quarta-feira, 27 de outubro de 2010

Curiosidade

O chaveiro que você carrega no bolso ou usa para abrir o portão da garagem é um pequeno radiotransmissor. Quando você aperta um botão no chaveiro, o transmissor liga e envia um código para o receptor (no carro ou na garagem). Dentro do carro ou da garagem está um receptor de rádio sintonizado na freqüência que o transmissor utiliza (300 ou 400 MHz são freqüências comuns para os sistemas modernos). O transmissor é similar àquele encontrado em um brinquedo controlado por rádio. Consulte Como funciona o rádio para obter mais informações sobre as ondas de rádio e radiotransmissores.
Quando se começou a utilizar o controle remoto de portão de garagem, por volta dos anos 50, os transmissores eram extremamente simples. Eles enviavam um único sinal e o dispositivo de abertura do portão da garagem respondia abrindo ou fechando a porta. À medida que ele se tornou comum, sua simplicidade criou um grande problema: qualquer um podia passar pela rua com um transmissor e abrir os portões de todas as garagens! Todos os controles usavam a mesma freqüência e não havia segurança.
Nos anos 70, os controles de portão de garagem se tornaram um pouco mais sofisticados. Você pode ver esse nível de sofisticação nas fotos abaixo. A primeira mostra um chip controlador (preto) e uma chave de configuração (azul), também conhecida como DIP switch. Uma chave de configuração possui oito pequenas chaves dispostas em uma pequena peça soldada à placa de circuito. Ao ajustar as chaves de configuração dentro do transmissor, era possível controlar o código que o transmissor enviava. O portão da garagem somente se abriria se a chave de configuração do receptor estivesse ajustada com o mesmo padrão. Isso proporcionou algum nível de segurança, mas não suficiente. Oito chaves de configuração fornecem somente 256 combinações possíveis. Isso é suficiente para impedir que vários vizinhos abram as portas uns dos outros, mas não o suficiente para fornecer segurança real.
Chaves de configuração
Além disso, os transmissores dos controles de portão de garagem dessa época também eram bastante simples:
O transmissor
Como você pode ver, o transmissor consistia de dois transistores e um par de resistores - e não ia muito além disso. Um transmissor de dois transistores como esse, energizado por uma bateria de 9 volts, é o mais simples que um transmissor de rádio pode ser. Este é o mesmo transmissor que você encontra em um par de walkie-talkies de baixa potência.
De lá para cá, os controles remotos de travas elétricas ficaram bem mais sofisticados.

Funcionamento de Relé e Eletroimã

RELÊ
Um relé é um interruptor acionado eletricamente. A movimentação física deste "interruptor" ocorre quando a corrente elétrica percorre as espiras da bobina do relé, criando assim um campo magnético que por sua vez atrai a alavanca responsável pela mudança do estado dos contatos. O relé é um dispositivo eletromecânico ou não, com inúmeras aplicações possíveis em comutação de contatos elétricos. Servindo para ligar ou desligar dispositivos.

                        

Componentes de um relê
Os relês são dispositivos simples e possuem quatro partes: eletroímã; armadura que pode ser atraída pelo eletroímã; mola; conjunto de contatos elétricos.

Funcionamento de um relê: o relé é formado por dois circuitos completamente independentes. O primeiro está na parte inferior e funciona com o eletroímã. Neste circuito, um switch controla a potência do eletroímã. Quando o switch está ligado, o eletroímã é ativado e atrai a armadura (azul). A armadura funciona como um switch no segundo circuito. Quando o eletroímã está energizado, a armadura completa o segundo circuito e a luz se acende. Quando o eletroímã não está energizado, a mola puxa a armadura e o circuito não se completa. Neste caso, a luz não acende.
Aplicações de um relê: O objetivo do relé é utilizar pequena quantidade de energia eletromagnética (proveniente, por exemplo, de um pequeno interruptor ou circuito eletrônico simples) para mover uma armadura que pode gerar uma quantidade de energia muito maior. Por exemplo, você pode usar 5 volts e 50 miliamperes para ativar o eletroímã e energizar uma armadura que suporta 120V AC em 2 ampéres (240 watts).
Os relés são comuns em eletrodomésticos, geralmente quando existe um controle eletrônico que liga algo como um motor ou uma lâmpada.




ELETROÍMÃ
Eletroímã: é um dispositivo que utiliza corrente elétrica para gerar um campo magnético, semelhante àqueles ímãs naturais encontrados. É geralmente construído aplicando-se um fio elétrico espiralado ao redor de um núcleo de ferro, aço, níquel ou cobalto ou algum material ferromagnético.

Funcionamento eletroímã: quando o fio é submetido a uma tensão, o mesmo é percorrido por uma corrente elétrica, o que gerará um campo magnético na área a este aspecto, espira através da Lei de Biot-Savart. A intensidade do campo e a distância que ele atingirá a partir do eletroímã dependerão da intensidade da corrente aplcada e do número de voltas da espira.

RELATÓRIO SEMANAL 20/10/2010 a 27/10/2010

LIGHT CONTROL - 27/10/2010 - SEMANA N° 4
1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Postagem das últimas pesquisas relacionadas ao projeto. Continuação na busca por materiais utilizados na execução do projeto.
2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
As ações foram devidamente realizadas.
3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Encontrar os materiais certos para a execução do projeto. 
5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Materiais relacionados à parte elétrica como relê e circuito integrado.
6.MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Nenhum.
7. CONTATOS A REALIZAR
Entrar em contato com a pessoa que nos ajudará na execução do projeto.
8. IDÉIAS A EXPLORAR
Estudar melhor a parte elétrica do dispositivo.9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Novo contato com o técnico de eletrônica e continuar a procura por materiais para a execução do projeto. 10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
Montagem do dispositivo e teste. 
11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
Até o momento as atividades vem sendo realizadas no prazo determinado.
12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
Satisfatório.
13. OBSERVAÇÕES E COMENTÁRIOS GERAIS
O grupo apresenta um grande empenho e animação com o desenvolvimento do projeto. Ao longo das semanas podemos observar que dificuldades e desafios vão surgindo, no entanto os integrantes continuam estudando e buscando recursos para a realização do dispositivo idealizado.

RELATÓRIO SEMANAL 14/10/2010 a 20/10/2010

LIGHT CONTROL - 14/10/2010 - SEMANA N° 3
1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Resumo das principais idéias das pesquisas relacionadas ao relé, eletroímã e postagem das mesmas.
Começamos a busacar os principais materiais utilizados para a execução do projeto.2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
As ações foram devidamente realizadas.
3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Postagem no blog.
5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Controle de garagem antigo, circuito integrado.6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Nenhum.
7. CONTATOS A REALIZAR
Entrar em contato com a pessoa que nos ajudará na execução do projeto.
8. IDÉIAS A EXPLORAR
Funcionamento de relé.
9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Postagem do material compilado no blog e reunião com o técnico.
10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
Baseando nas pesquisas feitas, providenciar materiais para a execução do dispositivo. 
11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
Até o momento as atividades vem sendo realizadas no prazo determinado.
12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
Satisfatório.
13. OBSERVAÇÕES E COMENTÁRIOS GERAIS
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Como funcionam as Lâmpadas?



Introdução
Antes da invenção da lâmpada elétrica, a iluminação era uma tarefa complicada. Para iluminar bem os ambientes, eram necessárias muitas velas ou tochas. Lampiões a óleo também iluminavam o suficiente, mas soltavam um resíduo que cobria de fuligem tudo o que estava por perto.


Quando as descobertas sobre eletricidade começaram a surgir, no meio do século XIX, inventores de todas as partes lutavam para criar um tipo de luz elétrica que fosse prática e de preço acessível. O inglês Sir Joseph Swan, em 1878, e o americano Thomas Edison, em 1879, seguiram a mesma linha. Em 25 anos, milhões de pessoas no mundo tiveram luz elétrica instalada em suas casas.
O mais incrível nessa história é que a tecnologia da lâmpada elétrica não poderia ser mais simples. A lâmpada moderna não mudou muito desde o modelo de Edison. Neste artigo, discutiremos como as pequenas partes desta invenção se juntaram para produzir horas de luz.
Fundamentos da Luz
A luz é uma forma de energia que pode ser liberada por um átomo. Ela é feita de várias partículas pequenas, como se fossem pacotes, que têm energia e força, mas não têm massa. Estas partículas, chamadas fótons, são as unidades fundamentais da luz.

Os átomos liberam os fótons quando os seus elétrons são excitados. Os elétrons são partículas de carga negativa que se movem ao redor do núcleo do átomo, que possui carga positiva. Um elétron do átomo tem níveis diferentes de energia, dependendo de uma série de fatores, incluindo a sua velocidade e distância do núcleo. Elétrons de diferentes níveis ocupam orbitais diferentes. Geralmente, elétrons com maior nível de energia movem-se em orbitais mais afastadas do núcleo. Quando um átomo ganha ou perde energia, a mudança se reflete no movimento dos elétrons. Quando alguma coisa passa energia para o átomo, um elétron será temporariamente impulsionado para um orbital mais alto, ou seja, mais afastado do núcleo. O elétron só mantém esta posição por uma pequena fração de segundo e, quase que imediatamente, é atraído de volta ao núcleo, para sua posição original. Assim que o elétron retorna ao seu orbital de origem, libera a energia extra na forma de um fóton (em alguns casos, um fóton luminoso)


O comprimento de onda da luz emitida, que vai definir a sua cor, depende de quanta energia é liberada, que depende da posição do elétron. Conseqüentemente, diferentes tipos de átomos vão liberar diferentes tipos de fótons. Em outras palavras, a cor da luz é determinada pelo tipo de átomo que é excitado.
Este é o mecanismo básico em quase todas as fontes de luz. A principal diferença entre as fontes é o processo de excitação dos átomos.
As lâmpadas elétricas têm uma estrutura muito simples. Na base, existem dois contatos de metal, que são ligados a dois fios rígidos, que são conectados ao filamento de metal fino. O filamento fica no meio da lâmpada, protegido por uma cápsula de vidro. Os fios e o filamento estão dentro da lâmpada de vidro, que é cheia de gás inerte, como o argônio.

Quando a lâmpada é ligada a um sistema de energia, uma corrente elétrica flui de um contato para o outro, passando pelos fios e pelo filamento. A corrente elétrica em um condutor sólido é o fluxo de elétrons livres (elétrons que não estão fortemente presos a um átomo) de uma área carregada negativa para uma área carregada positivamente.
Como os elétrons movem-se rapidamente através do filamento, eles estão constantemente batendo nos átomos que compõem o filamento. A energia de cada impacto faz um átomo vibrar, ou seja, a corrente aquece o átomo. Um condutor fino aquece mais facilmente do que um grosso, pois é mais resistente ao fluxo dos elétrons.
Os elétrons associados aos átomos que vibram podem ser impulsionados temporariamente para um nível mais alto de energia. Quando eles voltam ao seu nível normal, os elétrons liberam energia extra na forma de fótons. Geralmente, os átomos de metais liberam fótons de luz infravermelha, que é invisível ao olho humano. Porém, se os átomos forem aquecidos a aproximadamente 2.200º C (4.400º F) como, por exemplo, no caso da lâmpada elétrica, emitirão uma quantidade considerável de luz visível.
O filamento da lâmpada é feito de um longo e fino fio de tungstênio. Em uma lâmpada comum de 60 watts, o tungstênio mede quase 2 metros (6,5 pés) de comprimento e somente um centésimo de polegada de diâmetro. O tungstênio é colocado em uma bobina dupla, para que caiba em um espaço pequeno. Isto é, o filamento é enrolado para fazer uma bobina que depois é recoberta por uma bobina maior. Na lâmpada de 60 watts, a bobina tem menos de uma polegada de comprimento.
Os Materiais Certos
O metal deve ser aquecido a temperaturas extremamente altas para que emita uma quantidade útil de luz visível. A maioria dos metais derreteria antes de atingir altas temperaturas, pois a vibração separa a estrutura rígida que liga os átomos entre si e o material torna-se líquido. As lâmpadas são fabricadas com filamentos de tungstênio porque ele tem uma diferenciada alta temperatura de fusão.
Porém, o tungstênio pode pegar fogo em altas temperaturas se as condições permitirem. A combustão é causada pela reação entre dois elementos químicos e começa quando um dos elementos chega a sua temperatura de ignição. Na Terra, a combustão é geralmente resultado de uma reação entre o oxigênio da atmosfera e algum material aquecido. Entretanto, outras combinações de materiais químicos também podem causar combustão.
O filamento de uma lâmpada é colocado em uma câmara livre de oxigênio para evitar a combustão. Nas primeiras lâmpadas elétricas, todo o ar era sugado para fora para criar um quase vácuo - uma área sem matéria. Como não havia nenhum gás, ou quase nenhum, não poderia haver combustão.
O problema desta abordagem era a evaporação dos átomos de tungstênio. Em temperaturas tão altas, os átomos de tungstênio vibram o bastante para se liberarem dos outros átomos e ficarem livres pelo ar. Em uma lâmpada a vácuo, os átomos livres de tungstênio são atirados em linha reta e ficam no vidro no interior da lâmpada. À medida que eles evaporam, o filamento começa a se desintegrar e o vidro vai ficando escuro. Isso reduz consideravelmente a vida útil da lâmpada.
Em uma lâmpada moderna, os gases inertes, geralmente argônio, reduzem muito essa perda do tungstênio. Quando um átomo de tungstênio evapora, as chances de colidir com um átomo de argônio são grandes, fazendo com que ele volte para o filamento, onde se juntará novamente à estrutura sólida. Como os gases inertes normalmente não reagem com outros elementos, não há chance de que esses elementos se combinem em uma reação de combustão.
De baixo custo, com bom resultado e fácil de usar, as lâmpadas se tornaram um grande sucesso e ainda são o método mais popular de iluminação de interiores. Apesar disso, a lâmpada, eventualmente, passará por avanços tecnológicos, visto que elas não são muito eficientes.
Lâmpadas incandescentes liberam a maior parte de sua energia sob a forma de fótons de luz infravermelha carregados de calor. Apenas cerca de 10% da luz produzida alcança o espectro visível. Isso desperdiça muita eletricidade. Fontes de luz fria, como lâmpadas fluorescentes e LEDs, não gastam tanta energia gerando calor e liberam muito mais luz visível. Por esta razão, elas estão lentamente substituindo a antiga e confiável lâmpada incandescente. 

quarta-feira, 13 de outubro de 2010

Controle Remoto

Introdução




Imagem cedida por HowStuffWorks Shopper
Controle remoto universal Logitech Harmony
Quando surgiram, os primeiros controles remotos eram equipamentos de rádio freqüência que dirigiam navios alemães para colidirem com barcos aliados durante a Primeira Guerra Mundial. Foi durante a Segunda Guerra que os controles remotos detonaram bombas pela primeira vez. Com o fim da grande guerra, os cientistas tinham uma tecnologia brilhante e nenhum lugar para aplicá-la. Mais de sessenta anos depois, muitas pessoas passam horas procurando pelo controle remoto antes de lembrar que existem botões na TV.
Neste artigo, examinaremos a tecnologia infravermelha usada na maioria dos home theaters e a diferença entre controles remotos IR e RF, descobriremos a diferença entre controles remotos "universais" e "programáveis" e verificaremos alguns dos outros recursos de alta tecnologia que se encontra nos controles remotos atuais, como conectividade com PCs, extensores RF e macro comandos.

Controles remotos de rádio-freqüência



Imagem cedida por HowStuffWorks Shopper
Controle remoto Bose RC-18S somente de RF
Controles remotos de rádio-freqüência (RF) são muito comuns. Controles remotos de portas de garagens, controles para alarmes de carros e brinquedos controlados por rádio sempre usaram controles remotos a rádio e a tecnologia também está começando a surgir em outras aplicações. Eles não são comuns em aparelhos de home theater (com a exceção de extensores RF, que veremos na próxima seção), mas você achará controles remotos RF controlando certos receptores de TV via satélite e sistemas de som avançados. Você também encontrará controles remotos baseados em Bluetooth que controlam laptops e telefones inteligentes (veja Como funciona o bluetooth para aprender sobre esta tecnologia de rádio).
Em vez de enviar sinais de luz, um controle remoto RF transmite ondas de rádio que correspondem a um comando binário referente ao botão que você está apertando. Receptores de rádio de aparelhos controlados, recebem um sinal, que é decodificado. O problema com esse tipo de controle é a quantidade de sinais de rádio puros, invisíveis no ar, a qualquer hora. Telefones celulares, walkie talkies, conjuntos WiFi e telefones sem fio estão todos transmitindo sinais de rádio em freqüências variáveis. Os controles remotos RF lidam com o problema da interferência, transmitindo uma freqüência de rádio específica e embutindo códigos de endereços digitais nos sinais de rádio. Isto permite que o receptor de rádio no aparelho de destino saiba quando responder ao sinal e quando ignorá-lo. 
A maior vantagem dos controles remotos com freqüência de rádio é seualcance: eles podem transmitir a até 33 m do receptor (o alcance do Bluetooth é mais curto) e sinais de rádio podem atravessar paredes. É por esse benefício que agora é possível encontrar controles remotos IR/RF para componentes de home theater. Estes controles usam conversão RF para IR para aumentar o alcance de um controle remoto infravermelho.