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TRANSMISSOR FM ELETROMAGNETISMO I Felipe Prestes do Nascimento

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Apresentação em tema: "TRANSMISSOR FM ELETROMAGNETISMO I Felipe Prestes do Nascimento"— Transcrição da apresentação:

1 TRANSMISSOR FM ELETROMAGNETISMO I Felipe Prestes do Nascimento
Joabson Mozart Lopes Junior Rogerio Neves

2 INTRODUÇÃO: O PROJETO Este projeto consiste em um circuito capaz de transmitir ondas em freqüência modulada (FM). Sempre que uma corrente percorre um circuito elétrico, em torno dos condutores surgem campos elétricos e magnéticos. Quando a intensidade da corrente varia, os campos a ela associados se expandem ou se contraem. Surge então no espaço uma sucessão de campos elétricos e magnéticos, porque cada campo elétrico variável produz ao seu redor um campo magnético, e cada campo magnético produz um campo elétrico circundante. Cada campo se estende um pouco mais no espaço do que aquele que o gerou; assim, a alteração eletromagnética produzida pela variação da corrente num condutor inicia no espaço uma série de transferências de energia que resultam em um movimento de energia afastando-se do ponto de origem.

3 INTRODUÇÃO: O PROJETO Se a fonte de corrente variar continuamente, serão emitidas ou irradiadas ondas eletromagnéticas capazes de se propagarem no espaço . Essas ondas, constituídas por campos elétricos e magnéticos, são conhecidas por ondas de rádio, e a sua energia que propaga pode ser captada colocando-se um condutor em seu caminho. Quando o campo passa pelo condutor, induz nele diferenças de potencial, que por sua vez, podem entregar energia a elementos do circuito ligados ao condutor. O equipamento construído durante esse trabalho foi projetado para transmitir a uma distância entre 100 e 200 metros, aproximadamen-te com uma alimentação de 3V.

4 CARACTERÍSTICAS DO PROJETO
A seguir, apresentamos o diagrama esquemático e a lista de materiais utilizados na construção do projeto:

5 CARACTERÍSTICAS DO PROJETO
LISTA DE COMPONENTES: Resistores: 1- 330Ω, Ω, 1- 22kΩ, 1- 39kΩ, 1- 47kΩ, kΩ, 1- 1MΩ Capacitores: 1- (2pF a 10pF) Trimer (capacitor variável a ar), 2- 10pF ceramico (NP0), 1- 39pF ceramico (NP0), 1- 1nF ceramico (102), nF ceramico (223), nF multicamadas (104) Transistores: 3 - BC 547 Bobina: 6 voltas de fio 0.5mm enrolados em uma forma de 3mm. de diâmetro. 1- Microfone de Eletreto alto ganho. 1 - mini chave deslizante 2 - pilhas de 1,5 V cada cm fio rígido para antena 1 - Placa de Circuito impresso

6 Abaixo temos o nome de cada componente e o sinal pelo circuito:

7 A FUNÇÃO DE CADA COMPONENTE
O microfone de eletreto detecta os sons e produz uma saída da ordem de 2 a 20 mV de sinal e o resistor de carga de 39k determina o ganho do microfone. O capacitor de 22nF faz o acoplamento da saída do microfone com o primeiro estagio, no qual o primeiro BC 547 amplifica o sinal de áudio com um ganho de cerca de 70 vezes. Os resistores de 1M e 22k polarizarão o transistor de forma que o coletor fique a meia voltagem da linha de alimentação, isto dá para a fase um ganho mais alto. O capacitor de 100nF deixa passar o áudio para o estágio do oscilador de RF, enquanto o capacitor de 1nF mantêm a base do transistor oscilador de RF estável em torno de uma oscilação de 90MHz. O resistor de 47k ligado a base do oscilador de RF forma a polarização de base do oscilado e o resistor de 470R permite a realimentação através do capacitor de 10pF para o emissor manter o oscilador trabalhando. O resistor que de 470R permite a realimentação através do capacitor de 10pF para o emissor manter o oscilador em funcionamento.

8 A FUNÇÃO DE CADA COMPONENTE
O trimer ajustável de 2a 10pF em paralelo com o capacitor de 39pF e a bobina de 6 voltas formam o circuito tanque ajustado para controlar a freqüência de operação. O capacitor de 10pF no emissor derivam uma pequena porção do sinal e passa isto ao estágio de saída. O terceiro BC 547 trabalha como um amplificador linear e mantém o efeito de carga da antena no oscilador. O resistor de 150k faz polarização de base no estágio de saída. O pedaço de fio com 170cm corresponde aproximadamente a medida necessária para uma antena de comprimento de meia onda para operar a 90 MHz. O capacitor de 22nF serve com capacitor de desacoplamento da fonte de alimentação e impede a linha positiva de subir e cair quando a corrente é tirada pelo oscilador e fases de amplificação, mantendo as duas linhas (negativa e positiva) fixas e isto é muito importante pois mantém o circuito trabalhando com desempenho no maximo mesmo quando as baterias começarem a fraquejar. A alimentação de 3v é a mais baixa voltagem permitida para uma operação segura e com bom desempenho.

9 CONSTRUÇÃO DO PROJETO A montagem do projeto dividiu-se em 4 fases:
1º PROTÓTIPO: O circuito foi primeiramente montado em uma placa especial – a protoboard – com a finalidade de verificar o funcionamento do mesmo e fazer alguns testes antes de partir para a soldagem dos componentes em uma placa de circuito impresso. Alguns pontos interessantes a serem destacados nessa fase do projeto são os seguintes: - A utilização de alguns jumpers para fazer a ligação entre os componen-tes do circuito aumentam a resistência real do mesmo, porém isso não se manifestou como um fator de extrema influência no funcionamento dele, permitindo a continuidade dos trabalhos. - A antena precisou ser improvisada com um pedaço de fio cerca de 10 vezes menor que o tamanho do projeto e isso parece ter atrapalhado na recepção durante os testes. - A recepção não apresentou a qualidade esperada e parecia que o microfone não tinha uma sensibilidade muito alta, como o esperado.

10 CONSTRUÇÃO DO PROJETO 1ª SOLDAGEM:
Depois de montado o protótipo, foi construído o circuito com a placa de circuito impresso e feita a soldagem dos componentes. Resultado: não funcionou! Possíveis causas: as soldas feitas com estanho em excesso e a proximidade das trilhas no layout da placa pode ter gerado um efeito capacitivo de influência negativa no circuito. Além disso, uma possível demora na fixação do microfone pode tê-lo inutilizado devido à sua sensibilidade ao calor. 2º PROTÓTIPO: Após um aparente fracasso na montagem do circuito, a solução foi redesenhar o layout com um aumento em suas dimensões, segundo sugestão do professor, o que garantiria a eliminação do efeito capacitivo e facilitaria também a soldagem. Porém, antes disso, foi feito um segundo protótipo na placa especial e feitos alguns testes com a ajuda de um rádio receptor e um osciloscópio.

11 CONSTRUÇÃO DO PROJETO A princípio, o circuito não funcionou novamente, apresentando no primeiro estágio uma diminuição na amplitude do sinal, ao invés de um ganho como o esperado. Além disso, não transmitia nada... Após algumas revisões na distribuição dos componentes, percebemos que simplesmente todos os transistores estavam invertidos... assim corrigimos as posições deles e ainda assim não transmitia. Então, imaginamos que o problema poderia ser o microfone. Dessa forma, o substituímos por um gerador de sinais, que foi colocado no lugar dele no circuito. Foi regulado pra fornecer um pouco mais que 20 mV (a tensão mais baixa possível no gerador). Assim o circuito funcionou, transmitindo em uma faixa em torno de 87 MHz. 2ª SOLDAGEM: Prosseguiu-se então com a fixação dos componentes devida-mente testados em uma nova placa, e finalmente obtivemos um resultado satisfatório.

12 CONSTRUÇÃO DO PROJETO Pontos importantes:
1. A freqüência na qual o rádio receptor estava sintonizado estava em torno de 90 MHz e essa diferença se explica pelo fato de a bobina ter sido redimensionada com relação ao espaçamento das suas espiras. 2. A freqüência na geração do sinal era variada durante os testes dentro da faixa auditiva humana – 20Hz a 20KHz – e assim no receptor se escutava um apito, mais grave ou mais agudo de acordo com a freqüência estabelecida na entrada. 3. Pelo fato de o trimmer estar em paralelo e sua faixa de variação da capacitância ser bem menor que o valor do capacitor de 39 pF, ele pode ser retirado do circuito sem maiores empecilhos. Isso foi feito por suspeitar-se de defeito devido ao calor excessivo na primeira soldagem. 4. A antena utilizada foi a do tamanho recomendado e a transmissão foi satisfatória, enfim.

13 RESUMO E CONCLUSÕES O custo total do projeto gira em torno de R$30,00, excluindo, é ferramentas como o ferro de solda, protoboard e os equipamentos de testes. Ele possui um nível de dificuldade intermediário, compatível com o aprendizado em sala de aula e proporcionou uma maneira prática de incrementar o conhecimento adquirido. Analisando o projeto pudemos aprender como funcionam alguns componentes do circuito, alguns dos fundamentos da geração e trans-missão de campos e ondas eletromagnéticas, e pudemos observar a influência de alguns efeitos colaterais decorrentes da mudança de componentes e projeção do layout do circuito. Apresentando um resultado satisfatório, não por respostas do circuito perfeitamente previsíveis, mas pelas dificuldades estimulantes na busca de soluções, tivemos um aumento de conhecimento considerável durante o curso de todo o projeto.

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