Guía de la estación Motus
Esta guía ha sido creada para ayudar a los colaboradores a decidir dónde y cómo instalar las estaciones Motus.
Hay diferentes maneras en las que una estación Motus puede ser instalada, las cuales dependen de la localidad, el propósito con que se va a usar, la infraestructura y el equipo disponible. Esta guía provee una visión general de cómo se pueden instalar diferentes estaciones, así como algunas instrucciones a profundidad acerca de cómo configurar una variedad de torres fijas o independientes con antenas Yagi y energía solar. Este folleto no incluirá un conjunto de instrucciones exhaustivas, sino que pretende ser una guía que puede adaptarse a su proyecto.
Esta guía pretende ser una forma de ayudar a las personas a instalar su propia estación Motus que debería adaptarse a las necesidades y habilidades de cada individuo. Adicionalmente, muchas instalaciones incluyen trabajo en alturas mayores a 2 metros. Siga las instrucciones que suministran los proveedores y no trabaje sin el entrenamiento ni los conocimientos adecuados. Los proyectos individuales deben acatar las regulaciones de salud y seguridad locales o las de la organización que los avala.
Una estación Motus es una estación de radio telemetría automatizada diseñada para detectar radio-transmisores específicos para rastrear la vida silvestre. Estas estaciones contribuyen la infraestructura que conforma el Sistema de Monitoreo de Vida Silvestre Motus. Una estación consiste en diferentes partes: Un receptor de radio (computador) y elementos periféricos como antenas, cables, una estructura de montaje y una fuente de energía. La instalación y mantenimiento de las estaciones Motus no es una tarea pequeña, pero las recompensas son enormes.
No todas las estaciones son iguales. Algunas cumplen objetivos locales, otras hacen parte de redes regionales y otras, estratégicamente ubicadas en lugares de migración o puntos de alto movimiento, suplen las necesidades de una red completa. Al final del día todas las estaciones trabajan juntas para formar la red Motus y proveer datos para muchos más proyectos que solo el suyo. Motus es el proyecto de ciencia comunitaria práctico y definitivo.
Antes de construir cualquier estación, es necesario saber qué propósito primario tiene la estación. Qué es lo que funciona mejor para la región basado en las rutas migratorias, topografía y la infraestructura local disponible, sitios de forrajeo, sus metas, financiación y la localidad de estaciones cercanas.
Idealmente, las estaciones cercanas se complementarán entre ellas; eso significa que operan en frecuencias similares y tienen antenas que apuntan una hacia la otra para proporcionar detecciones de animales marcados a medida que pasan entre las estaciones. Múltiples receptores pueden emplearse para construir una “cerca de receptores” que detecten cualquier animal que circule por un área geográfica. Algunos ejemplos de estos se pueden ver en el noreste de Estados Unidos, en el istmos de Panamá y a lo largo del Mar Norte de Europa.
En Ontario, donde muchas estaciones están disponibles, hay una red de estaciones (o una serie de cercas) que permiten una resolución espacial mejor para los movimientos. En sitios de estudio como la Isla Sable y las Islas Bon Portage en Nueva Escocia se han usado cuadrículas muy pequeñas para estudiar los movimientos locales.
STATION MAP IMAGES
Cuando se selecciona un sitio, es importante considerar cómo las características del paisaje afectarán el rango de las antenas. En general, estaciones más altas tienen un mayor rango y mayor probabilidad de detección de animales, pero, tienen menor probabilidad de detectar movimientos locales (dependiendo del tipo de antena a la que esté unido). En la mayoría de los casos, las estaciones deberían localizarse en la mayor elevación posible dentro del área de interés, asegurándose que hay una línea de visión clara en la dirección a la que desee que apunten las antenas. Es importante asegurarse de que no hay obstrucciones inmediatamente detrás de las antenas (a unos pocos metros), especialmente superficies metálicas como techos.
Los nodos CTT funcionan de una forma similar a otras estaciones Motus pero a una escala mucho menor. Estos dispositivos son los más adecuados para estudios a escala fina. Lea más sobre los nodos CTT aquí: Nodos CTT (https://celltracktech.com/products/tag-system/ctt-node/)
Las antenas pueden recibir interferencias si se posicionan muy cerca de objetos metálicos, otras antenas, fuentes de ruido electromagnético (incluso aires acondicionados, generadores, cortadoras de césped). Dependiendo de la frecuencia y la localización, la interferencia de las emisoras de radio locales y los celulares también puede ser problemática. Existen algunas herramientas en línea para localizar emisoras de radio con licencia según la ubicación.
Se pueden llevar a cabo evaluaciones en un sitio antes de la instalación de la estación, pero ninguna ha sido bien probada. Aquí puedes ver una opciones para medir el ruido asociado a una antena https://docs.motus.org/motus-docs/stations/station-placement
Las antenas Yagi deben estar espaciadas verticalmente de acuerdo a la dirección y frecuencia. Asegúrese de que tiene amplio espacio entre sus antenas y cualquier lámina de metal como el de los techos. La cifra típica para el espaciado mínimo con el techo de metal es una longitud de onda completa (ver tabla abajo para la longitud de onda en distintas antenas). Las antenas Yagi que apunten a la dirección contraria (paralelamente) interferirán con las otras si están muy cercanas, esencialmente eliminarán la direccionalidad e impactarán seriamente el rango de detección. Las antenas que son paralelas (180 grados) deberán estar por lo menos a media onda entre sí, pero mejor a una longitud de onda completa de separación. Las antenas que estén perpendiculares (90 grados) deberán estar por lo menos a ¼ de longitud de onda de separación.
Tipo de antena | Transmisores | Frecuencia | Longitud de onda |
9-elementos Yagi | Lotek | 166.380 MHz | 1.80 metros |
9-elementos Yagi | Lotek | 151.500 MHz | 1.98 metros |
9-elementos Yagi | Lotek | 150.100 MHz | 2.00 metros |
9-elementos Yagi | CTT | 434 MHz | 0.69 metros |
Las estaciones Motus se pueden construir en casi cualquier superficie – postes, torres, árboles, coches, drones, aviones, barcos, boyas, varas de bambú, y en casi cualquier tipo de edificio con que puedes soñar. Estaciones de ejemplo aquí: https://motus.org/station-examples/
La estructura no es necesariamente importante en tanto sea lo suficientemente resistente y elevada para proveer una vista clara, y que no tenga interferencia de láminas de metal u otras antenas (ver interferencia a las antenas más arriba). La forma más fácil, y usualmente la más barata, es usar un edificio o estructura ya disponible en el cual las varas o la antena se puedan fijar a barandas o tubos existentes, o en el techo de los edificios usando un montaje especial para antenas (existen varios en el mercado). La instalación puede ser complicada y cada situación es diferente, pero una vez es instalada, no debería haber mucho mantenimiento ni preocupaciones.
En localidades remotas donde no hay edificios para poder anclar las torres, se puede usar un trípode y una vara como las manufacturadas por Wade Antenna (https://wadeantenna.com/), u otro tipo de diseño de torres sin un soporte autónomo ej. una guadua tratada o un tubo galvanizado enterado mínimo un metro por debajo de la tierra. Las torres “pop-up” deben ser atadas (3 líneas por sección de 10 pies) y ancladas (1 ancla por atadura o solamente 3 anclajes fuertes). Estas estructuras son más sensibles al viento y al hielo que otras estructuras, entonces, será necesario hacer mantenimientos regularmente.
No podemos subrayar lo suficiente la importancia de soportes de más en cualquier instalación. Usar más ataduras y anclajes más fuertes de lo que cree que necesita, más resistentes al agua, más anclajes para la pared, baterías más grandes, paneles solares más grandes, materiales de acero inoxidable, galvanizado o de calibres más altos (especialmente en ecosistemas marinos). Le costará un poco más en cada instalación, pero los atajos pueden salirle más caros a largo plazo (¡lo barato sale caro, como dicen!).
Receptores
La red Motus consiste en mayor medida de estaciones automatizadas de radio telemetría que continuamente registran los pulsos de ondas de radio. También existen estaciones móviles, ya sea ancladas a un vehículo móvil, bote, backpack o a pie. Otros receptores se usan para monitoreo manual en donde los animales pueden ser localizados y observados para obtener datos de localidad más precisos.
Receptores de telemetría automatizados
Hay muchos tipos de receptores compatibles con Motus que pueden ser adquiridos o construidos por usted en algunos casos: Lotek Wireless Inc (SRX600, 800 y D-series receivers), CTT Sensorstation and Nodes, y el SensorGnome de libre acceso.
Los Sensorgnome pueden adquirirse en Compudata (https://compudata.ca/sensorgnome/) o en RFS Scientific (https://www.rfsscientific.com/) o pueden construirse siguiendo estas instrucciones (https://archived.sensorgnome.org/How_do_I_build_a_SensorGnome/). Note que las instrucciones están desactualizadas y requieren revisión. Nuevas instrucciones serán actualizadas pronto.
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Compatible con transmisores Lotek | Si | Si | Si |
Compatible con transmisores CTT | Si | Si | No |
Precio base | $625 USD (3) | $790 USD únicamente el tablero (1) | [Contactar Lotek] |
Accesorios | Convertidor de poder DC (para instalaciones solares): $45-75 USD | Estuche a prueba de agua: $45 USD Módulo Wi-Fi: $30 USD Módulo celular: $50 USD Fuente de energía (para instalaciones de corriente alterna): $25 USD Mamparo (1 por antena): $10 USD/cada uno Plan de informes de salud de los datos: $5 USD/mes Plan de carga automática de datos: $5 USD/Mes Base + Datos | [Contactar Lotek] |
Precio por adaptador de antena compatible con Lotek (Dongle) | $200 USD | $200 USD | $0 (incluido) |
Precio por adaptador de antena compatible con CTT (Dongle) | $100 USD | $0 (incluido) | No compatible |
Descargar datos y diagnosticar remotamente? (requiere internet) | Si | Si | Si |
Conectividad a internet? | Cable Ethernet y Wi-Fi; modem de celular que puede ser instalado por separado. | Celular (2) o Wi-Fi; cable Ethernet | Celular (el modem se adquiere por separado) |
Licencia | Hardware y software de libre acceso | Hardware y software de libre acceso | De propiedad |
Usado para monitoreo manual | Es posible con batería agregada, pero no está bien probada. | No, pero ver localizadores de CTT | La mayoría de los modelos pueden ser usados para monitoreo manual. |
Construyalo usted mismo | Si (3) | No | No |
(1) El precio no incluye el costo de: Módulo de Wi-Fi; módulo celular; plan de datos; estuche; fuente de energía; mamparo (1 por antena); o el tiempo de prueba.
(2) CTT cobra $5 USD/mes de base más los costos de los datos para planes de datos celulares y un adicional de $5 USD/mes por reportes de salud de la estación. Contactar a CTT para más detalles.
(3) El costo de los SensorGnomes construidos por usted mismo están estimados en aproximadamente $150 USD sin los adaptadores (dongles), pero los precios pueden variar. Las instrucciones para construir los SensorGnomes pueden encontrarse aquí (https://archived.sensorgnome.org/How_do_I_build_a_SensorGnome/ o aquí https://sensorgnome.readthedocs.io/en/latest/raspberry_pi_sensorgnome.html), pero note que están desactualizadas y requieren revisión. No recomendamos a los colaboradores construir los SensorGnomes por su cuenta sin tener experiencia previa.
Antenas, cables y adaptadores
Cómo seleccionar una antena
Es muy importante que seleccione la antena correcta para el propósito de la estación y el tipo de transmisores que usted intenta detectar. Las antenas están optimizadas para la recepción de una frecuencia de radio particular. Dado que hay múltiples transmisores en diferentes frecuencias, cada tipo de transmisor requiere su propia antena. Actualmente, una antena optimizada para detectar transmisores Lotek en 166,380 Mhz no detectará transmisores CTT en 434 Mhz, y viceversa. Siempre que sea posible recomendamos instalar estaciones “duales” equipadas con antenas y un receptor que pueda detectar ambos tipos de transmisores. Una antena de doble frecuencia está en desarrollo, pero mientras tanto, estaciones duales (aquellas que pueden detectar más de una frecuencia), deberán tener dos tipos de antenas instaladas.
Anatomía de las antenas
Yagi-Uda
A esta antena usualmente se le llama simplemente “Yagi” o más generalmente antena direccional.
ADD DIAGRAM
Tipos de Antenas
Existe una gran variedad de opciones de antenas para telemetría VHF. Hasta la fecha los usuarios han usado antenas direccionales Yagi de 3, 5, 6 y 9 elementos y antenas unipolares omnidireccionales. Las antenas Yagi de 9 elementos tienen un rango de detección largo y angosto, mientras las antenas Yagi de 3, 5 o 6 elementos tienen rangos de detección gradualmente más anchos y cortos. Las antenas omnidireccionales son más adecuadas para determinar patrones de presencia o ausencia de especies (por ejemplo, aves marinas en una colonia), o para detectar aves próximas a una estación (dentro de algunos cientos de metros), pero no para proveer información de dirección (por ejemplo, dirección de salida de aves migratorias de un sitio de parada).
Cuando ordene antenas es importante saber a qué frecuencia necesita sintonizarlas. Para detectar transmisores Lotek, las antenas deben ser sintonizadas a 150,1 MHz (en Europa), 151,5 MHz (en Australia) o 166,380 MHz (hemisferio occidental) dependiendo de la región. Para detectar transmisores CTT las antenas deben ser sintonizadas a 434 MHz.
Las antenas pueden adquirirse de los siguientes proveedores
- - Laird (through Hutton in Canada Economy 2-way in US) (https://www.arcantenna.com/products/plc1669-laird-yagi-heavy-duty-9-element-antenna-for-166-174-mhz-with-uhf-female-connector-track-migratory-birds)
- - Wade Antenna [LINK]
Use la siguiente tabla para seleccionar su antena:
Tipo de antena | Precio usual (USD) | Impedancia | Rango teórico | Dirección de detección |
Yagi de 3 elementos | $$$ | 50 Ohms | ~5 km | Ampliamente direccional |
Yagi de 5 elementos | $$$ | 50 Ohms | ~8 km | Direccional |
Yagi de 6 elementos | $$$ | 50 Ohms | ~10 km | Direccional |
Yagi de 9 elementos | $250 USD | 50 Ohms | ~15 km | Direccional angosto |
Omnidireccional | $$$ | 50 Ohms | ~1 km | Omnidirectional |
Elementos en verde son recomendados | | | | |
Tipo de cable | Precio usual (USD) | Impedancia | Atenuación máxima (dB/100 ft) | Longitud sugerida |
< 100 ft. @ $0.83 USD/ft. | 53.5 Ohms | 4.4 @ 100 MHz 6.0 @ 200 MHz 8.5 @ 400 MHz | < 50 ft./15 m | |
< 100 ft. @ $1.79 USD/ft. | 50 Ohms | 2.3 @ 100 MHz 4.8 @ 400 MHz | < 100 ft./30 m | |
$1.20 USD/ft. | 50 Ohm | 1.5 @ 150 MHz 2.7 @ 450 MHz | Any length |
Una guía útil de cables coaxiales puede ser encontrada en Wilson Amplifiers Website (https://www.wilsonamplifiers.com/blog/understanding-coaxial-cables-the-complete-guide/).
Un catálogo de cables y sus especificaciones puede ser encontrado en Allied Wire & Cable (https://www.awcwire.com/coaxial-cable)
- RG58 – Cable típico de comunicaciones básicas que viene con un conector BNC. Usado para longitudes menores de 8 metros. La opción más económica.
- RG213 – Cable de mayor calibre que puede ser usado a una longitud de hasta 15 metros con poca pérdida de señal. Extremos de cable personalizados según distribuidor o fabricante. Precio moderado.
- TWS/LMR-400 – Similar al RG-213, pero de mayor calidad (más resistencia al clima/sol). Más recomendados para instalaciones de largo plazo y cables largos. Más costoso. El fabricante puede sugerir cuál cable es mejor para sus necesidades – LMR es generalmente más accesible.
- BMR-400 – Disponible en Maple Leaf Communications, este cable tiene menos aislamiento plástico lo que lo hace mucho más flexible y más fácil de trabajar que el LMR-400 ofreciendo una atenuación similar. Usos mayor a 10 metros.
Motus Pro Tip – Los cables de calibre mayor pueden ser más voluminosos para trabajar y más difíciles de conectar dentro del receptor. Se pueden usar cables de calibres más pequeños para trabajar en espacios reducidos. Sin embargo, esto incrementa el número de conexiones, lo que puede resultar en una leve disminución de la intensidad de la señal (ver conectores abajo).
Adaptadores de radio (Dongles o Funcubes)
Los adaptadores de radio, también conocidos como radios definidos por software (SDR), se utilizan para convertir la señal analógica recibida por antenas en una señal digital que el SensorGnome pueda interpretar. Note que los receptores Lotek tienen un convertidor y no lo requieren para el funcionamiento de la estación. Note, también, que los SensorGnome solo necesitan un SDR para las antenas sintonizadas para los transmisores Lotek (cualquiera que no sea de 434 MHz).
Mientras hay docenas de SDRs disponibles en el mercado, solo cuatro modelos son compatibles con SensorGnomes y las SensorStations. Los más usados son los FUNcube Pro Plus, que tienen la relación señal/ruido (SNR), la figura de ruido y el pico de voltaje de DC más pequeños (poca recepción a frecuencia nominal) y potencia nominal. Sin embargo, los adaptadores FUNcube son los más costosos, costando ~$200 USD, comparado a los #35 USD de los RTL-SDR. A pesar del alto precio, actualmente recomendamos los FunCubes ya que los otros SDRs no se han probado ni optimizado adecuadamente para su uso. Consulte la tabla a continuación para obtener más información.
Receptor | Precio (USD) | Poder en uso | Poder mientras está inactivo | Fiabilidad | Figura de ruido típica |
FUNcube Pro Plus | $225 | 0.8 W (48 kHz) | 0.8 W (48 kHz) | Muy fiable | 3.5 dB @ 145 MHz |
RTL-SDR blog V3 | $22 | 1.5 W | 0.7 W | Desconocido | ~5 dB @ 144.3 MHz |
NESDR SMArt v4 | $24 | 1.54 W | <0.25 W | Desconocido | Desconocido |
NESDR SMArtee | $26 | 1.43 W | Desconocido | Desconocido | Desconocido |
NESDR Smart XTR | $38 | 1 W | 0.6 W | Desconocido | Desconocido |
CTT* | $100 | <0.25 W | <0.25 W | Desconocido | Desconocido |
*Los adaptadores CTT detectan a 434MHz y son usados únicamente para hacer SensorGnomes compatibles con transmisores CTT.
Los ítems enlistados en verde son recomendados.
Conectores
Hay varios tipos de conectores que son usados con antenas de radio y cables coaxiales, pero no todos se desempeñan igual. Por ejemplo, ciertos conectores son mejores previniendo el ingreso de agua y arena que otros. Por esta razón, es importante saber qué tipo de conectores tienen sus antenas al momento de la compra y cuáles son los más adecuados para una estación Motus. Hay cuatro tipos de conectores encontrados comúnmente en las configuraciones de las estaciones Motus: UHF (PL-259); N-type; BNC; and SMA.
La mayoría de las antenas Yagi de 9 elementos y las antenas omnidireccionales tienden a venir con un conector hembra UHF (Laird) o N-type (Maple Leaf), pero esto debería ser revisado antes de la compra. Las antenas Yagi de 3 y 5 elementos usualmente vienen con un conector BNC macho y pueden ser conectados a un receptor directo de Lotek SRX o a un FUNcube con un adaptador BNC hembra a un SMA macho.7
La siguiente tabla describe dónde se ven estos conectores usualmente. Los adaptadores son convertidores análogos a digital que hacen parte del SensorGnome (típicamente se usan adaptadores FUNcube o FCD).
Conector | Antena | Cables | Adaptadores de Radio | Resistencia al agua |
UHF | Común | Común | Nunca | Buena |
N-type | Común | Común | Nunca | Mejor |
BNC | Algunos Lotek | Común | Nunca | Pobre |
SMA | Nunca | Algunos cables adaptadores Cables GPS | Siempre | Buena |
Los siguientes son algunos usos comunes para estos conectores
1. El cable coaxial con el conector BNC macho en un extremo y un conector UHF macho en el otro (para receptores Lotek o SensorGnomes con adaptadores BNC hembra a SMA macho).
2. Cable coaxial con conector BNC macho en ambos extremos, con adaptador BNC hembra a UHF macho (receptores Lotek o SensorGnomes con adaptador BNC hembra a SMA macho)
3. Cable coaxial con conector UHF hembra personalizado en el extremo de la antena y un conector SMA macho en el extremo FUNcube. (Opción con la menor cantidad de adaptadores y, por lo tanto, menos pérdida de señal, pero puede ser más costosa debido a los extremos personalizados). Aplica a los SensorGnome solamente.
Energía
No puede haber una estación confiable sin una fuente de energía confiable. Por esta razón, es mejor asegurarse de que haya el mayor suministro disponible.
Fuentes de energía
Los receptores pueden ser alimentados por corriente alterna o corriente continua. La energía de corriente alterna suministrada por la red eléctrica debe usarse siempre que sea posible, ya que generalmente es una fuente de energía más confiable y barata que la corriente continua. La energía de corriente continua usualmente viene en forma de baterías de ciclo profundo y requieren carga solar regular u otro método para mantener la carga. También, tenga en cuenta que, dado que la corriente continua requiere un panel solar y una batería, es más atractivo para los ladrones.
Suministros de corriente alterna
Si utiliza energía de corriente alterna de una toma de corriente típica, asegúrese de utilizar un adaptador de energía de buena calidad que esté clasificado para la energía de la región (por ejemplo, en Norte América es 120 Vrms @ 60Hz; en Sur América es altamente variable (https://www.tripsavvy.com/south-america-outlets-and-adapters-1637155), 115-230 Vrms @ 50 o 60 Hz). Un adaptador de buena calidad puede tolerar esta variación en el voltaje de la red eléctrica que los hace más versátiles para proyectos a través de múltiples países. Un adaptador de baja calidad producirá un voltaje inestable que puede dañar su receptor o no producir suficiente energía para mantenerlo funcional. Tal vez quiera conectar su estación a través de un protector de tensión adecuado.
El tipo de adaptador requerido dependerá del tipo de receptor usado. Para las SensorStations CTT y los receptores Lotek SRX, estos suministros de energía usualmente están incluidos con el receptor. Los SensorGnomes también se entregarán con suministros de energía de corriente alterna cuando lo ordena a través de Compudata o RFS Scientific.
Si usted no tiene un adaptador de energía para su receptor del SensorGnome, puede usar un suministro de energía estándar de USB para su teléfono (“carga rápida” o de mínimo 2.5 Amps) con un cable USB. Para CTT o receptores Lotek, contacte a su proveedor para adquirir un adaptador.
Si la red eléctrica no es confiable y se necesita una cobertura 24 horas al día, 7 días a la semana, es posible que desee conectar su estación a través de una fuente de energía de respaldo alimentada por una batería.
Baterías
Tipo
Las baterías de plomo están basadas en tecnologías muy viejas, pero aún proveen el almacenamiento de energía más barato y no volátil para dispositivos electrónicos. Las baterías de litio ofrecen la densidad de energía más alta de cualquier batería comercial disponible, no obstante, sí son mucho más costosas en relación a la energía que pueden almacenar. Adicionalmente, las baterías de litio son mucho más volátiles y tienen el riesgo de derrames químicos o incendios si se cargan/descargan muy rápido, su temperatura es demasiado alta o si se perforan. Por estas razones no recomendamos el uso de baterías de litio, a menos que el espacio y el peso sean muy limitados. Dado que las baterías de litio son poco usadas en las redes Motus, no las discutiremos más desde aquí.
La mayoría de personas se refiere a las baterías de plomo como “baterías para carro”, pero en este caso usted podría tener un tipo de batería diferente si pregunta por ellas de este modo. Lo anterior puesto que las baterías para carro no están diseñadas para ser descargadas durante periodos de tiempo prolongados y requieren recargas constantes como las que se generan desde el alternador del carro. En una estación Motus las baterías deberían ser capaces de descargarse hasta voltajes tan bajos como 10-11 voltios cada noche sin perder mucha capacidad – ¡esto podría dañar una batería de carro típica en muy poco tiempo!
Esta es la razón por la que se usan baterías de ciclo profundo que permiten una descarga profunda durante cada ciclo. La mayoría de las baterías de ciclo profundo que se encuentran disponibles son para condiciones marinas (también conocidas como “baterías marinas”) que están diseñadas para ofrecer altos amperios de arranque para motores de botes grandes, pero esto no es nada que se necesite en una estación de radio. Sin embargo, en localidades remotas sin otra cosa disponible, las baterías marinas servirán. Aunque son más costosas, las baterías solares especializadas de ciclo profundo están diseñadas para proveer pequeñas cantidades de energía constantemente y varían dependiendo de la recarga.
Usted también notará que hay baterías de plomo inundadas o selladas (SLA). Esto se refiere a si los procesos químicos internos de la batería pueden liberar gas. Las baterías de plomo inundadas son conocidas por producir hidrógeno altamente inflamable que puede ser muy peligroso si no se almacena en un área con una ventilación apropiada. Usualmente, las baterías las almacenamos en un contenedor sellado que incrementa el riesgo potencial, es por esto que recomendamos las baterías SLA. Incluso en este caso, las baterías deberán ser manipuladas con cuidado para evitar perforar el estuche lo que permite que el hidrógeno pueda liberarse con el tiempo.
Capacidad
La capacidad de las baterías se mide en Amperios-hora (Ah) o Watts-hora (Wh) que es la medida de la potencia consumida multiplicada por la cantidad de tiempo que fluye la corriente. Esto es útil porque podemos calcular fácilmente la cantidad de Amp-hora que esperamos que nuestro receptor consuma revisando la tabla de consumo de energía o midiendo la corriente de un receptor conectado usando un voltímetro. En palabras simples, un SensorGnome que consume 0,5 A de energía a ~12 Voltios puede, en teoría, funcionar con una batería de 50Ah por 100 horas (50Ah/0,5A = 100h). Tenga en cuenta que usted nunca utilizará la capacidad máxima de una batería, pues esta no debería descargarse por debajo de 10,5 voltios. Adicionalmente, la capacidad de la batería disminuirá lentamente con el tiempo con cada descarga de la batería, por lo que debe asegurarse de agregar un 10-15% adicional de capacidad para tener en cuenta esta caída con el tiempo. El desempeño de las baterías varía con la temperatura, en climas cálidos tienden a tener un promedio de vida más corto.
Cuando compre sus baterías, le recomendamos una batería de 50 Ah para días con 12 horas o más d luz o una de 75 Ah para días con menos de 12 horas de luz.
Protección contra subtensión
Cuando use cualquier tipo de batería para dar energía a una estación, le recomendamos usar siempre una protección contra la subtensión para que la batería no sufra daños. Si bien su estación podría funcionar sin una, la vida útil de la batería se reduce y eventualmente la batería no podrá retener ninguna carga. Si está usando un panel solar para cargar la batería, usted requerirá un controlador de carga con corte de bajo voltaje. Sin un controlador de carga, usted necesitará comprar un corte de bajo voltaje, también conocido como un módulo de protección contra la subtensión.
Recomendamos los controladores de carga de Sunsaver con un corte de bajo voltaje mínimo de 10 L (depende del tamaño del panel solar).
Motus pro Tip
Consiga más de lo que usted cree necesario. Paneles solares más grandes = más energía. Baterías más grandes = energía más duradera.
Energía solar
Tipos
Así como las baterías, escoger el panel solar adecuado para la configuración de su estación, esta puede ser una tarea desalentadora por la cantidad de tipos de paneles solares que están disponibles actualmente. Pero, por lo general, el proveedor local de paneles solares a gran escala puede ayudarle escogiendo uno. Hay diferentes tipos de paneles solares, pero los dos con los que tendrá que lidiar son los monocristalinos y los policristalinos. La principal diferencia entre estos dos es que las celdas monocristalinas son usualmente más costosas, pero proveen mayor eficiencia y tienen una tolerancia mayor al calor; no obstante, el desempeño parece variar mucho dependiendo del fabricante. La eficiencia de los paneles no es necesariamente importante, si se considera lo pequeños que son los paneles que usamos cuando comenzamos. La tolerancia al calor puede ser una consideración importante en el trópico; recomendamos hablar con los proveedores locales para tener su recomendación. Generalmente recomendamos paneles solares policristalinos para ahorrar.
Potencia
La cantidad de energía que su panel solar necesita producir depende de la cantidad de exposición al sol que usted espere en el día más corto del año. En Canadá, paneles con 80 Watt de potencia han sido efectivos para ¾ del año, pero no producen suficiente para una operación constante durante el invierno. Para una operación constante en el invierno los expertos de la industria recomiendan 150 Watts. Para el funcionamiento en el verano, paneles de 50 Watts han sido suficientes, y uno entre 50 y 70 Watt puede ser apropiado para el trópico.
Controlador de carga
Todas las configuraciones con paneles solares requieren un controlador de carga. Este es un dispositivo que mide el flujo de energía entre el panel solar y la batería, evitando que el panel sobrecargue la batería y asegurando que la electricidad no fluya dentro del panel en la noche, cuando el voltaje del panel disminuye. Recomendamos conseguir un controlador de carga que también incluya protección contra subtensión, o corte bajo de voltaje, para proteger a la batería de ser demasiado descargada por el receptor. Si su controlador de carga no tiene una protección de bajo voltaje usted necesitará usar un dispositivo adicional entre la batería y el cargador. Vea la sección de protección contra subtensión para más información.
El controlador de carga más usado más comúnmente por Birds Canada es el MorningStar SunSaver SS-10L-12V (https://www.morningstarcorp.com/products/sunsaver/). Este puede cargar una batería de 12 voltios con una descarga de 10 Amps de corriente e incluye protección de bajo voltaje. Este ha probado ser un modelo más robusto y duradero que modelos más económicos, no obstante, pueden fallar, por lo que siempre es una buena idea tener repuestos a la mano.
Cortes de energía
El mayor problema sucede cuando el corte de energía pasa cuando el SensorGnome está escribiendo en la tarjeta SD, esto puede corromper la tarjeta y evitar que el SensorGnome se reinicie.
Energía de corriente alterna
En algunos lugares hay energía de corriente alterna disponible, pero puede haber problemas con los cortes de energía. Para poder evitar esto, se necesitará una fuente de energía ininterrumpida, o UPS. Vienen en varias formas y tamaños, según el dispositivo que se utilice y la cantidad de energía que desee.
Un UPS genérico está disponible en las tiendas de electrónicos locales, pues estos usualmente son utilizados para proteger bases de datos y servidores. Por ejemplo, una UPS de $80 USD puede proveer hasta 2,5 horas de batería de reserva. Los Raspberry Pi usan tan poca energía (menos de 10 Watts) que usted puede esperar que duren más tiempo aún.
Lo bonito de las UPS genéricas es que casi todas tienen protectores de sobretensión, lo cual es importante cuando tiene una fuente de energía de corriente alterna poco confiable.
Alternativamente, usted puede obtener un Raspberry Pi UPS HAT. Este se conecta debajo del GPS HAT y provee hasta 30 minutos de energía entre cortes.
Instalación de la estación
Motus Pro Tip
No tome atajos. Cualquier atajo o mano de obra descuidada incrementa la posibilidad de que haya problemas y de que la estación no esté operando cuando usted lo necesite.
Ensamblaje de la antena y del cable coaxial
Existen muchas variedades de antenas, pero aquí solo hablaremos de algunas. Todas las antenas deberían tener sus propias instrucciones de ensamblaje que deben ser más o menos sencillas de seguir, por eso no entraremos en mucho detalle. Por favor, ver el diagrama del anatomía de una antena para más detalle en las partes.
Nota: El elemento impulsor y el conector anclado son las partes más sensibles de una antena Yagi; ponga especial atención para prevenir cualquier tipo de daño a estas partes y sus conexiones. Un daño en el elemento impulsor puede significar que ya no se podrá sintonizar la antena a la frecuencia deseada resultando en una antena ineficaz.
Accesorios recomendados
- Sello coaxial: Es un tipo de goma blanda o silicona que se usa para sellar las conexiones de la antena. Por lo general, se consigue por separado de la antena.
- Cinta aislante o marcadores de colores: Puede ser difícil saber qué antena corresponde a qué cable una vez se ha finalizado en ensamblaje de la estación. Usted puede usar códigos de colores en las antenas y en los cables usando cinta de colores.
- Amarres, amarres para cables, correas: Estos son indispensables para la organización del cable coaxial. Se utilizan para sostener el cable coaxial a lo largo del brazo y la vara de la antena.
- Tuercas y tornillos hexagonales: Nosotros usamos tornillos de ¼ʺ x 2 ʺ para el montaje del trípode y tornillos de ¼ ʺ x 1 ʺ para fijar los paneles solares al trípode. Utilice acero con placas de zinc a menos que la estación esté instalada en un área marina donde deberá utilizar acero inoxidable.
Montaje de la antena
Las antenas están usualmente ancladas a una tubería de metal usando un tipo de soporte. Las antenas pequeñas, como las Yagis 434 MHz, todas las omniantenas, y las antenas Yagi de 3 y 5 elementos para las bandas de 150-166 MHz, se pueden montar a tope con un soporte que se ajuste a un extremo del brazo. Las antenas grandes, como las antenas Yagi de 6 - 9 elementos para bandas de 150-166 MHz, necesitan montarse a lo largo de su punto medio para nivelar la fuerza lateral sobre la vara de soporte. Las antenas laterales pueden montarse a tope, pero usualmente requieren cables de soporte anclados a los puntos medios o finales de la antena.
Casi todas las montajes de antenas usan un plato con tornillos en U; 2 para el brazo de la antena y 2 para la vara de anclaje. Para la mayoría de las antenas, el brazo está ensamblado perpendicularmente a la vara de anclaje, pero las omniantenas usualmente estarán montadas mirando hacia arriba, esto significa que ambos, la antena y la vara de soporte, apuntarán a la misma dirección.
Conector coaxial
La mayoría de las antenas tendrán un conector en el elemento impulsor para la conexión del cable coaxial. El elemento impulsor y este conector son las partes más sensibles de las antenas Yagi; ponga especial atención a estas partes para que no sufran ningún daño. Los daños causados al elemento impulsado podrían causar que la antena no se sintonice más con la frecuencia deseada.
Ensamblaje del contenedor de almacenamiento
¿Cuál es el propósito de un contenedor de almacenamiento? - Almacenar y proteger la batería y el controlador de carga.
Montar los receptores en la vara o fuera de una caja en el suelo cuando sea posible, o si existe algún riesgo remoto de inundación. También reducirá el daño potencial de roedores e insectos.
Ensamblaje de la energía
Energía solar
Suministros
- Panel solar
- Batería
- Controlador de carga
- 14 AWG conectores de pala
- Cables de la batería con fusibles
- 14 AWG cable trenzado o cable automotríz
Herramientas
- Destornillador Phillips
- Destornillador pequeño de cabeza plana
- Herramienta peladora / engarzadora
Instrucciones
Para diagrama, ver cableado para el controlador de carga solar
- 1.Prepare sus cables engarzando conectores de pala 14 AWG en los extremos de todos sus cables.
- 1.Para la batería, prepare un cable de batería con fusible y un trozo de cable trenzado para automóvil de 14 AWG.
- 2.Inspeccione cuidadosamente los controladores de carga y observe los terminales positivo y negativo del panel solar (entrada), la batería y la carga (salida).
- 3.Asegúrese de que el índice de energía en la parte posterior del panel solar no exceda el índice del controlador de carga.
- 4.Afloje los terminales positivo y negativo de la batería y conecte el cable de la batería uno a la vez usando un cable de batería con fusible para el terminal positivo y un cable trenzado de automóvil 14 AWG al terminal negativo.
- 5.Afloje los terminales positivo y negativo de la batería en el controlador de carga solar y conecte los cables de la batería, comenzando por el lado positivo.
- 6.Proceda a conectar los cables del panel solar al controlador de carga solar, nuevamente comenzando con el lado positivo.
- 7.Finalmente, conecte la carga (receptor) a los terminales de carga del controlador de carga solar, primero el positivo.
Inspección de la estación
¿Cuándo programar las inspecciones?
Las inspecciones deberán ser programadas para asegurar que cada estación opera como se espera antes de cualquier periodo crítico en la investigación en su región. Para algunos colaboradores, las estaciones se usan para proyectos de investigación personal, pero, aun así es importante mantener la operación de la estación durante todo el año para beneficiar otros proyectos que se lleven a cabo con la red completa.
Estaciones desconectadas
Dependiendo de su localidad, las estaciones que necesitan una descarga manual de los datos deberán ser inspeccionadas de tres a cuatro veces por año. Esto corresponde a los periodos de migración en otoño y primavera, así como para los periodos de reproducción y no reproducción. En latitudes al norte y al sur, es común no encontrar transmisores durante los periodos no reproductivos, así que no es tan importante revisar las estaciones en estos momentos.
Estaciones conectadas a la red
Si su estación está conectada a internet, los datos se enviarán automáticamente a sus servidores. Sin embargo, esto no le dirá si la dirección de las antenas ha cambiado o si la estructura de montaje está bien asegurada. Por esta razón, recomendamos que las estaciones en red sean revisadas una o dos veces al año dependiendo de la frecuencia de tormentas y si el ambiente en donde está la estación es marino o no.
Tormentas
Si se ha pronosticado un evento climático extremo en la zona en donde se encuentra la antena, es importante asegurarse de que cualquier estación vulnerable esté segura antes de que la tormenta llegue para minimizar los daños. Si se esperan daños, las estaciones deberán inspeccionarse después de la tormenta para arreglar cualquier problema que haya ocurrido. Esto aplica para ambas, las estaciones desconectadas y las estaciones en red.
Ecosistemas marinos
Las estaciones cercanas a cuerpos de agua salada se deterioran más rápido debido a que el agua salada acelera el proceso de oxidación y corrosión galvánica. La niebla salina puede afectar las estructuras metálicas a docenas de kilómetros dentro del continente, por lo que la estación no necesariamente debe estar cerca del océano para ser impactada
INSERT PHOTOS OXIDIZED STATIONS
(!) Seguridad al inspeccionar
Cuando haga la revisión de la estación que se ha dejado sola por mucho tiempo (meses o más), es probable que las cosas hayan cambiado con el tiempo desde que se hizo la instalación. Puede haber corrosión, lo que debilita los soportes. Es importante mirar signos de debilidad en los soportes para que ellos puedan ser arreglados antes de continuar con la inspección.
Se conoce que las serpientes, avispas y avispones pueden refugiarse dentro y alrededor de las estaciones y especialmente en las cajas de almacenamiento, por lo que se recomienda aproximarse con cuidado cuando estos animales son más activos.
El receptor
Si la estación no está conectada a internet, no solamente se deben descargar los datos manualmente, sino que es necesario asegurarse de que los datos se colectaron correctamente. Por lo general, no necesitará preocuparse por esto si su receptor está en línea porque toda la información debería estar disponible online.
Esta sección varía ampliamente dependiendo del tipo de receptor que se utilice. Abajo encontrará información relacionada a sus dispositivos.
SensorGnome
Cuando revise su estación asegúrese de que la estación tiene la siguiente información disponible:
- 1.El GPS está funcionando y proporciona una ubicación y una hora.
- 1.La falta de GPS puede ser: mala recepción (asegúrese de que la antena tenga vista al cielo); cable GPS masticado; GPS roto; mala conexión (el GPS HAT se ha corroído; el cable USB del GPS no está conectado correctamente).
- 2.Todos los dispositivos de radio conectados aparecen en la interfaz web como se espera.
- 1.Dispositivos faltantes indican: cables sueltos / rotos (es lo más probable), el puerto USB o el dispositivo de radio está roto.
- 3.Los datos se recopilan cada hora.
- 1.La falta de datos por hora indica problemas de energía.
- 4.Algunos archivos de datos tienen un tamaño superior a 1 KB y contienen líneas que comienzan con "p"
- 1.Todos los archivos de 1 KB indican que no se están recopilando datos de radio.
- 5.Existen carpetas de datos para cada día
- 1.Las carpetas que faltan indican problemas de energía.
Por favor revise la guía del SensorGnome para más información de cómo conectar y acceder a la información en estos dispositivos.
Cables y conexiones
Conexiones sueltas o cortocircuitos
Aunque las estaciones Motus estén bien construidas, no todo es perfecto. Conexiones sueltas, cables desconectados, o cortocircuitos, son duendes poco frecuentes pero que pueden encontrarse. Si algo no está funcionando, busque conexiones sueltas. Las soluciones a los problemas pueden ser tan simples como identificar dónde están los cables desconectados y asegurarlos correctamente. Algunas veces la solución es tan simple como desconectar y conectar de nuevo un cable suelto. Los cortocircuitos pueden ser más difíciles de detectar y requieren asistencia adicional.
Tener un multímetro a la mano puede ayudar a seguir la pista de los cortocircuitos. Al medir la resistencia (en “ohms” o 'Ω') usted puede identificar si dos puntos están eléctricamente conectados (cero resistencia) o no (infinito; algunas veces se muestra como “1” en la parte izquierda de la pantalla).
Aislamiento mordido o roto
La cobertura de aislamiento plástico en los cables los protege contra el ingreso de agua. Incluso pequeñas grietas pueden causar daños lentamente disminuyendo la resistencia eléctrica, y, por lo tanto, reduciendo la señal de transmisión y el voltaje.
Para revisar los daños, toque los cables por si siente alguna disrupción de la superficie. Los lugares críticos para verificar son donde los cables están puestos en el contenedor (generalmente a través de una junta de tubería acodada) y donde los cables están más cerca del suelo en el exterior del contenedor.
Verificar con transmisores (opcional)
Si es posible, le recomendamos que se mantenga un transmisor de prueba activada en todo momento mientras visita cualquier estación. Esto puede proporcionar información valiosa sobre la operatividad de las estaciones sin mucho esfuerzo. No mide necesariamente la capacidad de recepción de todas las antenas por igual, pero es mejor que nada. Para obtener un método más preciso para medir los rangos de antena de la estación, consulte el enlace a continuación: https://docs.motus.org/stationguide/tag-test.
Apéndice A: Definiciones
Término | Definición |
Colaboradores | Cualquier persona que use Motus para investigación, educación, etc. |
Receptor | Un computador diseñado para recibir señales de radio. |
Despliegue del receptor | Describe una configuración única del receptor de una estación. Esto incluye información como: número, tipos, direcciones y pesos de las antenas; localización de la estación, frecuencia de detección del receptor, números seriales del computador, tipo de estructura de montaje de la antena. Los despliegues están registrados en Motus.org. |
Estación | Comprende todos los despliegues de los receptores en una única localidad. |
Coax | Cable coaxial, generalmente usado para conectar antenas a los receptores. |
CTT | Cellular Tracking Technologies (una de las compañías que hacen transmisores y receptores). |
Lotek | Una de las compañías que hacen transmisores y receptores. |
Montaje de la antena | La parte que conecta la antena a la estructura de montaje. Por lo general es una placa de metal con tornillos en “U”. |
Estructura de montaje de la antena | Usualmente es una vara, pero puede ser cualquier cosa, como una baranda, un árbol o una pared. |
Vara | Una estructura usada para el montaje de las antenas. Generalmente un tubo de metal y, a veces, telescópico (emergente), como las varas 20A y 50A (https://wadeantenna.com/wp-content/uploads/2019/07/SPEC0047_C01_POP-UP-MAST_MCN0115.pdf). |
Tripode | Estructura de tres patas usadas para sostener una vara. Usualmente de 3m (10 pies) de altura (TRM-10L) |
Hierro angular | Puede ser de acero o aluminio. Pieza angular de metal usada para fijar paneles solares a los trípodes. |
Anillo de la vara | Un anillo alrededor de la vara usado para fijar los amarres. |
DMX | Estructura de torre triangular usada para instalaciones más permanentes. Por lo general requiere una base de concreto o un edificio de soporte. |
Montaje en techo no penetrante | Un tipo de soporte que no requiere anclaje. Normalmente se utiliza en tejados planos. Ver soportes de techo no penetrantes. |
SensorGnome | Receptor de libre acceso desarrollado en el Phil Taylor Lab, Universidad de Acadia. |
CTT SensorStation | Receptor hecho por Cellular Tracking Technologies (CTT). |
Lotek SRX | Serie SRX de receptores desarrollados por Lotek Wireless Ltd. |
Transmisor | Un radio transmisor hecho por Lotek o Cellular Tracking Technologies. |
Despliegue del transmisor | El periodo de tiempo en que un transmisor fue activado en el campo. |
Red Motus | Una red colaborativa de receptores, transmisores, compañeros e investigadores que usan radio-telemetría para estudiar el movimiento animal. |
Corrosión Galvánica | Cuando dos metales diferentes se encuentran en un electrolito corrosivo (agua salada), el metal más reactivo se corroerá mucho más rápido de lo normal. Aluminio en contacto con acero. |
Última actualización 1yr ago