Sky Anchor pone radios en lo alto, no necesita torre |Hackaday

2022-08-13 14:41:05 By : Mr. Hong Yuan

Cuando se trata de comunicaciones por radio en las bandas VHF y superiores, no hay sustituto para la elevación.Cuanto más alto coloque su antena, más lejos saldrá su señal.Es por eso que las cimas de las montañas están repletas de todo, desde radios de servicio público hasta repetidores de aficionados, y es la razón detrás de las antenas de "gran palo" para las estaciones de radio y televisión.Pero conseguir espacio en un sitio en la cima de una colina suele ser difícil, y poner una torre siempre es costoso.Esos son los problemas que el Sky Anchor, un dron portador de antenas, pretende abordar.El proyecto de [Josh Starnes] va más allá de lo que puede hacer un dron típico.En lugar de confiar en el GPS para el mantenimiento de la estación, [Josh] planea una cámara que mire hacia abajo para que la visión artificial pueda mantener el dron bloqueado sobre su sitio de lanzamiento.Para lograr un tiempo de vuelo ilimitado, planea suministrar energía a través de una correa.Él predice un rango de trabajo de 100 'a 200' (30 m a 60 m) con un octocóptero de carga pesada.Una línea de fibra óptica se unirá al paquete y permitirá que un punto de acceso MIMO se eleve, para proporcionar acceso a Internet de área amplia.Las cargas útiles de radio pueden ser cualquier cosa, desde transceptores basados ​​en SDR hasta repetidores de aficionados;si el mantenimiento de la estación es lo suficientemente bueno, los enlaces de microondas podrían incluso ser factibles.Sky Anchor suena como una gran idea que podría tener aplicaciones en situaciones de socorro en casos de desastre y ayuda humanitaria.Esperamos ver cómo [Josh] lo desarrolla.Mientras tanto, ¿cuál es tu idea para cambiar el mundo?Si tienes uno, nos encantaría verlo incluido en el Premio Hackaday 2020."Permítanme decir primero que no me gusta la palabra 'Drone' para describir helicópteros múltiples, ya que es negativa e impropia".– Descripción del proyecto.Muy apropiado que esté en la sección "Hacks de drones", jajaja.Decir ah.No creo que lo consigan.Buen intento, sin embargo.Por cierto: los piratas informáticos usan sudaderas con capucha y pasamontañas y entran en las computadoras para cometer delitos;) lo siento, no va a suceder.Entonces, eche un vistazo a Google y verá que esto ya es una cosa, en este caso es más pequeño, más barato, abierto y más disponible que las unidades más grandes.Todavía recuerdo cuando Fox News hizo la historia sobre "el peligro de los drones" comparándolos con el dron militar depredador como si DJI comenzara a repartir mini bombas nucleares con hélices.Sí, no es como si DJI estuviera interesado en la guerra automatizada de drones y reclutando mucho durante los últimos 5 años https://www.robomaster.com/en-US ;-)No para disminuir su trabajo, pero ¿no sería mucho más fácil usar globos para al menos ayudar con el trabajo pesado?También sugiero una liberación de cable de emergencia en caso de que se salga demasiado de su lugar, para que no golpee una línea eléctrica.AT&T, VZW y Alphabet hicieron LTE con drones y globos en Puerto Rico hace 2 años.Los aerostatos son los que se sueltan y quitan energía.Incluso si no hay helio disponible, aún podría usar aire caliente con una pequeña bobina de calentamiento en el interior.Mucho más simple y se necesita menos peso y potencia.Tendría que ejecutar un voltaje CC bastante alto para mantener la bobina del calentador en funcionamiento y el peso del cable bajo.La legislación del Reino Unido prohíbe explícitamente la antena asistida por globo, no estoy seguro de dónde es OP.“No para disminuir este trabajo, pero [aquí hay algunas cosas que se dijeron explícitamente para disminuir su trabajo.]” Genial…No, no hay globos, realmente no puedes controlarlos y desmontarlos rápidamente y asegurarlos si llega un fuerte viento o una tormenta.Sí, absolutamente sí a los globos atados.https://en.wikipedia.org/wiki/Tethered_balloon#TelecomunicacionesEstaba tratando de resolver esto con pequeños dirigibles, pero aún no he resuelto el problema de las cometas (cambiar la orientación debido al viento y, por lo tanto, mantener la alineación deseada de la antena) que, aunque es probable que disminuya en una embarcación totalmente controlable como esta, puede todavía retrocede debido a la imprevisibilidad de la fuerza y ​​los cambios del viento.Estaba mirando este proyecto ayer y me preguntaba por qué diablos está cargado con un cable de enlace de datos.El dron está en una línea de visión clara por encima, seguramente el hardware de red de 5Ghz no es tan pesado como los metros de cable, o los enlaces láser también serían posibles.Además, el material de ethernet a través de la línea eléctrica podría adaptarse para reducir la carga del cable.Yo mismo, lo haría con el "cable de la lámpara" para la alimentación y los motores rebobinados a 110 V CC, la alimentación se envía como voltaje de línea de CA con un regulador "arriba".Cualquier lugar que tenga "energía" que valga la pena aprovechar y no simplemente cargar, tiene "energía" y un inversor de onda sinusoidal de unos pocos cientos de vatios no es costoso en estos días si solo tiene un montón de vatios por hora de CC.¿No serían suficientes cuatro cables de sujeción apretados para mantener un dirigible en su lugar?Siempre puede dejar que los que están a favor del viento se aflojen y sean empujados más abajo.Quiero decir, sí, lo mantiene "en el vecindario" bastante bien, pero aún tendrá mucha libertad para bailar.si el viento soplaba directamente desde la dirección de una de las líneas, si era lo suficientemente fuerte (o hacía frío y la sustentación del dirigible era débil), podría girar en un arco alrededor de esa línea, perdiendo algo de altura y dejando que la otra las líneas se aflojan.¿Tal vez podrías construir tensores automáticos?De hecho, investigué este mismo concepto como una forma de transportar una antena HF para radioaficionados (soy un operador de radioaficionados) para un dipolo vertical en 160 m.El dron habría sido bastante grande y habría necesitado una correa capaz de transferir más de 7 kW solo para alimentar el dron.Había pensado en un sistema de alimentación que imponga una corriente continua en la correa además de usar la correa como antena.La alta potencia (1,5 KW para el modo común de señal Ham) rf y 7,5 KW CC en los mismos cables requerían que el voltaje CC fuera muy alto (más de 1000 voltios) para que los cables fueran lo suficientemente livianos para que el dron los elevara.Los dispositivos de filtrado necesarios para extraer la potencia de CC, bloquear la radiofrecuencia y seguir siendo lo suficientemente ligeros para que el dron siguiera volando fueron desafíos formidables.Sería necesario construir algunos equipos de energía y rf personalizados muy livianos, ya que no existe nada comercial y listo para usar.Sigue siendo un divertido ejercicio de ingeniería.¡Te deseo suerte en tu empeño!Bueno, el dron en sí tiene que obtener energía de algún lugar, por lo que, a menos que también vaya a transmitirlo de forma inalámbrica, necesitará al menos el cable de alimentación.Y dado que de todos modos está atascado con eso, agregar un par de enlaces ópticos a eso debería ser solo un pequeño aumento en la masa a cambio de simplicidad, velocidad y, lo que es más importante, ¡un espectro de RF más limpio!Pruébelo a una velocidad del viento de 5 o más, la cosa comienza a oscilar debido al cable de alimentación y se garantiza un choque.La limitación de esto será la vida útil del motor.La vida útil típica de un motor de dron comercial es de 10 o 100 horas.Lejos, lejos del uso continuo.La segunda limitación será la cantidad de cable que puede levantar.El alambre es pesado.No necesita visión por computadora para el posicionamiento con GPS ya integrado.Es lo suficientemente preciso.A menos que esté diseñando para Armagedón, donde el GPS se apaga.Haz que vuele primero :-)La mayoría de la gente usa globos para esto.Y desde que existe la radio.Funcionaron bien con antenas de cable largo, al igual que las cometas.Pero existe el riesgo de chocar contra una línea eléctrica y dejar un cable vivo a lo largo de cientos de pies.Eso es un poco lo que me preguntaba: ¿por qué molestarse con esto si existen globos?Quiero decir que está bien desde el punto de vista del proyecto, pero desde un punto de vista práctico, parece la forma incorrecta de resolver el problema.Solo tenga una cuerda liviana, algunos cables delgados para comunicaciones y energía, y un globo.No necesita un mantenimiento perfecto de la estación: el objetivo de esto es transmitir una señal en un área grande.El GPS es incluso un poco inútil cuando no puede llegar muy lejos debido a la atadura.Puede hacer que se centre con un sistema semianalógico en el que transmite un haz como los viejos haces de navegación de los aviones, solo que débil y directo hacia arriba e intentaría montar el nulo directamente sobre la cabeza, no los tonos a ambos lados.Creo que tengo un juego de niños como ese en un viejo libro de circuitos, usa frecuencias de pulso.¿Por qué?El GPS es económico, liviano y funciona de inmediato con todos los controladores de vuelo.No veo una razón para no usarlo para este propósito.Porque tal vez se mataría a golpes contra las paredes de un cañón con el que intentabas comunicarte antes de descubrir dónde estaba.Cuanto más uso el GPS, menos confío en él.Orrr….. no necesitas mucha inteligencia en el fuselaje, porque podrías usar un sistema de control basado en tierra, mantener la mancha en el medio del estilo del marco, cámara apuntando hacia arriba.Supongo que llevaría equipo RC de todos modos para la anulación manual.Además, el equipo RC moderno es pequeño y creo que un sistema completo pesa menos que cualquier cosa lo suficientemente inteligente como para usar la visión por computadora más un GPS.Sin embargo, si todo esto es un McGuffin solo para jugar con la visión artificial... proceda.Creo que su estimación de la vida útil del motor sin escobillas es demasiado baja.Suponiendo que el motor no esté sobrecalentado, el desgaste de los cojinetes sería la siguiente causa probable de falla.Si bien los rodamientos de mala calidad pueden ser comunes, esto no significa que todos los rodamientos sean de mala calidad, y los decentes pueden durar miles de horas.Ese fue mi primer pensamiento, los motores de los drones están diseñados para un uso intermitente y, como dijiste, el cable es pesado.También tienes arrastre de viento en el cable que va al dron.Es una idea interesante y puede ser útil para situaciones que requieren comprobaciones ocasionales de largo alcance.Lanza la antena, envía el mensaje y bájalo.Una solución más sencilla, a menos que necesite decenas, cientos o kilovatios de potencia.desmonte dos handtalkies y construya un repetidor a partir de ellos.Los HT como el baofeng encienden sus luces traseras/luces del teclado cuando se interrumpe el silenciamiento.Podría usar eso con un circuito simple para presionar el botón PTT en la otra radio.Despojados de su carcasa y baterías individuales, agregarían poco peso a un dron.Los dos HT probablemente podrían funcionar con una batería compartida o conectarse al sistema de alimentación del dron.Es posible que ya haya HT que tengan una función de repetidor, pero ¿son tan baratos como dos baofeng?Me recuerda al sistema de "mástil virtual" que vi en la exposición internacional Future Forces hace algún tiempo: https://www.aliter.com/products/vima-virtual-mast-en/desafortunadamente no tenían ninguna presentación dinámica al aire libre, solo hojas de datos, videos y hardware...Solía ​​haber una radio de emergencia en las balsas salvavidas, que era una radio Morse que enviaba mensajes de emergencia cuando el generador manual estaba funcionando.Se amarró una cometa a la antena para darle algo de tiempo.Ese sistema existía hace 40 años.No puedo encontrar ningún detalle o referencia en Internet.Usar una cometa parece ser una buena manera de colocar una antena en lo alto.Kite parece una mala idea.Dependes de suficiente viento para levantarlo.Parece que una mejor idea sería algún tipo de globo con un pequeño bote de helio/hidrógeno presurizado.Como los carros de CO2 que usan las pistolas BB.Los botes deben contener el helio/hidrógeno cerca de forma indefinida y se pueden dispensar en el globo cuando sea necesario.Átelo con un trozo de alambre magnético para usarlo como antena.El buen viejo SCR-578 (más tarde AN/CRT-3) de la Segunda Guerra Mundial, y la idea que los aliados tomaron de los alemanes.Funcionaron bastante bien, en realidad.Aprecio la novedad de esto, pero el costo y la confiabilidad de dicho dispositivo serán bastante bajos para el propósito declarado.Cualquier condición climática adversa y estás hundido.Esos motores también tienen una vida útil muy finita, generalmente de cientos de horas.También va a ser ruidoso y requerirá una buena cantidad de energía para mantenerlo.Si calienta el aire a 100 grados F / 45 C, pesa alrededor de 7 gramos menos.Por lo tanto, cada pie cúbico de aire contenido en un globo aerostático puede levantar alrededor de 7 gramos.El dron tiene una capacidad de elevación de aproximadamente 2,4 kg, por lo que se necesitarían 343 pies cúbicos de aire para proporcionar la misma capacidad de elevación: convenientemente, exactamente 7 pies x 7 pies x 7 pies o una esfera de aproximadamente 4,35 pies de radio.Sé que estas no son las formas correctas de medir un globo, pero esto es solo una referencia conceptual del tamaño.Para redundancia / seguridad, podría usar 4 globos de aproximadamente 2.75 pies de radio cada uno, de esa manera, si uno se va por alguna razón, su carga útil puede regresar gradualmente a la tierra, y probablemente podría detectar esto y encender automáticamente los calentadores en el restante Globos para compensar/bajarlo con seguridad.Creo que esta sería una forma mucho mejor, más barata y más confiable de hacer esto, y realmente no te importa el mantenimiento exacto de la estación.El propósito es transmitir a distancia.En el peor de los casos, incluye GPS y un acelerómetro a bordo, y luego apunta su antena en consecuencia.Puede ser creativo con los gases utilizados según lo que esté disponible.Suponiendo que el helio no sea práctico, podría generar hidrógeno a través de la electrólisis con bastante facilidad (por supuesto, eso trae una gran cantidad de otros peligros), o simplemente aire con 100% de humedad para ayudar a impulsarlo.Tal vez sea solo yo, pero creo que a la gente le falta la idea de este proyecto, aunque un globo puede ser mejor, también es más engorroso, con el "anclaje del cielo", el dron es pequeño y puede funcionar con la misma potencia que necesita para sus radios , entonces, ¿es mejor que un globo?Tal vez no.¿Es más conveniente?Sí.Dado el consumo de energía habitual de las radios en situaciones de emergencia, y comparándolo con lo que normalmente requiere un dron, se quedaría sin potencia de radio *muy rápido* si intentara usar las baterías de la radio para el dron.Dicho esto, si solo necesita un intercambio breve, lanzar un dron de antena, intercambiar datos y volver a bajarlo definitivamente sería más conveniente que usar un globo, por lo que tiene un punto allí.Todavía llamaría a los globos mucho más convenientes: son pequeños cuando no están en uso y están activos flotando por ahí fuera del camino. El único uso que puedo ver para esto es si el multirotor funciona con batería, por lo que no hay ataduras. y está aprovechando el hecho de que puede moverse para moverse (presumiblemente manteniéndose centrado en los usuarios de su centro de comunicaciones para obtener una potencia de transmisión mínima, pero quizás también para hacer otras cosas útiles: imágenes de socorro en casos de desastre, etc.)Y luego usaría un multirrotor alimentado por combustión, ya que si bien es más grande y pesado que un eléctrico, la densidad de energía y la disponibilidad de combustible lo hacen útil para vuelos repetidos relativamente largos.Sigo pensando que en el 99 % de los casos, los dirigibles con control de posición o los simples globos amarrados son una mejor opción.es solo "conveniente" si solo le importan múltiples despliegues rápidos a corto plazo, como, por ejemplo, una campaña militar.pero la misión declarada (respuesta a desastres) que la conveniencia conlleva tantas desventajas que deja de tener sentido.En muchas situaciones de emergencia se termina construyendo una torre de radio ad-hoc.Como en mi área recientemente en Chattanooga TN, a solo un par de calles de mi casa, pasó un tornado y todas las comunicaciones y la energía se cortaron.La única forma de llevar comunicación o datos a los socorristas era comenzar a erigir torres de radio, teniendo en cuenta que solo se usan durante una o dos semanas, el costo es un desperdicio enorme y tomó días construirlas, lo que resultó en una gran cantidad de comunicación perdida.Si mi ciudad tuviera, digamos, 10 de estos, toda el área tendría la capacidad de interconectarse a través de radio y datos en cuestión de unas pocas horas después del desastre.Si los bomberos locales, por ejemplo, pudieran tener uno a mano, podrían llevarlo a donde sea necesario.El costo de un UAV atado "Drone" más grande de 100,000 o más no es lo suficientemente atractivo para que los departamentos desembolsen efectivo de su presupuesto, pero ¿qué pasaría si pudieran obtener una herramienta similar por 3-5 mil que es más pequeña, más portátil y no? uno llorará si se daña durante una crisis debido al menor costo.¿El paquete electrónico es a prueba de RFI/EMI?(dado el hecho de que el único propósito del dispositivo es anclar un cable que emite energía electromagnética / RF a niveles de potencia desconocidos; la conducción, la radiación de ese campo sin duda se superpondrá a la plataforma)Una ventaja de una conexión significa que también puede conectar a tierra su equipo a la estación base.Esto puede ser para comunicaciones de ráfagas "emergentes" en una pandemia o emergencia.Abre tu dron a las 4 p. m.Todos encienden sus receptores a las 4PM.El drone-tenna explota un archivo zip encriptado y luego aterriza.Creo que este tipo está creando este sistema solo para emergencias.El caso previsto es lanzarlo siempre que se necesiten comunicaciones por radio, que pueden no ser continuas, pero la flexibilidad está ahí.En mi caso de uso, la estación base y cualquier equipo adyacente funcionan con un generador de gas.La gente parece estar olvidando que un globo atado regresará a la tierra por sí mismo.Inmediatamente veo problemas de la FAA y la FCC con este concepto.Hola viejo, los drones atados ahora se incluyen en la parte 107 de la FAA desde 2018. Se tratan prácticamente de la misma manera, pero indica que la aeronave no puede volar sobre los no participantes, en otras palabras, las personas que participan en su función.Lo que generalmente se puede evitar marcando un área alrededor del sitio de lanzamiento y solo ingresa un operador o un participante.La precedencia previa de la FAA establecida cuando se utilizan para combatir incendios, por ejemplo, todo el personal de emergencia se considera participantes y no un problema.Punto a favor.Vuela en el ungüento: es ilegal volar drones dentro de un radio de 30 millas de Washington DC y es una apuesta segura que hay otras áreas similares.Es mejor que un globo para situaciones que requieren un despliegue rápido.Ah, claro, un globo de infomercial entonces, para el que no tienes un cilindro de inflado, y accidentalmente sigue explotando, y absolutamente nunca lo llevas listo para ir en la parte trasera de una camioneta, y la gente sigue caminando hacia él con tijeras."¡Tiene que haber una mejor manera!"Alrededor de la Segunda Guerra Mundial, había al menos una radio de emergencia, destinada al uso de botes salvavidas, que se encendía y usaba un globo para elevar la antena.Sé que he leído algunos artículos en los que los radioaficionados han usado globos meteorológicos (esos eran ciertamente baratos en el mercado excedente en un momento) para sostener una antena, aunque no se me ocurre ningún artículo específico.Estoy seguro de que los militares han trabajado más en el concepto.Según esto, el globo era un respaldo para la cometa... https://en.wikipedia.org/wiki/Military_radio_antenna_kites#Kites_M-277-A_and_M-357-AHola Michael, los contratistas militares e incluso la marina los tienen, sin embargo, no están disponibles para el público en general.Hay algunas empresas de UAV amarrados en el sector de la seguridad que podrían modificarse para izar cables para una antena o internet, pero 100.000 solo para tener un donante para empezar es un precio alto y las unidades son muy grandes.Este proyecto tiene como objetivo hacer que el mismo tipo de tecnología sea más barata para que el bricolaje y las pequeñas organizaciones los utilicen.Sigo pensando en esto, porque quiero poner una cámara a unos 100 pies de altura, para estudios de tráfico.Sueño con un helicóptero atado o un globo aerostático eléctrico atado.Sigo volviendo al hecho de que hay líneas eléctricas cerca y descarto la idea.Sin embargo, volveré a soñar con eso.¡Eso es genial!Espero que encuentre útil este proyecto para obtener su propio UAV atado para usar.¡Ya existen soluciones comerciales para este mismo propósito!https://floridapolitics.com/archives/278045-flying-cow-brings-cell-service-back-to-mexico-beachHay un gran mercado para exactamente esto.El punto del dron es para un despliegue rápido, gran elevación y control en condiciones climáticas adversas.Los globos no pueden marcar todas las casillas de verificación, ya que requiere transportar gas más liviano que el aire (o combustible para calentar el aire continuamente), tener que anclarse en múltiples ubicaciones y la capacidad de mitigar el espacio aéreo (esperaría mucho helicópteros de evacuación médica después de un huracán).Cuando está buscando obtener 25 libras de equipo celular en el aire para los primeros en responder, etc., las desventajas del dron (costo de compra y funcionamiento, complejidad, horas de servicio) pueden pasarse por alto fácilmente.Siemens Lufthaken – Lo primero que me vino a la mente al leer el título…tal vez instalar antena en el techo?desastre similar. ¿nuevo concepto de radio?Mis pensamientos sobre problemas similares en el pasado conducen a kite + mifi + antena parabólica en tierra.Coloque un pequeño repetidor VHF a bordo, y esto debería funcionar maravillosamente bien con las operaciones de búsqueda y rescate en un valle empinado.Dirigibles con radar... https://www.cbp.gov/frontline/frontline-november-aerostats y aquí hay uno que la mayoría de las personas que visitan Cayo Hueso de Flordia habrían visto: https://www.bigpinekey.com/blimp-fat- albert-historia/Las nuevas reglas de iluminación de obstrucción también requerirían sistemas altos para contener todo tipo de iluminación en la correa y el dron/dirigible que agregaría requisitos adicionales de peso y potencia.Estoy pensando que la carga regulatoria puede esterilizar la viabilidad por encima de cierta elevación.Mucha tecnología de conversión de energía disponible en telecomunicaciones a 400 V CC para transferir energía.Incluso la mayoría de las fuentes de alimentación de 230 V CA funcionarán bien con una entrada de 400 V CC, excepto por los problemas de cumplimiento normativo con conectores y fusibles.tal vez un dron de cometa híbrido ayudaría¡Sí, es genial usar un helicóptero (probablemente preexistente) para llevar ese cable a la altura!Sin embargo, creo que el dispositivo que sostiene una antena en el aire podría ser una construcción mucho menos compleja.Por otro lado, los helicópteros son un producto básico a granel en estos días que podría ser aún más barato usarlos en lugar de un "producto" más simple pero de menor volumen.Actualizaré la página del producto, pero para ser claros, los equipos de radio pesados ​​pueden quedarse en el suelo y el hexacóptero puede simplemente levantarlos.Mi caso de uso inicial tendrá WIFI y SDR a bordo con la menor cantidad de equipo posible.Si levantar una línea de Ethernet o fibra es demasiado pesado, entonces el equipo en la parte inferior del hexacóptero podría configurarse en un modo de tipo repetidor.La señal va desde la base hacia arriba, luego desde el hexacóptero hacia afuera, y de la misma manera a la inversa también.Pruebe con una línea Goubau... puede conducir energía y señal a través de un solo cable y ahorrar mucho peso.O antes de que se apaguen... haz como el Cyphy Works Parc y usa un pequeño par de cables de alta tensión y baja corriente.Estaban enviando video HD en tiempo real y energía a través de un par de cables de calibre 32.Ya comercialmente hecho por algunas empresas.Aquí hay un enlace a uno de ellos.Sea amable y respetuoso para ayudar a que la sección de comentarios sea excelente.(Política de comentarios)Este sitio utiliza Akismet para reducir el spam.Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.Al utilizar nuestro sitio web y nuestros servicios, usted acepta expresamente la colocación de nuestras cookies de rendimiento, funcionalidad y publicidad.Aprende más