Construcción antena con un bote de patatas Pringles

 Autor: NaTaSaB < natasab @ merlos.org >
 Web: http://www.merlos.org
 Cambios: Julio 2005. Publicada primera versión.
  1. Introducción

    En este artículo vamos a ver cuáles son los pasos para la construcción de la, ya mítica, antena casera hecha con un bote de patatas de la marca Pringles. Esta antena es válida para la frecuencia de 2.4 GHz, frecuencia que utilizan las redes inalámbricas 802.11b/g tan de moda últimamente.

  2. Materiales y herramientas

    Materiales

    • 10 arandelas de 10 mm de diámetro
    • 5 arandelas de 30 mm de diámetro
    • 10 tuercas de 4 mm de rosca
    • 1 barra de hierro con rosca de 4 mm de diámetro (suelen venderlas de 1 m de longitud)
    • 1 bote de patatas Pringles ™
    • 1 conector tipo N
    • 1 trozo (de cable) de cobre unos 5 cm de longitud y de 1.5 mm de diámetro (apróx)

    materiales

    En la imagen podemos apreciar las arandelas, las tuercas, el trozo de cable de cobre, el conector tipo N (abajo a la derecha). El coste de estos materiales ronda los 5 o 6 euros.

    Herramientas

    • 1 soldador de estaño y el estaño
    • Unos alicates o algo que nos sirva para apretar las tuercas
    • Un bote de pegamento rápido
    • Una sierra para cortar la barra de hierro.
  3. Construcción del colector

    El colector está formado por un trozo de la barra de hierro con la rosca de 4 mm de aproximadamente el tamaño de la longitud de onda de la frecuencia de trabajo, es decir, de unos 122 a 124 mm dependiendo del canal en que centremos la antena, aunque como veremos será un poco más largo al tener que añadir el ancho de las tuercas de los extremos. A este trozo de la barra le enroscaremos las 5 arandelas de 30 mm de diámetro separadas 1/4 de la longitud de onda (unos 30 mm aproximadamente). Como el diámetro interior de las arandelas de 30 mm es mayor que el exterior de las tuercas usamos las arandelas pequeñas para poder fijar las arandelas grandes. Es decir, nuestro colector estará formado por 5 secciones de tuerca - arandela pequeña - arandela grande - arandela pequeña - tuerca. La longitud del colector viene del siguiente cálculo de la longitud de onda:

    
      Despejando la longitud de onda de:   
     
                  c = Lo * f  => Lo = c / f
      donde, 
            
            c = 300 000 Km/s (velocidad de la luz)
            f1 = 2.412 Ghz (para el canal 1)  
            f11 = 2.462 GHz (para el canal 11) 
    
      Longitud de onda canal 1:
         Lo1 = 3 * 108 * (1 / 2,412) * 10-9
         Lo1 = 0,124 m
    
       Longitud de onda canal 11:
         Lo11 = 3 * 108 * (1 / 2,462) * 10-9
         Lo11 = 0,122 m
    

    Una forma práctica de calcular el tamaño final de la varilla del colector puede ser presentar ya las tuercas y las arandelas separadas los 30 mm en la barra de 1 m que hemos comprado y una vez esté todo colocado cortarla. En total, las arandelas grandes de los extremos del colector han de estar separadas aproximadamente sobre 123 mm (la longitud de onda intermedia).

    El colector irá introducido en el bote de pringles y deberá estar centrado en el eje del cilindro, para ello debemos colocar en ambos extremos un círculo que lo centre. En uno de ellos vamos a usar la tapa del tubo de pringles y en el otro podemos usar un trozo de plástico o cualquier cosa que encontremos por casa que tenga una cierta resistencia. Símplemente hay que recortarlo al tamaño del diámetro de la lata de pringles y hacer un agujero en el centro.

    Colector completo.
  4. Cambios en el bote de pringles

    En la lata de patatas sólo hay que hacer un pequeño agujero en la parte lateral a 8 cm del fondo donde introduciremos el conector N hembra que tendrá soldado un trozo del hilo de cobre de algo más de 3 cm.

    Detalle conector N 1 Detalle conector N 2 Detalle conector N 3

    En las imágenes de arriba tenemos un detalle del conecto N que colocaremos en la antena. En la primera imagen de la izquierda vemos la ranura sobre la que de forma perpendicular soldaremos el hilo de cobre. En la segunda imagen vemos un detalle del lateral, la parte de la rosca irá por fuera del bote de pringles y será donde conectaremos el cable. En la última imagen vemos cómo es el conector hembra por dentro.

    Lo primero que haremos será soldar el hilo de cobre al conector N hembra. Este hilo tiene que estar totalmente perpendicular a la horizontal del conector N. En principio, es recomendable soldar un trozo de unos 5 cm que más adelante ajustaremos para que su extremo quede en el eje del cilindro de la lata.

    Conector N con hilo soldado

    Una vez que el hilo esté soldado lo más perpendicular y recto posible lo presentamos en el borde de la lata y ajustamos su longitud para que, una vez montado, la punta del hilo soldado esté justo en el eje del cilindo que forma la lata.

    presentamos para medir

    Practicaremos un agujero en la lata a 8 cm del fondo del tamaño de la rosca conector N de forma que el conector esté centrado justo a los 8 cm. Para fijar el conector a la lata podemos usar un pegamento de estos instantáneos que secan a los pocos minutos (es recomendable que sea un buen pegamento). Es conveniente que el agujero no sea muy holgado para que así el propio cartón del bote ayude a fijar el conector. Así es como quedaría:

    Para introducir el conector N en el bote es mejor que lo haga una persona con las manos finas. Así, introducirá una mano con el conector ya soldado en el interior del bote e intentará sacar la rosca por el agujero que hemos practicado al bote.

  5. Uniendo todo

    Bien, ya tenemos todo. Ahora sólo queda introducir el colector en el bote de pringles. El extremo interior del colector ha de quedar lo más cerca posible del cable de hilo cobre, pero nunca tocarlo

  6. El cable

    En general, los conectores que suelen traer las tarjetas PCI y los puntos de acceso son de los llamados SMA. En los APs y las tarjetas suele ir el conector macho con la rosca por fuera y en los cables de las antenas o las antenas monopolo que suelen venir incluidas el conector es SMA hembra con la rosca por dentro. En las imágenes podemos ver cómo son.

    En el caso de la antena pringles, el conector que posee es un conector N hembra, por lo que nuestro cable deberá tener un conector N macho.

    Un artículo interesante que trata el tema de los cables y otros aspectos interesantes es el Montaje de un enlace wireless de larga distancia de José Luis García.

    Un cable de este tipo, también llamado pigtail, en principio, no debería superar 1,5 o 2 m. En las tiendas de electrónica lo puedes comprar ya hecho (cuesta del orden de 8-10 E) o lo puedes hacer tú mismo (un coste de aproximadamente unos 5 E)

  7. Mejoras

    Una posible mejora consiste en tener un colector más grande, por ejemplo, dos o tres veces más largo, con esto obtenemos una mayor directividad en la antena, aunque el problema puede estar en que no logremos centrar la antena justo en la frecuencia a la que queramos, al tener más errores en la distribución de los elementos del array. Hay un artículo de guadawireless en el que nos comentan sus experiencias.

    En mi experiencia personal, hice un colector de 15 elementos y conseguí una cierta mejora (un 6% en la aplicación que venía con la tarjeta de red, pero esta información no es muy significativa).

  8. Despedida y cierre

    Bueno, hasta aquí el cómo fabricar la famosa antena pringles. Es bastante sencilla su construcción, en una o dos horas tomándoselo con calma se puede tener lista. Los componentes son relativamente sencillos de encontrar en ferreterías y tiendas de electrónica. En mi caso lo más complicado fue encontrar el conector SMA hembra.

                                    NaTaSaB (natasab @ merlos.org)
    
  9. Recursos