Por Que Ondas de Rádio São Preferidas para Comunicação de Curto Alcance

Por Que Ondas de Rádio São Escolhidas para Transmissão Remota e de Curto Alcance?

INTRODUÇÃO

Antigamente, nas eras primitivas, informações eram disseminadas a pé ou via animais como cavalos ou camelos. A taxa de disseminação de informações era muito lenta. Uma pessoa a pé levaria dias ou até meses para entregar uma informação a uma distância.

Com o uso de animais, a disseminação de informações ficou um pouco mais rápida e tornou-se cada vez mais rápida, como a velocidade da luz, com nossa transição para o século XXI, uma era de ciência e tecnologia exploradas. As coisas realmente se tornaram mais fáceis e podem ser feitas mais rápido.

Você pode estar sentado no seu quarto e discar um número no seu telefone e ser instantaneamente conectado com um amigo a milhões de quilômetros de distância. As mensagens que digitamos e enviamos, as conversas que fazemos em nossos celulares são todas transmitidas via ondas eletromagnéticas ou onda EM, como outros podem chamar.

Existem diferentes tipos de onda EM (ondas eletromagnéticas), mas focaremos estritamente em onda de rádio: o que é? como é propagada? como pode ser detectada? e, claro, como fazer um receptor de rádio simples? Para entender melhor, vamos ver algumas coisas primeiro.

ONDA EM

Onda eletromagnética ou onda EM é uma forma de radiação eletromagnética que resulta da descarga de eletricidade ou até mesmo raios. Qualquer descarga de eletricidade pode resultar em onda EM com comprimento de onda próximo ao de onda de rádio.

A radiação eletromagnética possui propriedades de onda, ou seja, onda EM pode ser propagada, difratada, refratada, etc. Onda EM pode sofrer interferência, ou seja, sofre interferência quando uma onda EM com a mesma ou próxima faixa de frequência cruza seu caminho. Onda EM varia desde onda de rádio, que tem baixa frequência com longo comprimento de onda, até raio gama, que tem a maior frequência e menor comprimento de onda; logo, raio gama tem a maior energia.

ONDA DE RÁDIO

Onda de rádio é uma forma de radiação eletromagnética. Tem baixa frequência que varia aproximadamente de 150kHz a 100MHz.

OSCILADORES

Para entender melhor como dados são transmitidos via rádios, é necessário falar sobre um oscilador. Um oscilador é de dois tipos: oscilador mecânico e oscilador elétrico, mas focaremos apenas no oscilador elétrico. Um oscilador ou vibrador elétrico pode ser feito conectando um capacitor a uma bobina.

O sistema é feito oscilar fornecendo ao capacitor uma carga elétrica. A energia é armazenada alternadamente entre as placas do capacitor e na bobina na forma de campo magnético. A energia é transferida da bobina para o capacitor e do capacitor para a bobina, e novamente de volta, conforme o sistema oscila.

O fluxo de energia envolve o fluxo de corrente elétrica. O fluxo de corrente elétrica faz com que parte da energia do sistema seja transformada em energia interna no capacitor, bobina e fios de conexão.

TRANSMISSOR DE RÁDIO

Quando há descarga de eletricidade, radiação eletromagnética de frequência de rádio é produzida. Som de crepitação é produzido em um aparelho de rádio quando há raios devido à interferência entre a onda de rádio produzida pelos raios e a transmitida por uma estação próxima. Uma pequena faísca ao redor da casa pode produzir ruído em um aparelho de rádio.

Uma faísca é produzida ao ligar e desligar um interruptor, especialmente aqueles que conduzem corrente pesada. Faíscas produzidas por interruptores termostáticos em fogões e geladeiras, faísca no contato de campainha elétrica, etc., são todas passíveis de produzir uma onda EM detectada por um aparelho de rádio. Transmissores de rádio antigos operavam no princípio de produção de faísca. Transmissores modernos operam diferentemente. Eles consistem de diferentes seções:

1. Oscilador: feito de um capacitor e uma bobina. O capacitor e a bobina são escolhidos para que o circuito oscile na frequência de vários kHz ou MHz. Se o circuito for conectado a um antena ou aerial, um campo elétrico oscilante é criado no fio.
2. Amplificador de Realimentação: Devido à perda de energia, o oscilador não pode fornecer energia à antena a menos que seja suprido com energia para compensar sua perda. A energia fornecida ao oscilador deve estar em ressonância com o oscilador. Para alcançar isso, pegamos uma pequena fração da corrente oscilante do oscilador enquanto o resto vai para a antena. A fração minúscula da corrente que pegamos é alimentada em um amplificador. A saída do amplificador é uma grande corrente oscilante. Tem a mesma frequência do oscilador. A grande corrente elétrica é então alimentada no oscilador para que ele forneça a energia necessária para fazer o circuito oscilar continuamente.

MODULADOR

Um transmissor de rádio poderia produzir apenas uma onda de rádio contínua de frequência e amplitude constantes se o transmissor contivesse apenas um oscilador e um amplificador de realimentação. O modulador modula a frequência (FM).

Em um transmissor de rádio, f.e.m. de frequência de áudio é alimentada no modulador. A onda portadora também é alimentada no modulador. O modulador então modula a amplitude da onda portadora para seguir a forma de onda da f.e.m. de frequência de áudio. A onda portadora modulada em amplitude é então alimentada à antena.

DETECÇÃO DE ONDA DE RÁDIO

Por algumas razões, ondas de rádio são refletidas por um refletor parabólico apontado para uma estação receptora a muitas milhas de distância. Refletores são usados para transmissão de e para satélites de telecomunicações e para links de rádio de micro-ondas usados em sistemas de telecomunicação.

Quando a radiação eletromagnética atinge um objeto metálico, produz corrente elétrica minúscula nele. A antena é usada para captar as ondas de rádio. A antena ou aerial carrega correntes produzidas por todas as transmissões próximas que a alcançam. Quando tentamos ouvir, não ouviríamos som claro e distinto porque há muitas ondas sonoras recebidas pelo receptor de rádio.

Para ouvir um som distinto transmitido por uma das estações transmissoras, um receptor de rádio é usado para sintonizar um canal particular. O receptor consiste em:

• Sintonizador: é feito principalmente de um circuito capacitor-bobina. A frequência da oscilação é variada variando a capacitância do capacitor para que tenha a mesma frequência da estação transmissora que recebemos.
• Retificador: Nada será ouvido quando um fone de ouvido for conectado através de um capacitor, embora a corrente esteja oscilando. É porque a frequência (150kHz ou mais) está acima da frequência que nosso ouvido pode detectar. O retificador nos ajuda a ouvir os sons claramente.
• Amplificador: O amplificador amplificará a corrente para que o som possa ser ouvido até mesmo em um alto-falante.

COMO CONSTRUIR UM RECEPTOR DE RÁDIO SIMPLES

Para construir um receptor de rádio simples, siga os passos abaixo:

• Conecte sua antena, diodo, cabo de aterramento e seu sintonizador em série com o capacitor variável conectado em paralelo através da bobina. A antena pode ser qualquer fio isolado de 25m de comprimento.
• Enterre uma tira de metal no solo e conecte o fio de terra a ela. Se o solo onde você vai enterrar a tira de metal estiver seco, umedeça-o aplicando água.
• Faça a bobina enrolando cerca de 80 voltas de fio isolado em uma haste de ferrite, que melhora as propriedades da bobina.
• Use um capacitor variável com pouca capacitância, digamos cem Pico farads (pF). Se não encontrar tal, use um capacitor fixo que varie de 10pF a 470pF.
• O diodo a ser usado deve ser OA91. É um diodo de germânio. Outros diodos de germânio também podem ser usados.
• Se não obtiver resultado, tente 40 voltas de bobina e, se ainda não houver resultado, provavelmente é porque sua estação transmissora próxima não é potente o suficiente para tal circuito receber.

Você acha que sua estação transmissora próxima é potente, mas ainda sem resultado? Relaxe! Nesse caso, você precisa introduzir um amplificador no circuito. Faça sua conexão como no diagrama. Esse é um rádio simples para você. Um sinal de rádio tem a menor energia e, portanto, não pode transmitir grandes dados de uma vez. É adequado para transmissão local/de curto alcance porque a maioria das coisas transmitidas pelo rádio são áudio, que a onda de rádio pode transmitir sem atraso.

Por Que Ondas de Rádio São Escolhidas para Transmissão Remota/De Curto Alcance?

Você pode ter se perguntado por que as outras ondas EM não são usadas para transmissão de curto alcance e não podem ser usadas para transmitir sinais a áreas remotas. Bem, ondas de rádio não proporcionam efeito de aquecimento, ao contrário de micro-ondas.

Ondas de rádio com frequência mais baixa são difratadas, tornando possível que pessoas atrás de colinas recebam os sinais. Ao contrário de outras ondas EM, receptores de onda de rádio não precisam estar na frente de um transmissor para receber os sinais.

Para rádio de baixa frequência, sua capacidade de ser difratada torna possível que sinais sejam recebidos atrás de colinas. Estações repetidoras são usadas para melhorar a qualidade dos sinais. As outras ondas EM não são facilmente difratadas.

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