CP2-102

Colégio Pedro II – UEEN II
3ª Série do Ensino Médio - Ano 2006
Alunos: César Augusto - n.º 11
Getulio Pereira de Vasconcellos Filho - n.º 17
Rafael Serra de Carvalho - n.º 29
Vinícius Ferreira Baptista - n.º 36
Turma: 1302

Atribuição-Uso Não-Comercial-Não a obras derivadas 2.5 Brasil
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FORMALISMO:

Ao sacudir uma corda esticada, atirar uma pedra no lago ou fazer vibrar uma lâmina de aço, produz-se um tipo especial de movimento ondulatório ou simplesmente ondas.
As ondas se classificam em ondas mecânicas e ondas eletromagnéticas. As mecânicas são aquelas que exigem a presença de um meio material elástico através do qual a perturbação se propaga. O som propagando-se no ar constitui uma onda mecânica, pois é o ar (meio material) que sofre a perturbação. As ondas mecânicas não podem existir no vácuo. Já a onda eletromagnética é sempre criada por cargas elétricas que vibram intensamente. Essa vibração origina campos elétricos e campos magnéticos que se propagam pelo espaço e dispensam a presença de um meio material. As ondas eletromagnéticas são aquelas que podem se propagar no vácuo. Um exemplo de onda mecânica é o som. As ondas de rádios são eletromagnéticas.
As ondas possuem características e propriedades, a seguir vejamos:

 A amplitude A da onda corresponde ao máximo afastamento da crista ou do vale em relação à posição de equilíbrio. A amplitude de uma onda está relacionada á energia que transporta: quanto maior a amplitude, maior a quantidade de energia que a onda estará transportando, energia essa que lhe foi transferida pela fonte de ondas. Nesse tipo de onda, seu tipo mais alto recebe o nome de crista, e seu ponto mais baixo corresponde ao vale.

 O comprimento de onda, grandeza representada por λ (letra grega lâmbda), corresponde ao comprimento de uma onda completa. Ele pode ainda ser medido pela distância entre uma crista e a vizinha, ou então pela distância entre um vale e um vizinho.

 O tempo necessário para a realização de um ciclo completo (ida e volta) recebe o nome de período, representado por T. Os pontos do meio também realizam ciclos, e o período dos movimentos da onda é igual ao período do movimento da fonte de ondas.

 Outra grandeza fundamental no estudo das ondas é a sua freqüência, representada por f, que corresponde ao número de ondas que passam por um determinado ponto do meio ou ao número de ondas que são produzidas em um dado intervalo de tempo f = n/Δt. Em que n é o número de ondas e Δt é o intervalo de tempo correspondente. A freqüência f de uma onda está relacionada ao período T: quanto menor o período T, maior será o número de ondas produzidas num dado tempo, ou seja, maior será sua freqüência f. O período T de uma onda é medido em segundos (s) e a freqüência f em 1/s, ou ainda ciclo/segundo, unidade que recebe o nome de hertz, símbolo Hz.

 A velocidade (v) de propagação da onda em um meio, é outra grandeza fundamental para o estudo das ondas. Ela depende apenas de características desse meio. Se nenhuma alteração é introduzida no meio, a velocidade da onda permanece constante. Então usando a definição de velocidade média, temos:

V= Vm  V= ΔS/ΔT  (v = λ . f)

Essa relação mostra que, em um determinado meio, o comprimento de onda é inversamente proporcional à freqüência de onda.

O que são ondas eletromagnéticas?

Ondas de energia, geradas por campos elétricos e magnéticos oscilantes. As ondas de rádio, por exemplo, são uma forma de radiação eletromagnética que pode ser criada pela oscilação de correntes elétricas num fio. As partículas subatômicas de carga negativa, ou elétrons, fluindo ao longo do fio, criam uma zona (ou campo) de influência elétrica em volta de si mesma; criam também um campo elétrico. Quando os elétrons são levados a se mover rapidamente para frente e para trás – isto é, oscilar – os campos elétricos e magnéticos associados mudam em uníssono, gerando ondas de rádio.
As ondas de rádio podem ser geradas pelo movimento oscilatório de elétrons, como o que ocorre em uma antena transmissora submetida a uma corrente elétrica alternada. Porém, também pode ser originadas por partículas carregadas eletricamente e que orbitam campos magnéticos.
Essas são usadas para a comunicação entre dois pontos não conectados fisicamente. A comunicação se baseia na transmissão das ondas eletromagnéticas a partir de uma antena transmissora e sua posterior captação por uma antena receptora. Quando as ondas são captadas, uma pequena força eletromotriz é induzida no circuito da antena receptora, devido á variação do campo magnético. A força eletromotriz é, então, amplificada e as informações originais, contidas nas ondas de rádio, são recuperadas e apresentadas de uma maneira que possa ser entendida, como uma forma de som, em alto-falante, de imagem em uma tela de TV, etc.
As ondas de rádio são usadas não apenas em transmissões radiofônicas ou em telegrafia sem fio, mas também em transmissões telefônicas, televisão radar, etc.
Quanto maior a freqüência, mais curto o comprimento de onda, e vice-versa. Em termos matemáticos, o comprimento de onda é igual à velocidade da luz dividida pela freqüência. Por exemplo, uma estação de rádio transmitindo a 100 megahertz (100.000.000 Hz) tem um comprimento de onda (em metros) de 299.792.000 (m/s) dividido por 100.000.000 Hz resulta em 2,99792 m.
Portanto, aquelas com freqüências entre 10 kHz e 10 Mhz são bem refletidas nas camadas superiores da ionosfera, podendo assim ser captadas a distâncias consideráveis da estação transmissora. Mas aquelas com freqüência acima de 100 Mhz são absorvidas pela ionosfera e, devido à curvatura da Terra, para que sejam captadas a grandes distâncias da estação transmissora requerem o uso de estações, repetidoras ou de satélites.

Modo de funcionamento de uma transmissão de rádio

Em uma transmissão radiofônica, as ondas sonoras produzidas por vozes, instrumentos musicais ou qualquer outro aparelho são captadas por microfones. A vibração mecânica do diafragma do microfone gera uma corrente elétrica que varia de acordo com a freqüência e a amplitude da onda sonora. Essa corrente, depois devidamente processada, origina uma onda eletromagnética correspondente, que é transmitida pela antena da estação radiofônica.
A recepção das ondas de rádio é feita pela antena existente no rádio do ouvinte. A onda de rádio captada pela antena receptora é reconvertida em uma corrente, elétrica variável e esta provoca a vibração do diafragma do auto-falante existente no rádio, a qual, por sua vez, gera a correspondente onda sonora, originalmente produzida na estação radiofônica.

DESCRIÇÃO E MONTAGEM:

1 - Materiais

Para fazer o transmissor você precisará dos seguintes itens:

• 1 pedaço de fio de antena (1m)
• 1 pedaço de 10 cm de cobre com diâmetro de 0,8 mm
• 1 conector para bateria de 9,0 V
• 1 plug de áudio de 3,5 mm com o seu respectivo cabo.
• 1 transistor BC337
• 2 capacitores de 0,01 uF
• 1 capacitor polarizado de 1 uF
• 1 trimer de 20 pF
• 1 resistor de 470 ohm (amarelo – violeta – preto – preto)
• 1 resistor de 10K ohm ( marrom – preto – preto – laranja)
• 1 resistor de 27K ohm resistor ( vermelho – violeta – preto – laranja)

Obs. 1 - Veja as referências “cabeças”, “perna” e “pé” na figura abaixo.
2 - Veja o valor do capacitor na cabeça do próprio.
3 - Os resistores são codificados por cores. Preste atenção nas seqüências de cores.

1.1 - Ferramentas a serem utilizadas:

Para fazer o transmissor você precisará das seguintes ferramentas para a preparação da placa:

• Um alicate de corte (ou estilete)
• Cola instantânea
• Alicate de bico (para prender e dobrar as peças)
• Alicate de corte (para cortar os pés)
• Um ferro de solda
• Esponja de solda (ou algodão) para limpar o ferro (de solda)
• Descanso do ferro de solda
• Arame de solda (quanto mais fino, melhor) para usar e testar o transmissor
• 1 palito ou outro pedaço longo de madeira ou plástico
• 1 dispositivo de som com um fone de saída de 3,5 mm
• 1 rádio
• 1 bateria de 9 volts

Obs. O ferro de solda será chamado de “ferro” a partir de agora.

1.2 - Modo de fazer:

1º passo: Cortando a placa

A placa de cofre é chamada de copperboard single-sided. Um dos lados é coberto com cobre e o outro uma espécie de papel comprimido.

• Pegue o estilete e algo com uma extremidade direta (pode ser régua).
• Marque uma reta longa de 8 mm de largura da placa [A]. Repita várias vezes até romper a tira com um par de alicates [B]. Corte 5 pedaços desta tira.
• Você precisará ter 1 pedaço grande (5 x 5,5 cm) e 5 menores (10 x 8 mm) [D]

2º passo: Colando os quadrados pequenos à placa

Nesta etapa você deverá colar os pequenos quadrados à placa.

• Primeiro, pingue 5 gotas de cola sobre a placa de cobre, 3 na parte de baixo, 2 na parte de cima como na figura acima.
• Com a ajuda do alicate, coloque os pequenos quadrados, com o lado cobreado para cima sobre as gotas de cola.
• Esperar secar.

3º passo: Enrolando a bobina

Antes da construção do transmissor, você precisará de uma bobina.

• Encostar a parte do fio de cobre de 0,8 mm no mini jack (plug) [A]
• Torcer agora o fio em torno do plug 3 vezes. [B]
• Dobre as pernas para fora, de forma que a parte torcida seja um pouco mais alta que os pés. [C]
• Por o fio de cobre ser envernizado/plastificado é difícil soldar nele. Então arranhe o plástico/ verniz dos pés com estilete. Será mais fácil se ainda mantê-lo preso ao plug. [D]

4º passo: Cobrir os quadrados na solda

• Segure o ferro (de solda) quente diretamente em um cobre-quadrado por 2 ou 3 segundos.
• Colocar então o fio da solda no ponto onde o ferro de sola sem encontra com o cobre (segure o ferro lá).
• Manter o fio da solda na placa, até que a superfície inteira do quadrado pequeno esteja coberta uniformemente com a solda.
• A partir de agora os quadrados terão as seguintes referências descritas na figura.

5º passo: Soldando o resistor de 10K ohm

• Faça uma bolha de solda na placa, de cerca de 1 cm, debaixo do quadrado de botão do meio. [A]
• Agora pegue o resistor 10K ohm resistor. Dobre as pernas com o alicate de forma a fazer pequenos pés nelas. Eles devem estar 1 cm distantes um do outro e caber entre o botão do meio e a bolha de solda debaixo dele. [B]
• Esquente a solda do botão do meio até que ela derreta.
• Segure o resistor com o alicate e enfie um dos pés na solda. Retire seu ferro e espere o pé se ajeitar na solda e sacar. [C]
• Corte os pedaços dos pezinhos que ficarem muito longos. [D]

6º passo: Soldando os resistores de 27K e de 470 ohm

• Pôr um pingo de solda sobre a placa abaixo do quadrado da direita.
• Coloque um pingo de solda na placa abaixo do direito inferior.
• Pegue o resistor de 470 ohm, dobre suas pernas. Solde uma perna no quadrado direito inferior e outra no pingo de solda feito na placa e eliminar os pés adicionais.
• Agora solde o resistor de 27K entre o quadrado do médio-fundo e o quadrado do meio.

7º passo: Soldando o capacitor de 10 pF

• Primeiro pegue o capacitor de 10 pF. Ele se parece com o 0,01 uF. A diferença é o texto impresso na ponta. O 10 pF vem com um “10” escrito e o 0,01 uF vem com “103”.
• Dobre as pernas do capacitor de forma que elas se encaixem entre os quadrados de cima e o de baixo de direita.
• Agora segure com alicate e solde.

8º passo: Soldando o capacitor de 0,01 uF

• Produza à esquerda do quadrado superior central, e um ponto no quadrado inferior-central.
• Dobre as pernas, solde um dos capacitores 0,01 uF entre o quadrado superior e o ponto a esquerda, e uma através do quadrado inferior-central e o ponto abaixo. Elimine o excesso das pontas.

9º passo: O capacitor polarizado

Pegue o capacitor polarizado (parte com ponta longa e preta). Sobre um dos lados você verá que há uma faixa com um hífen (-) de diferente cor (nesse caso branco). Este é o lado negativo. Solde a perna do lado negativo (perna mais curta) ao quadrado inferior-esquerdo, e a outra perna (positiva) no quadrado inferior central.

10º passo: O trimer (capacitor variável)

• O capacitor variável é uma peça com 3 pequenos pés. [A]
• Dobre os pés para fora. [B]
• Solde o pé médio ao quadrado do topo a direita, [C] e os outros 2 pés direto na placa.

Obs. Cuidado, pois esta peça fica muito quente quando a está soldando.

11º passo: Soldando a bobina

• Pegue a bobina que você fez no passo 3. Ela deve ser soldada entre os 2 botões superiores. Não segure a bobina com os dedos.
• Amoleça a solda no botão superior do meio e encoste um pé da bobina nessa parte.
• Faça o mesmo com o outro botão superior e com o outro pé da bobina.

12º passo: Fixando o clip da bateria

O encaixe da bateria tem 2 fios unidos a ele, 1 vermelho e outro preto. O vermelho é positivo, o preto é negativo.

• Não unir a bateria ao seu respectivo encaixe.
• Pingar um pouco de solda acima do quadrado do meio-alto, e unir-lhe o fio preto.
• Solde o fio vermelho no quadrado do meio-alto.

13º passo: Soldando a entrada de áudio

O sinal de áudio entrará no transmissor através do cabo com um plug.

• Corte cerca de 2 cm de plástico no final do cabo. Você verá 1 (mono) ou 2 (estéreo) fios encapados com plástico colorido e muitos arames em volta dele. [A]
• Entrelace os arames como se fosse um fio. [B]
• Corte cerca de 1cm do(s) fio(s) encapado(s) (mas cuidado para não cortar o arame) e entrelace este arame. [C]
• Agora solde o fio desencapado no quadrado inferior esquerdo e os arames entrelaçados na placa (tenha certeza de que os dois não se toquem!) [D]

14º passo: Conectando a antena

• Primeiro descasque uma ponta do fio da antena para cobrir o fio.
• Entrelace o fio
• Solde o fio no quadrado inferior direito.

15º passo: O transistor BC337

Se essa peça não for colocada da maneira correta, o transistor não funcionará.

• A peça tem 3 pernas. Mantenha a parte plana à sua frente. A perna esquerda é a “C”, a do meio “B” e a direita “E”. [A]
• Dobre a perna do meio para frente, a da direita em direção à direita e a perna esquerda a esquerda. [B]
• Segure o transistor e solde a perna do meio no quadrado inferior do meio, solde também a perna da direita no quadrado inferior direito, e por último solde a perna da esquerda no quadrado superior direito.

16º passo: Testando transmissor

• Ligue seu rádio, e procure por uma freqüência livre. [A]
• Encaixe a bateria no clip de bateria. [B]
• Utilize um palito de dentes (ou qualquer outro material não condutor como plástico/ madeira) para girar o parafuso pequeno no alto do capacitor variável lentamente até você ouvir estática em seu rádio desaparecer. [C]
• Encaixe o plug na saída do fone de ouvido de um dispositivo de áudio, como ipod, cd player ou computador. E coloque esse dispositivo para tocar. [D]
• Caso não escute o transmissor verifique se todas as peças estão bem soldadas, se estão nos lugares certos, principalmente o transistor BC337 ou tente mudar a freqüência.

17º passo: Cortando antena

Assim que você encontrar uma freqüência que tenha uma boa recepção você pode cortar a antena para escutar melhor. O comprimento da antena deve ser longo/curto dependendo da freqüência de acordo com a seguinte fórmula: (330/ freqüência) x 25.

Exemplo: Se você transmite a 100 FM, sua antena deve medir 75 cm.

(300/100FM) x 25 = 3 x 25 = 75 cm

Resumo da montagem e funcionamento do transmissor

A placa de cobre serve como meio condutor de energia elétrica, onde estão em funcionamento resistores, capacitores e uma bobina. A recepção das ondas eletromagnéticas é feita através da antena, a informação é processada e chega para o equipamento de áudio, através do qual é possível escutar a transmissão.

Descrição do uso:

Para utilização do transmissor deve-se usar o plug de áudio conectado à saída do fone de ouvido do aparelho que possui a informação (música, etc.) que se quer transmitir. Após isso é preciso só ajustar uma freqüência livre em um aparelho de rádio convencional para poder receber a informação gerada pelo seu transmissor FM.

FONTES BIBLIOGRÁFICAS

Internet: www.escolabr.com/virtual/wiki/index.php?title=transmissor_fm

OBS: PROFESSOR OS ESPAÇOS EM BRANCO SÃO DESTINADOS AS FOTOS QUE FAZEM PARTE DO TRABALHO, SÓ QUE ESTAS FORAM COLADAS NO TRABALHO, PORTANTO NÃO TEM COMO PASSAR PELA PARTE DIGITAL!!!!

ABRAÇO!!!