Como a internet funciona?
Muita gente não tem a menor noção de como a internet funciona. Como é que um site hospedado em um servidor na Europa pode chegar até os nossos computadores em questões de segundos?? Como isso funciona?? Quais os caminhos usados?? Essas e outras questões serão vistas a seguir.
A estrutura é basicamente a mesma sempre, um computador isolado ou uma rede de computadores se conectam na rede de um provedor de acesso (seja ele discado ou banda larga) e a rede do provedor de acesso se conecta a um dos backbones disponíveis no país. Backbones??? É, vamos explicar melhor isso.
Antes, vamos ilustrar a conexão descrita no parágrafo acima para que possamos visualizar melhor a coisa:
Nota: observe que o traço azul acima engrossa a medida que se afasta da sua máquina/rede. Isso acontece por que a largura de banda (entenda como velocidade de internet) é muito maior nos backbones e nos provedores do que na sua casa ou trabalho. Se você acha que a sua banda larga é rápida é por que você não conhece a velocidade dentro de um provedor ou até mesmo em um backbone!
Os backbones são as portas de entrada para a conexão de internet em um país. O sinal costuma chegar até o backbone através de satélite ou cabos submarinos. No Brasil temos diversos backbones, dentre eles algumas universidades públicas e a Embratel.
Agora vamos ver como a página de um site que você digitou no seu navegador chega até você.
Antes de começarmos você precisa saber que o endereço de um site (como por exemplo “www.portalmundohacker.blogspot.com”) nada mais é do que uma forma traduzida de uma seqüência de números. Esses números são conhecidos como IP e identificam cada máquina que tem acesso a internet, seja ela a sua máquina de casa ou um servidor onde estão hospedados centenas de sites.
Os IPs são únicos, algo como as impressões digitais dos seres humanos, assim sendo cada máquina conectada na internet possui o seu IP e nenhuma outra máquina no planeta tem o mesmo número de identificação.
Quando você liga o seu computador e inicia a conexão com a internet o seu provedor lhe fornece um IP para identificar a sua máquina na rede mundial de computadores. O seu provedor é dono de uma determinada faixa de IPs e o que ele faz é lhe dar temporariamente um desses IPs para que você possa navegar na web. Vamos visualizar isso:
Na figura acima eu mostro um exemplo simplificado de como acontece o primeiro passo da sua conexão com a internet. Note o número 201.35.23.10 – isso é um IP, é com um número como esse que as máquinas são identificadas na rede mundial.
Pronto já estamos conectados no provedor de acesso, mas todos os sites do mundo não estão dentro da rede do seu provedor, então como você acessa um site que está nos Estados Unidos??
Agora entra em cena dois personagens importantes nas redes e na internet: o Servidor de DNS e o Roteador.
O servidor de DNS é o responsável por “traduzir” o endereço de um site para o IP que indica em qual computador aquele site está armazenado. Se ele não existisse você não digitaria “www.microsoft.com.br” no seu navegador, mas sim 198.66.137.165 – experimente, digite esse IP na barra de endereços do seu navegador e veja que em segundos você estará na página da Microsoft.
Legal, mas imagine ter que decorar os endereços daqueles sites que você mais gosta?? Seria chato e confuso. Ainda bem que inventaram o DNS assim não precisamos digitar 66.249.81.85 toda vez que formos acessar o Orkut!!
Mas voltando ao assunto, quando você digita um endereço no seu navegador e aperta a tecla “enter” ele envia um pacote de dados para o seu provedor contendo o endereço do site que você deseja acessar e o endereço de IP da sua máquina. Lá no seu provedor o servidor de DNS pega esse pacote e analisa, ao fazer isso ele traduz o endereço do site para um IP. Após traduzir o endereço do site ele pede ajuda ao roteador para encontrar aquele endereço de IP.
O roteador pega o endereço de IP e verifica se ele está dentro da rede do provedor ou não, caso não esteja ele envia aquele IP para outro roteador já fora da rede do provedor e assim o pedido de acesso ao site vai pulando de roteador em roteador, mundo a fora até encontrar a máquina que possui o IP 66.249.81.85.
Ao chegar no servidor onde o site está armazenado o pacote é processado e reenviado para o IP de origem dele, ou seja, o IP da sua máquina. Ele refaz todo o caminho de volta, entra na rede do seu provedor e de lá chega até a sua máquina trazendo junto com ele a página que você pediu para acessar. Vamos ver isso em desenhos:
Explicando: No número (1) temos a sua máquina imagine que você quisesse acessar o Orkut. No número (2) temos a rede do seu provedor de acesso onde o seu pedido chega e é traduzido pelo servidor de DNS para o número do IP da máquina onde está o Orkut (no caso 66.249.81.85). O servidor de DNS encaminha o seu pedido para o roteador, ele então analisa a informação e envia ela para o Backbone (3) pois o IP que consta no seu pedido não é brasileiro. O Backbone brasileiro analisa o pacote e o envia para os roteadores fora do país (4), que já tem uma rota para o seu pacote. Os roteadores direcionam seu pedido para um backbone americano (5) que verifica a informação e direciona o pedido para outro roteador que leva o seu pacote de dados até o servidor que possui o IP 66.249.81.85. Lá (6) o seu pacote é analisado e mandado de volta para o IP de origem – no caso o da sua máquina – levando junto a informação que você pediu. O pacote refaz o caminho de volta e assim o site aparece no seu monitor.
Essa é uma explicação simples – muito simples mesmo – de como funciona a navegação na internet, desde o momento em que você se conecta na rede até o momento em que um site é exibido no seu monitor.
Informações extras:
Existem 13 servidores DNS raiz no mundo todo e sem eles a Internet não funcionaria. Destes, dez estão localizados nos Estados Unidos, um na Ásia e dois na Europa. Para Aumentar a base instalada destes servidores, foram criadas réplicas localizadas por todo o mundo, inclusive no Brasil desde 2003.
Existem programas que traçam a rota de um pacote de dados desde a sua máquina até um endereço de IP ou um site. Esses programas são conhecidos como “Tracerouters” Existem programas que exibem até um mapa do mundo indicando cada cidade onde seu pacote de dados esteve. Pesquise por “visual traceroute” no Google e descubra mais.
Para brincar de descobrir o IP referente ao endereço de um site basta usar um serviço conhecido como “Whois”, como esse aqui.
Como funciona o GPS?
Se você já esteve perdido em uma cidade desconhecida, sabe que a sensação não é das melhores. Com a chegada dos aparelhos GPS, viajar para cidades e países que você nunca esteve antes deixou de ser um problema, e passou a ser diversão.
Estes aparelhos vêm conquistando cada vez mais as pessoas, independente da área em que trabalham. Os taxistas são, talvez, os que mais se beneficiaram com a criação e a popularização do GPS. Utilizando os mapas de uma cidade, é possível chegar a qualquer endereço, sem precisar conhecer os lugares como a palma da mão.
Se você nunca usou um destes aparelhos, já deve ter ouvido falar neles. O funcionamento de um aparelho de GPS é muito interessante de ser estudado, e também complexo. Alguém aí já parou para pensar em como um dispositivo tão pequeno quanto um receptor GPS consegue determinar qual a sua localização na Terra? Não?! Então que tal aprender agora?!
O GPS (Global Positioning System - Sistema de Posicionamento Global) é um aparelho que teve sua origem no Departamento de Defesa dos Estados Unidos. Sua função é a de identificar a localização de um aparelho chamado de receptor GPS.
Os aparelhos receptores, por sua vez, têm a função de enviar um sinal para os satélites. Assim, fazendo alguns cálculos, os quais você poderá visualizar mais abaixo, o receptor GPS consegue determinar qual a sua posição e, com a ajuda de alguns mapas de cidades, indicar quais caminhos você pode percorrer para chegar ao local desejado.
Quer saber mais? Então não deixe de conferir o artigo “O que é GPS?”. Fique por dentro também dos novo eletrônicos que já contam com esta tecnologia, como é o caso de aparelhos como: Palm Pre, Nokia Surge, Sony-Ericsson Satio e o Nokia N97.
Para que os GPS funcionem corretamente, faz-se necessário o uso de três componentes, chamados de: espacial, de controle e o utilizador. O espacial é composto de vinte e sete satélites que se encontram em órbita. Vinte e quatro deles estão ativos e três são os “reservas”, que entram em operação caso ocorra algum falha com um dos satélites principais.
A disposição destes satélites em órbita garante que sempre haja pelo menos quatro deles disponíveis em qualquer lugar do planeta. Assim, sempre que você e uma pessoa que mora no Japão estiverem usando o GPS, com certeza irão conseguir utilizar o aparelho sem problema.
O segundo componente, de controle, nada mais é do que estações de controle dos satélites. Ao todo são cinco estações espalhadas pelo globo terrestre. A função principal delas é atualizar a posição atual dos satélites e sincronizar o relógio atômico presente em cada um dos satélites.
O último componente, mas não menos importante, é o receptor GPS, e este é o único dos três que nós, usuários, devemos adquirir a fim de utilizar esta maravilha da tecnologia. Um receptor GPS nada mais é do que um aparelho que mostra sua posição, hora e outros recursos que variam de aparelho para aparelho.
O funcionamento do sistema GPS envolve alguns cálculos bem complexos, mas apenas um deles é realmente importante para este artigo. Trata-se do cálculo feito pelo receptor a fim de calcular a posição em que você está.
Como o GPS sabe onde estou?
Os satélites, assim como os receptores GPS, possuem um relógio interno, o qual marca a hora com uma precisão de nanosegundos. Quando o sinal é emitido, também é enviado o horário que ele “saiu” do satélite.
Este sinal nada mais é do que sinais de rádio, que viajam na velocidade da luz (300 mil quilômetros por segundo, no vácuo). Cronometrando quanto tempo este sinal demorou para chegar, o receptor consegue calcular sua distância do satélite. Como a posição dos satélites é atualizada constantemente, é possível, por meio destes cálculos, determinar qual a sua posição exata.
A triangulação
Agora que você já sabe como a distância até um satélite é calculada, vai ficar mais fácil entender como o satélite utiliza esta informação para determinar sua localização com uma boa precisão (erro de apenas 20 metros).
Os GPS usam o sistema de triangulação para determinar a localização de um receptor em terra. Por exemplo, quando você está meio perdido, e pergunta para alguém “Onde estou?”. A resposta da pessoa pode ser do tipo “Ah, você está a 10 quilômetros da cidade X”. Claro que você pode estar a 10 quilômetros em qualquer direção da cidade. Então, é possível traçar um círculo para determinar a possível área em que você se encontra.
Estes aparelhos vêm conquistando cada vez mais as pessoas, independente da área em que trabalham. Os taxistas são, talvez, os que mais se beneficiaram com a criação e a popularização do GPS. Utilizando os mapas de uma cidade, é possível chegar a qualquer endereço, sem precisar conhecer os lugares como a palma da mão.
Se você nunca usou um destes aparelhos, já deve ter ouvido falar neles. O funcionamento de um aparelho de GPS é muito interessante de ser estudado, e também complexo. Alguém aí já parou para pensar em como um dispositivo tão pequeno quanto um receptor GPS consegue determinar qual a sua localização na Terra? Não?! Então que tal aprender agora?!
O GPS (Global Positioning System - Sistema de Posicionamento Global) é um aparelho que teve sua origem no Departamento de Defesa dos Estados Unidos. Sua função é a de identificar a localização de um aparelho chamado de receptor GPS.
Os aparelhos receptores, por sua vez, têm a função de enviar um sinal para os satélites. Assim, fazendo alguns cálculos, os quais você poderá visualizar mais abaixo, o receptor GPS consegue determinar qual a sua posição e, com a ajuda de alguns mapas de cidades, indicar quais caminhos você pode percorrer para chegar ao local desejado.
Quer saber mais? Então não deixe de conferir o artigo “O que é GPS?”. Fique por dentro também dos novo eletrônicos que já contam com esta tecnologia, como é o caso de aparelhos como: Palm Pre, Nokia Surge, Sony-Ericsson Satio e o Nokia N97.
Para que os GPS funcionem corretamente, faz-se necessário o uso de três componentes, chamados de: espacial, de controle e o utilizador. O espacial é composto de vinte e sete satélites que se encontram em órbita. Vinte e quatro deles estão ativos e três são os “reservas”, que entram em operação caso ocorra algum falha com um dos satélites principais.
A disposição destes satélites em órbita garante que sempre haja pelo menos quatro deles disponíveis em qualquer lugar do planeta. Assim, sempre que você e uma pessoa que mora no Japão estiverem usando o GPS, com certeza irão conseguir utilizar o aparelho sem problema.
O segundo componente, de controle, nada mais é do que estações de controle dos satélites. Ao todo são cinco estações espalhadas pelo globo terrestre. A função principal delas é atualizar a posição atual dos satélites e sincronizar o relógio atômico presente em cada um dos satélites.
O último componente, mas não menos importante, é o receptor GPS, e este é o único dos três que nós, usuários, devemos adquirir a fim de utilizar esta maravilha da tecnologia. Um receptor GPS nada mais é do que um aparelho que mostra sua posição, hora e outros recursos que variam de aparelho para aparelho.
O funcionamento do sistema GPS envolve alguns cálculos bem complexos, mas apenas um deles é realmente importante para este artigo. Trata-se do cálculo feito pelo receptor a fim de calcular a posição em que você está.
Como o GPS sabe onde estou?
Os satélites, assim como os receptores GPS, possuem um relógio interno, o qual marca a hora com uma precisão de nanosegundos. Quando o sinal é emitido, também é enviado o horário que ele “saiu” do satélite.
Este sinal nada mais é do que sinais de rádio, que viajam na velocidade da luz (300 mil quilômetros por segundo, no vácuo). Cronometrando quanto tempo este sinal demorou para chegar, o receptor consegue calcular sua distância do satélite. Como a posição dos satélites é atualizada constantemente, é possível, por meio destes cálculos, determinar qual a sua posição exata.
Agora que você já sabe como a distância até um satélite é calculada, vai ficar mais fácil entender como o satélite utiliza esta informação para determinar sua localização com uma boa precisão (erro de apenas 20 metros).
Os GPS usam o sistema de triangulação para determinar a localização de um receptor em terra. Por exemplo, quando você está meio perdido, e pergunta para alguém “Onde estou?”. A resposta da pessoa pode ser do tipo “Ah, você está a 10 quilômetros da cidade X”. Claro que você pode estar a 10 quilômetros em qualquer direção da cidade. Então, é possível traçar um círculo para determinar a possível área em que você se encontra.
O mesmo pode ser feitos com outros pontos de referência (no nosso caso, Y e Z) e assim fazer a triangulação dos pontos para determinar exatamente a sua posição. O sistema de GPS funciona da mesma forma. Este princípio é chamado de trilateração.
Um quarto satélite é necessário para determinar a altitude em que você se encontra. O princípio do cálculo é o mesmo, mas envolve alguns números e fórmulas extras por tratar-se de um espaço tridimensional.
Depois de muito tempo em órbita, é normal que os satélites comecem a apresentar defeitos e fiquem ultrapassados, tecnologicamente falando. Este problema está começando a afetar o funcionamento dos satélites responsáveis pelo sinal GPS. Estima-se que até o ano de 2010, a confiabilidade do sinal caia para noventa e cinco por cento, um fato inédito na história do GPS.
As “sucatas” que orbitam a Terra também vêm se mostrando verdadeiros inimigos dos satélites funcionais. A colisão entre o lixo espacial que está na órbita terrestre e satélites está sendo cada vez mais frequente.
Há um projeto para o lançamento de novos satélites, a fim de substituir os atuais. Mas, tal projeto encontra-se atrasado em três anos, e não há indícios de que venha a acontecer logo. Por isso, os países da Europa se uniram e já estão construindo seu próprio sistema GPS, batizado de Galileo, com previsão para entrar em funcionamento até o ano de 2013.
A Rússia também está com um projeto alternativo aos satélites americanos. É o Glonass, que ainda não tem previsão para entrar em funcionamento, mas que promete maior confiabilidade do que o sistema GPS atual.
Nenhum dos dois sistemas alternativos mencionou preço para o uso dos satélites, ou se irão deixar o serviço à disposição de todos, como ocorre atualmente. Agora é esperar para ver.
E você, o que acha? Já usou, ou utiliza, um GPS? Será que o sistema vai mesmo entrar em falência a partir de 2010? Europeu ou Russo, qual será o melhor sistema alternativo? Não deixe de enviar sua opinião!
bluetooth
O nome bluetooth, quer dizer, dente azul, que é uma homenagem ao dinarmaques chamado de Harald bluetooth, esse homem foi chamado assim porque fez com que ocorresse a unificação da Dinamarca, isso quer dizer que compararam essa unificação de um país com a unificaçaõ de vários dispositivos à uma só tecnologia., com a combinação de software e hardware, que é feita por radiofrequência, que faz com que o aparelho que está emparelhando (procurando) o outro tenha a maior detecção independente de sua posição ( dentro da frequência que o aparelho suporte).
Bluetooth usado na Orelha.
A unificação dos símbolos da tecnologia bluetooth, faz com que seja formado as iniciais de Harald (H e B).
Bluetooth, nada mais é do que a comunicação de dois aparelhos (sem fio) com a mesma compatibilidade para a transferência de pequenos arquivos como : fotos, músicas, vídeos e etc. Essa transferência tem um alcance máximo:
1. alcançe de 100 metros.
2. alcançe de 10 metros.
3. alcançe de 1 metro.
As desvantagens desse aparelho ou tecnologia é que sua velocidade chega a 721 kbps e possuem somente três canais de voz e o numero máximo de dispositivos a que ele se conecta ao mesmo tempo.
A tecnologia bluetooth transmite os pacotes de informação:
• Nome do dispositivo
• Classe do dispositivo
• Lista de serviços disponíveis
Informações técnicas, como por exemplo, características, fabricante, especificação Bluetooth e configuração de clock.
Como funciona o controle remoto
Introdução
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.
O interior dos controles remotos infravermelhos
A tecnologia dominante nos controles remotos de home theaters é o infravermelho (IR). A luz infravermelha é também conhecida como "calor". A premissa básica no funcionamento de um controle remoto IR é o uso da luz para levar sinais entre um controle remoto e o aparelho a que ele controla. A luz infravermelha está na faixa invisível do espectro eletromagnético.
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Um controle remoto IR (o transmissor) envia pulsos de luz infravermelha que representam códigos binários específicos. Estes códigos binários correspondem a comandos, como liga/desliga e aumentar o volume. O receptor IR na TV, ou outro aparelho, decodifica os pulsos de luz em dados binários (uns e zeros) que o microprocessador do aparelho pode entender. O microprocessador realiza então a tarefa correspondente.
Para termos uma idéia melhor de como o processador funciona, olharemos o interior de um controle remoto comum. As partes básicas envolvidas no envio de um sinal IR incluem:
- botões
- circuito integrado
- contatos dos botões
- diodos emissores de luz (LEDs)
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Para saber mais sobre as partes de um circuito interno de um controle remoto, confira o artigo O interior de um controle remoto de TV.
Os componentes do equipamento receptor do infravermelho estão situados na parte frontal do equipamento, onde podem receber facilmente o sinal vindo do controle remoto.
Provavelmente, você já notou que alguns controles remotos funcionam apenas quando os apontamos diretamente para o receptor do aparelho controlado, enquanto outros funcionam quando você aponta na direção aproximada do receptor. Isto se relaciona com a potência do LED transmissor. Um controle remoto com mais de um LED e/ou um LED particularmente potente produz um sinal mais forte e espalhado.
Agora vamos descobrir como estas partes funcionam juntas para permitir que impulsos de luz mudem o canal do decodificador.
Controles remotos infravermelhos: o processo
Apertar um botão de um controle remoto coloca em movimento uma série de eventos que faz com que o aparelho controlado realize um comando. O processo funciona mais ou menos assim:
- Você aperta o botão “aumentar volume” em seu controle remoto, fazendo com que esse botão toque o contato sob ele, fechando o circuito “aumentar volume” na placa de circuitos. O circuito integrado detecta isso.
- O circuito integrado envia o comando binário "aumentar volume" ao LED na frente do controle remoto.
- O LED envia uma série de pulsos de luz que correspondem ao comando binário "aumentar volume".
Um exemplo de código de controle remoto é o protocolo Sony Control-S, usado pelas TVs Sony e inclui os seguintes comandos binários de 7 bits:
| Botão | |
| 1 | |
| 2 | |
| 3 | |
| 4 | |
| Subir canal | |
| Descer canal | |
| Ligar | |
| Desligar | |
| Aumentar volume | |
| Baixar volume | |
| Fonte: ARRLWeb | |
Entretanto, o sinal do controle remoto inclui mais do que o comando "aumentar volume". Ele leva vários blocos de informação ao aparelho receptor, incluindo:
- um comando “iniciar”
- o código de comando para "aumentar volume"
- o endereço do aparelho (para que a TV saiba que a informação é destinada a ela)
- um comando “parar” (disparado quando se libera o botão de "aumentar volume")
Então quando você pressiona o botão "aumentar volume" num controle remoto de uma TV Sony, ele envia uma série de pulsos que se parecem com isso:
 Os controles remotos das TVs Sony usam um método de codificação de espaços em que o comprimento dos espaços entre os pulsos de luz representam 1 ou 0 |
Quando o receptor infravermelho na TV capta o sinal do controle remoto e verifica no código recebido se o sinal se destina a essa TV, ele converte os pulsos de luz de volta em sinal elétrico para 001 0010. Depois, ele passa o sinal ao microprocessador, que aumenta o volume. O comando “parar” avisa o microprocessador que ele pode parar de aumentar o volume.
Os controles remotos infravermelhos já estão no mercado há 25 anos. Mas, apesar disso, têm algumas limitações relacionadas à natureza da luz infravermelha. Primeiro, eles têm um alcance de apenas 10 metros e exigem linha de visada. Isso significa que sinais infravermelhos não são transmitidos através de paredes nem fazem curvas - é preciso uma linha reta até o aparelho que se está tentando controlar. Além disso, a luz infravermelha é tão comum que as interferências podem ser um problema com controles remotos IR.
Veja algumas fontes de luz infravermelha usadas diariamente:
- luz do sol
- lâmpadas fluorescentes
- corpo humano
Para evitar interferências causadas por outras fontes de luz infravermelha, o receptor infravermelho em uma TV responde a apenas um comprimento de onda particular de luz infravermelha, normalmente 980 nanômetros. Há filtros no receptor que bloqueiam a luz de outros comprimentos de onda. Além disso, a luz do sol pode confundir o receptor porque possui luz infravermelha no comprimento de onda de 980 nm. Para solucionar esta questão, geralmente, a luz de um controle remoto IR é modulada a uma freqüência não presente na luz do sol e o receptor apenas responde à luz modulada a 980 nm nessa freqüência. O sistema não funciona com perfeição, mas diminui muito as interferências.
Ainda que os controles remotos infravermelhos representam a tecnologia dominante em aplicações de home theater, há outro nicho específico em controles remotos que funcionam com ondas de rádio em vez de ondas de luz. Se você abrir sua garagem com controle remoto, por exemplo, tem um controle remoto RF.
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 seu alcance: 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.
Na próxima seção, você verá características especiais dos controles remotos.
Recursos dos controles remotos
 Imagem cedida por HowStuffWorks Shopper Controle remoto universal Samsung para 12 aparelhos com visor LCD |
Os controles remotos dos home theaters atuais fazem muito mais do que ligar um componente e controlar o volume. Aqui estão apenas alguns recursos que se pode encontrar em alguns controles remotos de alta tecnologia. Capacidades universais
Marcas diferentes de produtos eletrônicos usam códigos de comandos diferentes. Alguns controles remotos IR são programados com mais de um código de comando de fabricante, de modo que eles possam acionar múltiplos aparelhos (às vezes até 15) de diferentes marcas. Se seu conjunto de home theater tem componentes de, digamos, três diferentes fabricantes, pode-se usar três controles remotos diferentes para operar seu sistema ou usar um controle remoto universal. Para adicionar funções ao controle remoto universal, é necessário saber dos códigos de comando para os componentes que se quer controlar. Pode-se conseguir isso via online ou no manual que vem com o controle remoto.
Programável
Um controle remoto programável pode receber e armazenar códigos recebidos de outro controle remoto e pode então transmitir estes códigos para controlar o aparelho que os entenda. Por exemplo, vamos dizer que você tenha um receptor com seu próprio controle remoto pré-programado e você compra uma nova TV que vem com um controle remoto universal programável. O controle remoto programável pode pegar os sinais que seu receptor remoto envia e memorizá-los para que possa também controlar seu receptor. Você não precisa fornecer os códigos de comando - um controle remoto programável capta e armazena os sinais que o outro controle remoto envia. Todos os controles remotos programáveis são considerados universais porque podem controlar mais de um aparelho.
Macrocomandos
Uma macro é uma série de comandos que se pode programar para que sejam executados, seqüencialmente, ao toque de um simples botão. Você pode configurar uma macro que permite a você apertar um botão para ativar, em ordem, tudo que precisa acontecer para você assistir um filme ou ouvir um CD (alguns controles remotos possuem “comandos de atividades” pré-programados e outros permitem baixar macros da Internet).
Conectividade com PC
Há controles remotos que se conectam a um PC pela porta USB de modo que se pode instalar programas de computadores e baixar códigos de comando e ícones gráficos personalizados (para controles remotos com visores LCD).
Visor LCD
O visor LCD de um controle remoto pode, simplesmente, mostrar dados ou pode ser uma tela sensível ao toque, que recebe informações do usuário.
Interfaces de usuário
A maioria dos controles remotos utiliza um método simples de apertar botões, mas alguns têm maneiras mais sofisticadas de informar comandos. Você encontrará controles remotos que você opera por meio de uma tela sensível ao toque LCD, um joystick (para comandos direcionais) e até comandos de voz.
Alguns controles remotos IR, podem enviar sinais IR e RF, porém os sinais RF não são feitos para controlar aparelhos RF. Eles servem para estender o alcance de operação do controle remoto IR de 10 para 30 m (enviar ou receber) e permitir que o sinal penetre em paredes e cabines fechadas com vidro. O controle remoto transmite automaticamente ambos os sinais IR e RF para cada comando. Quando você junta um conversor RF para IR (às vezes incluso em controles remotos IR/RF, às vezes vendidos como acessórios) na ponta receptora, ele recebe e converte o sinal de volta para pulsos infravermelhos que o aparelho pode entender. Agora você tem um controle remoto IR que pode aumentar o volume do som do seu home theater que está no andar de baixo.
Controles remotos estão continuamente aumentando o número de aparelhos e funções que podem gerenciar. Alguns controles remotos universais feitos para componentes de home theater podem aprender comandos de iluminação com controle sem fio, de forma que não apenas iniciam um filme com o toque de um botão, mas também diminuem a iluminação da sala. Sistemas completos de automação residencial permitem usar um controle remoto para gerenciar iluminação, sistemas de alarme e componentes de entretenimento, por meio de um receptor instalado diretamente na fiação elétrica de sua casa. Há chances de que não demore muito para que você tenha um único controle remoto para gerenciar todos os aparelhos eletrônicos em sua vida.
Enxergando infravermelho com uma câmera digital
Uma experiência bem simples que permite que você veja o led infravermelho de um controle remoto piscar.
Basta pegar uma camera digital (pode ser de celular), colocá-la no modo de tirar fotografia (é preciso ter imagem no display lcd) e em seguida apontar a camera para o controle remoto e clicar qualquer botao do controle.
Voila! Você poderá ver niditamente a luz infravermelho até agora invisível.
Como funcionam as ondas de rádio
Introdução
Você provavelmente já ouviu falar da rádio AM, rádio FM, VHF, UHF, rádio CB, rádio de ondas curtas e assim por diante. Você sabe o que esses nomes realmente significam? Qual é a diferença entre eles?
Neste artigo, vamos entender como funcionam as ondas de rádio.
Freqüências de rádio
Uma onda de rádio é uma onda eletromagnética propagada por uma antena. As ondas de rádio têm diferentes freqüências e, ao sintonizar um receptor de rádio em uma freqüência específica, é possível captar um sinal. |
Nos Estados Unidos, a FCC (Federal Communications Commission) é o orgão regulador da radiodifusão. O órgão equivalente no Brasil é a ANATEL. Consulte Como funciona o rádio para obter mais informações sobre as ondas de rádio.
Ao ouvir uma estação de rádio, o locutor anuncia: "você está ouvindo a 91.5 FM WRKX Rock". Isso quer dizer que você está ouvindo uma estação de rádio transmitida por um sinal FM na freqüência de 91.5 megahertz, com as letras WRKX atribuídas pela FCC. Megahertz significa "milhões de ciclos por segundo", então "91.5 megahertz" significa que o transmissor da estação de rádio oscila numa freqüência de 91.500.000 ciclos por segundo. Sua rádio FM (frequência modulada) pode sintonizar esta frequência específica e receber o sinal de uma estação. Todos as estações FM transmitem em uma banda de frequência entre 88 e 108 megahertz. Esta banda do espectro eletromagnético é utilizada somente para transmissão de rádio FM.
Já a rádio AM é confinada em uma banda que vai de 535 a 1.700 kilohertz (kilo significa "milhares", então seriam 535 mil até 1.700.000 ciclos por segundo). Se o locutor de uma rádio AM (amplitude modulada) diz: "esta é a AM 680 WPTF", quer dizer que é uma estação de rádio transmitindo sinal AM em 680 kilohertz e com as letras WPTF atribuídas pela FCC.
As bandas de freqüência mais comuns são:
- rádio AM - 535 kilohertz a 1.7 megahertz
- rádio de ondas curtas - 5.9 megahertz a 26.1 megahertz
- rádio CB - 26.96 megahertz a 27.41 megahertz
- canais de TV - 54 a 88 megahertz do canal 2 até o 6
- rádio FM - 88 megahertz a 108 megahertz
- canais de TV - 174 a 220 megahertz do canal 7 até o 13
- controle remoto de garagens, sistemas de alarmes, etc: em torno de 40 megahertz
- telefones sem fios: 40 a 50 megahertz
- babá eletrônica: 49 megahertz
- aviões de controle remoto: em torno de 72 megahertz
- carros de controle remoto: em torno de 75 megahertz
- colares para localização de animais selvagens: 215 a 220 megahertz
- estação espacial MIR: 145 megahertz e 437 megahertz
- telefones celulares: 824 a 849 megahertz
- novos telefones sem fios de 900 MHz: em torno de 900 megahertz.
- radar de controle de tráfego aéreo: 960 a 1,215 megahertz
- sistema de posicionamento global (GPS - Global Positioning System): 1,227 e 1,575 megahertz
- comunicações de rádio no espaço: 2290 megahertz a 2300 megahertz
Por que a banda da rádio AM vai de 550 a 1.700 kilohertz enquanto a banda da rádio FM vai de 88 a 108 megahertz? Estas escolhas são aleatórias e estão relacionadas com a história.
A rádio AM é mais antiga do que a FM. As primeiras transmissões de rádio aconteceram em 1906 e a alocação de freqüências para a rádio AM ocorreu nos anos 20 (antes mesmo da fundação da FCC). Nesta época, as rádios e a capacidade dos equipamentos eletrônicos eram muito limitadas, por isso a rádio AM só captava baixas freqüências.
Os canais de TV praticamente não existiam até 1946, ano em que a FCC começou a estabelecer a banda de transmissão para as televisões. Em 1949, um milhão de pessoas tinham televisões e, em 1951, esse número aumentou para 10 milhões em toda a América.
A rádio FM foi inventada por um homem chamado Edwin Armstrong. O objetivo era transmitir música em alta fidelidade e sem a interferência de eletricidade estática. Ele construiu a primeira estação em 1939, mas a rádio FM só se tornou popular na década de 60. Por isso, as freqüências da rádio FM são mais altas.
Scanners de rádio
A maioria das rádios que você conhece tem uma única finalidade. Por exemplo: uma rádio AM pode ouvir estações AM nas freqüências de 535 kilohertz a 1.7 megahertz, nada mais além disso. Uma rádio FM também só pode sintonizar estações FM nas freqüências de 88 a 108 megahertz. As rádios CB podem ouvir somente 40 canais dedicados aos cidadãos e nada mais. Mas os scanners de rádio são diferentes.Os scanners de rádio são receptores que podem captar uma grande largura de freqüência e dessa forma você pode ouvir todo tipo de sinais de rádio. Geralmente, são utilizados pela polícia ou pelos bombeiros em situações de emergência, mas pode-se usar um scanner de rádio para ouvir muitos tipos de conversa. Você tem duas opções:
- Configurar o scanner para fazer uma varredura em uma faixa de frequências e parar quando detectar um sinal. Você pode até ouvir o que a polícia está fazendo se você souber a faixa de freqüência utilizada por eles. Quando uma viatura faz uma chamada para informar um problema, a rádio capta esta freqüência e você pode ouvir a conversa.
- Configurar o scanner para uma frequência específica e ouvir este canal. Por exemplo: você quer ouvir as transmissões entre a torre de controle e os aviões no aeroporto. Você pode fazer isso escutando a freqüência específica utilizada pelo aeroporto. Um scanner de rádio pode captar uma grande faixa de freqüências e com isso você pode sintonizar quase tudo que está no ar.
Como funcionam os rastreadores de rádio
Introdução
Foto cedida HowStuffWorks Shopper |
O ar ao seu redor há inúmeras ondas de rádio. Você sabe que pode mexer no rádio AM/FM e em um rádio rádio CB e sintonizar dezenas de estações. Você pode mexer em uma TV e receber a transmissão de inúmeros canais. Telefones celulares podem enviar e receber centenas de freqüências. E isto é só uma pequena parte do espectro de rádio. Literalmente, milhares de ondas de rádio e conversações estão passando por você enquanto lê este artigo - polícia, bombeiros, ambulâncias, paramédicos, astronautas, motoristas e até bebês com seus monitores, transmitindo ondas de rádio, tudo nesse momento!
Para entrar no mundo dos diálogos eletromagnéticos, tudo que se precisa é de um rastreador. O rastreador é um receptor de rádio capaz de receber sinais múltiplos. Geralmente, os rastreadores pegam sinais nas faixas VHF a UHF (ver Como funcionam as ondas de rádio para detalhes sobre estas faixas de freqüência).
Os rastreadores de rádio são portáteis e baratos. Neste artigo, conheceremos os princípios de funcionamento dos rastreadores.
Os fundamentos
Normalmente, os rastreadores operam em três modos:
- rastreamento
- rastreamento manual
- busca
No modo rastreamento, o receptor muda constantemente as freqüências numa ordem específica procurando por uma freqüência em que alguém esteja transmitindo. As luzes no visor montado no painel mostram qual canal ou freqüência está sendo usada quando o rastreador pára. As freqüências podem ser pré-programadas em alguns modelos ou inseridas manualmente em quase todos os modelos.
No modo de rastreamento manual, o usuário pressiona um botão ou o gira para percorrer as freqüências pré-programadas, uma freqüência por vez.
No modo de busca, o receptor é configurado para procurar entre dois conjuntos de freqüências dentro da banda. Esse modo é útil quando o usuário não conhece uma freqüência, mas quer saber quais estão ativas numa área específica. Se a freqüência em que o rastreador parar durante a busca for interessante, o usuário pode armazenar essa freqüência no rastreador de rádio e usá-la em modo rastreamento.
Recursos de rastreadores
Os rastreadores de rádio também podem ser portáteis (com baterias recarregáveis) ou de mesa como um rádio normal. Os rastreadores ganharam popularidade entre os consumidores. Com a grande popularidade da corrida NASCAR, muitas pessoas usam rastreadores nos eventos para ouvir a comunicação entre as equipes e os pilotos durante a corrida. Em uma corrida, há centenas de freqüências em uso. Cada equipe tem duas ou três freqüências, enquanto os controladores da corrida, a organização, os médicos, os bombeiros e outros, têm freqüências específicas.
Alguns dos rastreadores liberados recentemente são capazes de rastrear freqüências da polícia na faixa de 800 megahertz (MHz). Isto é conhecido como rastreamento de tronco de redes de rádio controlados por computador.
Rastreadores avançados podem ser controlados por uma porta serial de um computador pessoal usando um software especial. Isso ajuda o usuário na sintonia de estações e também na duplicação de controles do rastreador dentro da programação do software.
Muitos modelos recebem transmissões de rádio com previsões climáticas da NOAA. Isso pode ser um recurso útil durante a iminência de tornados ou furacões.
Os controles de um rastreador de rádio podem variar, mas a maioria deles possui basicamente os mesmos tipos de controle.
- Volume
- Silenciar - controle ajustável que mantém o alto-falante mudo (livre de estática) quando uma estação não está transmitindo. Isso funciona se o rádio está fazendo varredura, procurando ou avançando manualmente ao longo das freqüências armazenadas. Os rádios CB também possuem esse controle.
- Botão WX - icomum em alguns modelos novos. Normalmente, faz um mini-rastreamento de algumas freqüências de fábrica, que recebem relatórios de informações climáticas nacionais da NOAA.
- Teclado numérico - usado para inserir freqüências ou, em combinação com o botão de "limite", usado para digitar faixas altas ou baixas na busca entre duas freqüências. O teclado também permite digitar freqüências durante uma busca. Modelos muito caros armazenam automaticamente as freqüências encontradas durante a busca.
Graças aos sintetizadores de freqüência, muitos rastreadores podem receber freqüências de faixas entre 29 e 512-MHz. Se você informar uma freqüência fora desta faixa, normalmente vê uma indicação de erro na tela. Muitas vezes, modelos caros possuem uma faixa mais alta e incluem freqüências de aeronaves militares
- Botão de busca - faz o rastreador iniciar um giro contínuo entre dois limites de freqüência, encontrando freqüências desconhecidas numa variação informada. Normalmente, as buscas são em incrementos automáticos que a Comissão Federal de Comunicações dos EStados Unidos (FCC) consigna para uma determinada faixa de freqüência procurada. Rastreadores americanos não podem procurar faixas de freqüência atribuídas a ligações de telefones celulares analógicos.
Se você estivesse numa corrida de carros, por exemplo, poderia fazer uma busca de 460 a 470MHz e anotar quando o rastreador pára (ou ver no programa da corrida as freqüências atribuídas). Você poderia fazer anotações da freqüência mostrada ou armazená-la nessa hora e continuar a busca. Geralmente, o manual de instrução que acompanha o rastreador mostra quais faixas de freqüência são para o governo, aviação e outras aplicações.
- Botão manual - permite que o usuário percorra uma faixa de freqüências armazenadas no rastreador. Os mais modernos possuem de 100 a 300 canais para freqüências armazenadas na memória embutida. Modelos mais caros têm ainda mais.
- Botão de rastreamento - faz o rastreador iniciar um giro contínuo entre todas as faixas de freqüência (freqüências armazenadas). O rastreador pára quando detecta um sinal de rádio e move-se para a próxima freqüência quando o sinal de rádio termina. Geralmente, o usuário pode habilitar ou desabilitar certos bancos de freqüência para rastreamento. Cada banco pode conter de 10 a 30 freqüências, dependendo da marca e modelo do rastreador de rádio. Muitas vezes, os bancos contêm freqüências conforme o tipo de serviço de rádio. Os tipos incluem emergência, polícia, incêndio, aviação, marinha e empresas.
- Botão de atraso - faz com que o rastreador pare em uma freqüência por algum tempo antes de se mover para a próxima. Esse atraso ajuda o usuário a escutar o outro participante da conversa nessa freqüência.
- Botão de desabilitação - desabilita temporariamente o rastreador de rádio de parar em uma freqüência armazenada. Por exemplo, você pode dispensar a freqüência de uma torre de aeroporto congestionado, durante o dia quando você está realmente tentando escutar o tráfego de helicópteros em sua área.
Geralmente, rastreadores de rádio vêm com pequenas antenas agregadas, bem como um conector para antena externa. Uma antena externa ou antena de telhado permite escutar mais transmissões a maiores distâncias.
Um rastreador comum não pode ouvir telefones sem fio na faixa de 900-MHz que usem tecnologia de digital spread spectrum (DSS). As freqüências de telefones celulares analógicos também são bloqueadas por lei.
Alguns órgãos da justiça também usam inversão de áudio e outras tecnologias de embaralhamento para evitar a recepção de comunicação sensíveis.
Serviços comunitários
Os rastreadores têm ajudado a justiça a capturar criminosos.
- Um ouvinte de rastreador escuta conversas policiais sobre uma recente descrição de roubo, vê o carro do criminoso e liga para a polícia para informar.
- Um ouvinte de rastreador escuta atividade criminosa sendo discutida no rastreador e informa a polícia local.
Muitas vezes, membros da família de participantes de brigadas de incêndio, serviços de emergência médica e da justiça têm um rastreador para poderem ouvir o que está acontecendo. Há leis sobre rastreamento (em inglês) em vigor nos Estados Unidos, para evitar os abusos que podem acontecer em virtude da utilização desse mecanismo. Veja também este site sobre leis sobre escutas (em inglês) em diversos países.
Escutando pela Internet
Se você deseja saber como é ouvir um rastreamento de rádio e tem uma placa de som em seu PC, tente os vários rastreador de rádio em transmissão ao vivo (em inglês) para polícia, bombeiros, ferrovias e aviação.
A recepção pela Internet pode ser instável quando há congestionamento de rede, mas esta é uma forma econômica de tentar o rastreamento de rádio por seu PC e a Internet.
Se você adquirir um rastreador, leia o manual para saber suas potencialidades. Faça perguntas a grupos de rastreadores na Internet - há um grupo USENET que muitos usuários de rastreadores visitam. Você pode facilmente acessar rec.rádio.scaner ou alt.radio.scaner, através de seu browser. Tente estas dicas:
- Torne-se um colecionador de freqüências. Comece com cartões de índice ou talvez um pequeno programa de banco de dados em seu computador. Aprenda como fazer pesquisas numa dada faixa. Procure um segmento de 1 MHz por vez e registre as freqüências interessantes que você achar.
- Pense em uma maneira de fazer seu rádio funcionar com uma fonte de alimentação de emergência se você possuir um modelo de mesa. Dessa forma, você pode escutar a polícia e os bombeiros durante falhas de energia e tempo ruim. Normalmente, uma bateria muito pequena de 12 volts é tudo que é necessário.
- Pense em armazenar freqüências de tipo similar todas no mesmo banco. Dessa forma, se você só quiser ouvir a polícia, bombeiros ou aviação, você pode rastrear só o banco de memória da freqüência em que está interessado.
- Leve seu rastreador a todos os eventos esportivos onde os rádios sejam usados.
- Ouça operadoras locais de rádio amador em 144 a 148MHz. Freqüentemente, radioamadores de plantão são ouvidos durante alertas sobre o tempo ou previsão do tempo.
Como funcionam os radioamadores
Introdução
Um adolescente na Flórida faz amigos via rádio com jovens na Alemanha. Um engenheiro de aeronaves em Washington participa de um concurso anual e troca indicativos com radioamadores de cem países durante um único fim de semana. Na Carolina do Norte, voluntários enviam mensagens de saúde e de ajuda humanitária após a passagem de um furacão.Essa mistura de divertimento, serviço de utilidade pública, amizade e conveniência é o recurso principal do radioamador. Curiosidade: nos Estados Unidos, os radioamadores recebem o apelido de "ham", palavra que significa literalmente "presunto". A verdadeira origem desse termo parece ter se perdido no tempo, mas há várias teorias. Ele pode ser simplesmente uma maneira abreviada de dizer a primeira sílaba de "amateur radio", como se diz por lá, ou pode ter sido usado originalmente como uma ofensa. Os radioamadores entram neste ramo por várias razões, mas todos eles possuem um conhecimento básico da tecnologia, regulamentações e princípios de operação do rádio.
Um aparelho de rádio amador pode ser portátil e acessível. Neste artigo, veremos o radioamador e mostraremos como iniciar nesse mundo da comunicação sem fronteiras!
Por que ter um radioamador?
O radioamador se destina àqueles que gostam de se comunicar com outras pessoas por meio da tecnologia sem fio. Ele também serve para pessoas que gostam de experimentação. Os operadores de radioamador licenciados se comunicam uns com os outros em locais próximos, por todo o país, ao redor do mundo ou até com astronautas no espaço! Uma jovem operadora gosta de fazer amigos via rádio durante o Kid's Day. Esse dia reservado para as crianças é um evento anual que encoraja os jovens a entrar no ar, talvez com um membro da família ou vizinho que seja um operador de radioamador licenciado. |
Freqüentemente, os jovens radioamadores têm uma chance de encontrar outros radioamadores de várias idades e profissões. Entrar em rede com freqüência pode ajudar os adolescentes quando eles estão fazendo opções de carreira ou opções educacionais e querem obter conselhos (de profissionais em muitas áreas técnicas), que talvez seus pais ou orientadores não possam fornecer.
Freqüências e modos de transmissão
Os radioamadores usam uma variedade de freqüências (em inglês) para as comunicações. Os não-radioamadores podem "ficar na escuta" por meio de seus próprios receptores ou rastreadores de rádio. Os radioamadores podem usar muitas faixas de freqüência ao longo do espectro de rádio. Eles operam logo acima da banda de radiodifusão AM até a região das microondas, na faixa dos gigahertz. Muitas faixas de radioamador (em inglês) se encontram na faixa de freqüências que vai desde acima da banda do rádio AM (1,6 MHz) até logo acima da faixa do cidadão (27 MHz). À luz do dia, 15 a 27 MHz é uma boa faixa para comunicações à longa distância. À noite, a faixa de 1,6 a 15 MHz é melhor para as comunicações a longa distância. Essas faixas às vezes são chamadas, historicamente, como faixas de ondas curtas (como em "rádio de ondas curtas"). Ao contrário das freqüências usadas pelas estações de rádio FM e estações de TV, que estão na linha visada e, portanto, limitadas a 65 ou 80 quilômetros, as ondas curtas provenientes do transmissor são "refletidas" na ionosfera para a antena do receptor. Quanto maior a freqüência, menor é o comprimento da onda. Alguns operadores de radioamador usam o confiável código morse, enquanto outros usam a voz. Os sinais de código morse (bips) freqüentemente chegam aonde as transmissões de voz não conseguem. Há também muitos modos digitais e os radioamadores usam modems de rádio para se comunicar em diversas redes.Atividades do radioamador
Apesar de o radioamador transmitir em todas as direções, eles geralmente não usam seus rádios como um disc-jóquei em uma estação de rádio. Em uma rádio AM ou FM normal, um disc-jóquei transmite e milhares de pessoas apenas ouvem. Os radioamadores, por outro lado, conduzem conversas de duas vias com outro radioamador ou grupo de radioamadores em uma mesa redonda informal. A mesa redonda dos radioamadores pode ser na mesma cidade, região, estado, país ou continente; ou ainda pode consistir de uma mistura de países, dependendo da freqüência e da hora do dia. Eles também participam de redes em horários e freqüências pré-determinados para o intercâmbio de mensagens de terceiros. Em caso de desastres, os radioamadores trocam informações de saúde e ajuda humanitária com outros radioamadores. Alguns usam radioteletipo (RTTY) com telas de computador no lugar das antigas máquinas de teletipo. Radioteletipo assistido por computador |
Muitos radioamadores começam em VHF/FM, usando transmissores/receptores portáteis operados por bateria e ajustados para transmitir em uma freqüência e receber em outra. Eles usam repetidoras FM configuradas e suportadas por rádio-clubes locais. Essas repetidoras emprestam espaço de antena dos proprietários das torres das estações de TV, que estão localizadas no alto de montanhas e de edifícios altos, com o objetivo de receber e retransmitir sinais para ampliar o alcance.
 Quando enchentes catastróficas atingiram as regiões central e sul do Texas em meados de outubro de 1998, operadores de radioamador de quatro Estados se ofereceram como voluntários para ajudar. Susan Manor, NF0T, é mostrada ajudando nas comunicações no escritório da Cruz Vermelha em New Braunfels. |
A repetidora FM recebe um sinal de cada vez e o retransmite simultaneamente em outra freqüência, usando uma potência em watts muito maior do que a disponível em um pequeno rádio portátil. Isso aumenta o alcance do rádio portátil de uns poucos para dezenas ou centenas de quilômetros! Todo o país possui essas repetidoras - em inglês (ouça uma com um rastreador de rádio para aprender muita coisa sobre o radioamadorismo). Quando um radioamador viaja pode encontrar uma repetidora para usar e manter uma boa conversa livre de estática e com qualidade de rádio FM, por meio de um rádio que cabe no bolso de uma camisa ou na bolsa. Repetidoras com links permitem divertidas comunicações sem fio através de todo um Estado usando um rádio portátil.
As repetidoras usam pares de freqüências de transmissão e recepção comuns. Os pares de freqüências em uso são designados informalmente por grupos de radioamadores para que qualquer par esteja distanciado o suficiente de outra repetidora e, dessa forma, não causar interferências indesejadas.
Os satélites de radioamador (em inglês) são uma utilização da tecnologia de ponta no radioamadorismo. Os radioamadores usam seus rádios portáteis para se comunicarem por meio de um satélite quando este se encontra sobre a região. Um satélite britânico atual possui um receptor (uplink) em 145,975 MHz e faz a retransmissão (downlink) simultaneamente em 435,070 MHz para uma estação de cada vez, como uma repetidora.
Desastres naturais como furacões ou tornados interrompem os sistemas normais de telefone comum e telefone celular. Os operadores de radioamador se empenham em ajudar com comunicações de emergência e você freqüentemente ouvirá falar deles nos noticiários.
Em missões do ônibus espacial, normalmente todos os membros da tripulação possuem licenças de operador de radioamador. Durante as folgas, os astronautas levam seus rádios portáteis VHF/FM de um a cinco watts até a janela do ônibus e batem papo com outros radioamadores por alguns minutos, muitas vezes reunidos em escolas abaixo de sua órbita! As transmissões VHF possuem um limite para as comunicações em linha de visada e normalmente não viajam além do horizonte, assim uma conversa está limitada à janela de tempo em que o ônibus se encontra diretamente acima deles. A estação espacial MIR usava a freqüência de 145,985 MHz para conversas similares. Os futuros esforços dos radioamadores no espaço focalizarão o uso do radioamador dentro do projeto da Estação Espacial Internacional (ARISS).
Requisitos para a licença
Você precisa de uma licença fácil de se obter para transmitir em uma freqüência de radioamador. Os testes para a licença abrangem a teoria da eletrônica e as regras e regulamentações do radioamadorismo. Cada país possui suas próprias disposições para o licenciamento. Muitos países compartilham muitas das mesmas faixas de freqüência com os radioamadores dos Estados Unidos. Cada classe de licença permite a operação em determinadas freqüências, utilizando certos modos. Quanto maior a classe da licença, mais faixas de freqüência estarão disponíveis para o uso.Nos Estados Unidos a American Radio Relay League - em inglês (ARRL, liga americana de rádio-amadores) auxilia muitas pessoas a se tornarem rádio-amadores. A ARRL foi organizada em 1914, por H.P. Maxim, para ajudar a retransmitir as mensagens de rádio. Na época, a maioria das mensagens tinha um alcance de 40 km e eram transmitidas em torno de 1,5 MHz, na extremidade elevada da banda de radiodifusão AM. A ARRL possui publicações muito úteis.
No Brasil, a licença de funcionamento de uma estação de radioamadorismo, é o documento que libera o uso e instalação da estação transceptora ao detentor do Certificado de Operador de Estação de Radioemissão, podendo este ser pessoa fisica ou ainda entidades de ensino, associações de radioamadores, etc.
A validade da licença de funcionamento é por dez anos. Os tipos de estação são: fixa, móvel, fixa tipo 2, repetidora sem e com conexão com a rede telefônica pública. Podendo ainda solicitar estações eventuais e especiais com prazo máximo de 30 dias de utilização para participar de eventos, comemorações e contestes.
Ao radioamador é permitido apenas uma estação fixa em cada unidade da Federação. A móvel não tem limite.
Equipamento
Um rádio-amador comum é um transmissor e um receptor, normalmente adquirido como uma unidade, chamada transmissor/receptor ou transceiver. Os modelos de transmissores/receptores mais recentes geralmente possuem controles e sistemas de menus um pouco complicados que podem exigir algum estudo do manual. Como iniciante, você poderá encontrar um transmissor/receptor mais antigo com os controles analógicos comuns e mais fáceis de se usar. Receptor de ondas curtas a válvulas de colecionador |
Os transmissores/receptores portáteis possuem suas próprias antenas. Muitos radioamadores optam por fazer a maior parte de sua operação a partir de seus automóveis, durante viagens, usando uma antena de fixação magnética conectada a um transmissor/receptor sob o painel de instrumentos ou um rádio portátil.
 Estação de radioamador em automóvel |
Potência de saída
Dependendo do tamanho (portátil ou de mesa), a potência pode variar de uns poucos miliwatts a 1.500 watts. Muitos radioamadores novatos são usuários experientes de rádios faixa do cidadão (CB). Ao contrário do limite de cinco watts do CB, os radioamadores podem usar muito mais potência (1.500 watts).
Dependendo do tamanho (portátil ou de mesa), a potência pode variar de uns poucos miliwatts a 1.500 watts. Muitos radioamadores novatos são usuários experientes de rádios faixa do cidadão (CB). Ao contrário do limite de cinco watts do CB, os radioamadores podem usar muito mais potência (1.500 watts).
O radioamador pode caber no bolso de sua camisa, ocupar metade de um sótão ou garagem ou ainda pode caber dentro de um carro. Neste momento, durante o ciclo de manchas solares atual, é possível falar ao redor do mundo durante as horas diurnas consumindo apenas uns poucos watts de potência. Esse tipo particular de propagação das ondas de rádio está na faixa de 28 MHz (chamada de faixa de dez metros) graças à propagação das ondas curtas (dividir trezentos pela freqüência em MHz é uma maneira rápida de fazer a conversão para "metros").
Como funciona o radar
Introdução
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Os meteorologistas usam radares para rastrear tempestades, furacões e tornados. Até o dispositivo que faz as portas das lojas abrirem automaticamente é um tipo de radar. Depois de ver todos esses casos, nem preciso dizer que o radar é uma tecnologia extremamente útil.
 Foto cedida Departamento de Defesa dos EUA Soldado especialista em operações Gilbert Lundgren opera equipamento de radar no centro de informações de combate do USS Carney |
Quando as pessoas usam radares, geralmente estão tentando fazer uma destas 3 coisas:
- detectar a presença de um objeto distante: o normal é detectar objetos que estejam em movimento, como um avião, mas os radares também podem ser usados para detectar objetos imóveis enterrados;
- detectar a velocidade de um objeto: esta é a razão por que a polícia usa o radar;
- mapear algo: o ônibus espacial e os satélites artificiais em órbita usam algo chamado de Radar de Abertura Sintética (SAR) para criar mapas topográficos detalhados da superfície dos planetas e de suas luas.
Neste artigo, vamos revelar todos os segredos dos radares. Primeiro, vamos dar uma olhada na versão sonora, já que ela é mais familiar para você.
O eco e o efeito Doppler
 Quando gritamos em um poço, o som do grito vai até lá embaixo e é refletido (ecoa) na superfície da água existente no fundo desse poço. Se você contar o tempo que o eco demora para retornar e souber a velocidade do som, dá para calcular a profundidade do poço com muita precisão. |
Mas não é só o eco que é comum, o efeito Doppler também o é. Você deve senti-lo todos os dias, mas provavelmente não nota. Ele acontece quando o som é gerado, ou refletido, por um objeto em movimento ou refletido nele. Em casos de velocidade extrema é o efeito Doppler que cria o ruído sônico (veja abaixo). O efeito Doppler pode ser entendido da seguinte forma: digamos que há um carro vindo na sua direção a 60 km/h e o motorista está buzinando. Você vai ouvir a buzina tocando uma "nota" enquanto o carro se aproxima, mas quando o carro passar por você, o som da buzina vai mudar para uma nota mais grave. O efeito Doppler causa essa mudança.
O que acontece é o seguinte: a velocidade do som que se propaga pelo ar do estacionamento é fixa. Para simplificar nossos cálculos, vamos dizer que essa velocidade é de 900 km/h (a velocidade exata depende da pressão do ar, da temperatura e da umidade). Imagine que o carro está parado a uma distância de exatamente 1,0 km de você e fica buzinando por um minuto, nem um segundo a mais, nem um segundo a menos. As ondas sonoras da buzina se propagam na sua direção a uma velocidade de 900 km/h. Você vai ficar sem ouvir nada nos quatro primeiros segundos (tempo para o som percorrer 1,0 km a uma velocidade de 900 km/h), seguidos de um minuto do som da buzina.
 Efeito Doppler: a pessoa atrás do carro ouve uma nota mais grave do que o motorista, porque o carro está se distanciando. A pessoa na frente ouve uma nota mais aguda do que o motorista, porque o carro está se aproximando dela. |
Agora, vamos imaginar que o carro está se movendo na sua direção a 60 km/h. Ele começa a se movimentar quando está a 1,0 km de você e buzina por um minuto exato. Você vai continuar a ouvir com quatro segundos de atraso, mas agora o som vai tocar por apenas 56 s. Isso acontece porque o carro vai estar junto a você depois de 1 min, fazendo com que o som emitido naquele momento chegue até você instantaneamente. No entanto, nada mudou, pois o carro (da perspectiva do motorista) buzinou por 1 min. Porém, como ele estava em movimento, esse minuto de som foi condensado em 56 s a partir da sua perspectiva, ou seja, a mesma quantidade de ondas sonoras foi colocada em uma quantidade de tempo menor. É por isso que a freqüência aumenta e a buzina chega até você com um tom mais agudo. A medida que o carro se distancia de você, o processo se inverte e o som se expande para preencher um intervalo de tempo maior, o que faz com que o tom fique mais grave.
Para combinar o eco com o efeito Doppler, temos que fazer o seguinte: imagine que você emitiu um som muito alto na direção de um carro que está vindo em sua direção. Algumas das ondas sonoras vão rebater no carro (um eco), mas como o carro está vindo na sua direção, elas serão comprimidas, fazendo com que o som do eco seja mais agudo do que o som que você emitiu. Agora, o interessante mesmo é que, se você medir a frequência do eco, dá para determinar a velocidade do carro.
Entendendo os radares
Já vimos que o eco criado por um som pode ser usado para determinar a distância a uma referência e também vimos que podemos usar o efeito Doppler do eco para determinar também a velocidade de um objeto. Com isso, já é possível criar um "radar sonoro" e é exatamente isso o que um sonar é. Submarinos e barcos usam sonares o tempo todo. Além disso, é possível usar os mesmos princípios com o som que se propaga pelo ar, mas há alguns problemas a serem considerados:- o som não chega muito longe (1,6 km no máximo);
- todo mundo consegue ouvir sons, então um "radar sonoro" causaria irritação em todos na vizinhança (para eliminar esse problema é só usar ultra-som em vez de som audível);
- como o eco seria muito fraco, provavelmente, ficaria difícil de ser detectado.
 Fotos cedidas NASA e Departamento de Defesa dos EUA |
Vamos considerar um radar comum projetado para detectar aviões durante o vôo. O equipamento liga seu transmissor e dispara uma rajada curta e de alta intensidade de ondas de rádio de alta freqüência. Essa rajada pode durar apenas um microssegundo. Então, o radar desliga o transmissor e liga o receptor para ouvir o eco. Em seguida, ele mede o tempo que o eco levou para chegar, assim como o efeito Doppler do eco. As ondas de rádio viajam na velocidade da luz, cerca de 300.000 km/s, o que significa que, se o equipamento tiver um relógio de alta velocidade, é possível medir a distância do avião com bastante precisão. Caso use um equipamento especial de processamento de sinais, o radar também pode medir o efeito Doppler com uma boa precisão e, dessa forma, determinar a velocidade do avião.
A antena do radar envia um pulso curto e de alta potência de ondas de rádio a uma freqüência conhecida que, ao atingir um objeto, cria um eco cujo som é alterado pelo efeito Doppler.
Nos radares de solo, há mais possíveis interferências do que nos radares montados no ar. Quando um radar de trânsito dispara um pulso, ele ecoa em todos os tipos de objetos: pontes, montanhas, prédios etc. A maneira mais fácil de remover esse tipo de interferência é filtrá-la distingüindo o que sofreu o efeito Doppler e o que não sofreu. Um radar de trânsito faz isso: ele tem a capacidade de observar apenas os sinais alterados pelo efeito Doppler (além disso, a emissão do radar é concentrada em um ponto tão estreito que acaba atingindo somente o carro).
A polícia também está utilizando a técnica a laser para medir a velocidade dos carros. Esta técnica é chamada de LIDAR e utiliza luz no lugar das ondas de rádio. Confira Como funcionam detectores de radar para obter mais informações sobre esta tecnologia.
Para mais informações sobre radares e suas aplicações, confira os links na próxima página.
Há muitas maneiras diferentes de se criar um sensor de movimento.
Os dispositivos são simples componentes eletrônicos simples como um fotosensor. A luz infravermelha joga elétrons em um substrato e esses elétrons podem ser detectados e amplificados em um sinal.
Você provavelmente deve ter notado que a luz é sensível ao movimento, mas não a uma pessoa que fica parada. Isso acontece porque o pacote eletrônico preso ao sensor fica aguardando uma mudança rápida na quantidade de energia infravermelha que está enxergando. Quando uma pessoa caminha perto do sensor, a quantidade de energia infravermelha no campo de visão muda rapidamente e é facilmente detectada. Você não quer que o sensor detecte alterações pequenas, como a calçada esfriando à noite.
O sensor de movimento da lâmpada automática possui um amplo campo de visão devido à lente que cobre o sensor. A energia infravermelha é uma forma de luz, portanto você pode focalizá-la e flexioná-la com lentes de plástico. Mas não é como se existissem sensores com feixe 2-D. Existe um único sensor no interior buscando alterações na energia infravermelha.
Se você tem um alarme antifurto com sensores de movimento, deve ter notado que estes sensores não podem "vê-lo" quando você está do lado de fora olhando através da janela. Isso acontece porque o vidro não é muito transparente para a energia infravermelha. A propósito, esse é o fundamento da estufa. A luz passa através do vidro da estufa e aquece tudo o que está dentro dela. Faz sentido que um detector de movimento, sensível à energia infravermelha, não possa "ver" através das janelas de vidro.
Neste artigo, aprenderemos tudo sobre sistemas de freios antitravamento: por que você precisa deles, o que há neles, como funcionam, alguns tipos comuns e alguns problemas associados a ele.
Entendendo o conceito ABSEntender a teoria dos freios antitravamento é simples. Uma roda que desliza (a área da pegada do pneu escorrega em relação à estrada) tem menos aderência que uma roda que não está deslizando. Se você já ficou imobilizado no gelo ou na lama, sabe que se as rodas estão girando em falso, você não tem tração, o carro não sai do lugar. Isso acontece porque a área de contato está deslizando em relação ao solo (veja Como funcionam os freios para maiores detalhes). Ao evitar o deslizamento das rodas durante a frenagem, os freios antitravamento beneficiam você de duas maneiras: você irá parar mais rápido e será capaz de mudar a trajetória do carro enquanto freia.
Existem quatro componentes principais em um sistema ABS:
Sensores de rotação
O sistema de frenagem antitravamento precisa saber, de alguma maneira, quando uma roda está prestes a travar. Os sensores de rotação, que estão localizados em cada roda ou, em alguns casos, no diferencial, fornecem essa informação.
Válvulas
Existe uma válvula na tubulação de cada freio controlado pelo ABS. Em alguns sistemas, as válvulas têm três posições:
Uma vez que a válvula libera a pressão dos freios, deve haver uma maneira de repor aquela pressão. É isso que a bomba faz: quando a válvula reduz a pressão num tubo, a bomba repõe a pressão.
Unidade controladora
A unidade controladora é um computador no automóvel. Ela monitora os sensores de rotação e controla as válvulas.
ABS em ação
Existem muitas variações e algoritmos de controle para sistemas ABS. Veremos aqui como funciona um dos sistemas mais simples.
A unidade controladora monitora os sensores de rotação o tempo todo. Ela procura por desacelerações das rodas que não são comuns. Logo antes de uma roda travar, ela passa por uma rápida desaceleração. Se a unidade controladora não percebesse essa desaceleração, a roda poderia parar de girar muito mais rapidamente do que qualquer carro pararia. Levaria cinco segundos para um carro parar, sob condições ideais a uma velocidade de 100 km/h, mas quando uma roda trava, ela pode parar de girar em menos de um segundo.
A unidade controladora do ABS sabe que uma aceleração tão rápida é impossível, por isso, ela reduz a pressão naquele freio até que perceba uma aceleração, então aumenta a pressão até que veja uma nova desaceleração. Isto pode acontecer bem rapidamente, antes que o pneu possa mudar de rotação de forma significativa. O resultado disso é que aquele pneu desacelera na mesma relação com o carro e os freios mantêm os pneus muito próximos do ponto onde eles começam a travar. Isso oferece ao sistema o máximo poder de frenagem.
Quando o sistema ABS estiver em operação você sentirá uma pulsação no pedal de freio; isso se deve à rápida abertura e fechamento das válvulas. Alguns sistemas ABS podem operar em períodos de até 15 ciclos por segundo.
Tipos de freios antitravamento
Os sistemas de frenagem antitravamento usam diferentes métodos, dependendo do tipo de freios em uso. Iremos nos referir a eles pelo número de canais - isto é, quantas válvulas são individualmente controladas - e o número de sensores de velocidade.
Como funcionam os sensores de luz e alarmes antifurto?
Há muitas maneiras diferentes de se criar um sensor de movimento.
- É comum as lojas terem um feixe de luz cruzando o espaço perto da porta e um fotosensor do outro lado desse espaço. Quando um cliente quebra o feixe, o fotosensor detecta a mudança na quantidade de luz e toca uma campainha;
- Muitos supermercados têm abridores de porta automáticos que utilizam uma forma muito simples de radar para detectar quando uma pessoa passa perto da porta. A caixa acima da porta envia uma quantidade de energia de rádio de microondas e aguarda que esta seja refletida de volta. Quando uma pessoa se move no campo da energia de microondas, ela altera a quantidade de energia refletida ou o tempo que leva para a reflexão chegar, fazendo com que a caixa abra a porta. Como esses dispositivos utilizam radar, eles freqüentemente colocam em funcionamento detectores de radar;
- A mesma coisa pode ser feita com ondas de som ultrasônico, refletindo no alvo e esperando pelo eco.
Os dispositivos são simples componentes eletrônicos simples como um fotosensor. A luz infravermelha joga elétrons em um substrato e esses elétrons podem ser detectados e amplificados em um sinal.
Você provavelmente deve ter notado que a luz é sensível ao movimento, mas não a uma pessoa que fica parada. Isso acontece porque o pacote eletrônico preso ao sensor fica aguardando uma mudança rápida na quantidade de energia infravermelha que está enxergando. Quando uma pessoa caminha perto do sensor, a quantidade de energia infravermelha no campo de visão muda rapidamente e é facilmente detectada. Você não quer que o sensor detecte alterações pequenas, como a calçada esfriando à noite.
O sensor de movimento da lâmpada automática possui um amplo campo de visão devido à lente que cobre o sensor. A energia infravermelha é uma forma de luz, portanto você pode focalizá-la e flexioná-la com lentes de plástico. Mas não é como se existissem sensores com feixe 2-D. Existe um único sensor no interior buscando alterações na energia infravermelha.
Se você tem um alarme antifurto com sensores de movimento, deve ter notado que estes sensores não podem "vê-lo" quando você está do lado de fora olhando através da janela. Isso acontece porque o vidro não é muito transparente para a energia infravermelha. A propósito, esse é o fundamento da estufa. A luz passa através do vidro da estufa e aquece tudo o que está dentro dela. Faz sentido que um detector de movimento, sensível à energia infravermelha, não possa "ver" através das janelas de vidro.
Como funcionam os freios ABS
Introdução
Parar um automóvel repentinamente em uma rua escorregadia pode ser desafiador. Os sistemas de freios antitravamento (ABS, anti-lock braking system) diminuem o desafio dessa situação muitas vezes enervante. Em superfícies escorregadias, mesmo motoristas profissionais não conseguem parar tão rapidamente sem o sistema ABS se comparado a um motorista comum que conta com esse sistema. Localização dos componentes do freio antibloqueio |
Entendendo o conceito ABSEntender a teoria dos freios antitravamento é simples. Uma roda que desliza (a área da pegada do pneu escorrega em relação à estrada) tem menos aderência que uma roda que não está deslizando. Se você já ficou imobilizado no gelo ou na lama, sabe que se as rodas estão girando em falso, você não tem tração, o carro não sai do lugar. Isso acontece porque a área de contato está deslizando em relação ao solo (veja Como funcionam os freios para maiores detalhes). Ao evitar o deslizamento das rodas durante a frenagem, os freios antitravamento beneficiam você de duas maneiras: você irá parar mais rápido e será capaz de mudar a trajetória do carro enquanto freia.
Existem quatro componentes principais em um sistema ABS:
- sensores de velocidade
- bomba
- válvulas
- unidade controladora
 Bomba do freio antitravamento e válvulas |
O sistema de frenagem antitravamento precisa saber, de alguma maneira, quando uma roda está prestes a travar. Os sensores de rotação, que estão localizados em cada roda ou, em alguns casos, no diferencial, fornecem essa informação.
Válvulas
Existe uma válvula na tubulação de cada freio controlado pelo ABS. Em alguns sistemas, as válvulas têm três posições:
- a posição um, a válvula está aberta; a pressão do cilindro-mestre é passada direto até o freio;
- na posição dois, a válvula bloqueia o tubo, isolando o freio do cilindro-mestre. Isso previne que a pressão suba mais caso o motorista pressione o pedal do freio com mais força;
- na posição três, a válvula libera um pouco da pressão do freio.
Uma vez que a válvula libera a pressão dos freios, deve haver uma maneira de repor aquela pressão. É isso que a bomba faz: quando a válvula reduz a pressão num tubo, a bomba repõe a pressão.
Unidade controladora
A unidade controladora é um computador no automóvel. Ela monitora os sensores de rotação e controla as válvulas.
ABS em ação
Existem muitas variações e algoritmos de controle para sistemas ABS. Veremos aqui como funciona um dos sistemas mais simples.
A unidade controladora monitora os sensores de rotação o tempo todo. Ela procura por desacelerações das rodas que não são comuns. Logo antes de uma roda travar, ela passa por uma rápida desaceleração. Se a unidade controladora não percebesse essa desaceleração, a roda poderia parar de girar muito mais rapidamente do que qualquer carro pararia. Levaria cinco segundos para um carro parar, sob condições ideais a uma velocidade de 100 km/h, mas quando uma roda trava, ela pode parar de girar em menos de um segundo.
A unidade controladora do ABS sabe que uma aceleração tão rápida é impossível, por isso, ela reduz a pressão naquele freio até que perceba uma aceleração, então aumenta a pressão até que veja uma nova desaceleração. Isto pode acontecer bem rapidamente, antes que o pneu possa mudar de rotação de forma significativa. O resultado disso é que aquele pneu desacelera na mesma relação com o carro e os freios mantêm os pneus muito próximos do ponto onde eles começam a travar. Isso oferece ao sistema o máximo poder de frenagem.
Quando o sistema ABS estiver em operação você sentirá uma pulsação no pedal de freio; isso se deve à rápida abertura e fechamento das válvulas. Alguns sistemas ABS podem operar em períodos de até 15 ciclos por segundo.
Tipos de freios antitravamento
Os sistemas de frenagem antitravamento usam diferentes métodos, dependendo do tipo de freios em uso. Iremos nos referir a eles pelo número de canais - isto é, quantas válvulas são individualmente controladas - e o número de sensores de velocidade.
- Quatro canais, quatro sensores ABS - este é o melhor método. Há um sensor em todas as rodas e uma válvula separada para cada uma. Com essa configuração, a unidade controladora monitora cada roda individualmente para assegurar a máxima potência de frenagem.
- Três canais, três sensores ABS - este método, comumente encontrado em caminhonetes com ABS nas quatro rodas, tem um sensor de velocidade e uma válvula para cada roda dianteira, com uma válvula e um sensor para as duas rodas traseiras. O sensor de rotação para as rodas traseiras está localizado no eixo traseiro. Este sistema fornece controle individual das rodas dianteiras, assim ambas podem alcançar a potência máxima de frenagem. As rodas traseiras, entretanto, são monitoradas juntas; elas precisam começar a travar antes que o ABS seja ativado na traseira. Com este sistema, é possível que uma das rodas traseiras trave durante uma parada, reduzindo a eficiência da freada.
- Um canal, um sensor ABS - este sistema é bastante comum em caminhonetes com ABS nas rodas traseiras. Possui apenas uma válvula, a qual controla ambas as rodas traseiras, e um sensor de rotação situado no eixo traseiro. Este sistema opera na parte traseira da mesma maneira que um sistema de três canais. As rodas traseiras são monitoradas juntas e ambas precisam começar a travar para poder ativar o sistema ABS. Neste sistema também é possível que uma das rodas traseiras trave, reduzindo a eficiência da freada.
Este sistema é fácil de identificar. Geralmente há uma tubulação de freio correndo ao longo de uma peça em "T" ajustada para ambas as rodas traseiras. Você pode localizar o sensor de rotação procurando por uma conexão elétrica próxima ao diferencial na carcaça do eixo traseiro.
- Eu devo bombear o pedal de freio quando estiver freando em pistas escorregadias?
Você não deve, em absoluto, bombear o pedal de freio num automóvel com freios ABS. Bombear o freio é uma técnica usada, às vezes, em condições escorregadias para permitir que as rodas destravem, de forma que o carro permaneça relativamente reto durante uma freada. Em primeiro lugar, em um carro com ABS as rodas nunca devem travar, então bombear os freios iria apenas fazer com que você levasse mais tempo para parar. Em uma freada de emergência num carro com ABS, você deve pressionar o pedal de freio firmemente e segurá-lo enquanto o ABS faz todo o trabalho. Você sentirá uma trepidação no pedal que pode ser bastante violenta, mas isso é normal, portanto, não libere o freio.
- Os freios antitravamento realmente funcionam?
Os freios antitravamento ajudam a parar melhor. Eles previnem o travamento das rodas e proporcionam uma distância de frenagem mais curta em superfícies escorregadias. Mas eles realmente previnem acidentes? O Instituto de Seguros para Segurança no Trânsito (em inglês) ou IIHS (Insurance Institute for Highway Safety) conduziu diversos estudos tentando determinar se os automóveis equipados com ABS estão envolvidos em mais ou menos acidentes fatais. Ocorreu que em um estudo de 1996, carros equipados com ABS mostraram ter igual probabilidade de carros sem ABS se envolverem em acidentes fatais. O estudo revelou que mesmo que seja pouco provável carros com ABS se envolverem em acidentes que sejam fatais para os ocupantes do outro carro, há maior probabilidade de ser fatal para os ocupantes do carro com ABS, especialmente em acidentes de um carro só.
Há muita especulação sobre as razões disso. Algumas pessoas acham que os motoristas de carros equipados com ABS usam os freios incorretamente, tanto por bombear os freios quanto por liberá-los quando sentem a pulsação do sistema. Alguns acham que, uma vez que o ABS permite ao motorista mudar a trajetória do automóvel durante a freada de emergência, muitos saem da estrada e batem com o carro.
Algumas informações mais recentes podem indicar que a taxa de acidentes para automóveis com ABS está mais baixa, mas ainda não há evidência de que os ABS realmente melhorem a segurança.
Como funciona a visão noturna
Introdução
A primeira coisa que você provavelmente pensa quando vê as palavras "visão noturna" é um filme de espiões ou de ação que você tenha visto, no qual alguém coloca um par de óculos de visão noturna para encontrar outra pessoa em um prédio escuro em uma noite sem luar. E você pode ter se perguntado "isso realmente funciona de verdade, é possível enxergar no escuro?"
Foto cedida pela B.E. Meyers Company
Binóculos diurnos/noturnos de giros estabilizados fabricados por B.E. Meyers Company
A resposta é sim, definitivamente. Com o equipamento de visão noturna apropriado, você pode ver uma pessoa a mais de 180 metros de distância em uma noite nublada e sem luar. A visão noturna pode funcionar de duas maneiras bem diferentes, dependendo da tecnologia utilizada.
Foto cedida pelo Departamento de Defesa dos EUA - Otimização da imagem: funciona através da coleta das minúsculas porções de luz, incluindo a porção inferior do espectro luminoso infravermelho que está presente, mas é imperceptível para nossos olhos. Amplificando-a, podemos facilmente observar a imagem.
- Imagem térmica: esta tecnologia opera por meio da captura da porção superior do espectro luminoso infravermelho, emitido na forma de calor pelos objetos e não simplesmente refletido como luz. Objetos mais quentes, como corpos aquecidos, emitem essa luz com mais intensidade do que árvores ou edifícios, por exemplo.
Os princípios básicos
Para entender a visão noturna, é importante compreender um pouco sobre a luz. A quantidade de energia de uma onda luminosa está relacionada ao seu comprimento de onda (comprimentos de onda mais curtos possuem maior energia). Na luz visível, o violeta possui mais energia e o vermelho possui menos. Próximo do espectro da luz visível se encontra o espectro infravermelho. A luz infravermelha constitui uma pequena parte do espectro luminoso |
- infravermelho próximo (IV próximo): mais próximo da luz visível, o IV próximo possui comprimentos de onda que alcançam de 0,7 a 1,3 mícrons ou de 700 a 1.300 bilionésimos de metro;
- infravermelho médio (IV médio): o IV médio possui comprimentos de onda que vão de 1,3 a 3 mícrons. Tanto o IV próximo quanto o IV médio são usados por uma variedade de dispositivos eletrônicos, incluindo os controles remotos;
- infravermelho térmico (IV térmico): ocupando a maior parte do espectro infravermelho, o IV térmico possui comprimentos de onda na faixa de 3 até mais de 30 mícrons.
Átomos
Os átomos estão em constante movimento. Eles vibram, movimentam-se e giram de forma contínua. Até os átomos que formam as cadeiras em que estamos sentados estão se movimentando. Os sólidos, na verdade, estão em movimento! Os átomos podem estar em diferentes estados de excitação. Em outras palavras, eles têm energias diferentes. Se aplicarmos muita energia a um átomo, ele poderá deixar o que é chamado de nível de energia do estado fundamental e se mover para um nível excitado. O nível de excitação depende da quantidade de energia aplicada ao átomo por meio de calor, luz ou eletricidade. Um átomo consiste em um núcleo (que contém os prótons e os nêutrons) e uma nuvem de elétrons. Pense nessa nuvem de elétrons como se estivessem em volta do núcleo em órbitas diferentes. Apesar das visões mais modernas do átomo não ilustrarem as órbitas distintas dos elétrons, pode ser útil pensar nessas órbitas como os diferentes níveis de energia do átomo. Ou seja, se aplicarmos uma quantidade de calor a um átomo, podemos esperar que alguns dos elétrons nos orbitais de menor energia transportem-se para orbitais de maior energia mais distantes do núcleo. Um átomo possui um núcleo e uma nuvem de elétrons |
Qualquer ser vivo usa energia, da mesma forma que muitas coisas inanimadas, como motores e foguetes. O consumo de energia gera calor. O calor, por sua vez, faz com que os átomos de um objeto liberem fótons no espectro infravermelho térmico. Quanto mais quente o objeto, menor o comprimento de onda do fóton infravermelho que ele libera. Um objeto que esteja muito quente irá começar a emitir fótons no espectro visível, com um brilho vermelho que muda para o laranja, amarelo, azul e até mesmo branco. Não deixe de ler Como funcionam as lâmpadas, Como funciona o laser e Como funciona a luz para informações mais detalhadas sobre a emissão de luz e fótons.
Na visão noturna, a geração de imagens térmicas aproveita essa emissão infravermelha. Na próxima seção, vamos ver como isso acontece.
Geração de imagens térmicas
Aqui está como funciona a geração de imagens térmicas:- Uma lente especial focaliza a luz infravermelha emitida por todos os objetos no campo de visão.
- A luz focalizada é varrida por um conjunto de fase de elementos detectores de infravermelho. Os elementos detectores criam um padrão de temperatura bastante detalhado chamado termograma. Leva somente um trigésimo de segundo para o conjunto detector obter a informação de temperatura para fazer o termograma. Essa informação é obtida a partir de milhares de pontos diferentes no campo de visão do conjunto detector.
- O termograma criado pelos elementos detectores é traduzido em impulsos elétricos.
- Os impulsos são enviados para uma unidade de processamento do sinal, uma placa de circuitos com um chip que traduz a informação dos elementos em dados para o mostrador.
- A unidade de processamento do sinal envia a informação para o mostrador, onde aparece em diversas cores dependendo da intensidade da emissão do infravermelho. A combinação de todos os impulsos de todos os elementos cria a imagem.
Imagem cedida pela Infrared, Inc.
Os componentes básicos de um sistema de geração de imagens térmicas
Dispositivos de geração de imagens térmicas
A maioria dos dispositivos de geração de imagens térmicas faz uma varredura em uma proporção de 30 vezes por segundo. Eles podem reconhecer temperaturas na faixa de -20 a 2000ºC e podem detectar normalmente mudanças de temperatura de cerca de 0,2°C. Imagem cedida pela Infrared, Inc. É muito fácil enxergar tudo durante o dia... |  Imagem cedida pela Infrared, Inc. ...mas à noite, você consegue ver muito pouco |
 Imagem cedida pela Infrared, Inc. A imagem térmica permite que você enxergue novamente |
- não-resfriado: é o tipo mais comum de dispositivo de geração de imagens térmicas. Os elementos detectores de infravermelho localizam-se em uma unidade que opera à temperatura ambiente. Esse tipo de sistema é completamente silencioso, ativado de imediato e possui uma bateria embutida;
- resfriado criogenicamente: mais caro e mais suscetível a danos em condições extremas de uso, esse sistema possui os elementos vedados no interior de um recipiente refrigerado a menos de 0ºC. A vantagem desse sistema é a incrível resolução e sensibilidade que resultam do resfriamento dos elementos. Os sistemas resfriados criogenicamente podem "enxergar" uma diferença tão pequena quanto 0,1°C a mais de 300 metros de distância, o que é suficiente para informar se uma pessoa está segurando uma arma.
Otimização da imagem
A tecnologia de otimização da imagem é a mais comum. Os sistemas de otimização da imagem são chamados,normalmente, de dispositivos de visão noturna (NVD, em inglês). Os NVDs baseiam-se em um tubo especial chamado de tubo intensificador de imagem para coletar e amplificar a luz infravermelha e visível. O tubo intensificador de imagem substitui fótons por elétrons e vice-versa |
- Uma lente convencional, chamada de lente objetiva, captura a luz ambiente e um pouco de luz infravermelha.
- A luz recolhida é enviada para o tubo intensificador de imagem. Na maioria dos NVDs, a alimentação de energia do tubo intensificador de imagem é feita através de duas baterias N-Cell ou "AA". O tubo gera uma alta-voltagem de cerca de 5 mil volts para os componentes do tubo de imagem.
- O tubo intensificador de imagem possui um fotocátodo que é usado para converter os fótons da energia luminosa em elétrons.
- À medida que os elétrons passam pelo tubo, elétrons similares são liberados dos átomos no tubo, multiplicando o número original de elétrons por milhares de vezes através do uso de uma placa de microcanais (MCP, em inglês) no tubo. Uma MCP é um minúsculo disco de vidro que possui milhões de furos microscópicos (microcanais), feitos usando tecnologia de fibra óptica. A MCP localiza-se em um vácuo e possui eletrodos metálicos de cada lado do disco. Cada canal é cerca de 45 vezes mais longo do que sua largura e funciona como um multiplicador de elétrons. Quando os elétrons do fotocátodo atingem o primeiro eletrodo da MCP, são acelerados nos microcanais do vidro por pulsos de 5 mil V enviados entre o par de eletrodos. À medida que os elétrons passam pelos microcanais, fazem com que milhares de outros elétrons sejam liberados em cada canal usando um processo chamado emissão secundária em cascata. Basicamente, os elétrons originais colidem com a lateral do canal, excitando os átomos e provocando a liberação de outros elétrons. Esses novos elétrons também colidem com outros átomos, criando uma reação em cadeia que resulta em milhares de elétrons saindo do canal onde somente alguns poucos entraram. Um fato interessante é que os microcanais na MCP são criados em um pequeno ângulo (cerca de 5 a 8 graus de inclinação) para impulsionar as colisões dos elétrons e reduzir a retroalimentação de íons e luz direta do fósforo no lado da saída.
Foto cedida pela B.E. Meyers Company
As imagens de visão noturna são conhecidas por seu verde lúgubre - Na extremidade do tubo intensificador de imagem, os elétrons atingem uma tela revestida de fósforo. Esses elétrons mantêm suas posições em relação ao canal que atravessaram, o que fornece uma imagem perfeita desde que eles permaneçam no mesmo alinhamento dos fótons originais. A energia dos elétrons faz com que o fósforo atinja um estado excitado e libere fótons. O fósforo cria a imagem verde na tela, que caracteriza a visão noturna.
- A imagem de fósforo verde é visualizada através de outra lente, chamada lente ocular, permitindo ampliar e focalizar a imagem. O NVD pode ser conectado a um mostrador eletrônico, como um monitor, ou a imagem pode ser vista diretamente através da lente ocular.
Gerações
Os NVDs existem há mais de 40 anos. Eles são classificados por geração. Cada mudança substancial na tecnologia do NVD estabelece uma nova geração.- Geração 0: sistema de visão noturna original criado pelo Exército dos Estados Unidos e usado na Segunda Guerra Mundial e na Guerra da Coréia. Esses NVDs usam infravermelho ativo. Isso significa que uma unidade de projeção, chamada Iluminador IV, é conectada ao NVD. A unidade projeta um feixe de luz infravermelha próxima, similar ao facho de uma lanterna normal. Invisível a olho nu, esse facho se reflete em objetos e volta para a lente do NVD. Esses sistemas usam um ânodo em conjunto com o cátodo para acelerar os elétrons. O problema dessa abordagem é que a aceleração dos elétrons distorce a imagem e diminui muito a vida do tubo. Outro grande problema com essa tecnologia em seu uso militar original é que ela foi copiada rapidamente por nações hostis, o que permitiu que os soldados inimigos usassem seus próprios NVDs para ver o feixe infravermelho projetado pelo dispositivo.
- Geração 1: a geração seguinte de NVDs deixou de lado o infravermelho ativo e passou a usar o infravermelho passivo. Chamado antigamente de Starlight (luz das estrelas) pelo Exército dos EUA, esses NVDs usam a luz natural fornecida pela lua e pelas estrelas para aumentar as quantidades normais de infravermelho refletidas pelo ambiente. Isso significa que eles não requerem uma fonte de luz infravermelha projetada. Também significa que eles não funcionam muito bem em noites nubladas ou sem luar. Os NVDs da Geração 1 usam a mesma tecnologia de tubo intensificador de imagem da Geração 0, com cátodo e ânodo, de modo que a distorção da imagem e a curta vida útil do tubo ainda eram um problema.
- Geração 2: grandes otimizações nos tubos intensificadores de imagem resultaram nos NVDs da Geração 2. Eles oferecem uma resolução e desempenho otimizados em relação aos dispositivos da Geração 1 e são consideravelmente mais confiáveis. O maior ganho da Geração 2 é a capacidade de enxergar em condições de iluminação extremamente baixas, como uma noite sem luar. Essa sensibilidade aumentada se deve ao acréscimo da placa de microcanais ao tubo intensificador de imagem. Como a MCP na verdade aumenta o número de elétrons em vez de apenas acelerar os originais, as imagens são significativamente menos distorcidas e mais brilhantes do que as dos NVDs da geração anterior.
- Geração 3: a Geração 3 é usada atualmente pelos militares dos EUA. Apesar de não apresentarem mudanças substanciais na tecnologia de base em relação à Geração 2, esses NVDs possuem resolução e sensibilidade ainda melhores. Isso ocorre porque o fotocátodo é feito usando arsenieto de gálio, muito eficaz na conversão de fótons em elétrons. Além disso, a MCP é revestida por uma barreira de íons que aumenta muito a vida útil do tubo.
- Geração 4: o que é conhecido como Geração 4 ou tecnologia "sem película e controlada" mostra uma otimização global significativa em ambientes de baixo e alto nível de iluminação. A remoção da barreira de íons da MCP que havia sido acrescentada na tecnologia da Geração 3 reduz o ruído de fundo e, portanto, melhora a proporção entre o sinal e o ruído. Na verdade, remover a película de íons permite que mais elétrons atinjam o estágio de amplificação, de modo que as imagens são significativamente menos distorcidas e mais brilhantes.
O acréscimo de um sistema de alimentação de energia com controle automático permite que a voltagem do fotocátodo ligue e desligue rapidamente, possibilitando que o NVD responda instantaneamente a uma flutuação das condições de iluminação. Essa capacidade é um avanço crítico nos sistemas NVD, pois permite que seu usuário mude rapidamente de ambientes de alta iluminação para outros com pouca luz (ou vice-versa) sem qualquer oscilação. Por exemplo, considere a onipresente cena de cinema em que um agente usando óculos de visão noturna é "cegado" quando alguém acende uma luz nas proximidades. Com o novo recurso de alimentação controlada, a mudança na iluminação não teria o mesmo impacto: o NVD otimizado responderia imediatamente à mudança de iluminação.
 Foto cedida pela B.E. Meyers Company Os NVDs são fabricados em uma variedade de estilos, incluindo aqueles que podem ser instalados em câmeras |
O equipamento
O equipamento de visão noturna pode ser dividido em três categorias gerais:- lunetas: normalmente portáteis ou acopladas a uma arma, as lunetas são monoculares (para um olho). Como as lunetas são portáteis, não são usadas como óculos, sendo boas para quando você quiser dar uma olhada em um objeto específico e retornar em seguida às condições normais de visualização.
Foto cedida pela B.E. Meyers Company
Luneta de bolso DARK INVADER de propósito geral
- óculos: embora os óculos possam ser portáteis, são geralmente usados na cabeça. Os óculos são binoculares e podem ter uma única lente ou lente estéreo, dependendo do modelo. São excelentes para visualização constante, como para se deslocar em um prédio escuro.
Foto cedida pela B.E. Meyers Company
Óculos de Visão Noturna DARK INVADER 4501
- câmeras: as câmeras com tecnologia de visão noturna podem enviar a imagem para um monitor, para exibição, ou para um videocassete, para gravação. As câmeras são utilizadas quando a capacidade de visão noturna é desejada em um local permanente, como um edifício ou como parte do equipamento em um helicóptero. Muitas das filmadoras mais recentes possuem visão noturna embutida.
Foto cedida pela B.E. Meyers Company
Câmera de Vídeo de Visão Diurna/Noturna Stealth Série 301Aplicações
As aplicações mais comuns da visão noturna incluem:
Foto cedida pela B.E. Meyers Company
Este soldado está usando óculos de visão noturna DARK INVADER- militar
- policiamento
- caça
- observação da vida selvagem
- vigilância
- segurança
- navegação
- detecção de objetos ocultos
- entretenimento
Detetives e investigadores particulares usam a visão noturna para observar pessoas que precisam ser rastreadas. Muitas empresas possuem câmeras instaladas permanentemente e equipadas com visão noturna para monitorar os arredores.
Uma capacidade realmente surpreendente da geração de imagens térmicas é que ela revela se uma área foi revolvida: ela pode indicar se o solo foi escavado para enterrar alguma coisa, mesmo que não exista nenhum indício evidente a olho nu. A polícia tem usado esse recurso para descobrir itens que foram escondidos por criminosos, incluindo dinheiro, drogas e corpos. Além disso, a geração de imagens térmicas pode identificar mudanças recentes em áreas como paredes, fornecendo pistas importantes em muitos casos.
Muitas pessoas estão começando a descobrir o mundo fascinante que pode ser descoberto após o escurecer. Se você costuma ir acampar ou caçar, os dispositivos de visão noturna podem surpreendê-lo. Basta ter certeza do tipo adequado às suas necessidades.
Foto cedida pela B.E. Meyers Company
As filmadoras estão se tornando comuns na indústria de visão noturna
