Electrónica especializada: Medios y equipos

Buenos días compañeros

Un cordial saludo para todos

 

Muchos de nosotros siempre hemos estado interesados por los medios electrónicos y las tecnologias asociadas a los diferentes estamentos de nuestras FFAA, dichos elementos pueden ser equipos de detección como radares, medios de comunicación, tecnología de misiles, etc, etc.

Este hilo se abre para poder discutir estos apasionantes temas y para que sirva como un espacio de investigación y puesta al día sobre el desarrollo de las nuevas tecnologías en nuestras FFAA.

En este hilo trabajaremos muy de la mano mi persona y el compañero jc65 que es nuestro experto en estas lides electrónicas y sus amenas explicaciones son del agrado de todos ya que trata de utilizar un lenguaje sencillo que permite, a los que no son duchos en ningún tipo de sistema, entender un poco mejor las capacidades de los equipos electrónicos que se manejan en las FFAA

Por supuesto que este tema también servirá para preguntar por todo tipo de equipos que sean interesantes aunque no estén en ninguno de los inventarios de las FFAA colombianas, pero de los cuales queramos conocer más así que sientanse libres de preguntar por cualquiera de ellos.

Y para comenzar con buen pie quiero cederle la palabra al compañero jc65 para que nos hable de un muy interesante material que me presentaron en la feria PROCALCULO los expositores de la firma canadiense ITRES.

Son unas cámaras multiespectrales para ser usadas en UAV's o ART's, la caracteristica que más me impresionó de estos equipos fue la gama de frecuencias a las que pueden operar para ser una cámara tan pequeña y de bajo peso, ya que solo pesan dos (2) kilogramos cada una, con lo que pueden ser operadas por muchos tipos de UAV/ART.

Aqui dejo para ustedes los Brochures que me dieron de estas cámaras y le cedo a jc la palabra para que nos hable de ellas. ¡Ah!, y antes de que revienten el hilo preguntando: No, las FFAA no han pedido ni siquiera una cotización de ellas así que aún no se puede decir que serán adquiridas algún día, aunque en la feria había un par de coroneles de la PONAL que preguntaban por sus capacidades, pero eso, como ustedes bien saben, no significa nada.

Los brochures:

Micro VNIR 1920

 

Micro SWIR 384

 

Micro TIR 640

 

Espero que este nuevo hilo sea de su agrado y que lo desarrollemos mucho, así que de antemano agradecemos todos sus aportes...

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Comentarios

  • AndresK
    Publicaciones: 11,476Subteniente 8329

    ¿Eso haría lo mismo que los Raven del EJC?

  • jc65
    Publicaciones: 410Soldado 1316
    AndresKumako escribió:


    ¿Eso haría lo mismo que los Raven del EJC?

    Hola a todos, el amigo Connor me ha puesto en tremendo reto exagerando mis capacidades, pero espero no decepcionarlo.

    Empezando por lo mas sencillo, la inquietud de Andrés. El Raven (RQ-11) pesa aproximadamente 2Kg, estas cámaras pesan lo mismo que todo el dron, así que deben ser de mayor capacidad! . 

    Cuando a uno le presentan un brochure como los traídos, a veces se siente como si le hablaran en Chino mandarín, hay muchas cosas que no podemos evaluar, o que sirvan para comparar entre un modelo u otro.

    A veces el precio es el mas llamativo de los parámetros, pero para poder hacer comparaciones entre un producto y otro debemos entender las características técnicas como por ejemplo:

    - Spectral range

    ​- Spectral channel

    - Cryo-cooled

    - FOV

    - Pixels

    - Resolution

    - LIDAR

    y otros muchos términos, que debemos manejar para poder comprender la información que se nos da y saber para que usos nos sería útil dicho producto.

    Espero en la noche comenzar a desglosar los diferentes términos, ya algunos los conocerán, otros no, espero que me ayuden indicando en cual debemos enfocar mas la atención.

    Chauuu.

  • jc65
    Publicaciones: 410Soldado 1316
    Connor Sunraider escribió:


    Creo que lo más indicado es ir desglosando las capacidades de operación de las cámaras según las frecuencias indicadas, por lo que me parece que lo primero sería que todos tengamos claro los conceptos Spectral Range y Spectral Channel, ya que esto básicamente nos habla de las funciones principales de las cámaras, osea, para que son útiles y como trabajan. Lo otro en lo que haría hincapié es en la tecnología LIDAR. Sé que los otros parámetros son detalles no menos importantes, pero que son solo complementarios a la tecnología que queremos evaluar

     Ok, comencemos entonces por indicar que los folletos corresponden a cámaras termales, es decir que pueden "ver" la radiación térmica de los objetos. Y ¿como se puede ver el calor de los objetos?, lo instintivo es que para medir la temperatura de un objeto acerquemos nuestra piel a él, o un termómetro de contacto.

    Bueno la temperatura no es mas que un síntoma indicativo del movimiento de las partículas constituyentes de la materia, mientras mas movimiento tengan los átomos o moléculas, mayor será la temperatura.

    Y este movimiento puede presentar diversas formas, mas una en particular, la vibratoria, origina que un cuerpo irradie ese calor en forma de onda electromagnética de muy alta frecuencia, del orden de los miles de Terahertz

      

    Como se nota en la gráfica las ondas de radio, microondas, radiación IR, la luz visible, Rayos X y gamma, son expresiones de un mismo fenómeno, pero que ocurren en distintas frecuencias y correspondientemente longitudes de onda.

    Aqui cabe recordar que la longitud de onda λ = 300.000 Km/s  /  f.  es decir la velocidad de la luz entre la frecuencia de oscilación.

  • jc65
    Publicaciones: 410Soldado 1316

    Aclarado esto, indico que mientras que para ondas de radio y microondas se suelen usar las frecuencias para hablar, por ejemplo se dice un radar funciona a 3 GHZ, que corresponde a una λ de 10 cms, cuando se habla del espectro IR, visible y UV se suele hablar solo de su longitud de onda (λ) como medida.

    Luego cuando se habla de que tal cámara trabaja en el RANGO ESPECTRAL de 3.7 a 4.8 micrómetros, se refiere a que puede "ver" las radiaciones correspondientes a esas longitudes de ondas.

    Pero en la práctica que significa eso?, pues esto nos indica las temperaturas que podrá medir a distancia, pues los objetos irradiarán a una longitud de onda característica correspondiente al tipo de material y su temperatura.

     Veamos mas de cerca, el segmento de interés del espectro electromagnético

     

    Aqui vemos que la luz visible por los humanos corresponde a entre 0.450 y 0.750 micrómetros (µm ) y a su derecha la banda IR de 0.750 µm y 1000 µm

    Notese también que la gráfica indica la opacidad atmosférica, es decir que los valles representarán las λ donde es posible la transmisión de la radiación a través de la atmósfera, y serán por supuesto los rangos de mayor interés para nosotros. A estas zonas  se les denomina "Ventanas Atmosféricas".

  • jc65
    Publicaciones: 410Soldado 1316

    En particular podemos identificar 4 zonas de interés y 2 no tan ineresantes:

    - De luz visible (.450 a .750  ), ni que hablar

    - La del NEAR INFRARED (.750 a 1.4  ), usada tipicamente por sistemas de visión nocturna activos, designadores láser, e intensificadores de imagen.

    - La SWIR o IR de onda corta ( 1.4 a 3µm  ) como tiene alta opacidad atmosférica casi no se usa a menos que sean objetos extremadamente calientes o cercanos 

    - La MWIR o IR de onda media ( 3 a 8µm  ) que es emitida por objetos tan calientes como los gases de combustión, toberas de escape, motores, etc. por lo que es usada por os seekers de muchos misiles.

    - La LWIR o IR de onda larga (8 a 15µm  ) que corresponde a objetos con temperaturas ambientales, como el cuerpo humano, metales calentados por la fricción del aire, etc.

    - La FIR o IR muy lejana, de poco interés por su opacidad atmosférica.

     

  • jc65
    Publicaciones: 410Soldado 1316

    Luego veamos en los folletos:

    Cámara VNIR1920 de 0.4 a 1 µm, eso quiere decir que trabaja en el espectro visible y un poquito mas allá dentro del IR, por otro lado indica 288 CANALES ESPECTRALES, esto es que puede diferenciar en 288 niveles de colores.

    Pudiera detectar todo lo que vemos en el espectro visible y near IR, siempre que reflejen la luz, es decir con luz diurna o artificial. En este rango trabajan muchas de las cámaras de seguridad comerciales.

    Cámara SWIR384 de 1 a 2.5 µm , y 200 canales espectrales, pudiera detectar objetos extremadamente calientes y dar una imagen de 200 en tonos, o iluminados con luz IR artificial.

    Cámara TIR 640 de 3.7 a 4.8 µm , es la que luce mas atractiva de los 3 modelos, pues puede detectar fuentes moderadas de calor sin necesidad de ninguna tipo de iluminación, solo por el calor irradiado por objetos tales como motores, escapes de vapor, etc.

    Para la detección de seres humanos en, digamos el mar o un bosque, la cámara mas idónea trabajaría en la LWIR, pues esta se correspondería a los 37ºC típicos del cuerpo humano.

    Algo como esto: 

    que si bien no tendrá la sofisticación, y robustez de las cámaras de los folletos, si trabaja en la región espectral conveniente para percibir las temperaturas de los humanos,en este caso los 12 µm

    La camarita se conecta a cualquier celular inteligente via usb y cuesta como 200 US$

    http://obtain.thermal.com/product-p/uw-aaa.htm

    Me detengo aqui para esperar algún comentario, y ver que otros parámetros de los folletos es de interés para aclarar.

     

    Editado por jc65 on
  • Prietocol
    Publicaciones: 4,984Sargento Mayor 2728

    Excelente, recuerda tus famosos dibujos... Algunos necesitamos ayuda visual 

  • jc65
    Publicaciones: 410Soldado 1316

    Hola

    Esas cámaras, tal como las presentan los folletos son mas orientadas al mercado civil, sin embargo la microTir 640, puede tener aplicaciones militares, en el sentido de que puede detectar cosas como motores de combustión interna encendidos, sus gases de escapes, etc. 

    Una aplicación típica puede ser detectar a larga distancia los gases de escape de un submarino a profundidad de snorkel en labores de recarga de sus baterías, y de seguro que lo haría, con buen clima, a mayor distancia de lo que pudiera hacerlo un radar tipo rdr-1500.

    Como ya indique, el rango espectral al cual trabaja da para eso, ver en la total obscuridad objetos con temperaturas superiores a los 300ºC.

    Es de notar, que aunque empíricamente se puede afirmar lo anterior, en la teoría no existe una tabla de equivalencias entre temperatura y longitudes de onda, pues existen otros factores involucrados, pero una buena aproximación puede ser esta:

    Tracen una recta al nivel de 10 a la 15 como valor "típico".

     

     Ahora, que se indica que incluye esta cámara mTir640, pues el sistema de almacenamiento (480GB) suficiente para 6 horas de grabación, el sistema de enfriamiento del elemento sensor, un sistema óptico estándar con FOV fijo de 27º x 21º ,  salida de datos digital indicando las temperaturas aparentes, una resolución de 640x512, es decir menos de 1 Megapixel, una velocidad max de 120 FPS. Todo dentro de un tamaño bien compacto y menos de 2 Kg de peso.

    Que NO incluye, pues un sistema óptico con zoom variable, ni plataforma giroestabilizada, estas cosas, muy necesarias, pudieran agregarle otros 2 Kgs al sistema.

    Otro punto importante es el consumo de 70W, relativamente alto para una pequeña plataforma como suelen ser los UAVs. 

     

    Editado por jc65 on
  • jc65
    Publicaciones: 410Soldado 1316

    No conozco todos los UAVs que poseen, mas se tiene que descartar el Raven, pues como indique todo el solo pesa 2 Kg, el otro que he visto es uno de diseño nacional, creo que llamado IRIS, no se su carga útil pero la imagino muy superior a los 4 Kg y capacidad eléctrica suficiente, pero me parece que esta cámara se le quedaría corta, para las funciones que se le exigen. 

    Sobre los sistemas de transmisión de datos, pues serían aparte y de  a veces asociados al sistema de control del UAV, existen equipos comerciales usados en drones civiles y aeromodelismo, que permiten trasmisiones en tiempo real de video a baja resolución (esta cámara es de baja resolución) , eso si siempre dentro de la línea de vista, esto limita el alcance a unos 30 a 60 Kms dependiendo de la altura del UAV, y con una rata de FPS (imágenes por segundo) baja.

    Si hay mas interés en ese punto específico, puedo buscar brochures de ellos.

    En mi ciudad, Barquisimeto, existe una televisora regional que suele trasmitir eventos deportivos y de otra índole usando un cuadricóptero con una cámara y trasmisión de buena calidad en vivo, imagino que uds conocerán de otros casos similares.

    Aqui una muestra de trasmisión en vivo del mencionado equipo, un Phantom 2 a 1080 poxel de resolución en video, 14 Megapixel para tomas fijas.:

     

    Editado por jc65 on
  • ALEXC
    Publicaciones: 2,760Sargento 6634

    Otro punto que convendría analizar sería ver en cuales UAV's/ART's que poseen actualmente nuestras FFAA pueden ser instaladas las cámaras.

    Con que fin ?? ... todos nuestros drones y UAVs tienen cámaras todo tiempo.

    En estos vídeos podrás ver la imágenes que transmiten las cámaras del Raven y del Scan Eagle:

    Raven RQ11B

    https://www.youtube.com/watch?v=ae3QR-QSbLQ

    Scan / Night Eagle:

    https://www.youtube.com/watch?v=XpmzB8CK7sk

    UAV IRIS con EOP Star Safire III:

     

    Sobre los Hermes 450 y 900 pueden llevar múltiples cámaras, hace falta tener una imagen de los Hermes que compro Colombia para identificar la designación exacta de las cámaras que llevan.​​

  • jc65
    Publicaciones: 410Soldado 1316

    Saludos,

    Excelente la enumeración de los drones y los videos posteados por el amigo AlexC.

    Y me da pie para aclarar algunos términos, que solemos (me incluyo) usar como sinónimos, cuando no lo son:

    Uso "Todo-Tiempo" y "diurno-nocturno".  El primero se refiere a condiciones climáticas, mientras que el segundo a nivel de iluminación, asi se puede afirmar que ni la mas sofisticada cámara termal puede decirse que es 100% "todo-tiempo" pues por su naturaleza óptica se ve afectada su eficiencia por fenómenos climatológicos como puede ser una tormenta (de nieve, lluvia o arena) o acumulación de gases (nubes, humo, smog, etc).

    Aun así, indicar que todos estos UAVs son 100% de uso diurno-nocturno podría resultar impreciso, dado que al menos el Raven (y tal vez el Scan Eagle) depende de cierta cantidad de luz natural para su trabajo nocturno, proveniente de la luna y las estrellas, tal como se aprecia en el video, dado que trabaja en rango espectral visible y near infrared.

    Ampliando, los dispositivos para ver de noche, pueden clasificarse, por su principio de funcionamiento, en:

    - Intensificadores de imagen, es decir que aprovechan los fotones (la luz natural) reflejada por los objetos para su identificación. Típico ejemplo de esto son las gafas de visión nocturna de los pilotos de helicópteros, y las cámara LLLTV (TV de bajo nivel lumínico). Trabajan en la región de luz visible y el near infrared. Suelen mostrar imagenes en tonos verdes.

    - De iluminación activa, que usan focos o lámparas de luz IR, para poder iluminar su objetivo, de tal forma que estos reflejen dicha luz. Típicamente los encontramos en sistemas de seguridad, y vehículos blindados. Trabajan en el espectro visible alto (rojo), y el near infrared. Suelen mostrar imágenes en blanco y negro y tonos grises.

    - Cámaras termales o térmicas, que usan la radiación emitida por el propio objetivo, estas, a diferencia de las dos anteriores, SI pueden trabajar en total oscuridad, este es el caso de la cámaras que trabajan en el MWIR y LWIR. Suelen mostrar imágenes en colores (artificialmente generados)

     

    De lo mostrado en el video, el Raven usa una cámara del primer tipo  mencionado (LLLTV) (incluso el video muestra la luna llena), y el Scan Eagle también, aunque este último, dada su mayor capacidad de carga pudiera llevar una termal sencilla. Del Iris, llevará lo que uds. le pongan, termal de seguro, y de los productos Israelíes, pues ni hablar, pues ellos son de los mas adelantados en ese campo.

    Editado por jc65 on
  • ALEXC
    Publicaciones: 2,760Sargento 6634

    ni la mas sofisticada cámara termal puede decirse que es 100% "todo-tiempo" 

    Saludos jc65

    Pero el termino "todo tiempo" es muy valido de utilizar cuando se refiere a una cámara o cualquier dispositivo de visión, que integre un sistema de visión" termal y te doy mi punto de vista:

    Un sistema de visión necesitan operar en tres condiciones para que se pueda designar como "todo tiempo": Dia-Noche- condiciones atmosférica adversas y hay que recordar que las primera generación de cámaras para generar imágenes de vídeo, solo tenían la capacidad de captar-capturar imágenes de dia (visión diurna) ... solo podían operar en esa condición​

    La segunda generación de cámaras (visión nocturna) operan tanto de dia como de noche, pero en condiciones donde no haya ningún tipo de iluminación IR y en condiciones climáticas adversas no pueden operar.

    La tercera generación de cámaras (visión termal) si pueden operar en las tres condiciones: Dia- Noche- condiciones atmosféricas adversas, sin que esto signifique que no tienen limitaciones pero son menos propensas a bloquearse por condiciones climáticas como las cámaras de visión nocturna que ante cualquier saturación de partículas ( luvia, niebla, polvo...etc) bloquean su imagen.

    Un vídeo muy ilustrativo que nos muestra como un sistema de visión nocturna se bloquea con una leve niebla, mientras el de visión termal sigue captando la imagen: 

    https://www.youtube.com/watch?v=rAvnMYqj2c0

    En cuanto la tecnología de sistemas de visión  alcanzo la capacidad de capturar imágenes termales, se acuño el termino "Todo tiempo" porque los sistemas de visión termal si pueden operar bajo esas tres condiciones con limitaciones pero pueden operar, muy diferente que los sistemas antecesores de visión diurna y visión nocturna que simplemente no pueden operar; que los sistemas de visión termal se pueden bloquear si, pero eso ya depende de de la densidad por saturación de partículas por lluvia, polvo, humo...etc, que se encuentren en el ambiente, en donde el nivel de bloqueo por saturación de partículas en la ultima generación de cámaras termales es bien alta .... varias capas de Nube, o humo, niebla o polvo muy densos solo pueden bloquear estas cámaras pero si pueden operar bajo esas tres condiciones asi que para mi es muy valedero utilizar el termino "todo tiempo" cuando se refiere a un sistema de visión termal si hablamos solo de sistemas de visión,

    Esto, porque si hablamos de otro tipo de sistemas, los sistemas que son todo tiempo que no tiene ningún tipo de limitación como si lo tienen las cámaras termales por saturación de partículas, son los directores de tiro redundantes (EO/Radar) que si pueden captar-capturar objetivos sin ningún tipo de limitación y si se pueden considerar en toda su capacidad como sistemas todo tiempo sin ningún tipo de restricción, pero en cuanto a sistemas de visión, para mi es muy valedero utilizar el termino todo tiempo para los sistemas de camaras termales por lo que ya expuse.

    Ahora en cuanto a nuestros Drones y UAVs, solo el Raven se podría decir que no tiene una cámara termal ya que utiliza un sistema de visión Nocturna... El ScanEagle si tiene un sistema de visión termal de onda media (3-5 µm)

    http://www.insitu.com/systems/scaneagle/imagers

    http://www.insitu.com/images/uploads/product-cards/ScanEagle_DualImager_ProductCard_PR041615_1.pdf

  • jc65
    Publicaciones: 410Soldado 1316

    Hola,

    Tienes razón, en cuanto que dentro del léxico coloquial, puede caber el término "todo tiempo", mas como indique estrictamente hablando 100% todo-tiempo sería técnicamente impreciso. Incluso los radares en banda K y X (las mas usadas en directores de tiro) se ven seriamente afectados por las condiciones climáticas adversas. No es que las termales no vean nada en dichas condiciones, mas si se ve reducida su capacidad.

    La clasificación de las cámaras la expones desde el punto de vista cronológico (generaciones) yo lo puse por el principio de funcionamiento, y en particular el video compara LLLTV contra termal en LWIR, que a diferencia del MWIR, puede detectar temperaturas como las correspondientes al cuerpo humano.

    En todo caso, creo que el hilo esta dando sus frutos, pues el que desconocía estas cosas, ya le van quedando claras, y los que teníamos un poquito de conocimiento, lo maduramos.

    Sobre el Scan Eagle, excelentes los links, y si se ve que tiene varias opciones, entre ellas las cámaras en el MWIR, y de seguro en un futuro próximo saldrán el el LWIR.

    Saludos.

  • jc65
    Publicaciones: 410Soldado 1316

    Para sustentar un poco, aqui esta este video comparativo entre un radar y una cámara termal bajo condiciones de una nevada ligera:

    En la parte de arriba, con la nieve cayendo, en la de abajo en tiempo claro, izq radar, derecha termal.

  • jc65
    Publicaciones: 410Soldado 1316

    Hola

    Efectivamente, al igual que el radar, las cámaras termales son una tecnología invaluable en la vigilancia, pero con sus virtudes y falencias. De hecho así como hay tecnologías "stealth" para tratar de burlar los radares, también las hay en contra de las cámaras termales, y en general dispositivos de visión nocturna. 

    Y aqui, tratando de mantener el hilo en la onda de ciencia amena, un capítulo de los cazadores de mitos, burlando a una cámara termal.

     

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