Conclusão e apresentação do projeto

A montagem do protótipo foi realizada com êxito, conforme o projeto.

A apresentação ocorreu nesta última quarta-feira na "III Mostra de Projetos da Engenharia" da USF campus Swift. Para saber mais sobre o evento clique aqui.

Abaixo segue o vídeo e algumas fotos do trabalho concluído.

Funcionamento do Transmissor

O sinal de áudio é captado pelo microfone de eletreto e aplicado ao sinal de rádio através do capacitor C1 – modulação.

O transistor Q1 – BF495 oscila na faixa de FM, ou seja, entre 88 e 108 Hz, dependendo do valor ajustado no trimmer e é realimentado através do capacitor C4.

O circuito de ressonância é formado pelo paralelo de um trimmer e uma bobina, que nesse projeto optou-se por fazê-la impressa na própria placa. O funcionamento desse tipo de circuito foi tema de uma postagem anterior.

A antena do transmissor está ligada a uma derivação da bobina a fim de evitar instabilidades. O comprimento ideal para um bom casamento de impedância da antena estará entre 10 e 40 cm. Assim utilizaremos uma antena com comprimento variável.

Nas próximas etapas, após montado, testaremos o transmissor utilizando como receptor um rádio analógico. A frequência como mencionamos acima é ajustada através do trimmer, que quando for igual a do receptor ocorrerá o fenômeno de microfonia (realimentação acústica).

Lista de Materiais e esquema elétrico

Esquema elétrico do transmissor de FM

Resistores: (1/8W, 5%)
R1 - 1k
R2 - 3k9
R3 - 4k7
R4 - 47Ω

Capacitores:
C1 - 47 nF - cerâmico;
C2 - 2,2 nF - cerâmico;
C3 - trimmer de 2-20 a 5-50 pF
C4 - 4,7 pF - cerâmico;
C5 - 100 nF cerâmico;

Q1 - BF495

MIC - microfone de eletreto de dois terminais;

B1 - bateria

S1 - interruptor simples;

L - bobina impressa.

Transistor BF495

O BF495 é um transistor oscilador, amplificador de alta frequência para a faixa de TV e FM. Ele é encontrado em receptores de FM e também em pequenos transmissores.

Invólucro TO-92 / SOT54

Características Elétricas e Parâmetros

VCBO	Tensão entre coletor e base com emissor aberto	30V (máx.)
VCEO	Tensão entre coletor e emissor com base aberta	20V (máx.)
VEBO	Tensão entre emissor e base com coletor aberto	5V (máx.)
VBE	Tensão entre base e emissor	650mV (mín.) , 740mV (máx.) (IC = 1 mA; VCE = 10 V)
ICM	Corrente de pico de coletor	30 mA (máx.)
IC	Corrente de coletor DC	30 mA (máx.)
ICBO	Corrente de coletor em estado de corte	100 nA (máx.) (IE = 0; VCB = 20 V)
IEBO	Corrente entre emissor e base em estado de corte	100 nA (máx.) (IC = 0; VEB = 4 V)
Ptot	Potência de dissipação	300 mW (máx.) (temp. <= 25ºC)
hFE	Ganho de corrente DC	35 (mín.), 125 (máx.) (IC = 1mA , VCE = 10V)
ft	Frequência e transição	120 MHz (mín.) (IC = 1mA , VCE = 10V)
Cre	Capacitância de realimentação	1 pF (máx.) (IC = 0; VCB = 10 V; f = 1 MHz)

Circuito de Ressonância

Ressonância é o fenômeno de quando um sistema físico é estimulado passa a ter uma de suas frequências naturais com amplitudes cada vez maiores. É o que acontece quando um pêndulo é afastado de seu ponto de equilíbrio, quando o vento sobra com frequência constante sobre uma ponte durante uma tempestade, quando uma corda de violão é dedilhada, entre muitos outros exemplos.

Diagrama animado do circuito LC - Wikipédia

Na eletrônica existem circuitos próprios que manifestam esse fenômeno, por exemplo, o circuito LC paralelo, que utilizaremos no projeto do transmissor. Nesse circuito a diferença de potencial é aplicada paralelamente ao indutor e ao capacitor. Ao se retirar a ddp o capacitor estará carregado, porém esse potencial tende a se anular gerando uma corrente através do indutor gerando campo magnético. Ao cessar a corrente o campo começa a diminuir, gerando assim, uma corrente induzida contrária à que a criou, carregando o capacitor com polaridade contrária a anterior. Teremos através desses ciclos uma frequência senoidal própria do circuito, denominamo-la frequência de ressonância.

A Frequência de ressonância - em radianos por segundo - é dada por:

onde:

L é a indutância
C é a capacitância
é a frequência angular

E a frequência equivalente em hertz:

Referências:

Circuitos Ressonantes LC - N. Braga

Circuitos Ressonantes

Técnicas de Modulação Analógica

As técnicas de modulação envolvem o deslocamento do sinal original, denominado sinal modulador ou modulante, de sua faixa de frequência original para outra faixa. A diferença entre essas faixas corresponde à frequência de uma onda, que denominamos portadora.

A portadora é um sinal analógico em forma de onda (tipicamente senoidal) que será modulado para representar a informação a ser transmitida. Geralmente a portadora possui frequência superior à do sinal modulador.

Modulação por Amplitude (AM)

Nesse tipo de modulação, a portadora terá a sua amplitude modificada em função do sinal modulador. Caso a amplitude do sinal modulador aumentar ou diminuir em função do tempo, a portadora terá o mesmo comportamento. Deve-se atentar cuidadosamente ao valor mínimo de amplitude da portadora, pois, se esse valor for inferior a capacidade do receptor em identificá-la, ocorrera perda do sinal transmitido.

Modulação por Frequência (FM)

Na modulação por frequência, a frequência da portadora terá variação em função do sinal modulador. Quando se amentar a amplitude do sinal modulador, a frequência da portadora também aumentará, e quando se diminuir a amplitude do sinal a frequência da portadora será diminuída. Na modulação por frequência, a portadora modulada tem sua aparência semelhante a um efeito de sanfona. A variação na frequência da portadora é analisada pelo o aparelho receptor, o qual reproduzirá o sinal original.

Modulação por Fase (PM)

Nesse outro tipo de modulação, a fase da portadora terá variação, modificada em função do sinal modulador. Conforme o sinal crescer em amplitude, a velocidade da variação de fase aumentará, e quando o sinal diminuir em amplitude, a velocidade da variação da fase varia será reduzida. Assim como na modulação por frequência, a portadora modulada possui a aparência do efeito sanfona, porém, a forma como este efeito é aplicado torna a onda modulada por fase diferente da anterior. Ao verificar a variação na velocidade da fase, o aparelho receptor pode recuperar o sinal original.

Na imagem, pode-se observar os três principais tipos de modulação analógica.

Referência:

Técnicas de Modulação