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Universidad de Colima Facultad de Telemática DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN LABORATORIO DE RECEPCIÓN SATELITAL CONTROLADO A TRAVÉS DE UNA PÁGINA WEB TESIS Que para obtener el grado de: Maestría en Ciencias, Área Telemática Presenta: I.S.C. Inés Angélica de León Sigg Asesor: M. en C. José Moctezuma Hernández Colima, Colima, Julio de 2004
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Universidad de Colima
Facultad de Telemática
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN
DE UN LABORATORIO DE RECEPCIÓN SATELITAL
CONTROLADO A TRAVÉS DE UNA PÁGINA WEB
TESIS
Que para obtener el grado de:
Maestría en Ciencias, Área Telemática
Presenta:
I.S.C. Inés Angélica de León Sigg
Asesor:
M. en C. José Moctezuma Hernández
Colima, Colima, Julio de 2004
Dedico este trabajo a mi papá y a mi
hermana por ser ejemplo para seguir superándome
en mi vida personal y profesional.
Agradezco profundamente:
Al M. en C. José Moctezuma Hernández por compartir conmigo sus conocimientos y por la
asesoría y paciencia en el presente trabajo.
A mis tías por su cariño, confianza, apoyo, comprensión y ánimos brindados para resistir estos
dos años; así como a mi hermano por su apoyo en esta etapa en mi vida profesional.
Al Ing. Alejandro Martínez Pinto por su valiosa ayuda y tiempo dedicado para la realización de
este trabajo.
Al M. en C. Rubén Marentes por sus conocimientos compartidos y tiempo dedicado para el
desarrollo de este trabajo.
A mis maestros: M. en C. María Andrade, M. en C. Román Gallardo, M. en C. Erika Ramos,
Dr. Miguel García, M. en C. Carlos Flores, M. en C. Juan Antonio Guerrero, M. en C. Omar Álvarez y
M. en C. Silvia Fajardo por transmitirnos sus conocimientos durante los dos años de la maestría.
A la M. en C. Sara Sandoval por su ayuda y apoyo durante la maestría y el desarrollo de este
trabajo.
A mis compañeros por su ayuda y paciencia y por haber hecho agradables los dos años en esta
ciudad de Colima: Omar T. Chávez, Luis M. Meléndez, Aaron C. Lacayo, Dante I. Tapia, Aldo C.
Ortega, Xavier G. Lucatero, Sammanta G. Cisneros, Lenin A. Cervantes, Mario E. Guzmán, José A.
Ortega, Ironelis Valdez, Noemí L. Guerra y Lyz E. Martínez.
De igual forma agradezco a todas las personas que de alguna manera intervinieron en la
selección y desarrollo de este trabajo con sus comentarios y opiniones.
A todos, muchas gracias.
Contenido
Pag.
RESUMEN 1
SUMMARY 2
INTRODUCCIÓN 3
CAPÍTULO 1 Conceptos Básicos de Satélites 6
1.1 Historia de los Satélites 6
1.2 Fundamentos de Satélites 11
1.2.1 Satélites Orbitales o Asíncronos 11
1.2.2 Satélites Geoestacionarios 12
1.2.3 Estructura y Funcionamiento de los Satélites de Comunicaciones 15
1.2.4 Separación entre Satélites 21
1.2.5 Ángulos de Vista 24
1.2.6 Interferencia y Atenuación de Señales 26
1.3 Estaciones Terrenas 27
1.4 Aplicaciones y Usos de Señales Satelitales 32
CAPÍTULO 2 Estación Terrena 35
2.1 Instalación de la Estación Terrena 37
2.1.1 Ubicación de la Antena Satelital 37
2.1.2 Instalación de la Antena Satelital 39
2.1.3 Ajustes de Apuntamiento 40
2.1.4 Instalación del Receptor Satelital 46
2.1.5 Conexión del sistema motor 49
2.2 Interfaz Electrónica 50
2.3 Pruebas y Resultados en Estación Terrena e Interfaz Electrónica 54
CAPÍTULO 3 Software de Control y Transmisión 57
3.1 Diseño del Software 58
3.2 Módulos del Diseño del Software 59
3.2.1 Servidor 60
3.2.2 Cliente 64
3.2.3 Cálculo de ángulos de apuntamiento de satélites 66
3.2.4 Servidor de Transmisión de Vídeo 67
3.2.5 Página Web 70
3.3 Integración de los Módulos 73
3.4 Prueba y Resultados de Transmisión 73
CAPÍTULO 4 Materiales 75
4.1 Estación Terrena 75
4.2 Interfaz Electrónica 79
4.3 Software 80
4.4 Costos de Material 81
CAPÍTULO 5 Implementación y Montaje 82
5.1 Configuraciones de Cables 83
5.2 Instalación de la Interfaz Electrónica 84
5.3 Conexión de Capturadora de Video y Cámara Web 85
5.4 Implementación de Software 88
5.5 Pruebas y Resultados Finales 88
CONCLUSIONES Y FUTUROS TRABAJOS 90
BIBLIOGRAFÍA 93
GLOSARIO 97
ANEXOS 103
Coordenadas de Satélites 104
Rastreo de Satélites en 3D 105
Pantalla Inicio Página Web 106
Pantalla Conceptos Satelitales Página Web 107
Pantalla Orientación Satelital Página Web 108
Pantalla Estación Terrena Página Web 109
Pantalla Historia de los Satélites Página Web 110
Pantalla Sistema Página Web 111
Pantalla Sistema con Control Remoto Página Web 112
Pantalla con Software Para Cálculos de Apuntamiento Página Web 113
Pantalla Enlaces Página Web 114
Pantalla Ayuda Página Web 115
Pantalla Acerca de Página Web 116
Software de módulo Servidor 117
Software de módulo Cliente 128
Lista de Figuras
Pag.
Fig. 1. Satélites orbitales 12
Fig. 2. Órbitas de satélite 13
Fig. 3. Satélite Morelos II. 14
Fig. 4. Satélite con estabilización triaxial. 15
Fig. 5. Huellas satelitales. 17
Fig. 6. Separación espacial de satélites 22
Fig. 7. Modelo de subida del satélite. 22
Fig. 8. Transponder del satélite. 23
Fig. 9. Modelo de bajada del satélite. 23
Fig. 10. Enlace intersatelital. 24
Fig. 11. Ángulo de elevación. 24
Fig. 12. Angulo de azimut. 25
Fig. 13. Diagrama de bloques genérico de una estación terrena. 27
Fig. 14. Antena de foco central. 30
Fig. 15. Iluminador. 31
Fig. 16. Posición vertical. 31
Fig. 17. Posición horizontal. 31
Fig. 18. Polarrotor. 32
Fig. 19. Convertidor. 32
Fig. 20. Diagramas de funcionamiento 35
Fig. 21. Plano de edificio de Posgrado de la Facultad de Telemática 38
Fig. 22. Partes de una estación terrena 38
Fig. 23. Foto del plato satelital antes de ser unido (SRT, 2003). 39
Fig. 24. Antena satelital 40
Fig. 25. Representación del ángulo de elevación 41
Fig. 26. Triángulo representativo de δ . 42
Fig. 27. Triángulo representativo de θ . 43
Fig. 28. Lóbulos de una antena parabólica pequeña. 46
Fig. 29. Lóbulos de una antena parabólica grande. 46
Fig. 30. Controles del panel frontal del receptor satelital. 47
Fig. 31. Indicadores del panel frontal. 47
Fig. 32. Elementos del panel posterior. 48
Fig. 33. Conexión de la antena satelital al receptor satelital. 49
Fig. 34. Conexión del motor. 50
Fig. 35. Diagrama de relevadores 51
Fig. 36. Diagrama de fuente de poder de 24V. 51
Fig. 37. Diagrama de circuito electrónico 52
Fig. 38. Diagrama de circuito electrónico para cambio de canales 53
Fig. 39. Plantilla de circuito electrónico. 54
Fig. 40. Plantilla para arreglo de actuador. 54
Fig. 41. Plantilla para arreglo de frecuencias. 54
Fig. 42. Última fase del circuito electrónico 55
Fig. 43. Señal Satelital 57
Fig. 44. Monitoreo de Antena 58
Fig. 45. Icono del servidor en barra de tareas 62
Fig. 46. Servidor desconectado y servidor en espera 62
Fig. 47. Pantalla de acceso a control remoto. 64
Fig. 48. Control remoto 65
Fig. 49. Cálculo de ángulos azimut y elevación. 67
Fig. 50. Señales de entrada y salida de video 69
Fig. 51. Transmisión de imagen de cámara Web. 69
Fig. 52. Menú del Laboratorio de Recepción Satelital 70
Fig. 53. Página de inicio del Laboratorio de Recepción Satelital 70
Fig. 54. Menú información 71
Fig. 55. Página Sistema del Laboratorio de Recepción Satelital 72
Fig. 56. Menú Cálculos 72
Fig. 57. Menú Ayuda 72
Fig. 58. Listas de equipos conectados a la página del laboratorio. 73
Fig. 59. Foto del plato parabólico (SRT, 2003). 75
Fig. 60. Foto de LNB banda C 75
Fig. 61. Foto del polarrotor 76
Fig. 62. Receptor satelital 76
Fig. 63. Foto PC IBM 76
Fig. 64. Foto capturadora de video 77
Fig. 65. Foto cámara Web 78
Fig. 66. Foto laptop 79
Fig. 67. Imagen de ángulo superior del circuito electrónico. 82
Fig. 68. Imagen de ángulo lateral del circuito electrónico. 83
Fig. 69. Conector DB25 procedente del puerto paralelo. 83
Fig. 70. Conector DB9 procedente de los controles de canales del receptor satelital. 84
Fig. 71. Diagrama de bloques de interfaz electrónica 85
Fig. 72. Conexión entre capturadora de video y receptor satelital. 86
Fig. 73. Conexiones de webcam y capturadora de video a equipo servidor. 87
Fig. 74. Diagrama de bloques del laboratorio de recepción satelital. 87
Lista de Tablas
Pag.
Tabla 1. Subsistemas de un satélite de comunicaciones. 16
Tabla 2. Espectro de frecuencias electromagnéticas. 18
Tabla 3. Frecuencias asignadas para servicios por satélite fijo y de radiodifusión. 18
Tabla 4. Combinaciones lógicas. 52
Tabla 5. Valores asignados a los pines del puerto paralelo. 61
Tabla 6. Configuración de dispositivos en Windows Media Encoder. 68
Tabla 7. Precio por artículo. 81
Tabla 8. Código de conector DB25 M. 84
Tabla 9. Código conectores DB9 (H y M). 84
Tabla 10. Código de cable de actuador. 84
1
Resumen
El Laboratorio de Recepción Satelital es un sistema capaz de manipular a través de la red y con
múltiples accesos, una estación terrena y las frecuencias recibidas desde el satélite por medio de una
página Web. Este laboratorio está constituido por una parte en hardware y otra en software. La parte de
hardware consiste en los elementos de la estación terrena y, además una interfaz electrónica
independiente del equipo que controla el brazo motor de la antena parabólica, basado en relevadores y
manipulado por el puerto paralelo de la computadora. El software consiste en un sistema con
arquitectura cliente servidor desarrollado en Visual Basic 6, utilizando sockets para la comunicación;
además utiliza las señales del puerto paralelo para el control de la antena satelital y los canales del
receptor. La transmisión de video es a través de un servidor de video broadcast generado en una
aplicación de software libre por medio de una página Web montada en un servidor http gratuito.
2
Summary
The Laboratory of Satellite Reception is a system able to be manipulated through the network
and with multiple accesses, an earth station and the frequencies received from the satellite by means of
a Web page. This laboratory is constituted by a hardware module and another one of software. The
hardware part consists of the elements of the earth station and in addition an independent electronic
interface to the equipment that controls the arm motor of the satellite dish, based on relays and
manipulated by the parallel port of the computer. The software consists of a “client and server” system
developed in Visual BASIC 6, using sockets for communication; in addition to this, it uses the signals
of the parallel port for the control of the satellite antenna and the channels of the receiver. The video
transmission is through a broadcast video server generated in a free software application by means of a
Web page mounted on an http gratuitous server.
3
Introducción
El uso de las señales satelitales para comunicaciones digitales a través de las aplicaciones
electrónicas actuales se ha vuelto indispensable, ya que ha logrado interconectar dos puntos distantes,
sin necesidad de utilizar cableado físico, accediendo a lugares remotos; así como para dar coberturas
globales, permitiendo una mayor calidad de comunicación internacional.
Los países con poco desarrollo en sus sistemas de telecomunicaciones y con problemas
geográficos de grandes desiertos, grandes espacios oceánicos, selvas, bosques o tundras de difícil
acceso, utilizan este sistema como una solución a largo plazo para complementar sus sistemas
terrestres.
En algunos casos las señales satelitales han llegado a desplazar a los cables, aún cuando por su
alto costo no han recibido la atención necesaria. Sin embargo, el uso de cableado, en algunos casos,
también puede resultar demasiado costoso, o hasta puede llegar a ser casi imposible de instalar.
Las ondas de radio, aunque son prácticas y eficientes, no llegan a alcanzar grandes distancias
debido a la curvatura de la tierra, la orografía y la atenuación que sufre la señal a medida que se aleja
de su fuente de emisión. Para poder lograr una comunicación óptima son necesarias las instalaciones de
estaciones retransmisoras para asegurar que la recepción de la señal sea clara y completa. Sin embargo,
en algunas ocasiones se torna casi imposible la colocación de este tipo de estaciones.
Actualmente es más sencillo ponerse en comunicación con cualquier persona en cualquier
punto de la Tierra. Un sistema satelital se puede emplear para múltiples aplicaciones, como puede ser
televisión (permitiendo ser testigos de cualquier evento en algún rincón del mundo), la telefonía
(permite hablar con quien sea independientemente de su ubicación geográfica), el Internet (permite
acceder a toda clase de información científica, histórica, tecnológica, comercial, entretenimiento,
cultural, turística, hacer compras, ventas, transacciones, etc.), la radio satelital, el video satelital, la
navegación marítima y aérea, la localización GPS, meteorología, etc.
Los sistemas satelitales cuentan con estaciones terrenas en distintas zonas, en las cuales,
algunas veces, es necesario realizar ajustes en los ángulos de sus antenas, lo cual provoca una inversión
4
en tiempo y costo. Con un sistema capaz de controlar las antenas remotamente, habría un ahorro en ese
tiempo y dinero.
En muchas instituciones donde son impartidas materias de temas satelitales, como es el caso de
la Facultad de Telemática de la Universidad de Colima, es necesario que los alumnos se relacionen con
las tecnologías satelitales, realizando prácticas de tal manera que todos puedan acceder y controlar el
equipo de una manera ordenada y fácil, y que miembros del mismo equipo o todo un grupo, incluso el
propio profesor de la materia, sean testigos de las prácticas sin necesidad de estar presentes.
El objetivo principal del Laboratorio de Recepción Satelital, es poner a disposición de los
estudiantes la manera de conocer los satélites geoestacionarios del Cinturón de Clarke, sintonizándolos
con un sólo equipo y de manera remota, de tal forma que puedan acceder a él desde cualquier lugar con
acceso a Internet, pudiendo mover la antena satelital siguiendo la línea del ecuador para localizar los
diferentes satélites geoestacionarios existentes, y poder cambiar la sintonía del receptor entre las
distintas frecuencias de transmisión de los satélites. Así como aprovechar los recursos con que cuenta
la Facultad de Telemática de la Universidad de Colima, sin necesidad de realizar gastos adicionales
para cada usuario. Un grupo completo de alumnos podrá observar los movimientos realizados por la
antena y será testigo de las señales captadas.
A partir de aquí se desprenden los siguientes objetivos generales:
• Mover el plato satelital mediante el uso de una computadora, así como recibir las señales
transmitidas por el satélite.
• Desarrollar un software para realizar las operaciones de control y manipulación del plato
satelital.
• Implementar una interfaz electrónica para interconectar una estación terrena con la
computadora que permita manipular los movimientos del plato satelital.
• Controlar el software de manera local en el servidor y tener acceso remotamente a los controles
a través de Internet por medio de una página Web.
El equipo con el que se cuenta es económico y de uso comercial, por lo que sólo trabaja con un
brazo motor, limitando los movimientos de la antena controlados automáticamente a un grado de
libertad, mecánicamente se pueden tener los dos grados de libertad; además, no se cuenta con un
decodificador, por lo que sólo pueden ser recibidas las frecuencias libres de satélites geoestacionarios.
5
Los capítulos contenidos en este documento describen la instalación e implementación del
laboratorio de Recepción Satelital. El capítulo 1 trata sobre la historia y los conceptos básicos de los
satélites y estaciones terrenas. El capítulo 2 describe la forma en que se instaló la estación terrena, el
apuntamiento de la antena satelital y el diseño del circuito electrónico utilizado para los movimientos
del brazo motor. En el capítulo 3 se describe el software encargado de manipular la antena satelital por
Internet. Los materiales utilizados para este trabajo se mencionan en el capítulo 4.
6
Capítulo 1
Conceptos Básicos de Satélites
Desde años inmemorables, el hombre ha buscado la manera de comunicarse con los demás
desde puntos remotos de una manera rápida y segura.
Estas necesidades se han visto más claras en los tiempos de guerra, cuando es necesario el
envío de mensajes puntual y oportuno. En siglos pasados era común ver palomas mensajeras o botellas
flotando en el mar con mensajes dentro; o bien, hombres tenían que recorrer distancias muy largas y
peligrosas para llevar documentos importantes a sus destinatarios.
Algunas veces llegaba la información sin ningún percance, sin embargo, en otras ocasiones
podía llegar alterada o simplemente no llegaba. Pasaban días, incluso meses para que el remitente
pudiera recibir una respuesta del destinatario.
Con estas necesidades han ido surgiendo nuevas ideas de comunicación a través de los años.
Uno de estos avances tecnológicos han sido las telecomunicaciones, que no son otra cosa más que la
comunicación por medio de la electricidad, surgiendo en el siglo XIX.
Hoy en día, un mensaje llega en cuestión de segundos a su destinatario; o bien, se puede
realizar una videoconferencia en tiempo real.
1.1 Historia de los Satélites
Gracias a la necesidad de la comunicación, el hombre ha tenido la idea de crear satélites
artificiales en la superficie de la Tierra, capaces de cubrir espacios territoriales muy extensos para
transmitir información a diferentes lugares remotos e inaccesibles y mantener comunicación entre los
continentes de la Tierra.
7
El primero en concebir la idea de un satélite geoestacionario fue un oficial inglés de la
Segunda Guerra Mundial, llamado Arthur C. Clarke, quien en 1945 publicó un artículo llamado
“Extra-Terrestrial Relays”, en donde describía un sistema de comunicaciones de tres satélites en órbita
síncrona para lograr una cobertura global de la superficie terrestre (Neri Vela, 2003), (Rosado, 1999).
Durante los años de 1946 a 1957, se trabajó en la construcción de cohetes suficientemente
potentes para lograr poner en órbita un satélite. Se crea el proyecto RAND (Research And
Development) por la compañía Douglas Aircraft y la Army Air Force, ambas estadounidenses, para
examinar los planes del satélite artificial. Pero no fue hasta el 4 de octubre de 1957 cuando los rusos
enviaron al espacio el primer satélite mundial, llamado Sputnik; físicamente era una esfera de aluminio
pulida para reflejar las radiaciones y así mantener la temperatura interna del satélite. Su diámetro era de
58 cm y su peso de 84 Kg Transportaba dos radiotransmisores. Sus baterías de alimentación eran de
plata y zinc. Su vida útil fue de 21 días (Hecl, 2003).
El 31 de enero de 1958, Estados Unidos lanza su primer satélite científico, el Explorer I. En ese
mismo año, lanza el satélite Score con una grabación de un mensaje navideño del presidente
Eisenhower (Stern, 2002), (Barnes & Nombles, 2003).
De 1950 a 1960, Estados Unidos utiliza la Luna como satélite para la comunicación entre
barcos y tierra firme, rebotando las señales en ella (Barnes & Nombles, 2003).
El primer satélite de comunicaciones fue puesto en órbita el 12 de agosto de 1960 por Estados
Unidos, fue nombrado Echo I. Era un globo de 30 metros de diámetro forrado de aluminio. Realizó la
primera transmisión entre New Jersey y Arizona (Falasco, 2003).
Para el 4 de octubre de ese mismo año, fue lanzado el satélite estadounidense Courier 1B,
siendo el primer satélite activo de comunicaciones puesto en órbita y en utilizar células solares para la
retransmisión. Utilizaba cuatro receptores, cinco grabadoras y cuatro transmisores. Su vida útil fue de
18 días, retransmitiendo 118 millones de palabras (Falasco, 2003), (Rosado, 1999).
El Telstar I fue el primer satélite en transmitir imágenes televisivas desde Europa a Estados
Unidos, pesaba 72 Kg y tenía un diámetro de 87 cm. Fue lanzado por la compañía AT&T el 10 de julio
de 1962. El 13 de diciembre de ese mismo año se lanza el satélite Relay I, construido por RCA para la
8
NASA, con dimensiones similares al Telstar I. Un año después es lanzado el Telstar II (Falasco, 2003),
(Barnes & Nombles, 2003), (Rosado, 1999).
En Febrero de 1963 se lanza el Syncom I de la NASA, fallando su equipo de radio, por lo que
se envió el Syncom II el 26 de julio de ese mismo año, enlazó a Río de Janeiro (Brasil), Lagos
(Nigeria) y New Jersey (EEUU) (Barnes & Nombles, 2003).
La ceremonia de inauguración de los juegos olímpicos en Japón fue transmitida vía satélite a
través del satélite Syncom 3, el cual fue lanzado el 19 de agosto de 1964. En ese mismo año se formó
la organización internacional de comunicaciones, INTELSAT (ídem).
El primer satélite lanzado por esta organización fue el INTELSAT I o Early Bird, el 28 de
junio de 1965. Fue diseñado para una vida útil de dos años y medio, funcionando un total de cuatro
años (ídem).
En ese mismo año, la URSS lanza el satélite Molniya I, satélite de transmisión de programas
televisivos. Entre 1965 y 1975 se lanzaron 29 satélites Molniya (Rosado, 1999).
En 1967 son lanzados tres satélite INTELSAT II. Logrando INTELSAT una cobertura global.
Para los años de 1968 a 1970, INTELSAT realizó 8 lanzamientos de su nueva generación de satélites
INTELSAT III, teniendo un fracaso a pesar de sus mejoras. Entre 1971 y 1973 se lanzan 4 satélites
INTELSAT IV (ídem).
Canadá fue el primer país en contar con un sistema interior, lanzando el Anik I en noviembre
de 1972 (Barnes & Nombles, 2003).
En 1974 en un proyecto entre Francia y Alemania, es lanzado el satélite Simphonie I (Rosado,
1999).
Desde entonces a la fecha, han sido varios los satélites lanzados por INTELSAT y por distintos
países.
9
Satélites Mexicanos
México no se ha quedado atrás en cuanto a las comunicaciones satelitales. En 1968 inicia su
participación en la era satelital al inaugurar una estación emisora y receptora de imágenes satelitales en
Tulancingo, Guerrero, con el propósito de transmitir los Juegos Olímpicos de México (Servín, 2000).
A finales de los años 70’s y principios de los 80’s, con la idea de cubrir las emisiones
televisivas a ciudades de Estados Unidos, fue rentado el espacio de tres satélites extranjeros, dos de
ellos pertenecían al consorcio INTELSAT y el tercero fue el satélite estadounidense Westar III
(Telecomm, 2003).
El 17 de junio de 1985 se lanza el Morelos I, primer satélite mexicano, a través del
transbordador espacial Discovery desde Cabo Cañaveral, Florida. Inicia operaciones el 29 de agosto
enlazando la casa de José María Morelos, en Morelia, Michoacán y la Torre Central de
Telecomunicaciones de México, D. F. (Telecomm, 2003). Su función básica fue la transmisión de
señales televisivas de las compañías Televisa e IMEVISION, así como el canal 11 del sistema TV
CANITEC; de radiodifusión a grupo ACIR, OIR, Radio Centro, Estéreo Rey y Raza, además la
cobertura de eventos especiales. En cuanto a datos, en la banda Ku transmitía para empresas
paraestatales como CFE, PEMEX, SCT, diario El Nacional, agencias noticiosas como NOTIMEX y
AP (SCT, 1987). En marzo de 1994 queda fuera de servicio. Teniendo una vida útil de 9 años
(Telecomm, 2003).
El 27 de Noviembre de 1985 se lanza el segundo satélite mexicano, el Morelos II, también
desde Cabo Cañaveral, en el transbordador Atlantis, del cual era tripulante el Dr. Rodolfo Neri Vela.
Con una capacidad de 32 canales de televisión y una vida útil de 13 a 14 años (Telecomm, 2003),
(Guerrero, Juárez, & Valera, 2003). Al principio sólo como un satélite de reserva por si llegaba a fallar
el Morelos I (SCT, 1987).
El 20 de noviembre de 1993 fue lanzado en Kourou, Guyana Francesa, el satélite Solidaridad I.
Quedando fuera de servicio el 28 de Agosto de 2000 después de un desperfecto, adelantando a 7 años
el fin de su vida útil (Telecomm, 2003), (COFETEL, 2000).
10
El satélite Solidaridad II fue lanzado, al igual que el Solidaridad I, desde Kourou, Guyana
Francesa, el 8 de octubre de 1994. Es un satélite de comunicaciones de órbita geoestacionaria que aún
se encuentra en órbita (Servín, 2000).
El 28 de marzo de 1995, gracias a la cooperación de la Universidad de Moscú, en Plesetsk,
Rusia, se lanzó el primer satélite mexicano, con piezas mecánicas fabricadas en el Instituto de Física y
en el Centro de Instrumentos de la UNAM, el UNAMSAT-A, construido en la UNAM. El
microsatélite se caracterizaba por tener un peso de 10.7 Kg, contando con celdas solares y baterías
como fuente de energía. Sin embargo, el cohete explotó en el aire antes de ser puesto en órbita debido a
que no estaba diseñado para tal operación (ídem).
En 1996, fue lanzado el microsatélite UNAMSAT-B, el cual era una réplica de su antecesor
UNAMSAT-A. Este nuevo satélite funcionó y transmitió señales durante 46 días (ídem).
El 6 de diciembre de 1998 es lanzado el satélite SATMEX 5, desde Kourou, Guyana Francesa.
Satélite geoestacionario que aún da servicios de comunicaciones comerciales (Telecomm, 2003).
La empresa Satélites Mexicanos (SATMEX), cuenta con un nuevo satélite, SATMEX 6. Este
satélite está listo para su lanzamiento, sin embargo aún no ha sido puesto en órbita debido a
inconvenientes económicos con las empresas de seguros, siendo detenido en la Guyana Francesa
(Yuste, 2004). Será el más poderoso en América Latina. Cuenta con una capacidad de 36 y 24
transponders en las bandas C y Ku, respectivamente (Satmex, 2004b). Su cobertura será continental,
abarcando desde Estados Unidos hasta Argentina. SATMEX 6 será lanzado desde Kourou, Guayana
Francesa. Tendrá una vida útil estimada de 15 años (Satmex, 2003).
Por último, el satélite mexicano más reciente, SATEX 1 (Satélites Experimentales), que aún se
encuentra en construcción. Es un microsatélite de propósitos para actividades de investigación, como
mediciones atmosféricas, enseñanza vía satélite y para tomar fotografías del globo terráqueo para
seguir el proceso de desertificación, crecimiento de la mancha urbana y avances de incendios
forestales. Tiene un peso de 55 Kg y sus dimensiones son de 55 cm por lado. Estará a 800 kilómetros
de la Tierra, teniendo un contacto con México cuatro veces al día con una duración de 15 minutos
aproximadamente. Tendrá una vida útil aproximada de 10 años y se lleva un 85 % de avance. A cargo
están la SCT, Telecom, Cofetel, el IPN, el CICESE, el CIMAT, la UAP, la UNAM (Viayra, 2004).
11
1.2 Fundamentos de Satélites
En el mundo de las telecomunicaciones, los satélites han tenido un papel muy importante,
siendo en muchos lugares un medio de comunicación indispensable.
Los satélites son cuerpos que giran alrededor de otros. Existen dos tipos de satélites, los
satélites naturales y los satélites artificiales.
Los satélites naturales existen en la naturaleza desde siempre, el hombre no ha tenido nada que
ver con su presencia. La Luna es el satélite natural de la Tierra.
Aquellos objetos puestos en órbita por el hombre y que giran alrededor de la Tierra son
satélites artificiales. Estos satélites son utilizados con fines científicos, tecnológicos y militares.
Dentro de los satélites artificiales se encuentran los satélites orbitales o asíncronos y los
satélites geoestacionarios.
1.2.1 Satélites Orbitales o Asíncronos
Los satélites orbitales o asíncronos giran alrededor de la Tierra trazando un patrón elíptico o
circular. No son estacionarios con relación a ningún punto de la Tierra, por tal razón sólo pueden ser
vistos durante poco tiempo. La figura 1 muestra un ejemplo de satélites orbitales. Este tipo de satélites
se subdivide en 2 tipos más:
- Satélites de órbita progrado, los cuales giran en el mismo sentido que la Tierra y a una
velocidad mayor.
- Satélites de órbita retrógrada giran en sentido contrario a la Tierra o en la misma dirección
pero con una menor velocidad a ella (PUCP, 2003).
12
Fig. 1 Satélites orbitales
Por su tipo de órbita y altura, los satélites orbitales o asíncronos se clasifican en LEO y MEO:
- Los satélites LEO son satélites de órbita baja, pesan cerca de 700 Kg, cubren una órbita
circular a una altura entre los 200 y los 1,400 Km aproximadamente, cubriendo un periodo de
una hora con 40 minutos y un tiempo de visibilidad de 10 minutos desde un punto estático de
la Tierra (ídem).
- Los satélites MEO son satélites de órbita media, tienen un peso cercano a los 1,000 Kg, cubren
una órbita elíptica a una altura entre los 40,000 Km en el apogeo y 500 Km en el perigeo, en
un periodo de 12 horas y un tiempo de visibilidad de 8 horas (ídem).
1.2.2 Satélites Geoestacionarios
Los satélites geoestacionarios (GEO) tienen un peso aproximado a los 1,500 Kg, mantienen
una posición “fija” con respecto a la Tierra, debido a que la altura de la órbita en la cual se encuentran,
está en una órbita ecuatorial a 35,786 Km, orbitando de forma circular y geosincrónica, de tal manera
que su periodo de rotación coincide con el de la Tierra, y ambos tienen la misma dirección. Su periodo
de visibilidad es de 24 horas (García, 2003). La figura 2 muestra los tres tipos de patrones orbitales
(Tomasi, 1996):
13
Fig. 2 Órbitas de satélite: (a) baja altitud, de órbita circular (LEO); (b) altitud media, órbita elíptica (MEO); (c) alta altitud, órbita geosíncrona (GEO).
Dependiendo del uso que se les dé a los satélites, éstos pueden ser:
• Satélites meteorológicos.
• Satélites de navegación.
• Satélites militares y espías.
• Satélites de observación de la tierra.
• Satélites científicos y de propósitos experimentales.
• Satélites de radioaficionados.
• Satélites de comunicaciones
Los satélites meteorológicos son utilizados para tomar fotos a la superficie terrestre
proporcionando datos meteorológicos para predecir condiciones atmosféricas.
En la navegación los satélites son útiles ya que permiten determinar posiciones en el mar,
localizar iceberg’s y trazar corrientes oceánicas.
Los satélites militares y espías tienen una mayor precisión y seguridad, se usan para guía de
misiles, localización y seguimiento de los efectivos militares, movimientos de tropas o control de los
vehículos y naves militares.
Con los satélites de observación de la Tierra como los satélites geodésicos es posible establecer
las coordenadas en determinados puntos de la Tierra; o bien, con los satélites astronómicos son
14
realizadas exploraciones en las capas superiores de la atmósfera y es posible recolectar datos relativos a
diversos cuerpos celestes.
Los satélites científicos son usados para hacer pruebas en la atmósfera o probar leyes físicas.
Los satélites de radioaficionados permiten investigar, estudiar y experimentar con equipos de
radiocomunicaciones, prestando sus servicios para la ayuda comunitaria y como reserva en
telecomunicaciones para la defensa nacional.
Los satélites de comunicaciones se encargan de transmitir señales de televisión, de radio, de
telefonía y datos.
El presente trabajo está basado en los satélites de comunicaciones, los cuales son sólo objetos
en el espacio que sirven como repetidores de las señales enviadas desde la Tierra. Por su tipo de
construcción se pueden dividir en hiladores o spinners, y estabilizadores en tres ejes (Tomasi, 1996).
En los spinners (hiladores) o estabilizados por giro, una parte de la estructura del satélite gira
sobre su propio eje, manteniendo el equilibrio de todo el equipo; la otra parte permanece fija, al igual
que las antenas, las cuales están orientadas hacia la Tierra. La unión entre estas secciones es sólo un
mecanismo de rodamiento y transferencia de energía eléctrica con poca fricción (Neri Vela, 2003).
La figura 3 muestra un satélite con estructura tipo spinner o hilador (Satmex, 2004a).
Fig. 3 Satélite Morelos II. Estructura tipo Spinner.
15
Los satélites estabilizados en tres ejes están formados por una estructura que conserva su
estabilización debido a tres volantes giratorios internos en cada uno de los tres ejes, los cuales son
utilizados como referencia para lograr la orientación hacia la Tierra. Aparentemente se mantienen
estáticos con los paneles solares extendidos en el vacío y con las antenas dirigidas a la Tierra (Neri
Vela, 2003). La figura 4, muestra un satélite con estabilización triaxial (EDUSAT, 2003).
Fig. 4 Satélite con estabilización triaxial.
1.2.3 Estructura y Funcionamiento de los Satélites de Comunicaciones
Al estar en el espacio los satélites se vuelven vulnerables a diversas fuerzas perturbadoras, para
enfrentar este tipo de obstáculos, sus estructuras requieren un buen diseño, una supervisión constante y
un control efectivo y permanente. Si se llegara a presentar alguna falla en cualquiera de sus
componentes ocasionaría el fin de la vida útil del satélite (Neri Vela, 2003).
La estructura de los satélites está formada por los subsistemas descritos en la tabla 1 (Neri
Vela, 2003), la cual es presentada a continuación.
16
Subsistema Función
Antenas Encargadas de la recepción y la transmisión de las señales de radiofrecuencia
desde o hacia la zona geográfica respectiva.
Comunicaciones Encargado de amplificar las señales recibidas, ampliar su frecuencia y
pasarlas a las antenas para su retransmisión hacia la Tierra.
Energía Eléctrica Suministra electricidad a todos los equipos, con los niveles de voltaje y
corriente adecuados, bajo todo tipo de condiciones, ya sean normales o en
caso de eclipses.
Control Térmico Regula la temperatura del satélite durante el día y la noche.
Posición y
Orientación
Se encarga de determinar y mantener la posición y la orientación del satélite.
Así como la estabilización y posición correcta de las antenas y paneles
solares.
Propulsión Es la última etapa que se usa para la colocación del satélite en su órbita
geoestacionaria, proporcionando incrementos de velocidad para corregir las
desviaciones en posición y orientación.
Rastreo, Telemetría
y Comando
Se encarga de monitorear e intercambiar información con el centro de control
en Tierra para conservar el funcionamiento del satélite.
Estructural Es el encargado de mantener la rigidez y controlar todos los equipos, desde el
despegue hasta su funcionamiento orbital. Tabla 1. Subsistemas de un satélite de comunicaciones (Neri Vela, 2003).
A continuación se describen los subsistemas satelitales más detalladamente.
1- Subsistema de Antenas
Las antenas se encargan de recibir la señal de la estación terrena, la procesan y la amplifican en
el satélite, para retransmitirla a la estación terrena. Existen diferentes tipos de antenas para los satélites,
las más comunes son monopolos, dipolos, helicoidales, bicónicas, cornetas, platos parabólicos, entre
otros tipos (Neri Vela, 2003).
Entre más pequeña sea una antena parabólica su haz de radiación es más ancho que una antena
parabólica grande, por lo que puede recibir y transmitir en áreas más grandes; por el contrario, una
antena grande, su zona de cobertura es más chica debido a que su haz de radiación es mucho más
angosto; sin embargo, tiene una mayor ganancia (Neri Vela, 2003).
17
La cobertura satelital en la Tierra depende de la ubicación del satélite en la órbita, de las
antenas para recibir la señal del satélite y la frecuencia que transmite el satélite (Tomasi, 1996). Las
antenas del satélite son manipuladas para concentrar la potencia en una zona determinada en la
superficie de la Tierra. Los patrones de radiación resultantes de la antena del satélite son llamados
Huellas (Fig. 5(Satmex, 2004a)), en donde dichos patrones se pueden dividir en (Tomasi, 1996):
• Tierra, la cobertura es aproximadamente un tercio de la superficie terrestre.
• Zonal, la cobertura es menor a un tercio de la superficie terrestre, en la cual están los satélites
Domsat.
• Punto, cubren una zona geográfica muy pequeña de la superficie de la Tierra.
Fig. 5 Huellas satelitales. La imagen muestra los patrones de radiación de
la antena (Huellas) de la banda Ku2 del satélite Satmex 5. Los contornos
de intensidad o densidad indican las áreas con misma densidad.
2- Subsistema de Comunicaciones
El subsistema de comunicaciones se encarga de separar las señales recibidas a través de las
antenas desde la estación terrena en grupos o canales de banda ancha de microondas, (llamados
Transponders), las amplifica, las procesa digitalmente, cambia la frecuencia a frecuencias más bajas
dentro del espectro electromagnético, después las amplifica, las reagrupa y las pasa a las antenas para
ser retransmitidas hacia la estación terrena receptora. Estos canales de banda ancha pueden contener
canales de datos, de telefonía o de televisión. Regularmente los satélites contienen 12 canales de banda
ancha que trabajan en las bandas C y Ku (Neri Vela, 2003).
Las bandas 6/4 y 14/12 GHz son las frecuencias de la portadora más usadas en las
comunicaciones por satélite, en donde la frecuencia de subida o ascendente (de la estación terrena al
18
transponder), es el primer número, y la frecuencia de bajada o descendente (de la estación terrena del
transponder) es el segundo número (Tomasi, 1996). La tabla 2 presenta el espectro electromagnético de
frecuencias electromagnéticas y la tabla 3 representa las frecuencias asignadas para servicios por
satélite fijo y de radiodifusión.
Frecuencia Longitud de Onda (m) Designación
3 Hz – 30 KHz 48 1010 − Muy baja frecuencia (VLF)
30 – 300 KHz 34 1010 − Baja frecuencia (LF)
300 KHz – 3 MHz 23 1010 − Frecuencia media (MF)
3 – 30 MHz 10102 − Alta frecuencia (HF)
30 – 300 MHz 10 – 1 Muy alta frecuencia (VHF)
300 MHz – 3 GHz 1 - 110− Ultra alta frecuencia (UHF)
3 – 30 GHz 21 1010 −− − Súper alta frecuencia (SHF)
30 – 300 GHz 32 1010 −− − Extrema alta frecuencia (EHF)
310 - 710 GHz 95 103103 −− − XX Infrarrojo, luz visible, ultravioleta
Tabla 2. Espectro de frecuencias electromagnéticas (Ha, 1990)
Banda Enlace ascendente
(GHZ)
Enlace descendente
(GHZ)
Ancho de
banda
Servicio
C:
6/4
GHz 5.925 – 6.425
3.700 – 4.200
500 MHz Servicio fijo por satélite
X:
8/7
GHz 7.900 – 8.400
7.250 – 7.750
500 MHz Comunicaciones militares
Ku: 14/12 Ku: 17/12
GHz GHz
14.0 – 14.5
17.3 – 17.8
11.7 – 12.2
12.7 – 12.7
500 MHz
500 MHz
Servicio fijo por satélite
Servicio de radiodifusión por satélite
Ka:
30/20
GHz 27.5 – 31.0
17.7 – 21.2
3500 MHz Servicio fijo por satélite
47.2 - 50.2
39.5 – 42.5
3000 MHz
Q/V:
50/40
GHz Banda V Banda Q
Servicio fijo por satélite
Tabla 3. Frecuencias asignadas para servicios por satélite fijo y de radiodifusión (Neri Vela, 2003).
19
Debido a que los anchos de banda son limitados, las frecuencias pueden llegar a saturarse, para
evitar esto, se hace una reutilización de frecuencias incrementando el ancho de banda. Para reutilizar el
espectro de la frecuencia se utilizan los siguientes métodos (Tomasi, 1996):
- Generación de múltiples haces. Se incrementa el número de antenas, por lo que diferentes
rayos de una misma frecuencia pueden ser dirigidos a diferentes puntos de la Tierra.
- Polarización dual, es decir, orientar la polarización electromagnética de manera ortogonal.
3- Subsistema de Energía Eléctrica
El satélite es provisto de energía a través de celdas solares, las cuales están diseñadas para
funcionar de acuerdo al “efecto fotovoltaico”, es decir, entre más flujo de radiación solar reciban,
mayor es la electricidad que generarán, además, entre más baja sea la temperatura a la que estén
expuestas, mayor será la energía que generarán (Neri Vela, 2003).
4- Subsistema de control térmico
La temperatura requerida por el satélite depende de las partes con que está formado,
requiriendo un equilibrio térmico entre los distintos rangos de temperatura para lograr la eficiencia en
la operación de todo el equipo. Los materiales y los colores que forman la estructura del satélite,
influyen en el control de la temperatura de todo el equipo para mantenerlo estable en todo momento,
como en cambios bruscos sufridos al momento de un eclipse, en donde el satélite queda en total
oscuridad, y por lo tanto a temperaturas extremadamente bajas, así mismo, cuando termina el eclipse,
se genera otro cambio brusco quedando expuesto nuevamente a los rayos solares; en estos casos el
subsistema de control térmico hace un balance en la temperatura para que el satélite continúe en
funcionamiento (ídem).
5- Subsistema de posicionamiento y control
Los satélites sufren cambios en su posición y orientación con respecto a la Tierra cuando están
en el espacio debido a diferentes fuerzas perturbadoras.
20
La posición del satélite se conoce midiendo la distancia a la que se encuentra y el ángulo con
relación a algún punto de referencia sobre la Tierra. Estas mediciones se realizan a través de una señal
piloto transmitida hacia el satélite, la cual es retransmitida, así, la diferencia detectada entre la señal
enviada y la recibida, más el tiempo de retraso, indican la posición del satélite (Neri Vela, 2003).
Por medio de interferometría se conoce la dirección o ángulo en que se encuentra el satélite, es
decir, dos estaciones separadas por cierta distancia, envían señales pilotos y se comparan las señales
recibidas por cada una de ellas (ídem).
Existe otra técnica para medir el ángulo, la de máxima recepción, la cual requiere sólo
de una estación terrena y consiste en orientar la antena hacia el satélite e irla moviendo hasta
encontrar el nivel máximo de radiación. Ya teniendo el punto de máxima radiación se puede
conocer la dirección o ángulo del satélite (ídem).
Los sensores son utilizados para conocer la orientación del cuerpo del satélite con respecto a la
Tierra. Existen sensores de Tierra, de Sol, de radiofrecuencia y estelares, los cuales son más precisos
pero más pesados (ídem).
La posición y la orientación del satélite pueden ser corregidas comparando los resultados de las
mediciones de los sensores con valores de referencia considerados como correctos, después se calculan
las correcciones para reducir los errores y finalmente, la posición y orientación del satélite se hace
mediante actuadores montados en él (ídem).
6- Subsistema de propulsión
Es la última etapa para colocar el satélite en órbita geoestacionaria, proporciona incrementos
de velocidad para corregir las desviaciones en posición y orientación. Trabaja de acuerdo a la tercera
ley de Newton, la cual dice: “cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el
primero una fuerza igual y de sentido opuesto“, en donde mediante las toberas o conductos de escape,
es como se obtienen las fuerzas que generan el empuje en sentido contrario (ídem).
Para realizar las correcciones en la posición y la orientación del satélite se aplican empujes con
cierta duración para obtener un incremento necesario en la velocidad en la dirección deseada (ídem).
21
7- Subsistema de rastreo, telemetría y comando
Este subsistema está encargado del monitoreo y del intercambio de la información entre el
satélite y el centro de control de la estación terrena (ídem).
El sistema de telemetría mide las cantidades de voltaje, corriente, presión, potencia de salida de
los amplificadores, posición de interruptores y las temperaturas (ídem).
El rastreo es efectuado mediante señales piloto llamadas tono, que van desde la estación terrena
hasta el satélite, y al ser captadas por éste, las remodula y las retransmite a Tierra. Una vez teniendo las
señales retransmitidas por el satélite, son comparadas con las que se enviaron originalmente y las
diferencias que se obtengan permiten hacer los cálculos para conocer la distancia a la que se encuentra
el satélite (ídem).
Las señales de comando son necesarias para realizar las correcciones en la operación y
funcionamiento del satélite a control remoto, como por ejemplo poder cambiar la ganancia de los
amplificadores, cerrar interruptores, modificar la dirección de la estructura, extender los paneles
solares, mover las antenas, etc. Estas señales están codificadas y cifradas por cuestiones de seguridad
(ídem).
8- Subsistema estructural
La estructura es la que le dará al satélite la suficiente rigidez para mantenerlo protegido de
todas las fuerzas perturbadoras a las que se verá sometido desde el momento de su lanzamiento; por lo
que es importante que sea durable, resistente y lo más ligero posible (ídem).
1.2.4 Separación entre satélites
Debido al espacio y al espectro de frecuencia limitado, existe un límite en el número de
satélites que pueden ubicarse en el espacio dentro de un arco específico. Por tal motivo, se les asigna a
cada uno, una longitud de arco geoestacionario. La posición de cada satélite es muy importante, ya que
se debe tener la precaución de no interferir en el espacio de otro satélite. La figura 6 muestra la
separación espacial de satélites en una órbita geosíncrona (Tomasi, 1996). Se tienen considerados entre
3° y 6° de separación espacial, esto dependiendo de las siguientes variables (Tomasi, 1996):
22
Fig. 6 Separación espacial de satélites en una órbita geosíncrona.
1. Ancho del haz y radiación del lóbulo lateral de la estación terrena y antenas del satélite.
2. Frecuencia de la portadora de RF.
3. Técnica de codificación o modulación usada
4. Límites aceptables de interferencia
5. Potencia de la portadora de transmisión (TX).
Un sistema satelital consiste básicamente de un satélite en el espacio al cual están enlazadas
varias estaciones terrenas en la Tierra (Ha, 1990).
Para lograr la comunicación entre el satélite y las estaciones terrenas, se tiene un modelo de
subida, un transponder y un modelo de bajada.
El modelo de subida es el transmisor de la estación terrena al satélite (transponder). La figura 7
describe un diagrama de bloques de un transmisor de estación terrena (Tomasi, 1996).
Fig. 7 Modelo de subida del satélite.
Banda base FDM ó PCM/TDM
Al transponderdel satélite
Modulador (FM, PSK ó QAM)
BPF Modulador
Generador MW 6 ó 14 Ghz
BPF HPA
Convertidor ascendente
IF RF
RF
23
El papel del transponder es recibir la señal de la estación terrena, amplificarla y retransmitirla
por medio de la bajada a los receptores de la estación terrena. La figura 8 muestra el esquema del
transponder (ídem).
Fig. 8 Transponder del satélite.
El modelo de bajada es el transmisor del satélite (transponder) a la estación terrena. La figura 9
muestra un diagrama de bloques del modelo de bajada (ídem).
Fig. 9 Modelo de bajada del satélite.
En algunas ocasiones es necesaria la comunicación entre satélites por lo que se realiza un
enlace cruzado entre satélites o enlaces intersatelitales (ISL), sin embargo, es limitada la potencia tanto
transmitida como recibida debido a que el transmisor y el receptor son enviados al espacio. La figura
10 muestra un enlace intersatelital (ídem).
Trasladador de Frecuencia
De la estación terrena 6 ó 14 Ghz
A la estación terrena 4 ó 12 Ghz
Amplifica-dor de bajo ruido LNA
Modulador BPFAmplificador de baja potencia TWT
BPF
Oscilador de desplazamiento MW a 2 Ghz
RF RF
RF
Convertidor descendente (o de bajada)
Del transponder del satélite
Amplifica-dor de bajo ruido LNA
BPF Modulador
Generador MW 4 ó 12 Ghz
BPFDemodula-dor (FM, FSK ó QAM)
RFIF
RF
Banda base FDM ó PCM
/ TDM
24
Fig. 10 Enlace intersatelital.
1.2.5 Ángulos de Vista
Las antenas son las encargadas de recibir y transmitir la comunicación entre el satélite y la
estación terrena. Para lograr la orientación de la antena hacia el satélite, es necesario conocer los
ángulos de azimut y elevación, llamados ángulos de vista (Tomasi, 1996). Los ángulos de elevación y
azimut, se miden de acuerdo a la posición en la cual la antena tiene la máxima ganancia.
Ángulo de elevación
El ángulo de elevación es el ángulo formado entre la señal recibida por la antena desde el
satélite y la horizontal, (Tomasi, 1996), (Neri Vela, 2003), (Ha, 1990). En la figura 11 está
representado el ángulo de elevación.
Fig. 11 Ángulo de elevación.
Satélite 1 Satélite 2
Estación 1Estación 2
Tierra
Enlace de subida / de bajadaEnlace de subida / de bajada
Comunicaciones cruzadas
Foco
Zenith
Dirección hacia el satélite
Angulo de elevación θ
Plano horizontal
25
Azimut
Es el ángulo de apuntamiento horizontal de la antena y se mide en el sentido de las manecillas
del reloj (Tomasi, 1996), (Neri Vela, 2003), (Ha, 1990). El ángulo azimut φ se encuentra entre 0° y
360°. Dependiendo de la localización de la estación con respecto al punto del satélite, el ángulo de
azimut φ está dado por (Ha, 1990):
- Hemisferio norte:
• Estación terrena al oeste del satélite: '180 φφ −°=
• Estación terrena al este del satélite: '180 φφ +°=
- Hemisferio sur:
• Estación terrena al oeste del satélite: 'φφ =
• Estación terrena al este del satélite: '360 φφ −°=
El ángulo azimut es representado en la figura 12 (Neri Vela, 2003).
Fig. 12 Angulo de azimut.
Dirección hacia el satélite geoestacionario, en el plano ecuatorial
φ
θ
Norte geográfico Ubicación de la estación terrena
Oeste
Sur
Este
Plano horizontal
Proyección horizontal de la línea hacia el satélite
26
Rango
El rango es la línea que se forma desde la estación terrena hasta el satélite, y se obtiene por
medio de Ley de Cosenos, con los datos de la latitud de la terrena, el radio de la Tierra y la posición del
satélite geoestacionario (Neri Vela, 2003).
1.2.6 Interferencia y Atenuación de Señales
Existen varios factores por los cuales las señales pueden sufrir interferencias o pueden tener
alguna atenuación:
Atenuación por absorción atmosférica
Como las señales tienen que atravesar la atmósfera, en ese momento su potencia se atenúa por
causa de las ondas electromagnéticas que interactúan con las moléculas de los gases de la atmósfera
(Neri Vela, 2003).
Atenuación por lluvia
Cuando llueve, las señales portadoras se atenúan conforme se propagan por el aire. Las gotas
de agua absorben la energía al momento de ser calentadas por las señales de microondas y conforme la
longitud de onda se asemeja al tamaño de las gotas, la atenuación también es mayor (ídem).
Efecto Faraday
Al momento de que las señales de microondas de polarización lineal cruzan las capas de la
ionósfera que están cargadas eléctricamente por la radiación solar, se provoca una desviación no
deseable en su dirección del campo magnético, esto se conoce como Efecto Faraday (ídem).
Tiempo de retardo y latencia
Es el tiempo que las señales tardan en subir de la estación terrena al satélite y viceversa (Neri
Vela, 2003).
27
1.3 Estaciones Terrenas
Una estación terrena es el equipo que se encuentra en algún punto de la Tierra y establece
comunicación con el satélite; puede ser fija o estar instalada en lugares móviles, ya sean terrestres,
marítimos o aéreos; son utilizadas para recibir, transmitir o ambas (Neri Vela, 2003). La figura 13
muestra un diagrama de bloques genérico de una estación terrena (ídem).
Fig. 13 Diagrama de bloques genérico de una estación terrena.
Según Tri T. Ha, la estación terrena está dividida básicamente en las siguientes partes (Ha,
1990):
1. Una terminal RF que consiste de un convertidor de bajada y un convertidor de subida, un
amplificador de alto poder, un amplificador de bajo ruido y una antena.
2. Una terminal banda base consiste de equipo banda base, un codificador y un decodificador, y
un modulador y demodulador.
Señales en banda base (forma original)
Modulador
Demodulador
Convertidor ascendente
Convertidor descendente
Amplificador de alto poder
Amplificador de bajo ruido
Receptor de rastreo
Servomecanismo de la antena
Control de apuntamiento de la antena
Motores de movimiento
Sistema de alimentación
de energía
Señales en banda base (forma recuperada similar a la original)
ProgramaEntrada de datos de apuntamiento Red
comercial
Señales de comando
RASTREO
TRANSMISOR
RECEPTOR
ANTENA
Señales de error
Dup
lexo
r
28
La terminal RF y la terminal banda base pueden estar localizadas a una distancia apartada y
conectada por líneas apropiadas IF (Ha, 1990).
Uno de los subsistemas más importantes de la estación terrena es la antena, la cual se encarga
de emitir las señales de radiofrecuencia al satélite, así como de recibir aquellas señales RF que el
satélite emita (ídem).
Existen diferentes tipos de antenas:
Omnidireccionales.- Irradian su energía a los 360°, con un patrón de irradiación que tiende a
ser circular. Dentro de este tipo de antenas se encuentran las antenas verticales, que se encargan de
transmitir en todas direcciones en el plano horizontal. Regularmente son usadas en vehículos (Roldán,
2001).
Direccionales.- El patrón de irradiación que emiten es concentrado hacia una determinada
dirección. Su ganancia depende de su direccionalidad (ídem):
En el caso de los satélites se utilizan antenas direccionales, como la antena parabólica, en la
cual las principales características son la ganancia y el patrón de radiación. La ganancia es la capacidad
que tiene la antena de amplificar las señales que transmite o que recibe de alguna dirección. Siempre se
desea tener la mayor ganancia en la dirección de las señales que se van a recibir o en las que se va a
transmitir, así como la mínima ganancia en aquellas direcciones en donde exista un alto riesgo de
interferencias o que no sean de interés. Entre más grande es el diámetro de una antena parabólica,
mayor es la ganancia (Neri Vela, 2003).
Para la recepción, las antenas parabólicas reflejan las señales que les llegan y las concentran en
el foco, el cual se encarga de reflejarlas y concentrarlas. En el caso de la transmisión, como las señales
provienen del foco, las refleja y las concentra en un haz de radiación muy angosto. La máxima
radiación es el eje del lóbulo principal de su patrón de radiación, y este valor depende del diámetro, de
la concavidad, de la rugosidad de la superficie, de la posición, de la orientación geométrica que tenga
la antena, además del tipo de alimentador con el que sea iluminada (ídem).
29
A continuación se describen diferentes tipos de antenas parabólicas (Roldán, 2001):
Offset.- Este tipo de antenas tiene el foco desplazado hacia la parte baja, quedando fuera de la
superficie de la antena, logrando un rendimiento del 70% o más. Las señales cuando llegan a la antena
se reflejan, algunas se dirigen al foco y las demás se pierden.
Foco centrado.- Debido a que es el tipo de antena a utilizar, se describe con mayor detalle más
adelante.
Cassegrain.- Es una antena que cuenta con dos reflectores de diferentes tamaños; el reflector
de mayor tamaño apunta hacia la recepción, una vez que llegan las ondas, éstas son reflejadas y
dirigidas al reflector de menor tamaño, una vez que chocan en el reflector menor, se dirigen al último
foco en el cual está colocado el detector. Son antenas de grandes diámetros, en donde es complicado
dar mantenimiento a la antena por lo difícil de llegar al foco.
Otro tipo de antenas utilizadas para las transmisiones satelitales en estaciones base y en
terminales de usuarios debido a su bajo costo y su pequeño tamaño son las antenas planas, con las
cuales se obtiene la recepción de señales de satélites de alta potencia (DBS). No requieren un
apuntamiento preciso hacia el satélite, pero si es necesario que estén orientadas al satélite
correspondiente. Las principales aplicaciones están en las telecomunicaciones como antenas de alta,
media y baja potencia, pueden funcionar en polarización circular o lineal en las bandas L, S, C o X
(Roldán, 2001).
Los elementos de la estación terrena son mostrados en la figura 13; sin embargo, no es
necesario que cada estación cuente con los tres componentes. Existen estaciones terrenas que sólo son
transmisoras, así como estaciones que sólo son receptoras. En cuanto al rastreo, sólo se utiliza cuando
el ancho del haz de radiación de la antena es pequeño y es necesaria una precisión para mantener la
comunicación.
Transmisor
Una vez generada la señal, ésta es modulada a una frecuencia intermedia. El convertidor
ascendente aumenta la frecuencia de la señal modulada a frecuencias más altas dentro del espectro,
30
enseguida se aumenta la potencia por medio de un amplificador de alta potencia para poder ser radiada
hacia el satélite por medio de la antena (Neri Vela, 2003).
Receptor
Debido a que la señal retransmitida por el satélite llega a las antenas con una potencia muy
baja, es necesario un amplificador de bajo ruido para amplificar la señal a un nivel aceptable. Una vez
amplificada la señal, la frecuencia es convertida a una frecuencia intermedia mediante un convertidor
descendente. El paso final para recuperar la señal original es a través de la demodulación (ídem).
Antena de Foco Central
Como se mencionó anteriormente, el tipo de antena utilizado en el presente trabajo es una
antena de foco central.
Este tipo de antena garantiza atenuación de lóbulos laterales, polarización cruzada y eficiencia.
El foco se encuentra centrado en el plato, como lo muestra la figura 14 (Calleja, 2004), por lo
que las señales llegan paralelamente al eje principal, son reflejadas y van a dar al foco. Su rendimiento
es de aproximadamente un 60% como máximo. Su tamaño es aproximadamente de 1.5 m de diámetro.
Fig. 14 Antena de foco central.
31
Las partes que forman la antena son (Martín, 2001):
• Plato parabólico.- Llega la señal del satélite al plato, ésta rebota y llega al alimentador. La
figura 16 muestra un ejemplo de la recepción de la señal satelital a través de una antena
parabólica de foco central o primario.
• Iluminador.- también conocido como alimentador, representado en la figura 15 (imagen
tomada de (Martín, 2001)), es la parte encargada de captar la señal, optimizando el rendimiento
de la antena. Si existe una sobreiluminación al captar la señal, también será mayor el ruido
captado; de lo contrario, si la iluminación es poca o insuficiente, existirá una pérdida de
ganancia en la antena. Una vez captada la señal por el iluminador, ésta es enviada al sensor.
Fig. 15 Iluminador.
• Sensor.- En el sensor es puesta previamente la polarización correcta para optimizar la
reutilización de canales en el satélite a través del polarrotor. Contiene un dipolo en su interior,
el cual, dependiendo de la señal que se desea recibir, es girado horizontal o verticalmente.
Si el dipolo se encuentra en posición vertical, según figura 16 (Martín, 2001), respecto al suelo,
sólo serán captadas las señales transmitidas con polarización vertical; de otra forma, si el
dipolo es posicionado de manera horizontal, ver figura 17 (ídem), las señales captadas serán las
transmitidas con polarización horizontal. Una vez sintonizada la señal, es enviada al LNB.
Fig. 16 Posición vertical. Fig. 17 Posición horizontal.
• Polarrotor.- Dispositivo electromagnético encargado de girar la polarización de la señal
captada por el iluminador. La figura 18 muestra la imagen de un polarrotor (Martín, 2001).
32
Fig. 18 Polarrotor.
• LNB (Low Noise Block) formado por:
◊ Convertidor descendente.- (Fig. 19 (Martín, 2001)) Convierte la señal de RF a IF, es
decir, ya que la señal recibida del satélite es de 4 o 12 GHz, ésta es convertida a MHz
para que pueda pasar por los cables y llegar al receptor.
Fig. 19 Convertidor.
◊ LNA.- Amplificador de bajo ruido.
1.4 Aplicaciones y Usos de Señales Satelitales
Los satélites de comunicaciones han logrado ampliar sus usos y aplicaciones en el mundo
actual. En el Global VSAT Forum (Hartshorn, 2004), son mencionados los beneficios de sistemas
Vsat en áreas públicas y privadas, los cuales ofrecen bajos costos y funcionalidad. Algunas de las
aplicaciones por mencionar son (Hartshorn, 2004), (Telemática, 2004):
• Internet por satélite, así como redes intranets
• Televisión directa al hogar (DTH) y video de alta resolución a petición (VoD)
• Educación a distancia
• Videoconferencias
• Comercio electrónico
• Telecomunicaciones rurales
33
• Telemedicina
• Asistencia en caso de desastres
• Grupos cerrados de usuarios gubernamentales
• Redes nacionales y multinacionales
• Comunicaciones de datos en banda ancha
• Servicios VSAT de multidifusión
• Aplicaciones intergubernamentales y empresariales
• Ampliación de la infraestructura de PSTN
• Servicios de distribución de noticias
• Respaldo en caso de interrupciones en las transmisiones con fibra óptica
• Transmisiones de alerta en vehículos tales como aviones, barcos, automóviles, o personales
• Localización y / o seguimiento de vehículos o personas
La tecnología satelital esta teniendo gran importancia en aplicaciones multimedia, gracias a
esquemas tales como MPEG-2 (Hewitt, 2003). Como un buen ejemplo se puede mencionar a la
televisión digital, en donde muchas empresas están transmitiendo sus señales a través de la tecnología
satelital; o bien, la radiodifusión directa en los hogares, o sistemas VSat instalados en zonas rurales
para llevar la comunicación hasta esos lugares (UIT, 2000).
Los usos satelitales están siendo retomados, tal vez alguna limitación sea su alto costo, sin
embargo en muchos países, como Estados Unidos, las redes Vsat están siendo utilizadas para la
enseñanza educativa en áreas rurales (Bermejo, (2004)). En España se está trabajando en proyectos de
formación vía satélite, en donde consideran a los satélites como una buena alternativa para aprendizaje
abierto y educación a distancia (Valle, 2004).
En México, una de las instituciones de mayor prestigio en el país, el Instituto Tecnológico de
Estudios Superiores de Monterrey (ITESM), cuenta con una Universidad Virtual contando con dos
emisoras vía satélite (Martín, 2004). También se puede mencionar la telesecundaria de la Red Edusat.
El servicio de Internet está logrando una navegación rápida por el ciberespacio y permite la
descarga de programas a una velocidad de hasta 400 kbps.
Con relación a la telefonía satelital, se pueden enlazar localidades lejanas y / o aisladas que
están fuera de las áreas de servicio o no tienen comunicaciones confiables.
34
Otras aplicaciones son las señales de radiodifusión como la televisión comercial, televisión de
negocios, televisión corporativa, televisión directa al hogar, televisión por cable y radio digital.
Los satélites en redes empresariales ofrecen servicios de videocomunicación, transmisión de
datos, redes VSAT. Por ejemplo cajeros automáticos o redes corporativas.
En el mundo de la comunicación e información está el periodismo electrónico por satélite.
En el área médica se cuenta con la Telemedicina, como el programa de salud pública creado
por el ISSSTE, primero en el mundo.
Otros usos importantes son el control satelital de vehículos, el monitoreo de alarmas
domiciliarias, el circuito cerrado de televisión.
Todos estos usos de satélites se pueden combinar con otro tipo de tecnología, como lo es
Internet, en donde la manipulación de equipos de forma remota está siendo cada vez más utilizada en la
vida cotidiana, tal es el caso del proyecto de manipulación, desde Estados Unidos, de un telescopio
situado en Chile a través de Internet (Bluck, 2002). En Colombia se cuenta con un laboratorio remoto a
través del cual se pueden manipular aparatos tales como un sistema de producción de recubrimientos
asistido por plasma, un difractómetro de rayos X, un espectómetro infrarrojo por transformada de
Fourier, un osciloscopio infiinium, un voltímetro, un multímetro y una fuente DC; todo esto a través de
Internet 2, en tiempo real y con equipos reales (Ríos, (2003)).
35
Capítulo 2
Estación Terrena
La función del Laboratorio de Recepción Satelital es recibir la señal satelital a través de una
estación terrena y enviarla remotamente por medio de Internet, para que desde cualquier punto remoto,
se puedan observar las frecuencias recibidas y de la misma manera, controlar y monitorizar los
movimientos de la antena.
Para la realización del Laboratorio de Recepción Satelital se siguió la metodología que es
explicada en el presente capítulo y en el capítulo 3, describiendo las partes de hardware y software del
sistema.
El funcionamiento del Laboratorio de Recepción Satelital es descrito en los diagramas de los
incisos a – d de la figura 20.
Fig. 20. Diagramas de funcionamiento del Laboratorio de Recepción Satelital:
a) Señal Satelital
Fig. 20a) La señal recibida por la antena es transmitida al receptor, el cual envía la señal en forma de video a la computadora
local. Una vez recibida la información, la computadora local envía los datos a través de Internet (sitio Web) a una
computadora remota, en la cual es mostrada la información recibida del satélite.
Modem Bank
PC2
Antena
ReceptorSeñal Video
PC1
Datos Internet
Datos Video
36
b) Canales (frecuencias)
Fig. 20b) La computadora remota, envía por medio de Internet los datos con la frecuencia a recibir, la computadora local
recibe la información y la transmite por el puerto paralelo hacia el receptor, el cual, una vez recibida dicha información,
cambia la frecuencia a la indicada.
c) Localización de Satélite
Fig. 20c) La computadora remota envía por medio de Internet la posición en la cual se encuentra el satélite. La computadora
local recibe la posición del satélite y envía la información a un circuito electrónico por el puerto paralelo, el cual mueve el
brazo motor de la antena los grados correspondientes.
d) Monitoreo de Antena
Fig. 20d) El monitoreo de la antena se realiza a través de una cámara de video colocada en un punto tal que puede monitorear
la posición de la antena de manera física, el video es enviado a la computadora local, la cual transmite estos datos a través de
Internet a la computadora remota para proyectar el video en el monitor.
Modem B ank
Datos Datos
PC2
PC1
Internet
Receptor
Datos Cambio de Frecuencia Cambio de
Frecuencia
Antena
Video Cámara
Video
PC1
Datos Internet Datos
PC2
Video
Modem B ank
Antena
Receptor
PC1
Datos Internet
PC2
Datos Datos Posición Satélite
Grados a moverse
Circuito electrónico
Datos
37
2.1 Instalación de la estación terrena:
El primer paso para la realización del Laboratorio de Recepción Satelital, fue la instalación de
la estación terrena. Para su instalación fue necesario conocer la ubicación exacta de la antena satelital
2.1.1 Ubicación de la antena satelital
La antena satelital se encuentra ubicada en las coordenadas geográficas:
- Longitud Oeste 103° 42’ 05”
- Latitud Norte 19° 14’ 52”
que corresponden a la Facultad de Telemática de la Universidad de Colima, para fines de cálculo de
elevación y azimut.
Estas coordenadas fueron calculadas manualmente de acuerdo a la carta topográfica
proporcionada por el INEGI (INEGI, 1999), una vez teniendo las coordenadas del estado de Colima
(INEGI, 2000) las cuales son:
- 19°31’ y 18°41’ de latitud norte;
- 103°29’ y 104°41’ de longitud oeste.
La instalación se realizó en el área del edificio de posgrado de la Facultad de Telemática, en
una zona en la cual los alumnos de la Facultad de Telemática puedan realizar las prácticas relacionadas
con la recepción de señales satelitales. El plano de la figura 21, representa al edificio de Posgrado de
Telemática de la Facultad de Telemática de la Universidad de Colima, indicando el lugar exacto de la
instalación física de la antena satelital.
38
Fig. 21. Plano de edificio de Posgrado de la Facultad de Telemática
Como parte de la finalidad del laboratorio de recepción satelital es aprovechar el equipo con el
que cuenta la Facultad, se utilizó el equipo existente, el cual está formado por:
• Antena de foco primario con reflector de malla con diámetro de 3m y actuador motorizado.
• LBN (Low Noise Block) banda C.
• Receptor satelital analógico.
La figura 22 muestra las partes que conforman la estación terrena:
Fig. 22. Partes de una estación terrena
PLAZOLETA
SIMBOLOGIA
OBSERVACIONES
AUTORIZACION
DIRECCIÓN GENERAL DE OBRAS
MATERIALES Y SERVICIOS
Universidad de
Colima
RF IF Reflector Alimen-
tador
Sensor
PolarrotorH/V
Conver-tidor LNA
LNBReceptor
Del transponder del satélite
Foco Central
39
Las características de los equipos utilizados son detalladas en el capítulo IV Materiales,
sección 4.1 Estación Terrena.
2.1.2 Instalación de la antena Satelital
Teniendo la ubicación del lugar donde quedaría montada la antena, se procedió con su
instalación.
Ensamble de la antena:
El plato de la antena está formado por dos elementos, los cuales unidos forman el reflector,
como lo muestra la figura 23. Se atornillaron procurando que el reflector se mantuviera correctamente
formando la media parábola.
Fig. 23. Foto del plato satelital antes de ser unido (SRT, 2003).
Ya teniendo el plato formado, se procedió con el montaje en la base. Primero se ubicó el eje de
la antena hacia el norte geográfico. Después se atornilló perfectamente para asegurar su estabilidad.
Finalmente, se instaló el brazo motor. Cabe mencionar que por falta de la base original para el plato de
3 metros, se utilizó una base para una antena con dimensiones más pequeñas, por lo que se tiene un
poco de juego en la base y esto puede provocar poca exactitud para la localización de los satélites.
Para la instalación del alimentador, se unieron primeramente las tres varillas a la base del
polarrotor, ya una vez perfectamente atornilladas, se montaron en el plato, atornillándolas en los
huecos correspondientes de manera que la polaridad vertical se mantuviera paralela al eje de la antena.
40
La figura 24 muestra el ensamble de la antena parabólica junto con sus dimensiones.
Fig. 24. Antena satelital
2.1.3 Ajustes de apuntamiento
Para orientar una antena parabólica hacia el satélite correspondiente, es necesario ajustar los
ángulos de elevación y azimut.
El ángulo de elevación se calcula midiendo el ángulo entre la línea horizontal y la señal
recibida por la antena desde el satélite. Este ajuste se realiza haciendo barridos suaves en la zona del
satélite de abajo hacia arriba, subiendo la antena hasta localizarlo, con la ayuda de un inclinómetro, o
bien, con un nivel, una plomada y un transportador.
Para el ajuste del azimut, con la ayuda de una brújula, se busca el Norte geográfico, una vez
localizado, se hacen barridos de Este a Oeste hasta localizar el satélite.
El equipo receptor con el que se cuenta es para recepción de frecuencias en banda C y banda
Ku, en este caso se habilitó para recepción de señales en banda C; el LNB que se tiene es sólo para
recepción de frecuencias en banda C. El estándar utilizado para la señal de video es de acuerdo a la
norma americana NTSC (National Television System Committee), estándar utilizado en América.
Como no se cuenta con un decodificador, el equipo es utilizado sólo para recibir señales de
satélites abiertos geoestacionarios. Además, la antena satelital es utilizada para la localización de
múltiples satélites, es decir, no está fija a un punto específico permanentemente.
Duplex 2X18
RG-592X18
Foco Central3 m
LNB Polarrotor
Actuador
1.35 m
1.50 m
41
Para ajustar una antena satelital regularmente se siguen los siguientes pasos:
1. Localización del norte geográfico.
2. Orientación de la antena hacia el norte geográfico.
3. Movimiento de ángulo de azimut.
4. Movimiento de ángulo de elevación.
Para realizar estos movimientos, es necesario un sistema satelital con dos motores, uno que
mueva la base de la antena y otro que mueva la inclinación, el cual no se tiene porque es muy costoso.
En este caso se usó un sistema comercial económico que sólo trabaja un motor, el cual permite los
movimientos de este a oeste y viceversa sin presentar problemas por las dimensiones del plato. El
proceso utilizado para este caso, fue:
1. Localización del norte geográfico.
2. Orientación de la antena hacia el norte geográfico.
3. Ángulo de azimut 180° (Apuntamiento hacia el sur geográfico)
4. Alineación del alimentador en posición vertical norte-sur y en posición horizontal este-oeste.
5. Inclinación del plato hacia el ecuador, para que al momento de hacer los barridos se siga el
cinturón de Clarke.
El plato fue apuntado hacia el ecuador ya que todos los satélites geoestacionarios se encuentran
sobre dicha línea. La figura 25 muestra el ángulo calculado.
Fig. 25. Representación del ángulo δ de elevación de la antena satelital.
Ecuador
Zenith
NorteSur
cr
s
g
er α
δ
x
s=longitud órbita geoestacionaria
er =radio ecuatorial
x=distancia de la estación terrena al satélite
δ = elevación de la antena=coordenada de la ubicación de la terrena con respecto al ecuador α
cr =radio Colima
42
Para su inclinación, fue necesario buscar la línea del ecuador. Para esto se realizaron los
siguientes cálculos:
Datos utilizados:
• Radio de la tierra 6,375 km.
• Coordenadas del Estado de Colima (INEGI, 2000):
- De latitud norte entre 18°41’ y 19°31’
- De longitud oeste entre 103°29’ y 104°41’
• Coordenadas de facultad de telemática calculadas de acuerdo a (INEGI, 1999):
- Longitud Oeste 103° 42’ 05”
- Latitud Norte 19° 14’ 52”
• Longitud de órbita geoestacionaria 35,786 km (García, 2003), (Neri Vela, 2003).
Tomando en cuenta que la Tierra no es una esfera totalmente redonda, es decir, de radio
ecuatorial tiene 6,378 km y radio polar 6,356 km, además, considerando que las coordenadas (19.2478
N, 103.07 O) están muy próximas al ecuador, se tiene que la distancia del centro de la Tierra a las
coordenadas de Colima es 6375 con 1 km de error (0.015% de margen de error) (J. P. López, CUICA,
UCol. Comunicación personal 28 de mayo de 2004).
Para calcular el ángulo de elevación de la antena satelital δ hacia la órbita geoestacionaria se
obtuvo el triángulo de la figura 26 a partir de la figura 25.
Fig. 26. Triángulo representativo de δ .
s
x
α
δ θ
ω
Plano horizontal
Zenith N
S cr
er
43
Primero se calcularon los valores de x y de θ mostrados en la figura 27.
Fig. 27. Triángulo representativo de θ .
Para representar la línea que une el centro de la Tierra con la órbita geoestacionaria se utilizó la
letra g, y su valor está dado por:
kmg
srg e
42164357866378 =+=+=
Una vez calculado el valor g, se continuó con el cálculo de la línea entre la terrena y la órbita
geoestacionaria:
Por Ley de Cosenos se tiene que:
αcos2222 grgrx cc −+=
Sabiendo que el valor de α corresponde a la latitud de la estación terrena, se tiene "'521419°=α es igual a °= 2478.19α .
Sustituyendo los respectivos valores en la ecuación anterior:
( )( )kmx
kmCosx39385.36206
13109029552478.194216463752421646375 222
==−+=
Con el valor de x y Ley de Senos se obtuvo el valor del ángulo ω :
αω senx
senrc =
Despejando ωsen se tiene que:
xsenr
senw c α=
g = s + er
x
α
θ
ω
cr
44
Sustituyendo los valores:
80580435260.039385.36206
2478.196375==
sensenω
Despejando ω se obtiene:
°== − 327519289.380580435260.01senω
Sabiendo que:
°=++ 180αθω
Se tiene que
ωαθ −−°= 180
Sustituyendo los valores
°=°−°−°= 4246807.157327519289.32478.19180θ
El ángulo que se forma entre la horizontal y el Zenith es de 90° (ver figura 25), el ángulo de
elevación para la antena es δ , por lo que calculando el ángulo:
°−= 90θδ
Sustituyendo el valor de θ en la ecuación anterior:
°=°−°= 42468071.67904246807.157δ
Por lo tanto, el ángulo de elevación δ , representado en la figura 25, para la antena satelital es
67.42468071° O.
Ya una vez teniendo la inclinación correcta de la antena hacia la línea de vista del ecuador, se
continuó con los movimientos de este a oeste para la localización de cada satélite según su posición en
el arco visible de la órbita geoestacionaria.
Se tomó como referencia el satélite localizado en la longitud 103°. Es decir, debido a las
coordenadas geográficas de la antena, se tiene una longitud de 103.07°, después de los ajustes de
apuntamiento la antena quedó con un ángulo de 180° en azimut y 67.4246° en elevación, esto significa
45
que la antena quedó apuntando hacia una longitud de 103° en el ecuador, suponiendo que existe algún
satélite con esa longitud, con el programa Look Angles Calculator utilizado por la empresa PanamSat
(R. Marentes, PanamSat. Comunicación personal, 26 de mayo de 2004) para el apuntamiento de sus
antenas satelitales, se verificó que los cálculos hayan sido los correctos y la respuesta fue satisfactoria.
Además, consultando en el sitio Web de LyngSat (http://www.lyngsat.com/america.html) se tiene que
a esa longitud (103°) se encuentra el satélite AMC 1, por lo que se tomó como referencia dicho satélite
para realizar la localización de los demás.
Cabe destacar, que la distancia a los satélites centrales es mucho más corta que la distancia a
los satélites extremos este y oeste, por lo que la señal de los satélites centrales es mayor que la señal
de los satélites extremos. Debido a esto se tiene una mejor calidad de recepción en los satélites
centrales, ya que la señal transmitida por el satélite llega con más potencia al lóbulo principal de la
antena de la terrena; por el contrario, la señal de los satélites extremos llega con una mayor
degradación al lóbulo principal. Además, la señal llega atenuada debido a que al atravesar el espacio es
afectada por los diferentes factores que han sido explicados en el capítulo I Conceptos Básicos de
Satélites, sección 1.2.6 Interferencia y Atenuación de Señales.
La desventaja de este procedimiento, es que no se obtiene la máxima calidad de recepción, ya
que la señal hacia los satélites laterales no se recibe con la misma intensidad, es decir, llega deficiente
debido a que la distancia es mayor. Además, no se utilizan los cálculos exactos de elevación y azimut,
por falta de dos motores. Sin embargo, se tiene la ventaja de su bajo costo, su facilidad de operación y
que con un sólo plato y un sólo motor se pueden ver gran parte de los satélites geoestacionarios que
cubren el área geográfica del estado de Colima.
Para lograr la máxima calidad de recepción, es necesario alinear la antena a las coordenadas
exactas del satélite, en este caso, como ya se explicó anteriormente, el equipo será utilizado para la
localización de múltiples satélites, no solamente uno; si así fuera, la antena quedaría fija y alineada,
tanto en azimut como en elevación, al satélite correspondiente.
Otra forma de lograr la máxima calidad en la recepción de la señal es usando una antena de
mayor tamaño, ya que a mayor tamaño de antena, mayor ganancia. Dependiendo del tamaño de la
antena son los lóbulos de transmisión, entre más pequeña es la antena, los lóbulos de recepción son
más anchos pero se tiene más pérdida por ser una antena más pequeña y tener mayor interferencia, la
figura 28 representa los lóbulos de recepción de una antena pequeña; entre más grande la antena, los
46
lóbulos de recepción son más estrechos, es decir, son más concentrados lo que significa que tiene una
mayor ganancia de recepción de la señal; sin embargo, si se mueve un poco, se pierde mucha señal, la
figura 29 muestra los lóbulos de recepción de una antena grande.
Fig 28. Lóbulos de una antena parabólica pequeña. Fig.29. Lóbulos de una antena parabólica grande.
2.1.4 Instalación del receptor satelital
Una vez teniendo instalada la antena, se procedió a la instalación del receptor satelital, el cual
lleva 4 conexiones:
• Energía eléctrica: 120V AC, 80 W.
• Antena.
• Polarrotor: 5V DC, 500 mA.
• Sistema de control: actuador 24V DC, 3.5 A; sensor 12V DC 100 mA.
A continuación se explican brevemente los controles del receptor que fueron utilizados en el
Laboratorio de Recepción Satelital.
Controles del Panel Frontal
Las partes del receptor satelital son:
• Botón encendido/apagado.
• Botones de canal: Cambia los canales uno por uno, de arriba hacia abajo, o viceversa. En el
panel se muestra el canal en el cual se encuentra ubicado al momento.
47
• Botones Este/Oeste: Para mover manualmente el plato satelital al Este o al Oeste.
La figura 30 muestra los controles del panel frontal del receptor (Uniden).
Fig. 30. Controles del panel frontal del receptor satelital.
Indicadores del panel frontal
Los indicadores del panel frontal serán mostrados mientras el receptor esté encendido. La
figura 31 muestra un ejemplo de indicador (Uniden).
Fig. 31 Indicadores del panel frontal.
1. Nombre del satélite: Muestra los dos caracteres del nombre del satélite actual.
2. Número de canal: Despliega el número del canal actual.
3. C: Indica que la señal satelital recibida es en banda C.
4. Ku: Indica que la señal satelital recibida es en banda Ku.
5. V: Indica la polaridad vertical.
6. H: Indica la polaridad horizontal.
7. VCII: Indica recepción de video de un canal encriptado.
8. TI: Indica que el filtro de interferencias terrestres está activado.
9. PL: Indica que un canal ha sido desactivado por el Parental Lock.
ChannelW E Fav Call
VCII TI PL
C Ku V H
Power
VCII TI PLC Ku V H
1 2
3 4 5 6
7
48
Panel Posterior
Los elementos del panel posterior utilizados para el Laboratorio de Recepción Satelital, son
mostrados en la figura 32 (Uniden), son:
1. C/V: Entrada para LNB banda C, acepta de 950 a 1450 MHz.
2. DC 18V: Suministra 18V de corriente directa, 250mA máximo de potencia para un switch
opcional UST-524 V/H.
3. CLASS 2 WIRING: Control del actuador. Las conexiones son:
- A+ y - 24V (2.75ª máx.) para el motor
- B 12V +12V DC para el sensor
- SEN Sensor de Retorno
- GND Sensor de tierra
4. GND: Pulso y terminales DC6V: Proveen señales de energía y control para los cambios de
polarización. La energía de la polarización (+6V) es automáticamente desconectada después
del cambio de polaridad.
5. Switch del control remoto (IR/UHF): Selección para recibir señal IR o UHF del control
remoto.
6. TV OUT: Conexión a la capturadora de vídeo.
7. Cordón de corriente: Utiliza 120V.
8. Switch para canal 3 / 4: Para seleccionar el canal en que opera la TV. En este caso se utilizó el
canal 4.
9. Conexión de salida AC: 120 V AC.
Fig. 32. Elementos del panel posterior.
CAUTION
!
1
3 4 5 8
6 7
92
49
Conexión de antena y polarrotor
Se realizó una instalación de recepción simple, ya que sólo se cuenta con un alimentador
simple que usa un LNB para banda C.
El receptor satelital, cuenta con un circuito interno que provee selección de polaridad. Las
conexiones de la antena al receptor se muestran en la figura 33 (Uniden).
Fig. 33. Conexión de la antena satelital al receptor satelital.
Aquí se muestra el cable coaxial RG-59 que va desde el LNB directamente al conector F DC
18V del panel posterior del receptor satelital. Así como la conexión del cable calibre 20 del polarrotor
a los conectores correspondientes del panel posterior del receptor satelital, con la siguiente
configuración de código, basada en el manual de usuario del receptor (Uniden):
• Hilo rojo a la terminal DC6V.
• Hilo blanco a la terminal Pulso.
• Hilo negro a la terminal GND.
2.1.5 Conexión del sistema motor
La antena utilizada emplea un sólo brazo motor para mover el plato de este a oeste con un
cable calibre 18. El receptor satelital tiene la capacidad de mover el actuador por medio de sus
respectivos conectores; sin embargo, en esta ocasión, se utilizó un circuito extra para la realización de
DC 18V
Cable del polarrotor
LNB Banda C DC6V Pulso GND
50
los movimientos del brazo, debido a una limitación técnica en el receptor. Dando una ventaja al
circuito electrónico, ya que podrá ser utilizando aún después de cambiar el equipo de recepción.
El circuito electrónico diseñado e implementado para la manipulación del brazo motor de la
antena será descrito en el Capítulo 5, Implementación y Montaje, sección 2.2 Interfaz Electrónica.
Para la instalación del actuador fueron necesarias las siguientes conexiones:
• Primero se quitó la tapa del motor del actuador.
• Después se introdujo el cable a través del sello de goma.
• Se conectaron los hilos de un extremo del cable a los conectores del actuador, utilizando sólo 2
de las conexiones correspondientes al motor, la figura 34 muestra las conexiones utilizadas
entre el actuador y la interfaz electrónica.
Fig. 34 Conexión del motor.
• Se conectaron los hilos del otro extremo del cable al circuito electrónico por medio de una
clavija y su conector.
2.2 Interfaz Electrónica
Como se mencionó anteriormente, fue necesario el diseño y la implementación de un circuito
electrónico independiente del equipo original debido a limitaciones técnicas en la unidad UNIDEN.
Para el diseño y la elaboración de la interfaz electrónica fue necesaria asesoría externa, dicha interfaz
es descrita a continuación.
Tierra
Actuador
SensorMotor - Motor +
Xa
Xb
Circuito electrónico
51
Diseño de interfaz electrónica
Este circuito consiste en transmitir las señales emitidas por la computadora al actuador de la
antena mediante un diseño basado en relevadores.
Los relevadores son usados para activarse con la corriente emitida del puerto paralelo, 5V, y
permitir el paso hacia el actuador de una corriente de 24V. La figura 35 muestra el diagrama de
funcionamiento general de los relevadores.
Fig. 35. Diagrama de relevadores
Debido a que el brazo motor actúa con 24V, se diseñó e implementó una fuente de poder de
24V, el diagrama para la fuente es mostrado en la imagen de la figura 36.
Fig. 36. Diagrama de fuente de poder de 24V.
Una vez teniendo el material necesario para la elaboración del circuito electrónico, se diseño el
diagrama completo, el cual es mostrado en la figura 37.
(
(
(
M
V
C1 C2
+ -
6A
2200mf 24V / 3A
5A / 100V
110V
52
Fig. 37. Diagrama de circuito electrónico
Para evitar dañar el motor del brazo actuador y el receptor satelital, se calcularon dos arreglos.
Uno para la entrada de datos hacia el motor. Para este arreglo se utilizó un integrado 74LS08 para las
compuertas AND, y el inversor 74LS04. Este arreglo permite que, a partir de la tabla 4 de
combinaciones:
A B Xa Xb
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 1 0
1 1 1 1
Tabla. 4. Combinaciones lógicas
se evite tener dos bits con valor 1 en la salida, ya que esto provocaría daños en el motor. Sólo son
necesarias las combinaciones 01 para girar el motor en sentido horario, y 10 para el giro contrario. Los
+
4N27
4N27
6A
330k
330k
330k
330k
7408 7404
4N27
4N27
.1mf .1mf
1N4002
BC548
2200mf
5A/100v 110v
24v/3A
1N4002
BC548330k
330k7404
7408
330k
330k
BC548
RLY8NORMAL
RLY7NORMAL
M1
RLY4NORMAL
RLY3NORMAL
INCOMOUT
78L05
53
optoaisladores 4N27 son usados para aislar la etapa de la salida de datos del puerto paralelo y las
demás etapas del circuito y evitar que el puerto pueda ser dañado. El diagrama de este arreglo está
incluido en la figura 37.
Después de algunas pruebas con los relevadores, fue necesario un arreglo con transistores
BC548 para energizar la bobina del relevador y evitar que el circuito interno del relevador se quemara
al recibir la corriente.
Al llegar la corriente de 5V los relevadores son activados, permitiendo el paso de la corriente,
corriente de 30V que sirve para mover el motor, una vez que la corriente de 30V haya pasado, es
utilizado un diodo para desenergizar la bobina del relevador.
Un segundo arreglo fue necesario para la salida de los datos del puerto paralelo hacia el control
de canales del receptor. Dicho arreglo trabaja de manera similar al anterior ya que se tienen las mismas
combinaciones, así evita que lleguen dos bits con valor 1 del puerto paralelo al receptor satelital. La
diferencia del diseño consiste en que trabaja con transistores CMOS CD4066BE en lugar de la
compuerta inversora. En este caso, los transistores están trabajando en corte y saturación para que
funcionen como inversores Se utilizaron transistores en lugar de inversores para evitar crecer más el
circuito, dejándolo más compacto. La figura 38 muestra el diagrama para el arreglo.
Fig. 38. Diagrama de circuito electrónico para cambio de canales
Para la interfaz entre la PC y el receptor satelital se implementó un método muy sencillo que
consiste en la adición de un cable a las pistas de la tarjeta de botones del receptor satelital, con una
XB
XA +5V
+5V
4066
4066
B
A
7408
7408
NPN
NPN
330k
330k
1k
1k
54
terminación de un conector DB9 Macho, el cual se conecta a un conector DB9 hembra localizado en el
circuito electrónico.
Las plantillas utilizadas para el diseño del circuito electrónico se muestran en las figuras 39, 40
y 41.
Fig. 39. Plantilla de circuito electrónico.
Fig. 40. Plantilla para arreglo de actuador. Fig. 41. Plantilla para arreglo de frecuencias.
2.3 Pruebas y Resultados en Estación Terrena e Interfaz Electrónica
Para verificar que los ajustes realizados a la antena fueran los correctos, se hicieron pruebas
manuales para localizar los diferentes satélites geoestacionarios y sus respectivas frecuencias emitidas.
Con la ayuda de una fuente de poder, a la cual se conectaron los cables del brazo motor, se
hicieron los movimientos del plato satelital, haciendo los barridos de Este a Oeste sobre el cinturón de
Clarke.
55
Se presentaron contratiempos en el brazo de la antena, tales como la obstrucción del tubo que
gira el plato, debido a la falta de uso, la humedad y la lluvia; sin embargo, se solucionó al aplicar
aceite entre el tubo giratorio y el tubo exterior.
Otra prueba realizada fue la manipulación de la antena por medio del circuito electrónico,
presentando algunos inconvenientes de interferencia con el receptor satelital, sin embargo, esto se
solucionó al aterrizar el receptor satelital.
Fue necesario agregar una fase más al circuito en el disipador para prevenir un calentamiento
excesivo, que consiste en controlar el flujo de voltaje hacia el actuador, añadiéndole un circuito
integrado 7824 al diseño, para asegurar una salida de 24V. A partir de esto, se tiene una corriente de
1A, proveniente del regulador 7824, sin embargo, como la corriente demandada por el motor es de
1.8A, la corriente no se toma del regulador sino de los 30V y es regulada con el transistor 2N3055. La
figura 42 muestra el diagrama de la última fase integrada al circuito electrónico.
Fig. 42. Última fase del circuito electrónico.
+
4N27
4N27
6A
330k
330k
330k
330k
7408 7404 4N27
.1mf.1mf
1N4002
BC548
2200mf
5A/100v 110v
24v/3A
1N4002
BC548330k
330k
7404
7408
330k
330k
BC548
24V
2N30557824
2.2k
30V
RLY8 NORMAL
RLY7 NORMAL
M1
RLY4NORMAL
RLY3NORMAL
IN
COM
OUT78L05
5A
4N27
BC548
56
Después de varias pruebas realizadas tanto al motor como al circuito electrónico, y una vez
solucionados los contratiempos presentados, los resultados obtenidos fueron satisfactorios, es decir, la
antena satelital puede ser manipulada con el circuito electrónico de manera favorable.
Con el resultado de esta prueba, se recolectó la información necesaria para alimentar la base
de datos de satélites utilizada en el sistema.
57
Capítulo 3
Software de Control y Transmisión
En la actualidad existen sistemas capaces de manipular objetos de manera remota, tales como
telescopios, un sistema de producción de recubrimientos asistido por plasma, un difractómetro de rayos
X, un espectómetro infrarrojo por transformada de Fourier, un osciloscopio infiinium, un voltímetro,
un multímetro y una fuente DC; sin embargo, este tipo de manipulación es a través de Internet 2 y son
aparatos con características muy diferentes a las que este sistema mueve.
El sistema aquí presentado, permite manipular de manera remota una antena parabólica a
través de una página Web, en dicha página Web se pueden ver las diferentes frecuencias de los
satélites, así como realizar un monitoreo en tiempo real de la antena, para verificar los movimientos
realizados por la misma.
La conexión a Internet utilizada fue a través de una conexión directa a la LAN de la
Universidad de Colima por medio de cable UTP y una tarjeta de red Intel PRO/100 VE a una velocidad
de 100 Mbps.
El diagrama de la figura 43 representa la etapa de recepción de la señal de video en la estación
terrena para su transmisión por medio de Internet. La figura 44 representa el monitoreo en tiempo real
de la antena.
Fig. 43. Señal Satelital. La señal recibida por la antena es transmitida al receptor, el cual envía la señal en forma de video a la
computadora local. Una vez recibida la información, la computadora local envía los datos a través de Internet (sitio Web) a
una computadora remota, en la cual es mostrada la información recibida del satélite.
Modem B ank
PC2
Antena
Receptor Señal Video
PC1
Datos Internet
Datos Video
58
Fig. 44. Monitoreo de Antena. El monitoreo de la antena se realiza a través de una cámara de video colocada en un punto tal
que puede monitorear la posición de la antena de manera física, el video es enviado a la computadora local, la cual transmite
estos datos a través de Internet a la computadora remota para proyectar el video en el monitor.
3.1 Diseño del Software
Para realizar el diseño del software, primero fue necesario el análisis de la información que se
deseaba plasmar en el sistema, así como los requerimientos para hacerlo. Los cuales son: mover el
plato, realizar el cambio de canales, la transmisión del video por Internet, el control del sistema a través
de Internet, y los requerimientos de seguridad.
Los datos recabados permitieron la planeación del sistema por módulos, de acuerdo a su
aplicación, los cuales se analizaron y diseñaron de manera independiente, finalizando con la
integración de todo el sistema.
El sistema trabaja a través del puerto paralelo por ser más veloz que el puerto serial, en este
caso la computadora utilizada trabaja con un puerto paralelo (EPP, ECP), el cual opera entre 2 y 4
Mbps, a diferencia del puerto serial que trabaja a 56 Kbps. Además, éste es ideal para ser usado como
herramienta de control de motores, leds, etc. Otra ventaja de utilizar este puerto, es que varios de los
modelos actuales de computadoras sólo cuentan con puertos USB y paralelo, por lo que sería una
limitante para el programa si se quisiera instalar en un equipo de tales características. Los
requerimientos del sistema no son de alta velocidad y los bits a manejar son pocos además de que
deben de mantener un estado lógico constante durante la operación, por lo que usar el puerto USB
resultaría más complicado para el presente proyecto.
Antena
Video Cámara
Video
PC1
Datos Internet Datos
PC2
Video
59
Las herramientas de diseño para este sistema son presentadas en el Capítulo IV Materiales en
la sección 4.3 Software.
Para el diseño del software, se hizo una división de 5 módulos. Los tres primeros módulos
fueron desarrollados en el lenguaje de programación Visual Basic 6, ya que éste es un lenguaje sencillo
de programar, con capacidad de manipular los puertos de la PC y en el que además, se pueden realizar
aplicaciones cliente-servidor.
El primer módulo en desarrollar fue el software para el servidor, el cual se encarga de controlar
los movimientos de la antena parabólica y de cambiar las frecuencias en el receptor satelital por medio
de señales emitidas por el puerto paralelo.
El segundo módulo, también desarrollado en VB6, fue el cliente, interfaz entre el usuario y el
servidor.
La tercera aplicación desarrollada en VB6 fue el tercer módulo el cual se encarga de realizar
los cálculos para los ángulos de vista.
El cuarto módulo del diseño del software, fue la configuración de un servidor Windows Media
Encoder, encargado de la transmisión de la señal satelital y del monitoreo de la antena parabólica.
Finalmente, cómo módulo quinto, se diseñó una página Web en DreamWeaver MX, la cual,
tiene integrados todos los módulos anteriores.
3.2 Módulos del Diseño del Software
Para el diseño del software, como se mencionó anteriormente, se hizo una división de 5
módulos:
• Servidor
• Cliente
• Cálculo de ángulos de vista
60
• Servidor de transmisión de vídeo
• Página Web
3.2.1 Servidor
El módulo Servidor es el encargado de enviar las señales recibidas por el Cliente a la interfaz
electrónica, a través del puerto paralelo de la máquina. Esta aplicación fue desarrolla en Visual Basic 6
y se instaló en una PC IBM NetVista con sistema operativo Windows 2000 profesional, la cual hizo la
función de servidor general.
La estructura general del software consiste en la programación a través de sockets para la
comunicación entre el cliente y el servidor, utilizando el protocolo TCP, ya que éste está orientado a la
conexión y la comunicación es más segura que si se usara UDP.
Otra característica importante es la comunicación a través del puerto paralelo a la interfaz
electrónica.
El servidor se encarga de controlar el motor del actuador de la antena parabólica por medio de
señales emitidas por el puerto paralelo, utilizando 2 de los 8 bits de datos de dicho puerto. Estas señales
son recibidas en el circuito electrónico descrito en el Capítulo 2, Estación Terrena, 2.2 Interfaz
Electrónica.
Además de controlar el actuador de la antena, también se encarga de emitir la señal
correspondiente para el cambio de frecuencias en el receptor satelital, utilizando otros 2 bits de los 8
bits de datos del puerto paralelo; es decir, utiliza los bits 2 y 3 para el actuador y los 4 y 5 para el
cambio de frecuencias.
Para trabajar con el puerto paralelo fue necesaria la ejecución del archivo de dominio público
PORT95NT.EXE, (Archivo obtenido el día 27 de febrero de 2004 del sitio
http://www.ing.ula.ve/~araujol/lsd/p1/pro.html) el cual permite trabajar con el puerto paralelo con
sistemas operativos Windows NT o Windows 2000.
La librería INPOUT32.DLL es necesaria para que VB6 reconozca el puerto paralelo ya que
contiene las instrucciones necesarias para el manejo del puerto. Es una librería de dominio público
61
(Archivo obtenido el día 1 de marzo de 2004 del sitio
http://olmo.pntic.mec.es/~jmarti50/descarga/control.html).
Otra librería necesaria para acceder al puerto paralelo en equipos con sistemas operativos
Windows 98 y Windows 2000 es la librería DLPORTIO.DLL de dominio público (Archivo obtenido el
día 1 de marzo de 2004 del sitio http://www.zackyfiles.info/nagra1/grabadores/soft.htm).
El puerto paralelo envía información a través de sus pines hacia el exterior. De los 25 pines con
que está formado el puerto paralelo, sólo 8 cumplen con la función de salida, los pines del 2 al 9. Estos
pines emiten entre 3.5 y 5 voltios.
Las instrucciones utilizadas para enviar la información al puerto paralelo fueron:
Value = &H2 Se asigna el valor del dato del bit.
DlPortWritePortUlong Val(&H378), Value Se asigna el número de puerto.
Para activar los pines, se asignaron los valores de la tabla 5:
Pin Valor
2 1
3 2
4 4
5 8
6 16
7 32
8 64
9 128
Tabla 5. Valores asignados a los pines del puerto paralelo
Para este diseño sólo se utilizaron los pines del 2 al 5, ya que sólo son necesarias 4 señales: 2
para los movimientos de la antena y 2 para el cambio de frecuencias.
El servidor funciona de la siguiente manera:
Al momento de ejecutar la aplicación del servidor, automáticamente es activado, presentando
un icono en la barra de tareas, como el de la figura 45.
62
Fig. 45. Icono del servidor en barra de tareas
La forma puede ser restaurada con un doble click sobre el icono. El número de puerto que
activa es el 10200, esto es para estandarizar y evitar problemas de conexión por proporcionar números
de puertos diferentes al servidor y al cliente. De esta forma el servidor queda a la “escucha” de las
solicitudes del cliente.
Si por alguna razón la antena es movida manualmente, para volver a calibrarla sólo es
necesario presionar el botón de “Calibrar” en la forma del servidor. Es recomendable que esté
desconectado el servidor para evitar que un usuario intente realizar movimientos en ese instante.
Esta opción lo que hace es solicitar los datos para inicializar las variables que almacenan los
grados y los canales con los grados correspondientes de la antena y el canal del receptor en ese
momento, de esta forma quedan almacenadas en el servidor y disponibles para futuros movimientos.
Para indicar que el servidor está en espera de una conexión, es mostrado el mensaje
"Esperando". Las imágenes de la figura 46 presentan el servidor en estado de espera y en estado
desactivado.
Fig. 46. Servidor desconectado y servidor en espera
Al ejecutar el cliente, y establecer la conexión con el servidor, éste le envía los datos
correspondientes del último movimiento de la antena y posición de canal, para que, a partir de ahí, el
usuario pueda realizar los movimientos deseados. Al terminar la sesión, estos movimientos son
almacenados en las variables GradosAct y CanalAct en el programa servidor para quedar disponibles
para nuevos usuarios.
63
El cliente envía al servidor los datos correspondientes a la dirección IP de la PC en la cual se
encuentra instalado el servidor, dicha dirección es 148.213.39.222; el número de puerto, mismo que se
proporcionó en el servidor (10200); el usuario que se desea conectar, y la clave encriptada del usuario a
conectarse. Si alguno de éstos datos no es correcto, el servidor no establecerá la conexión. Si los datos
enviados por el cliente son correctos, la conexión quedará establecida y será mostrado el mensaje
"Conectado". Este procedimiento de conexión se realiza por medio de programación de sockets.
Cuando se establece la conexión, el cliente envía los datos de autenticación al servidor
anteponiendo un código establecido expresamente para este sistema, que consiste en asignar un prefijo
de tres caracteres a cada instrucción enviada por el servidor al cliente o viceversa, en este caso se
utiliza el número 001 indicando que se trata de información tipo Usuario-Contraseña. El servidor
reconoce el código y busca esos datos en la base de datos Registro.mdb, y si se encuentran registrados,
acepta al usuario, de otra forma, cancela la conexión.
Al momento de establecer la conexión, y verificar que el usuario ya ha sido registrado
previamente, el servidor acepta al usuario y envía al cliente una lista de los satélites y posiciones
almacenados en una base de datos llamada Satelites.mdb. Esta lista es guardada en una variable,
separando cada uno de los registros por medio de comas.
Dependiendo de la información enviada del cliente al servidor, el servidor puede indicarle al
receptor satelital que movimientos realizar.
El código para realizar los movimientos que le puede indicar el servidor al receptor satelital es:
002 y 003: Movimientos de este y oeste respectivamente. Significa que la antena debe moverse ya sea
al este o al oeste, para realizar el barrido al cinturón de Clarke.
006 y 007: Cambio de frecuencias (canal arriba y canal abajo respectivamente). Significa que serán
cambiados los números de canales del receptor; estos canales se encuentran entre el 1 y el 24.
El cambio de polaridad horizontal y vertical no ha sido considerado debido a que se requiere
del control remoto original del receptor satelital y no se cuenta con él.
64
Estas instrucciones son enviadas al receptor satelital a través del puerto paralelo. La interfaz
entre el puerto paralelo y el receptor satelital se explica en el Capítulo II Estación Terrena, sección 2.2
Interfaz Electrónica.
3.2.2 Cliente
El cliente es un programa sencillo que consiste en establecer la conexión a través de sockets
con la aplicación servidor. Para establecer esta conexión se proporcionan los datos de dirección IP,
puerto, nombre y clave de usuario, como lo muestra la figura 47.
Fig. 47. Pantalla de acceso a control remoto.
Si la dirección IP y el puerto, o el usuario y la clave no son correctos, la conexión no podrá ser
establecida. Si los datos proporcionados han sido correctos, la conexión será establecida y el control
remoto será activado.
Si por algún motivo la conexión no es establecida inmediatamente, el cliente sólo esperará 30
segundos para su conexión, una vez llegado el límite, se activará nuevamente la ventana de
autenticación.
La clave del usuario es encriptada con una rutina en la aplicación del cliente antes de ser
enviada al servidor para una mayor seguridad en el establecimiento de la conexión, esto se hace por
medio de una función, cuyo código fuente es de dominio público (Archivo obtenido el día 19 de abril
de 2004 del sitio http://www.lawebdelprogramador.com).
65
Cuando la información llega al servidor, éste se encarga de desencriptar la clave de manera
inversa, y dejar el texto original escrito por el usuario, una vez teniendo la información, consulta en la
base de datos para hacer la validación de entrada.
Después de ser validada la información de autenticación, son mostrados los botones para la
manipulación del control remoto.
Los botones contenidos en el control remoto, son mostrados en la figura 48:
Fig. 48 Control remoto
Satélites: muestra una lista de los satélites que se encuentran capturados en la base de datos
correspondiente.
Ajuste manual: es posible mover la antena grado a grado a través de los botones marcados
como “-” para movimientos hacia el Este y “+“ para movimientos hacia el Oeste.
Otra opción para apuntar la antena parabólica hacia el satélite deseado, es proporcionar
manualmente el número de grados que corresponden al satélite en la opción Posición satélite, una vez
suministrado el dato, se presiona el botón Posición.
Canales: existen dos opciones para seleccionar la frecuencia respectiva del satélite
seleccionado. Una opción es seleccionar de la lista Canales el número del canal deseado. La otra
opción es seleccionar manualmente el canal a través de los botones subir “+” y bajar “-“.
66
Como anteriormente se mencionó, existe un protocolo que consiste en enviar del servidor al
cliente y viceversa, los datos correspondientes para que realice los adecuados cambios en la antena
añadiendo un prefijo antes del dato correspondiente.
Estos prefijos añadidos al dato son totalmente transparentes para el usuario, consisten de tres
caracteres numéricos que corresponden a los establecidos en el servidor; así, cuando el servidor envía
alguna información, el cliente inmediatamente detecta que instrucción es la que tiene que realizar; de
igual forma, cuando el cliente envía alguna información al servidor, éste ya sabe a qué se refiere.
Para la selección en la lista de satélites o en la lista de canales, el cliente sólo tiene que acceder
a memoria, ya que esta información ya fue almacenada previamente al momento de la conexión. De
esta forma tiene la información disponible para cuando el usuario haga referencia a algún dato de la
lista. Una vez seleccionado el satélite o el canal deseado, el cliente envía al servidor la posición del
satélite o el número de canal y éste se encarga de mandar la instrucción al receptor satelital por medio
de un circuito electrónico y así, realizar el movimiento correspondiente.
Las demás instrucciones sólo envían el movimiento deseado y el servidor se encarga de
informárselo al receptor.
El mayor trabajo de este sistema cliente - servidor lo realiza la parte del servidor, ya que el
cliente sólo se limita a enviar las instrucciones más el prefijo correspondiente.
Este módulo es ejecutado por el usuario ingresando a la página Web que será descrita más
adelante.
3.2.3 Cálculo de ángulos de apuntamiento de satélites.
El sistema para el cálculo de ángulos de apuntamiento de satélites ha sido diseñado en VB6,
para facilitar al usuario los cálculos de elevación y azimut para apuntar una antena hacia el satélite
correspondiente. Al igual que el módulo de Cliente, este módulo puede ser ejecutado en la página Web
descrita más adelante. Los datos a ingresar en el sistema son los de la longitud y la latitud de la
estación terrena y la longitud del satélite geoestacionario, con estos datos se pueden obtener los
ángulos de elevación y azimut para posicionar la antena. Una vez ingresados los datos, se pulsa el
67
botón calcular y los resultados de los ángulos son presentados en los espacios correspondientes. La
imagen 49 muestra la pantalla del sistema para los cálculos de elevación y azimut.
Fig. 49. Cálculo de ángulos azimut y elevación.
Cabe destacar, que los movimientos que realiza la antena de este laboratorio no son ni de
elevación ni de azimut, es un movimiento extra para realizar los barridos por el ecuador de este a oeste,
ya que el sistema con el que se cuenta tiene solamente un brazo motor que realiza estos movimientos;
además, es utilizado para la localización de múltiples satélites, es decir, no está fijo a un satélite
permanentemente.
Para la verificación del programa se hizo una comparación con el programa Look Angles
Calculator de la empresa PanamSat (R. Marentes, PanamSat. Comunicación personal, 26 de mayo de
2004) y los resultados fueron satisfactorios. Es necesario aclarar que el programa de dicha empresa
sólo hace cálculos para los satélites a su cargo, y el programa aquí presentado, es para cálculos de
satélites generales.
3.2.4 Servidor de Transmisión de Video
Para la transmisión de la señal, fue necesaria la instalación de la capturadora de vídeo y de la
cámara Web en la PC IBM instalada como servidor y en la cual también se instaló el software de
servidor del control remoto, así como el software Windows Media Encoder 9.
68
Windows Media Encoder es una herramienta de producción para la transmisión de broadcast y
multicast de audio y video en tiempo real, transmite video en streaming con formato RM (Real Media).
Para las transmisiones de las señales de la cámara Web y de la capturadora de vídeo fue
necesario tener dos sesiones de Windows Media Encoder, una para cada dispositivo. Las
configuraciones para cada sesión se indican en la tabla 6:
Sesión 1 Sesión 2
Video Capturadora de video Cámara Web
Audio Audio digital SoundMax Ninguno
Puerto http 8080 1054
Método de Broadcast El servidor inicia la conexión El servidor inicia la conexión
Opciones de codificación Video calidad de DVD (2137 Kbps) Vídeo de bajo ancho de banda (29
Kbps)
Tabla 6. Configuración de dispositivos en Windows Media Encoder.
Los puertos http utilizados son asignados automáticamente por el Windows Media Encoder al
iniciar la sesión por primera vez.
Se seleccionó Video calidad de DVD (2137 Kbps) para la señal del satélite para que tuviera
una mejor resolución al momento de ser transmitida por la red.
La configuración del vídeo para la cámara Web fue más bajo ya que sólo mostrará los
movimientos de la antena y no es necesario que utilice más ancho de banda.
Una vez teniendo las configuraciones correspondientes a cada dispositivo, se inició la
transmisión de la señal. La figura 50 muestra en el cuadro izquierdo la señal recibida por la capturadora
de video, y en el cuadro derecho, la señal que está transmitiendo. La columna izquierda indica la
transmisión del audio y la barra inferior derecha, indica que hay una transmisión.
69
Fig. 50. Señales de entrada y salida de video capturado del satélite Intelsat Américas 6, canal 9 PBS X, así como
gráfica de transmisión de sonido.
La figura 51 muestra el monitoreo realizado a la antena satelital a través de la cámara Web. Al
igual que la imagen anterior, el cuadro izquierdo muestra la señal captada por la cámara, y el cuadro
derecho, la señal que está transmitiendo.
Fig. 51. Transmisión de la imagen captada por la cámara Web y la imagen transmitida.
70
3.2.5 Página Web
Una de las características importantes del Laboratorio de Recepción Satelital es su transmisión
por Internet. Para esto, se desarrolló una página Web en DreamWeaver MX, que contiene información
referente a satélites, como son principios básicos, historia, orientación satelital, instalación de la
estación terrena, programa para cálculos de azimut y elevación, enlace a otros sitios de importancia
relacionados al tema, y la opción en la cual se pueden observar los movimientos de la antena, así como
la señal que llega desde el satélite; además, es en donde se pueden controlar los canales y los
movimientos de la antena para realizar los barridos en la línea del ecuador.
Al instalar el servidor de Windows Media Encoder, y tratar de habilitar el Administrador de
Servicio de Internet para configurar el servidor Web, se presentó un conflicto en los puertos, lo que
generó error al transmitir el multicast, por tal razón, se optó por la instalación el Servidor Apache
HTTP versión 2.0.49.
El menú de la página Web es presentado en la figura 52.
Fig. 52. Menú del Laboratorio de Recepción Satelital
La opción Inicio enlaza a la página de inicio del laboratorio, cuya pantalla es mostrada en la
figura 53.
Fig. 53. Página de inicio del Laboratorio de Recepción Satelital
71
El menú Información muestra varias opciones relacionadas con los principios básicos de los
satélites. El menú es mostrado en la figura 54.
Fig. 54. Menú información
Estas opciones enlazan a las páginas en las cuales se explican los conceptos relacionados a los
satélites artificiales de comunicaciones, los requisitos necesarios para la orientación de una antena
satelital, los componentes de una estación terrena y la historia satelital, respectivamente.
La opción Sistema enlaza a la página en la cual se puede observar la señal transmitida por el
satélite, los movimientos de la antena en tiempo real y el control remoto para realizar dichos
movimientos. Para la transmisión de las imágenes fue necesario incluir un parámetro con el URL de la
Transmisión de Media Encoder en el código html de la página, el cual indica la dirección IP del
Servidor, el número de puerto a través del cual sale la señal de video y el nombre del archivo multicast
a transmitir. Para la señal del satélite el URL es: http://148.213.39.222:8080/video para el monitoreo de
la antena satelital es: http://148.213.39.222:1054/camara. Ambas configuraciones son de acuerdo a las
sugeridas por Windows Media. El resultado fue satisfactorio para ambos casos.
La figura 55, muestra la pantalla de la página Sistema, la imagen izquierda despliega la señal
transmitida por el satélite seleccionado, teniendo un retardo promedio de 12 segundos debido a los
delays de la red de la Universidad. La imagen derecha, despliega la imagen de los movimientos de la
antena satelital en tiempo real, con el mismo retardo de la otra imagen. El vínculo Control Remoto,
ejecuta el sistema cliente para el control de los movimientos de la antena parabólica y el cambio de los
canales en el receptor satelital descrito en este mismo capítulo en la sección 3.2.2 Cliente, el usuario
puede ejecutar directamente la aplicación, o descargarla en su ordenador para futuros usos.
72
Fig. 55. Página Sistema del Laboratorio de Recepción Satelital
En el menú Cálculos (figura 56) es ejecutado el sistema en el cual se realizan los cálculos para
los ángulos azimut y elevación.
Fig. 56. Menú Cálculos
Otros Sitios enlaza a una página en la cual se encuentran las direcciones Web de páginas
importantes relacionadas con el tema.
Para una explicación de cómo utilizar el Control Remoto, el menú Ayuda ofrece tal opción, así
como información referente al presente trabajo. La figura 57, muestra las opciones del menú Ayuda.
Fig. 57. Menú Ayuda
73
3.3 Integración de módulos
Una vez creados los 5 módulos que forman el software del Laboratorio de Recepción Satelital,
se procedió a su integración. Para esto, fue necesario crear archivos ejecutables de las aplicaciones
creadas en VB6, para que éstos puedan ser generados fuera del entorno de VB6.
Ya teniendo los archivos ejecutables, se anexaron a la página Web a través de hipervínculos
por medio del software DreamWeaver MX.
En la PC IBM se instalaron el programa Servidor diseñado en VB6, el transmisor de video
Windows Media Encoder y la página Web.
Para los clientes sólo es necesario contar con Windows Media Player 9 o mayor e Internet
Explorer 6 o mayor.
3.4 Prueba y Resultados de Transmisión
Para verificar que la transmisión del video realmente se estuviera realizando, se accedió a la
dirección http://148.213.39.222/, la cual despliega el sitio Web del Laboratorio de Recepción Satelital,
por medio de varias computadoras conectadas a la red de la universidad. Las estadísticas de los equipos
conectados fueron visualizadas en el software Windows Media Encoder. Las direcciones IP que se
conectaron son presentadas en las imágenes de la figura 58.
74
Fig. 58. Listas de equipos conectados a la página del laboratorio.
Los comentarios sobre la página, su contenido y las imágenes fueron favorables. Estos
comentarios fueron recibidos por medio del software MSN Messenger, desde los campus Colima,
Coquimatlán y Villa de Álvarez.
Se presentó la limitante de no poder acceder a la página Web desde el exterior de la
Universidad de Colima debido a la seguridad que la Dirección General de Servicios Telemáticos tiene
configurada en el Firewall con relación a las direcciones públicas de la Facultad de Telemática, y su
uso para la implementación de servidores públicos internos, los cuales deberán ser previamente
autorizados para permitir el acceso de usuarios externos.
75
Capítulo 4
Materiales
Para la elaboración del Laboratorio de Recepción Satelital fue necesario utilizar varios
materiales, tanto de software como de hardware, los cuales son listados a continuación.
4.1 Estación Terrena
Para la instalación de la estación terrena fue necesario utilizar:
- Antena
• Plato parabólico de malla de Foco Central con un diámetro de 3 m.
Fig. 59. Foto del plato parabólico (SRT, 2003).
- Estructura de soporte:
• La base de la antena está formada por un soporte de elevación que, además, permite tener un
movimiento del plato hacia ambos lados (azimut).
• Un mástil de fijación.
• Un brazo motor.
- LNB California Amplifier
• Frecuencia de bajada 3.7 – 4.2 GHz. Fig. 60. Foto de LNB banda C
76
• Frecuencia de subida 950 – 1450 MHz
• Ganancia 65 dB
• Ruido 30k
- Polarrotor Chaparral
- Receptor satelital Uniden modelo UST-4400 Super. Fig. 61. Foto del polarrotor
Fig. 62. Receptor satelital
Las especificaciones técnicas se pueden consultar en el manual de usuario del equipo,
mencionado en las referencias bibliográficas (Uniden).
Además del equipo de la antena y del receptor satelital, también se utilizó una computadora de
escritorio que realizó las funciones de Servidor:
- PC IBM NetVista
• Pentium 4 1.60 GHz
• Disco Duro de 40GB 7200 RPM
• Memoria de 384 MB
• CD-ROM 48x
• Video nVidia Vanta 16MB características: Fig. 63. Foto: http://www.ibm.com/mx/
• Resoluciones soportadas
- 640 x 480, 16M colores (60, 72, 75, 85 Hz)
- 800 x 600, 16M colores (60, 72, 75, 85 Hz)
- 1024 x 768, 16M colores (60, 70, 75, 85 Hz)
-1152 x 864, 16M colores (60, 70, 75, 85 Hz)
-1280 x 1024, 16M colors (60, 75, 85 Hz)
-1600 x 1200, 16M colors (60, 65, 70, 75, 80, 85 Hz)
77
• puertos externos
- Cuatro USB (2 en el frente, dos en la parte posterior)
- Un Ethernet RJ-45
- Dos seriales 9-pin
- Un paralelo (EPP, ECP), IEEE 1284
- Puertos de teclado y ratón
- Entrada de audio, salida de audio, entrada de micrófono
• Red
- Tarjeta Intel 10/100 ethernet
- 10BaseT, 100BaseTX
- Full duplex
- Puerto RJ-45
- Wake On LAN support
- Sistema operativo Windows 2000 Profesional
Otras herramientas necesarias para montar la estación terrena fueron:
- Pinzas pericas. Para ajuste de tornillos.
- Brújula. Para la orientación de plato parabólico.
- Nivel. Para la orientación de plato parabólico.
- Transportador. Para la orientación de plato parabólico.
- 10 m. de cable dúplex 2 X 18 para conexión del motor del actuador.
Monitoreo de Antena y Recepción de Señal Satelital
Los dispositivos utilizados para la transmisión del video
capturado de las señales del satélite y del vídeo del monitoreo de la
antena, fueron:
- Capturadora de video KWORLD, Modelo Mpeg TV Station / USB
KWORLD USB TV BOX Fig. 64. Foto: http://www.pcenlinea.com/mp/19762.html
• USB Externo
• Conectores
• RCA para video compuesto
78
• Tipo minidin de S-Video
• Audio In
• Audio Out
• Coaxial para antena de TV
• RCA para antena de radio FM
• Requerimientos
• Puertos USB
• Pentium III 700 Mhz o mayor
• 128 MB en RAM
• 10 MB libres en disco duro
• Tarjeta de sonido
• Bocinas
• Micrófono
- Cámara Web PC-CHIPS, modelo XEYE
• Puerto USB Rev1.0, Rev 1.1
• Color CMOS con 100K pixeles
• Max. Resolución: 352(h) x 288(w) Fig. 65. Foto: http://www.pcchipsusa.com/prod-xeye.asp
• Frame Rate: 30 frames/sec en CIF (352 x 288)
• Hasta 16.8 Millones color verdadero (24-bit)
• Soporta datos en formatos BMP, AVI y controladores de dispositivos interface TWAIN
• Hardware Snapshot
• Requerimientos:
• PC con procesador Pentium MMX CPU 200 MHz o más
• Un Puerto disponible USB
• Sistema operativo: Windows 98/98SE/ME/2000/XP
• RAM 32 MB
• Espacio libre en disco duro 12MB
• CD-ROM para la instalación de los controladores
79
El equipo en el que se realizó la mayor parte de las pruebas para el Cliente fue una computadora
portátil con las siguientes características:
- Laptop Compaq Presario 1711LA
• Pentium III 1000 MHz
• Disco duro
• Memoria RAM 256 MB
• CD-ROM DVD 48x
• Unidad de disquete 3.5”
• Puertos
- Un Ethernet RJ45 Fig. 66. Imagen tomada de manuales de instalación Compaq Presario
- Un MODEM RJ11
- Dos USB
- Un puerto S-Video salida
- Un Paralelo
- Audífonos
- Micrófono
• Sistema operativo Windows 2000 Profesional
4.2 Interfaz Electrónica
Los materiales utilizados para la interfaz electrónica son:
- Fuente de poder:
• 1 Transformador 110V a 24V con derivación central de 5A
• 4 Diodos de 5A
• 1 Capacitor electrolitio 50V a 4700 µ f
• 4 Diodos de .7V
• Fusibles de 6A
80
- Interfaz Actuador:
• 4 Relevadores con control a 5V para 110V
• 2 Capacitores de 0.1 µ f
• 10 Resistencias de 330 Ω
• 2 Resistencias de 1 k
• 6 Transistores BC548 NPN
• 1 Circuito integrado 78L05
• 1 Circuito integrado 78L24
• 2 74LS08
• 1 74LS04
• 1 CD4066BE
• 1 Transistor 2N3055
• 4 Optoaisladores 4N27
• Cable duplex 2 X 18
• Conectores DB9 H y M
• Conectores DB25 M
• Clavijas H y M
4.3 Software
El software utilizado para el diseño del Laboratorio de Recepción Satelital fue:
- Para la computadora que hizo las funciones de Servidor:
• Sistema Operativo Windows 2000 Profesional
• Controladores de cámara Web PC-CHIPS XEYE
• Visual Basic 6, Edición Empresarial
• Macromedia DreamWeaver MX, Edición Educativa
• Windows Media Encoder 9 Series
• Reproductor Windows Media, versión 9
• Servidor Apache HTTP 2.0.49
• Internet Explorer, versión 6
• Microsoft Access 2000
81
- Para los equipos que hicieron la parte de Cliente:
• Sistemas operativos: Windows 98/2000/XP
• Reproductor Windows Media, versión 9
• Internet Explorer, versión 6 y superiores.
4.4 Costos de Material
El costo total aproximado de equipo adicional para la elaboración del laboratorio fue de
$1820.00 (Mil ochocientos veinte pesos M.N.). En la tabla 7 se muestra el desglose por elemento:
Artículo Precio M.N.
Webcam $250.00
Capturadora de vídeo $990.00
Extensión de cable USB $80.00
Circuito electrónico (considerando todos los elementos) $500.00
Tabla 7. Precio por artículo
82
Capítulo 5
Implementación y Montaje
Una vez teniendo todos los elementos de hardware y software necesarios para el Laboratorio
de Recepción Satelital, se procedió a su implementación.
El circuito electrónico que funge como interfaz electrónica entre el brazo actuador de la antena
satelital y la PC es mostrado en las figuras 67 y 68.
Fig. 67. Imagen de ángulo superior del circuito electrónico.
83
Fig. 68. Imagen de ángulo lateral del circuito electrónico.
5.1 Configuraciones de Cables
Las configuraciones de los cables para realizar las conexiones entre el circuito electrónico, el
receptor satelital y el puerto paralelo de la PC quedaron de acuerdo a las figuras 69 y 70.
Fig. 69. Conector DB25 procedente del puerto paralelo.
Datos Antena
Up Down
Datos Canales Up Down
J1
84
Fig. 70. Conector DB9 procedente de los controles de canales del receptor satelital.
5.2 Instalación de la interfaz electrónica
Para la instalación de la Interfaz electrónica fueron necesario los códigos mostrados en las
tablas 8, 9 y 10:
Cable de Actuador
Interfaz Giro
Negro Xa Sentido horario
Rojo Xb Sentido contrario Tabla 8. Código de cable de actuador.
DB25 Datos de Puerto Paralelo
Antena Canal No. Pin
Azul UP 1
Azul / Blanco Down 2
Naranja / Blanco UP 3
Naranja Down 4 Tabla 9. Código de conector DB25 M.
DB9 Datos de Receptor Satelital
No. Pin
Verde UP 1
Naranja Down 2
Azul GND 9 Tabla 10. Código conectores DB9 (H y M).
UpDown
J2
85
El diseño final del circuito electrónico quedó formado por cuatro conexiones:
• Conexión al puerto paralelo de la PC por medio de conector DB25.
• Conexión al receptor satelital por medio de conectores DB9 M y H.
• Cordón de corriente: 120V.
• Conexión con cable del motor del actuador.
La figura 71 muestra un diagrama de bloques para la interfaz electrónica:
Fig. 71. Diagrama de bloques de interfaz electrónica
5.3 Conexión de capturadora de video y cámara Web
Una parte importante para la realización del Laboratorio de Recepción Satelital, fue la
necesidad de la instalación de una capturadora de vídeo y de una cámara Web, con estos dos
dispositivos, es posible capturar la señal del satélite y monitorear los movimientos de la antena.
Después de un análisis a las diferentes tarjetas capturadoras del mercado, se optó por la
adquisición de una capturadora KWORLD modelo KW-TVEXT221R, debido a que cuenta con puerto
USB, lo que permite su uso en diferentes equipos de cómputo, no limitándola solamente a una PC,
como sucedería con una tarjeta PCI, además es de bajo costo y sencilla de manejar. Las características
son presentadas en el Capítulo IV Materiales, sección 4.1 Estación Terrena.
Interfaz Electrónica Actuador
ReceptorSatelital
Puerto Paralelo
PC
AC
86
Para la cámara Web, la cual permite el monitoreo de la antena satelital en tiempo real, al igual
que en el caso de la capturadora de video, se hizo una selección de cámaras Web y se optó por una PC
CHIPS modelo Xeye PC Camera, ya que dicha cámara es pequeña, liviana, con buena resolución y un
precio accesible, sus características se presentan en el Capítulo IV Materiales, sección 4.1 Estación
Terrena.
Ya teniendo formada la estación terrena, el siguiente paso fue la conexión del receptor satelital
a la capturadora de vídeo.
La conexión se realizó mediante un cable coaxial desde el conector TV OUT del receptor
satelital, hacia el conector CATV de la capturadora de vídeo. La conexión es mostrada en la figura 72
(Uniden).
Fig. 72. Conexión entre capturadora de video y receptor satelital.
Las conexiones restantes de la capturadora de video y de la cámara Web se muestran en la
figura 73, y fueron:
• Conexión del SVHS-IN de la capturadora de video al puerto USB de la PC utilizada como
servidor de transmisión.
• Conexión del cable de audio de line-in de la tarjeta de sonido del servidor de transmisión al
AUD-OUT de la capturadora de video.
• Conexión de cable USB de la cámara de video al puerto USB de la computadora.
OUT IN AV-IN
SVHS-IN
FM TV CAUTI!TV OUT CATV
87
Fig. 73. Conexiones de webcam y capturadora de video a equipo servidor.
Quedando finalmente la instalación de acuerdo al diagrama de la figura 74.
Fig. 74. Diagrama de bloques del laboratorio de recepción satelital.
• Brazo motor a circuito electrónico.
• Polarrotor a receptor satelital
• LNB a receptor satelital
• Receptor satelital a circuito electrónico
• Circuito electrónico a puerto paralelo de PC IBM
• Capturadora de video a PC IBM
• Cámara Web a PC IBM
IBM
SVHS-IN
USB
USB
Webcam
PC
Capturadora
RF IF
Reflector
Alimen- tador
Sensor
PolarrotorH/V
Conver-tidor
Ampli-ficador
LNB
Actuador
Base
Receptor
Captu-radora
Web-cam
PC
USB USB Paralelo
Interfaz Electrónica
DC 24V
Ctrl. de motor
Interfaz PC
Interfaz PC
Foco central
88
5.4 Implementación de software
El software quedó instalado en la PC IBM NetVista, a la cual se conectó el circuito electrónico
a través del puerto paralelo.
La webcam fue colocada en la parte exterior del Laboratorio de Sistemas de Información del
edificio de posgrado de la Facultad de Telemática, dejándola enfocada hacia la antena satelital para
poder monitorear los movimientos. Se conectó por medio de una extensión USB de tres metros a uno
de los puertos USB de la PC.
Para continuar con la implementación se realizó el apuntamiento de la antena, según los ajustes
mencionados en el Capítulo 2 Estación Terrena, 2.1.2 Instalación de la Antena Satelital. Teniendo el
ángulo de apuntamiento debido, se continuó con la calibración de la antena satelital, este se hizo
girando el plato satelital hacia ambos lados para localizar los puntos extremos y dar los parámetros al
sistema para evitar que el brazo de la antena se obstruya y provoque daños en el motor.
Una vez teniendo estos datos, se guardaron en el sistema y se continuó con la inicialización del
sistema por medio del botón “calibrar” del servidor. Dejando las variables almacenadas en el sistema
para que el usuario lo pueda manipular.
Terminadas estas acciones, finalmente se ejecutó el software del servidor y se dejó a la
“escucha” de las solicitudes proporcionadas por el cliente.
5.5 Pruebas y Resultados Finales
Para comprobar el correcto funcionamiento de todo el equipo y el software en conjunto, se
manipuló la antena por medio del software del cliente de manera local. Se localizaron satélites
centrales debido a que su señal llega con mayor intensidad y se tomaron como referencia. A partir de
ahí se inicializaron las variables correspondientes en el sistema de servidor, proporcionando los grados
y el canal inicial de la antena y el receptor respectivamente, como se indica en el capítulo 3 Software
89
de Control y Transmisión, sección 3.2.1 Servidor. Una vez localizados los satélites, los ajustes se
hicieron a prueba y error debido a que el motor que usa la antena parabólica es un motor DC.
Una vez realizadas estas pruebas y habiendo verificado el correcto funcionamiento de manera
local, se realizaron pruebas de manera remota, las cuales también resultaron exitosas.
Es necesario mencionar que el equipo en el cual se tiene instalado el software para el
movimiento de la antena satelital y la recepción de la señal del satélite, cuyas características son
señaladas en el Capítulo 4 Materiales, sección 4.1 Estación Terrena, en conjunto con el error
intrínseco mecánico del brazo, ocasionado por la carga mecánica de peso, la cual varia el esfuerzo
necesario en el motor serie de acuerdo al sentido de desplazamiento del plato (ascendente ó
descendente), generan un error de apuntamiento de aproximadamente un grado en la selección de
satélites.
Una buena alternativa, sería el implementar un motor de pasos, sin embargo, esto resultaría
costoso y uno de los objetivos del proyecto es la optimización de equipo.
Para resolver este problema, el sistema permite realizar un ajuste fino de la recepción,
mediante el cliente del sistema, a través de la interfase de control, con el cual el usuario puede corregir
el error de apuntamiento; en algunos casos, este error puede variar, si se le agregan factores externos
que afecten el movimiento del plato parabólico, como lo son viento ó lluvia.
90
Conclusiones y Futuros Trabajos
Como se mencionó en los capítulos anteriores, con el Laboratorio de Recepción Satelital se ha
pretendido ayudar a los alumnos, que cursan materias relacionadas con el tema, a conocer las diferentes
tecnologías satelitales, facilitando las prácticas relacionadas a la recepción de señales satelitales, tanto a
ellos como a los propios maestros que las imparten, de una manera económica y práctica, utilizando los
recursos existentes en la Facultad de Telemática de la Universidad de Colima para optimizar dichos
recursos sin necesidad de adquirir nuevos. En otro caso se hubiera tenido que desarrollar un sistema
completo que habría tenido que adquirir la Universidad y lo que se está buscando es una solución para
que cualquier institución sin necesidad de adquirir un equipo lo pueda implementar, simplemente
desarrollando un software y utilizando el equipo con el que cuente.
Surgió la necesidad de diseñar e implementar un circuito electrónico extra para el movimiento
del actuador satelital, esto debido a limitaciones técnicas no previstas presentadas en el receptor
satelital, ya que, como se mencionó, el objetivo siempre fue adquirir los menos recursos posibles y
utilizar los recursos existentes. El diseño fue realizado de una manera económica y práctica para su
funcionamiento y mantenimiento.
Dicho circuito no ha sido un gasto, sino una inversión, de manera que, si se llegara a adquirir
un nuevo equipo de recepción satelital, podrá seguir siendo utilizado, ya que es independiente del
receptor satelital.
Para obtener un control más exacto sobre el motor del actuador, podría cambiarse el actual
motor DC por un motor de pasos, sin embargo, lo que se pretende es optimizar recursos utilizando el
equipo con que se cuenta, y la adquisición de un motor de pasos resultaría costosa, pero para un futuro
sería adecuada su instalación.
Originalmente se pretendía controlar el receptor satelital a través de señales infrarrojas, sin
embargo, por razón de no contar con el control remoto del receptor satelital, ya que adquirirlo resultaba
costoso, esto no pudo llevase a cabo. El contar con el control remoto permitiría acceder a las
configuraciones de IR del receptor satelital y poder controlar los menús, los botones y el cambio de
91
polarización en el receptor satelital. Si se adquiere un equipo con control remoto IR, estás
modificaciones pueden realizarse.
El objetivo principal y los objetivos generales han sido cumplidos satisfactoriamente, ya que el
sistema es capaz de controlar el brazo motor de la antena satelital de manera remota, a través de una
interfaz electrónica basada en relevadores, controlando los movimientos de este a oeste por medio de
pulsos enviados por el puerto paralelo de la PC. Los cambios de frecuencia también son controlados de
manera remota por el mismo sistema de cliente. La transmisión del vídeo y el audio ha resultado
satisfactoria, utilizando un software libre como es el Windows Media Encoder. El servidor Apache
HTTP instalado también es una herramienta libre por lo que su adquisición no ha resultado un gasto,
cumpliendo con el fin de optimizar recursos. El contenido del sitio Web es referente a satélites, sus
inicios, principios, estaciones terrenas, además, contiene enlaces a sitios en los que los estudiantes
pueden encontrar más información y estar en contacto con las nuevas tecnologías satelitales.
Este sistema aún puede tener un mayor crecimiento, puede ser adaptado el control del brazo
motor y del receptor satelital a través de señales IR o por medio de RF.
En cuanto a seguridad, en este caso es a través del mismo VB6 por medio de encriptación,
como se mencionó en el Capítulo 3 Software de Control y Transmisión, sin embargo, si se desea una
mayor seguridad, se puede hacer a través de servidores con mecanismo de seguridad Secure Sockets
Layer (SSL), los cuales ofrecen servicios tales como:
· Autenticación del servidor
· Autenticación del cliente
· Integridad de los datos transferidos
· Confidencialidad de la información transmitida por Internet
Por el momento la página del laboratorio no puede ser vista desde el exterior de la Universidad
debido a la configuración de seguridad del firewall, este inconveniente puede ser resuelto liberando la
dirección pública en la cual ha sido instalado el servidor Web, o bien, desarrollando una herramienta
para lograr la transmisión en Internet a través del firewall.
92
Además, con un equipo adecuado puede ser posible la captura de señales satelitales codificadas
de canales educativos, tales como las transmisiones de Edusat, u otras frecuencias como las
videoconferencias del ITESM, contando, claro está, con convenios con estas empresas.
Al tener el control de manera remota de la antena satelital y las frecuencias recibidas, empresas
con sistemas satelitales tales como las empresas noticiosas, de televisión por cable o de radio, puede
ser una buena opción, en donde desde un sólo lugar puedan ser controladas sin tener que acudir al lugar
físicamente, ahorrando con esto tiempo y dinero.
Este sistema puede ser base para nuevos proyectos, tales como realizar una red de antenas y
poder transmitir las señales a otros lugares que no estén dentro de la cobertura de los satélites.
93
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97
Glosario
AC Corriente alterna.
Actuadores Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de
líquidos, de energía eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un
regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final
de control.
Altitud Es la distancia entre el satélite y el punto de la tierra directamente debajo de él.
Apogeo El punto de la órbita de un satélite más lejos del centro de la tierra.
Banda base Transmisión sin modulación.
Banda C Banda del espectro electromagnético utilizada por enlaces de microondas en
comunicaciones satelitales en el orden de 6 gigahertz en uplink y 4 Ghz en
downlink en satélites geoestacionarios o enlaces terrestres.
Banda KA Banda del espectro electromagnético utilizada por enlaces de microondas en
comunicaciones satelitales en el orden de 14 gigahertz en uplink y 11 Ghz en
downlink en satélites geoestacionarios o enlaces terrestres.
Banda KU Banda del espectro electromagnético utilizada por enlaces de microondas en
comunicaciones satelitales en el orden de 30 gigahertz en uplink y 20 Ghz en
downlink en satélites geoestacionarios o enlaces terrestres.
Banda L Rango de frecuencias ubicado entre 1 y 2 GHz. Se emplea para comunicaciones
móviles por satélite.
BPF Filtro pasa banda.
98
Broadcast Sistema de entrega de paquetes en el que una copia de un paquete dado se envía a
todos los hosts conectados a la red.
Brújula Instrumento constituido por una aguja magnética que se orienta señalando la
dirección del polo norte magnético terrestre.
Cinturón de
Clarke
Orbita utilizada por los satélites de telecomunicaciones situada a 35786 km sobre
el ecuador, llamada así en honor a su descubridor Arthur C. Clarke en 1947.
Demodulador Dispositivo que permite transformar una señal analógica en digital.
Domsat Satélites para comunicaciones domésticas.
DreamWeaver MX Software para diseño de páginas Web.
Duplexor Dispositivo que permite utilizar una sola antena o línea de transmisión para
transmisión y recepción simultánea o alternadamente
Error de
apuntamiento
Apuntamiento deficiente de la antena de la estación terrena respecto al satélite.
Espectro
electromagnético
Es el conjunto de ondas electromagnéticas. Van desde las de menor longitud de
onda y por lo tanto mayor frecuencia y energía, como son los rayos cósmicos,
rayos gamma, y rayos X, pasando por la luz ultravioleta, luz visible (que en
realidad ocupa una estrecha franja del espectro electromagnético), infrarroja,
hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda y menor energía
como son las ondas de radio. En cualquier caso, cada una de las categorías son de
ondas de variación de campo electromagnético.
Feedhorn Alimentador.
Fotovoltaico Se aplica a los materiales y dispositivos que convierten la energía luminosa en
electricidad.
99
Fuerza
perturbadora
Fuerzas existentes en el espacio a las que son enfrentados los satélites, tales como
fuerzas gravitacionales de la Luna, de la Tierra y del Sol, los meteoritos y
partículas cósmicas, la radiación de la Tierra, la presión de la radiación del Sol.
Ganancia Es la capacidad que tiene la antena de amplificar las señales que transmite o que
recibe de alguna dirección.
Grados de libertad Direcciones independientes de acuerdo a las cuales un objeto sólido puede
desplazarse. Puede indicar un movimiento longitudinal o de rotación.
Huella Patrones de radiación resultantes de la antena del satélite.
IF Frecuencia Intermedia.
Inclinómetro Instrumento para medir la inclinación de una antena y ajustar el ángulo de
elevación.
INTELSAT Organización Internacional de Comunicaciones.
Interferometría Detección, análisis y erradicación de interferencias.
Ionósfera Conjunto de capas de la atmósfera situadas entre 70 y 600 km de altura y que
presentan una fuerte ionización a causa de la radiación solar. Afectan
considerablemente a la propagación de ondas radioeléctricas.
IR Infrarrojo.
ISL Enlaces Intersatelitales.
KHZ KiloHertz, equivalente a mil hertz o ciclos.
Latitud Angulo medido sobre un arco de meridiano, que hay entre un punto de la
superficie terrestre y el Ecuador.
100
LNA Low Noise Amplified. Amplificado de bajo ruido. Parte esencial del LNB.
LNB Low Noise Block. Convertidor de bajada. Dispositivo externo que recibe,
amplifica y convierte las señales débiles de un satélite, reflejadas por la parábola
y capturadas por el feedhorn.
Longitud Distancia angular, medida sobre un arco de paralelo, que hay entre un punto de la
superficie terrestre y un meridiano tomado como base u origen.
Modulador Circuito electrónico capaz de modular una onda portadora.
Motor DC Motor que trabaja con corriente directa.
Multicast Una forma especial de broadcast en la que las copias del paquete se entregan sólo
a un subconjunto de todos los posibles destinos.
NASA National Aeronautics and Space Administration. Agencia administrativa de
Estados Unidos dedicada a la exploración del espacio.
Norte Geográfico Es el norte señalado por la meridiana geográfica.
Norte Magnético Es el norte indicado por el Polo Norte magnético. Los polos magnéticos no son
extremos de un diámetro terrestre y cambian constantemente de posición según
una serie de leyes físicas.
Órbita
geoestacionaria
Órbita en la cual el período de traslación de un satélite, natural o artificial,
coincide con el período de rotación de la Tierra.
Perigeo El punto en la órbita del satélite que se encuentra más cercano a la superficie de
la tierra.
Polarización Trayectoria que describe el vector de campo eléctrico (o magnético) cuando se
observa en el sentido de propagación de la onda.
101
Portadora Frecuencia que puede variarse de una referencia conocida mediante modulación.
Propelente Combustible.
RAND Research And Development. Proyecto estadounidense para examinar planes
satelitales.
RF Radiofrecuencia. Frecuencias del espectro electromagnético utilizadas en las
telecomunicaciones.
Formato RM Real Media. Formato de reproducción de video y audio en tiempo real.
Ruido Señales indeseables en un circuito de comunicaciones. Se expresa en dB.
Sensor Transductor de entrada de un dispositivo o sistema para detectar o medir que
convierte una forma de energía recibida generalmente en forma dispersa en
energía eléctrica en sus terminales. Permite detectar o medir presencia de cuerpos
celestes en una dirección determinada, vibración, magnetismo, luz, calor, entre
otras radiaciones.
Streaming Tecnología para la transmisión de medios continuos. Reproducción de datos
continua.
Temperatura de
ruido menor
Ruido térmico irradiado por la superficie del suelo, captado por la antena y
transmitido al receptor.
Transbordador Nave espacial que se encarga de llevar los satélites al espacio.
Transponder Parte esencial del subsistema de comunicaciones de un satélite que tiene como
función principal la de amplificar la señal que recibe de la estación terrena,
cambiar la frecuencia y retransmitirla nuevamente a una estación terrena ubicada
dentro de su área.
102
UHF Ultra High Frequency. Frecuencias Ultra Altas. Gama de frecuencias entre 300
MHz y 3000 MHz con una longitud de onda de 1 a 10 centímetros. Usos en
radares, radio, televisión, etc.
VB6 Visual Basic 6.
Vida útil Periodo de tiempo en el que un satélite presta servicios.
VSat Very Small Aperture Terminal. Son redes privadas de comunicación de datos vía
satélite para intercambio de información punto-punto o, punto-multipunto o
interactiva.
Zenith Es el punto hacia la atmósfera que se encuentra directamente sobre el observador
situado en la superficie.
103
Anexos
104
Coordenadas de Satélites Código de colores Información obtenida el día 15 de junio de 2004 del sitio http://www.lyngsat.com/tracker/america.html
105
Rastreo de Satélites en 3D
Imagen obtenida el día 15 de junio de 2004 del sitio http://science.nasa.gov/RealTime/JTrack/3D/JTrack3D.html
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
Software de módulo Servidor
Dim pass As String
Private Type Satelite
GradosAct As Single
CanalAct As Byte
' Polaridad As String
End Type
Dim MiSatelite As Satelite
Dim ReactivarBotones As Boolean
Private Sub Calibrar_Click()
Dim Grado As Single
Dim Frec As Single
Grado = Val(InputBox("Grados, actuales reales:"))
MiSatelite.GradosAct = Grado
Frec = Val(InputBox("Canal, actuales reales:"))
MiSatelite.CanalAct = Frec
End Sub
Private Sub Command1_Click()
' Establece la propiedad LocalPort en un entero.
' Después invoca el método Listen.
If tcpServer.State <> sckClosed Then tcpServer.Close
tcpServer.LocalPort = Val(SrvPuerto.Text)
tcpServer.Protocol = sckTCPProtocol
tcpServer.Listen
If tcpServer.State = sckListening Then LabelServer.Caption = "Esperando"
End Sub
Private Sub Command2_Click()
' Cierra conexiones y Listens
118
'validación de pérdida de conexión
If tcpServer.State <> sckListening And tcpServer.State <> sckClosed Then
tcpServer.SendData "DSC"
DoEvents
End If
tcpServer.Close
LabelServer.Caption = "Desconectado"
End Sub
Private Sub Form_Load()
Dim Value As Integer
Value = &H0 'valor del dato del bit
DlPortWritePortUlong Val(&H378), Value 'número de puerto
X = 0
ReactivarBotones = True
MiSatelite.CanalAct = Val(GetSetting("SrvSatelite", "Configuracion", "Canal", "09"))
MiSatelite.GradosAct = Val(GetSetting("SrvSatelite", "Configuracion", "Grados", "90"))
SrvPuerto.Text = "10200"
End Sub
Private Sub Form_Unload(Cancel As Integer)
If tcpServer.State <> sckListening And tcpServer.State <> sckClosed Then
tcpServer.SendData "DSC"
DoEvents
End If
tcpServer.Close
End Sub
Private Sub restaurar_Click()
Form_Unload 1
End Sub
119
Private Sub mnuSalir_Click()
Form_Unload 0
End
End Sub
Private Sub tcpServer_Close()
' Se ejecuta esto cuando la conexion se pierde...
LabelServer.Caption = "Desconectado"
' Otra vez se pone a escuchar
Command1_Click
End Sub
Private Sub tcpServer_Connect()
' Se ejecuta cuando se realiza la conexion...
LabelServer.Caption = "Conectado"
End Sub
Private Sub tcpServer_ConnectionRequest(ByVal requestID As Long)
' Se ejecuta cuando alguien pide conectarse...
' Comprueba si el estado del control es cerrado.
' De lo contrario, cierra la conexión antes de
' aceptar la nueva conexión.
If tcpServer.State <> sckClosed Then tcpServer.Close
' Acepta la petición con el parámetro
' requestID.
tcpServer.Accept requestID
LabelServer.Caption = "Aceptado"
End Sub
Private Sub tcpServer_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)
' Esto es que enviaron un dato, y se recibió aqui...
Dim dato As String, Registro() As String, Codigo As String
Dim ArKuS() As String, mYo As Double
tcpServer.GetData dato ' Dato recibido
120
Select Case Mid(dato, 1, 3)
Case "001":
Registro = Split(dato, ":") ' Se separa el comando de los datos
If UBound(Registro) > 0 Then ' Se verifica que haya Dato y Comando
Select Case UCase(Registro(0)) ' Vemos que comando es
Case "001USUARIO": ' VALIDACION DE USUARIOS
If UBound(Registro) = 4 Then ' QUE INCLUYA EL PWD
Registro = Split(dato, ":")
clave = Registro(3)
cmdDecrypt (clave)
clave = pass
Data2.RecordSource = "SELECT * FROM usuarios where usuario='" &
UCase(Registro(1)) & "' and clave='" & pass & "'"
Data2.Refresh
If Not Data2.Recordset.EOF Then
tcpServer.SendData "ENTRA:Si"
DoEvents
Else
tcpServer.SendData "ENTRA:No"
DoEvents
End If
End If
If UCase(Registro(4)) = "DATOS" Then
tcpServer.SendData "DATOS:" & MiSatelite.GradosAct & ":" &
MiSatelite.CanalAct
DoEvents
End If
End Select
End If
Case "002":
MueveAlOeste
Case "003":
MueveAlEste
Case "004":
121
ReactivarBotones = False
Registro = Split(dato, ":")
Satelite Registro(1)
Case "005":
Posicion
Case "006":
CanalArriba
Case "007":
CanalAbajo
Case "008":
ReactivarBotones = False
Registro = Split(dato, ":")
Canal Registro(1)
Case "666":
Registro = Split(dato, ":")
PosCorrecta Registro(1)
Case "667":
ReactivarBotones = False
FijarPos
Case "668":
ReactivarBotones = False
Registro = Split(dato, ":")
PosCorrecta Registro(1)
Case "999":
mYo = 0
Data1.RecordSource = "SELECT * FROM Posicion"
Data1.Refresh
Dim ListaDeSatelites As String
ListaDeSatelites = ""
While Not Data1.Recordset.EOF
mYo = mYo + 1
ReDim Preserve ArKuS(mYo)
ListaDeSatelites = ListaDeSatelites & "satelite:" & Data1.Recordset.Fields(0) & ":" &
Data1.Recordset.Fields(1) & ","
122
Data1.Recordset.MoveNext
Wend
ListaDeSatelites = Mid(ListaDeSatelites, 1, Len(ListaDeSatelites) - 1)
tcpServer.SendData ListaDeSatelites
DoEvents
Case Else:
tcpServer.SendData "ERR"
End Select
End Sub
Private Sub MueveAlOeste()
If MiSatelite.GradosAct <= 79 Then
tcpServer.SendData "F:"
MsgBox "80 grados máximo"
Else
MiSatelite.GradosAct = MiSatelite.GradosAct - 1
SaveSetting "SrvSatelite", "Configuracion", "Grados", MiSatelite.GradosAct
Value = &H1 'valor del dato del bit
DlPortWritePortUlong Val(&H378), Value 'número de puerto
X = 0
Sleep (1430)
Value = &H0 'valor del dato del bit
DlPortWritePortUlong Val(&H378), Value 'número de puerto
X = 0
Debug.Print MiSatelite.GradosAct
End If
If ReactivarBotones Then tcpServer.SendData "Ok:" & "G:" & MiSatelite.GradosAct
End Sub
Private Sub MueveAlEste()
If MiSatelite.GradosAct >= 180 Then
tcpServer.SendData "F:"
MsgBox "179 grados máximo"
Else
123
MiSatelite.GradosAct = MiSatelite.GradosAct + 1
SaveSetting "SrvSatelite", "Configuracion", "Grados", MiSatelite.GradosAct
Value = &H2 'valor del dato del bit
DlPortWritePortUlong Val(&H378), Value 'número de puerto
X = 0
Sleep (1430)
Value = &H0 'valor del dato del bit
DlPortWritePortUlong Val(&H378), Value 'número de puerto
X = 0
Debug.Print MiSatelite.GradosAct
End If
If ReactivarBotones Then tcpServer.SendData "Ok:" & "G:" & MiSatelite.GradosAct
End Sub
Private Sub CanalArriba()
MiSatelite.CanalAct = MiSatelite.CanalAct + 1
If MiSatelite.CanalAct > 24 Then MiSatelite.CanalAct = 1
SaveSetting "SrvSatelite", "Configuracion", "Canal", MiSatelite.CanalAct
Value = &H4 'valor del dato del bit
DlPortWritePortUlong Val(&H378), Value 'número de puerto
X = 0
Sleep (100)
Value = &H0 'valor del dato del bit
DlPortWritePortUlong Val(&H378), Value 'número de puerto
X = 0
Debug.Print MiSatelite.CanalAct
If ReactivarBotones Then tcpServer.SendData "Ok:" & "c:" & MiSatelite.CanalAct
End Sub
Private Sub CanalAbajo()
MiSatelite.CanalAct = MiSatelite.CanalAct - 1
If MiSatelite.CanalAct < 1 Then MiSatelite.CanalAct = 24
SaveSetting "SrvSatelite", "Configuracion", "Canal", MiSatelite.CanalAct
Value = &H8 'valor del dato del bit
124
DlPortWritePortUlong Val(&H378), Value 'número de puerto
X = 0
Sleep (100)
Value = &H0 'valor del dato del bit
DlPortWritePortUlong Val(&H378), Value 'número de puerto
X = 0
Debug.Print MiSatelite.CanalAct
If ReactivarBotones Then tcpServer.SendData "Ok:" & "c:" & MiSatelite.CanalAct
End Sub
Private Sub Posicion()
MsgBox "posición"
End Sub
Private Sub Canal(dato As String)
If dato < MiSatelite.CanalAct Then
pos = MiSatelite.CanalAct - dato
I = 0
For I = 0 To pos - 1
CanalAbajo
Sleep (100)
Next
ReactivarBotones = True
ElseIf dato > MiSatelite.CanalAct Then
pos = dato - MiSatelite.CanalAct
I = 0
For I = 0 To pos - 1
CanalArriba
Sleep (100)
Next
ReactivarBotones = True
ElseIf dato = MiSatelite.CanalAct Then
ReactivarBotones = True
Else
125
End If
If ReactivarBotones Then tcpServer.SendData "Ok:" & "C:" & MiSatelite.CanalAct
End Sub
Private Sub Satelite(dato As String)
If dato < MiSatelite.GradosAct Then
pos = MiSatelite.GradosAct - dato
I = 0
For I = 0 To pos - 1 'Step 0.325
MueveAlOeste
Sleep (700)
Next
ReactivarBotones = True
ElseIf dato > MiSatelite.GradosAct Then
pos = dato - MiSatelite.GradosAct
I = 0
For I = 0 To pos - 1
MueveAlEste
Sleep (700)
Next
ReactivarBotones = True
ElseIf dato = MiSatelite.GradosAct Then
ReactivarBotones = True
Else
End If
If ReactivarBotones Then tcpServer.SendData "Ok:" & "G:" & MiSatelite.GradosAct
End Sub
Private Sub PosCorrecta(dato As String)
If dato = 0 Then dato = MiSatelite.GradosAct
If dato < MiSatelite.GradosAct And MiSatelite.GradosAct > 80 Then
pos = MiSatelite.GradosAct - dato
I = 0
For I = 0 To pos - 1
126
MueveAlOeste
Sleep (700)
Next
ReactivarBotones = True
ElseIf dato > MiSatelite.GradosAct Then
pos = dato - MiSatelite.GradosAct
I = 0
For I = 0 To pos - 1
MueveAlEste
Sleep (700)
Next
ReactivarBotones = True
ElseIf dato <= MiSatelite.GradosAct And MiSatelite.GradosAct <= 80 Then
tcpServer.SendData "F:"
MsgBox "límite"
ReactivarBotones = True
ElseIf dato >= MiSatelite.GradosAct And MiSatelite.GradosAct >= 180 Then
tcpServer.SendData "F:"
MsgBox "límite"
ReactivarBotones = True
End If
MiSatelite.GradosAct = dato
SaveSetting "SrvSatelite", "Configuracion", "Grados", MiSatelite.GradosAct
If ReactivarBotones Then tcpServer.SendData "Ok:" & "G:" & MiSatelite.GradosAct
End Sub
Private Sub FijarPos()
While MiSatelite.GradosAct > 179
MueveAlEste
Sleep (700)
Wend
While MiSatelite.GradosAct < 90
MueveAlEste
Sleep (700)
127
Wend
ReactivarBotones = True
If ReactivarBotones Then tcpServer.SendData "Ok:" & "G:" & MiSatelite.GradosAct
End Sub
Public Function cmdDecrypt(clave As String) As String
'Desencripta lo que este en el textbox 2
Dim strTextCodificar As String 'Declaracion de la variable
strTextCodificar = clave
Crypt strTextCodificar 'Desencriptacion de la variable
pass = strTextCodificar
End Function
Public Function Crypt(Text As String) As String
Dim strTempChar As String 'Declaración de la variable
'Crea un ciclo para cada uno de los caracteres dentro de la cadena
For I = 1 To Len(Text)
If Asc(Mid$(Text, I, 1)) < 128 Then
strTempChar = Asc(Mid$(Text, I, 1)) + 128
ElseIf Asc(Mid$(Text, I, 1)) > 128 Then
strTempChar = Asc(Mid$(Text, I, 1)) - 128
End If
Mid$(Text, I, 1) = Chr(strTempChar)
Next I
'Indica cual es la funcion de crypt
Crypt = Text
End Function
128
Software de módulo Cliente
Private Type DatosSatelite
Nombre As String
Posicion As String
End Type
Dim Satelites() As DatosSatelite
Dim Tapado As Boolean
Dim codigo
Private Sub btnConectar_Click()
Dim Tini As Single, Tact As Single, Tmax As Single
Tmax = 80 ' Segundos de espera pa que se conecte...
Espere.Visible = True
Espere.Top = 345
Espere.Left = 0
DoEvents
lblEspere.Caption = "Conectando... (Max " & Tmax & " segs)"
If tcpCliente.State <> sckClosed Then tcpCliente.Close
tcpCliente.Protocol = sckTCPProtocol
tcpCliente.RemoteHost = txtServidor.Text
tcpCliente.RemotePort = Val(txtPuerto.Text)
tcpCliente.Connect
End Sub
Private Sub btnDesconectar_Click()
If tcpCliente.State <> sckClosed Then tcpCliente.Close
Tapita.Enabled = True
End Sub
Private Sub btnSalir_Click()
Unload Me
End Sub
129
Private Sub ComboSat_Click()
tcpCliente.SendData "004:" & Satelites(ComboSat.ListIndex).Posicion
DisplayS.Caption = Satelites(ComboSat.ListIndex).Posicion
Desactiva
End Sub
Private Sub ComboCanal_Click()
tcpCliente.SendData "008:" & ComboCanal.Text
DisplayC.Caption = ComboCanal.ListIndex + 1
Desactiva
End Sub
Private Sub PosNew_Click()
tcpCliente.SendData "668:" & Val(PosSat.Text)
' Display.Caption = PosSat.Text
Desactiva
End Sub
Private Sub PosSat_Change()
If Val(PosSat.Text) > 180 Then PosSat.Text = 180: PosSat.SelStart = 0: PosSat.SelLength =
Len(PosSat.Text)
' Display.Caption = PosSat.Text
End Sub
Private Sub PosSat_KeyPress(KeyAscii As Integer)
If Not (Chr(KeyAscii) <> "-" And IsNumeric(Chr(KeyAscii))) And KeyAscii <> 8 Then
KeyAscii = 0
End Sub
Private Sub SubirCanal_Click()
tcpCliente.SendData "006"
Desactiva
End Sub
130
Private Sub MueveEste_Click()
tcpCliente.SendData "003"
Desactiva
End Sub
Private Sub MueveOeste_Click()
tcpCliente.SendData "002"
Desactiva
End Sub
Private Sub BajarCanal_Click()
tcpCliente.SendData "007"
Desactiva
End Sub
Private Sub Form_Load()
Tapa.Top = 345
Tapa.Left = 0
Height = 3000
Width = 2690
Tapado = True
txtPuerto.Text = GetSetting("LabRecSat", "Cliente", "PtoServidor", "10000")
txtServidor.Text = GetSetting("LabRecSat", "Cliente", "DirServidor", "127.0.0.1")
txtUsuario.Text = GetSetting("LabRecSat", "Cliente", "Usuario", "ines")
ReDim Satelites(0)
End Sub
Private Sub Tapita_Timer()
If Tapado Then
Tapa.Top = Tapa.Top + 20
If Tapa.Top > Width Then Tapita.Enabled = False: Tapado = False
Tapado = Tapita.Enabled
Else
Tapa.Top = Tapa.Top - 20
131
If Tapa.Top <= 345 Then Tapita.Enabled = False: Tapado = True
If Tapa.Top < 345 Then Tapa.Top = 345
End If
End Sub
Private Sub tcpCliente_Connect()
CmdCrypt
tcpCliente.SendData "001" & "USUARIO:" & txtUsuario.Text & ":PWD:" & txtClave.Text
ComboSat.Clear
ReDim Satelites(0)
Espere.Visible = False
tcpCliente.SendData ":DATOS"
End Sub
Private Sub tcpCliente_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)
Dim Dato As String, Registro() As String, Lista() As String
Dim I As Long
tcpCliente.GetData Dato
Debug.Print Dato
If Dato = "DSC" Then
MsgBox "Servidor desconectado"
If tcpCliente.State <> sckClosed Then tcpCliente.Close
Tapita.Enabled = True
End If
Registro = Split(Dato, ":")
If UBound(Registro) > 0 Then
Select Case UCase(Registro(0))
Case "ENTRA":
If UCase(Registro(1)) = "SI" Then
Tapita.Enabled = True
Else
MsgBox "Usuario no aceptado!!!"
End If
132
Case "CMDERR":
MsgBox "Comando invalido..."
Case "MENSAJE":
MsgBox Registro(1), vbOKOnly, "Mensaje del server..."
Case "SATELITE":
Lista = Split(Dato, ",")
For I = LBound(Lista) To UBound(Lista)
Registro = Split(Lista(I), ":")
Satelites(UBound(Satelites)).Nombre = Registro(1)
Satelites(UBound(Satelites)).Posicion = Registro(2)
ReDim Preserve Satelites(UBound(Satelites) + 1)
ComboSat.AddItem Registro(1)
Next I
Case "DATOS":
DisplayS.Caption = Registro(1)
DisplayC.Caption = Registro(2)
DameBase
Case "OK":
If UCase(Registro(1)) = "G" Then
If Registro(2) <= 79 Then
Activa
MueveOeste.Enabled = False
DisplayS.Caption = Registro(2)
End If
If Registro(2) >= 179 Then
Activa
MueveEste.Enabled = False
DisplayS.Caption = Registro(2)
End If
If Registro(2) >= 80 And Registro(2) <= 180 Then
Activa
DisplayS.Caption = Registro(2)
End If
End If
133
If UCase(Registro(1)) = "C" Then
Activa
DisplayC.Caption = Registro(2)
End If
Case "F":
MsgBox "Límite de movimiento"
If UCase(Registro(2)) = "G" Then
If Registro(3) <= 79 Then
Activa
MueveOeste.Enabled = False
End If
If Registro(3) >= 179 Then
Activa
MueveEste.Enabled = False
End If
If Registro(3) >= 80 And Registro(3) <= 180 Then Activa
End If
DisplayS.Caption = Registro(3)
Case Else:
' Comando no reconocido...
End Select
Else
' El dato no es ningun comando...
End If
End Sub
Private Sub tcpCliente_Error(ByVal Number As Integer, Description As String, ByVal Scode As
Long, ByVal Source As String, ByVal HelpFile As String, ByVal HelpContext As Long,
CancelDisplay As Boolean)
MsgBox "Conexión no establecida...", vbOKOnly, "Control..."
tcpCliente.Close
Espere.Visible = False
End Sub
134
Private Sub txtClave_KeyPress(KeyAscii As Integer)
If KeyAscii = 13 Then btnConectar.SetFocus
End Sub
Private Sub txtPuerto_Change()
SaveSetting "LabRecSat", "Cliente", "PtoServidor", txtPuerto.Text
End Sub
Private Sub txtPuerto_KeyPress(KeyAscii As Integer)
If KeyAscii = 13 Then txtUsuario.SetFocus
End Sub
Private Sub txtServidor_Change()
SaveSetting "LabRecSat", "Cliente", "DirServidor", txtServidor.Text
End Sub
Private Sub txtServidor_KeyPress(KeyAscii As Integer)
If KeyAscii = 13 Then txtPuerto.SetFocus
End Sub
Private Sub txtUsuario_Change()
SaveSetting "LabRecSat", "Cliente", "Usuario", txtUsuario.Text
End Sub
Private Sub txtUsuario_KeyPress(KeyAscii As Integer)
If KeyAscii = 13 Then txtClave.SetFocus
End Sub
Private Sub DameBase()
tcpCliente.SendData "999"
End Sub
Private Sub Desactiva()
MueveEste.Enabled = False
135
MueveOeste.Enabled = False
SubirCanal.Enabled = False
BajarCanal.Enabled = False
PosNew.Enabled = False
AutoFijar.Enabled = False
ComboCanal.Enabled = False
ComboSat.Enabled = False
btnDesconectar.Enabled = False
PosSat.Enabled = False
End Sub
Private Sub Activa()
MueveOeste.Enabled = True
MueveEste.Enabled = True
SubirCanal.Enabled = True
BajarCanal.Enabled = True
PosNew.Enabled = True
AutoFijar.Enabled = True
ComboCanal.Enabled = True
ComboSat.Enabled = True
btnDesconectar.Enabled = True
PosSat.Enabled = True
End Sub
Private Sub CmdCrypt()
'Encripta lo que se haya escrito en el textbox1
Dim strTextCodificar As String 'Declración de la variable
strTextCodificar = txtClave.Text '
Crypt strTextCodificar 'Encriptación de la variable
txtClave.Text = strTextCodificar
End Sub
Public Function Crypt(Text As String) As String
Dim strTempChar As String 'Declaración de la variable
136
'Crea un ciclo para cada uno de los caracteres dentro de la cadena
For I = 1 To Len(Text)
If Asc(Mid$(Text, I, 1)) < 128 Then
strTempChar = Asc(Mid$(Text, I, 1)) + 128
ElseIf Asc(Mid$(Text, I, 1)) > 128 Then
strTempChar = Asc(Mid$(Text, I, 1)) - 128
End If
Mid$(Text, I, 1) = Chr(strTempChar)
Next I
'Indica cual es la funcion de crypt
Crypt = Text
End Function
