Construire une Yagi 4 éléments en 6 perçages et 5 coups de scie !!!
Imprimez votre antenne ...
Et oui, les choses évoluent et les nouvelles technologies nous viennent en aide pour nous simplifier la tâche.
Il devient de plus en plus simple de construire notre matériel radio grâce à des modules électroniques déjà fonctionnels, grâce à l'apparition des Nano-ordinateurs (Raspberry Pi...) et depuis quelques années les imprimantes 3D.
Pour ceux qui n'en sont pas déjà convaincu, je vous l'annonce sans hésitation, sous peu, il y aura une imprimante 3D dans tout bon chack radio qui se respecte.
J'ai il y a peu, mis en place un projet pour permettre aux radioamateurs de se retrouver autour de l'impression 3D. Il s'agit du projet HAM-3D. J'imprime actuellement les contributions qui vont être envoyées aux contributeurs du projet. Parmis elles, il y a un kit de pièces pour construire une antenne Yagi 4 éléments pour la bande des 2m.
Je vais vous montrer aujourd'hui comment il est simple d'assembler une antenne radioamateur quand on a la possibilitée de créer puis d'imprimer les pièces maîtresses.
La première étape consiste à faire son dessin en 3 dimensions. Il faut pour cela utiliser un logiciel de modélisation 3D comme Fusion 360 par exemple. Une fois votre pièce modélisée, vous l'enregistrez au format ".STL" et vous la passez dans un slicer (ou trancheur en français dans le texte) comme CURA. Ce dernier va vous permettre de découper votre modèle en tranches imprimables et de générer le fichier G-CODE qui sera injecté dans votre imprimante. Je ne rentre pas plus dans le détail concernant cette partie puisque vous pouvez retrouver beaucoup plus d'informations en regardant du côté du "PROJET HAM-3D".
Ci-dessous vous pouvez voir à quoi ressemble la série de pièces qui sera envoyée aux contributeurs et qui pour l'heure va nous permettre de construire notre antenne YAGI 4 éléments (2m).
Les fichiers d'impression
Pour ceux qui ont déjà une imprimante 3D chez eux, voici les fichiers d'impression
- Supports éléments parasites.
- Bloc - Support alimentation radiateur (le dipôle ou élément émetteur).
- Capot du bloc - Support alimentation radiateur (le dipôle ou élément émetteur).
- La plaquette d'isolement du DK7ZB-MATCH.
- Bouchons pour boom carré de 23,5mm.
- Bouchons pour l'élément radiateur (10mm).
- Bouchons pour les éléments parasites (6mm).
Procédure d'impression
J'ai choisi d'imprimer ces pièce sur du PET-G. C'est un plastique assez résistant qui pourra faire face aux variations de températures et de climats en extérieur. Il s'agit plus exactement d'un PET-G noir de chez "E-SUN" que j'ai imprimé sur une imprimante Sidewinder X1.
- Température de l'extrudeur : 240°
- Température du Bed : 120°
- épaisseur de couche 0.3mm
- Vitesse : 70
- Supports : aucun
- Remplissage : 20%
A présent, c'est à vous de jouer. Pour ceux qui n'ont pas d'imprimante, vous pouvez me contacter.
A l'attaque !!!
Maintenant que les pièces sont faites ou en votre possession, nous pouvons commencer la construction de notre antenne.
Le modèle que nous allons réaliser est tiré du travail de notre ami DK7ZB. J'ai choisi pour le boom, du tube aluminium carré de 23,5mm de section (il en faudra 1,52m) car cela se trouve facilement dans toutes les grandes surfaces dédiées au bricolage. Pour les éléments parasites nous utiliserons du tube rond de 6mm de section (environ 3m au total) et pour l'éléments radiateur, du tube rond de 10mm de section (1m). Voici donc sur le papier les cotes de notre affaire afin que vous puissiez percer et découper vos tubes aluminium aux bonnes cotes. La visserie est prévue en M3 et M5. J'ai pris des visses à têtes fraisées. Les quantités dont vous aurez besoin sont indiquées ci-avant sur la photo du kit de pièces. Il vous faudra également 2 cosses électriques (voir illustrations) pour relier le DK7ZB-MATCH au dipôle. Enfin, il vous faudra une fiche soc de type PL ou N. Je vous recommande le type N mais sur 2m le type PL est encore utilisable.
Tous ces perçages sont à réaliser pour de la visserie M5. Il n'y a que sur le boîtier d'alimentation du dipôle que nous utiliserons de la visserie de type M3. Comme vous le constatez, pas de découpes compliquées ni de perçages délicats. Attention, n'oubliez pas que la cote inscrite ci-dessus pour le dipôle, est sa longueur d'un bout à l'autre. Il faut la diminuer d'un centimètre (épasseur de l'isolateur central du dipôle) puis, contrairement aux éléments parasites, cet élément doit être coupé en son milieu afin d'obtenir 2 bouts de tubes de longueurs égales.
Maintenant que tout est découpé et percé, il faut passer à la réalisation du DK7ZB-MATCH qui nous permettra d'avoir une impédance de 50 ohms au point d'alimentation de l'antenne et de passer d'un dipôle symétrique à une ligne assymétrique. Il est constitué de deux quart d'ondes en câble coaxial de 75 ohms (du câble d'antenne TV par exemple). Les 2 câbles doivent être découpés à la même longueur, soit : 42,5cm. Je ne m'attarde pas plus sur le fonctionnement de cette pièce, puisque DK7ZB le fait parfaitement sur son site. Je vous laisse voir ça de plus prêt si vous le souhaiter, c'est ici.
Solidarisez les 2 bouts de câble coaxial avec du scotch, de la colle à chaud ou encore comme je l'ai fait avec des colliers Rislan. Aux 2 éxtrémitées, soudez ensemble les 2 âmes et ensemble les 2 tresses. Ensuite faites un tour en laissant dépasser un peu plus d'un côté que de l'autre comme sur la photo ci-dessus. Cela va permettre de relier la sortie la plus courte au dipôle. C'est à cette extrémité que vous devrez souder vos 2 cosses. La sortie la plus longue sera quand à elle soudée à l'arrière de votre fiche soc PL ou N). Votre DK7ZB-MATCH est terminé.
L'étape suivante consiste à assembler le module d'alimentation du dipôle.
C'est, la partie la plus délicate mais qui reste cependant très abordable. C'est vrai, je le reconnais, je vous avais annoncé 6 perçages et 5 coups de scie, mais bon, il faut bien qu'il vous reste un peu de travail tout de même !
Au centre du boîtier, se trouve l'isolateur central pour votre dipôle. Insérez des 2 côté les 2 tubes qui vont constituer votre dipôle et percez à 5 milimètres de l'isolateur un trou de diamètre 3mm de chaque côté. Il faudra percer le dessus des tubes et les parties en plastique sur lesquelles sont insérés vos tubes.
Sur le côté du boîtier prévu à cet effet vissez votre fiche soc (tout est pré-percé sur le boîtier), par l'ouverture qui se trouve à l'opposé, insérez le DK7ZB-MATCH. Maintenant fixez les 2 cosses sur le dipôle avec 2 visses de 3mm de section et 8mm de long (visses de type visses à bois).
Soudez la patie la plus longue du DK7ZB-MATCH à l'arrière de votre fiche soc (les 2 âmes au centre et les 2 tresses sur la chassis.
Enfin, comme c'est le boom qui va constitué la terre ou la masse si vous préférez, vous devez relier électriquement, le chassis de votre fiche soc au boom de l'antenne. Tous les moyens sont bons, le tout est qu'il y ai continuité entre votre chassis de fiche soc et le boom.
J'ai opté pour un bout de tresse de cuivre que j'ai étamée puis que j'ai vissée sur un des 4 points de fixations du chassis et sur une des 3 visses M5 qui se trouve au fond du boîtier (voir photo ci-dessus). C'est à faire au moment ou vous allez fixer le boîtier sur le boom à l'aide des 3 visses M5 (le fond du boîtier est prépercé également). Avant de visser le capot du boîtier, faites vos essais et mesures. Si tout va bien, je vous invite à etanchéiser autour de la sortie du DK7ZB-MATCH. L'idée est de rendre le boîtier hermétique à la pluie. Pour que celle-ci ne s'imisse pas par la lumière d'entrée du DK7ZB-MATCH dans le boîtier, il suffit de la combler avec de la colle à chaud ou du silicone.
N'oubliez pas de coller la plaquette d'isolement sur le boom. Elle doit se trouver juste sous le DK7ZB-MATCH pour l'isoler du boom. Je l'ai juste collée avec un peu de colle à chaud sur le boom.
Il ne vous reste plus qu'a fixer les 3 éléments parasites.
Rien de plus simple. Il sont coupés à la longueur, il ne vous reste qu'à repérer le milieu de chaque élément d'un coup de feutre afin de pouvoir les centrer sur leurs supports plastiques avant le serrage de ces derniers sur le boom avec des visses de type M5 de 40mm de long.
A ce stade, votre antenne est fonctionnelle, il ne vous retse plus qu'à insérer les bouchons sur le boom et les élements pour lui donner un aspect fini.
Vous serez suppris de la qualité de cette construction. On a l'impression d'avoir entre les mains une antenne fabriquée par une grosse firme. On la croirait sortie tout droit d'un catalogue !
Et voilà comment grâce à l'impression 3D, nous radioamateurs, nous pouvons désormais construire à la maison, les antennes que nous achetions naguère en boutique avec pratiquement la même qualité de finition !!!
N'oubliez pas que vous pouvez nous rejoindre à tous moments sur le PROJET HAM-3D...
Remarque : une petite remarque qui peut avoir de l'importance, de l'ami Manu via les réseaux sociaux ce jour. Pour ceux qui abittent dans des régions froides où les températures descendent bas, attention à l'utilisation des bouchons.
Le gel pourrait faire que vous retrouviez vos tubes eventrés. Pour ce qui est du boom, je conseille de faire 2 petits trous de 5mm de diamètre sous le boom à 5 cm des 2 extrémitées. Cela devrait suffir à régler le problème. Pour les élements, si il fait vraiment froid chez vous, ne mettez pas les bouchons et vous aurez réglé le problème. Cela fera moins "antenne du commerce", mais votre aérien durera plus longtemps, HI !
de F4HTZ