctrico que se les aplica. También los golpes o fuerza física puede afectar la orientación de los materiales ferroeléctricos y por ejemplo se los puede aplicar como encendedores de tipo botón en las parrillas de gas. Pero más que nada se da importancia en la aplicación de dispositivos de memoria.

Es el trabajo de un grupo de investigadores del Instituto Penn State, el que destaca la importancia del óxido de zinc sustituido con magnesio, al hacer experimentos de ferroelectricidad con este material, afirman que han descubierto una nueva familia de materiales ferroeléctricos, y a partir de los cuales se pueden crear condenadores diminutos. La orientación de polarización dentro de estos condensadores solo cambia al momento de aplicar campo eléctrico, fuera de este no es volátil, quiere decir que si su carga superficial  se configura como positiva, permanece como tal, y lo mismo si se la configura como negativa, permanece así de manera constante, hasta que se le aplique nuevamente un campo eléctrico.

Esto es de mucha utilidad, ya que permite un ahorro de energía, no se necesita de energía adicional externa, para preservar la información dentro de las memorias, contrariamente a como ocurre actualmente con nuestros ordenadores, que si necesitan una cierta cantidad de energía eléctrica para mantener la información en dentro de sus memorias. Entonces es ahí en donde entra en acción el óxido de zinc sustituido con magnesio, que más antes nunca se lo pensó para ser usado como material ferroeléctrico, sino como semiconductor, al expandir la banda prohibida del óxido de zinc.

Lo que consideran importante también es la figura de mérito del material (término utilizado en Química Analítica), que indica que tan efectiva es esta combinación, para un determinado propósito o aplicación. Y los nuevos materiales ferroeléctricos creados ofrecen muy buenas figuras de mérito, lo que abre la posibilidad de encontrar nuevas aplicaciones.

Este óxido de zinc sustituido con magnesio, está disponible en películas delgadas, obtenidas mediante un proceso conocido como deposición catódica, el zinc y el magnesio se obtienen en forma de vapor y al reaccionar con el oxígeno, se van acumulando en un sustrato de óxido de aluminio y así se van formando estas delgadas películas. De esto hay también una ventaja y es que se puede dar este proceso de fabricación a temperaturas más bajas, lo que lo facilita más, a diferencia de otros materiales que requieren temperaturas aproximadas de 300 a 1000 grados celsius, y se evitan reacciones indeseadas debido a estas altas temperaturas.

Se continúa mejorando la fase de fabricación, para evitar que el material obtenido tenga imperfecciones, que podrían dificultar su implementación en componentes electrónicos, tales como los condensadores diminutos que ya mencionamos antes, cuyas dimensiones serían 20 x 30 nanómetros de largo y ancho y de 10 nanómetros de altura o espesor, y así estos componentes serán parte de dispositivos con un consumo energético menor, esta implementación en la práctica todavía está en fase de experimentación y medición previa.

Los actuales sistemas de memoria ponen énfasis en el almacenamiento magnético, esto requiere una cantidad considerable de corriente para producir el magnetismo, lo que conlleva a un consumo alto de energía, por eso es que también se acelera estas investigaciones sobre ferroelectricidad. Con esto también se reduciría el tamaño de los dispositivos.

Referencias:

https://phys.org/news/2021-08-family-ferroelectric-materials-possibilities-energy.html

https://youtu.be/0FJITF9kkkg

https://youtu.be/IwT_ECJ1TEY