Válvulas de controle direcional

      No momento em que o sistema exige, as válvulas de controle direcional distribuem o ar aos dispositivos atuadores. Elas permitem ou não a passagem de ar em um único sentido, abrindo ou fechando dutos internos que a compõem. São utilizadas normalmente no avanço ou no recuo dos atuadores.
     As válvulas pneumáticas são classificadas conforme o número de vias que possuem, as posições em que podem ser atuadas e a forma de seu acionamento. O dispositivo de acionamento de uma válvula pneumática também é comumente chamado de piloto.
     Para a diagramação de circuitos pneumáticos, as válvulas são representadas de modo a simular seu funcionamento interno. São sempre simbolizadas por um retângulo, dividido em quadrados, que indicam o número de posições da válvula, correspondendo ao número de movimentações que essa válvula executa por meio de acionamentos externos. A figura exemplifica os retângulos e números de posições de válvulas.

     O controle de fluxo do ar feito pelas válvulas é possível graças à disposição mecânica interna de seus cilindros em relação às vias de acesso a esse atuador. As vias de uma válvula são os acessos pelos quais o sistema de distribuição de ar comprimido chega aos atuadores. A representação das vias é feita com números em volta do diagrama esquemático da válvula.
     No interior de cada quadrado desenhado no retângulo que simboliza uma válvula, podem existir setas, representando a livre passagem de ar entre duas vias, e bloqueios (T), representando a interrupção da passagem de ar de uma das vias. Esses quadrados recebem os sinais da linha de distribuição do ar (linhas que interligam válvulas e acionadores do diagrama esquemático).
     O quadrado interligado no diagrama de distribuição indica a situação de funcionamento da válvula no estado normal. O quadrado ao lado que não possui as linhas de distribuição de ar ligadas a ele representa a situação em que as vias estarão intercomunicadas a partir do acionamento do piloto, o estado normal de funcionamento da válvula garante que a via 4 está ligada à via 3 e que a via 1 está ligada à via 2. Quando o piloto da esquerda é acionado, a via 1 passa a ter comunicação direta com a via 4, e a via 3, comunicação direta com a via 2.
     Essa situação permanece enquanto o piloto estiver pressionado. Ao ser liberado, a mola à direita garante o retorno automático à posição original da válvula.

     O acionamento do piloto dessas válvulas nada mais é que a movimentação de seus cilindros internos. Essa movimentação pode ser executada por ação muscular (provocada pelo homem), por ação mecânica (provocada por um dispositivo mecânico ou outro atuador pneumático) ou por ação eletromecânica (por meio de solenoides que movimentam um núcleo magnético e provocam o deslocamento).
     A figura mostra a simbologia utilizada para cada modelo de piloto usado em pneumática.

     Vamos analisar um modelo de válvula comun encontrado na automação industrial: duas vias e duas posições.
     Na válvula de duas vias e duas posições, o ar que entra pela via 1 é interrompido pela posição 1 do cilindro da válvula, porém, tem possibilidade de escoamento pela via 2, uma vez que o piloto esteja acionado para movimentar o cilindro da válvula para a posição 2.

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Fatores de degradação de sinais em radiopropagação

      Desvanecimento refere-se a flutuações ou variações na intensidade de um sinal durante sua recepção. Esse fenômeno pode acontecer em todos os modos de propagação via rádio. Na propagação por onda terrestre, as duas frentes de onda – a direta e a oriunda de multipercurso – chegam defasadas ao receptor, causando, por vezes, o cancelamento do sinal. Em áreas onde prevalece a propagação por onda celeste, o desvanecimento pode decorrer de duas frentes de onda celeste que tenham percorrido percursos diferentes, chegando, portanto, defasadas ao receptor.
     As variações na absorção e no comprimento do caminho da onda na ionosfera também podem provocar desvanecimento. Uma variação repentina na ionosfera causa a completa absorção de toda a irradiação da onda celeste. O desvanecimento se manifesta, ainda, quando o receptor se localiza perto da fronteira da zona de silêncio ou quando a frequência de operação está próxima ao valor da MUF. Nesses casos, pode ocorrer queda da intensidade do sinal recebido a níveis praticamente nulos.
     Para tentar amenizar os efeitos do desvanecimento, aplica-se a técnica de diversidade, que consiste em utilizar mais de um receptor em regiões com desvanecimento profundo, combinando-os ou selecionando-os mutuamente para obter a melhor recepção possível. Esses receptores devem ter pouca correlação entre si em termos de qualidade de recepção, ou seja, não podem sofrer deterioração de qualidade ao mesmo tempo. Para implementar a técnica de diversidade, muitos são os recursos possíveis:
     a) Diversidade de espaço – Recepção por diferentes antenas (em diferentes posições).
     b) Diversidade de frequência – Diferentes frequências de RF, sempre com as mesmas informações de banda básica.
     Diversas fontes de ruído afetam a recepção da onda de rádio. Elas podem ser naturais, quando o ruído é originado na natureza, ou artificiais, quando o ruído é gerado pelo ser humano.
     No primeiro caso enquadram-se o ruído atmosférico, geralmente a maior causa de ruído na faixa de alta frequência, sendo maior nas regiões equatoriais, diminuindo com a latitude crescente, e o ruído cósmico, oriundo do espaço sideral, afetando mais as altas frequências.
     Entre os ruídos provocados pelo ser humano encontram-se a ignição de motores de combustão, linhas de transmissão, lâmpadas fluorescentes, máquinas em geral e cabos elétricos. Como os ruídos artificiais atuam, em geral, verticalmente polarizados, a utilização de uma antena polarizada horizontalmente auxiliará na redução dos efeitos do ruído.
     A camada D da ionosfera atenua as ondas que a atravessam. A capacidade de atenuação varia de acordo com o ciclo solar, sazonalmente e ao longo do dia, sendo maior no verão e ao meio-dia, conforme o grau de ionização da camada D.
     As condições climáticas influenciam a propagação, determinando principalmente as distâncias dos percursos e atenuações. A chuva, por exemplo, provoca atenuação por absorção de energia, atuando como um dielétrico que dissipa a potência absorvida na forma de aquecimento ou espalhamento. Seu efeito é mais significativo para as frequências acima da faixa de VHF. O nevoeiro causa efeito parecido, sendo mais crítico em altas frequências, acima de 2 GHz.

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Correção do fator de potência

      Uma vídeo aula muito interressante que ensina a calcular passo a passo o fator de potência de uma instalação elétrica. Video aula produzida pelo prof. Ronaldo Lima do SENAI.

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Tipos de ondas em telecomunicações

     Basicamente, há dois tipos de ondas eletromagnéticas transmitidas: onda terrestre e onda celesteo.

     Onda terrestre

     A onda terrestre ou superficial é uma onda cujo modo de propagação depende das características de condutividade do solo e do relevo de uma região. Dependendo da condutividade dos meios que encontra em seu percurso, uma   porção da energia da onda superficial é absorvida pelo solo. O grau de absorção varia de maneira inversamente proporcional à condutividade da superfície: quanto maior a condutividade, menor a absorção e maior o ângulo de inclinação (o ângulo entre a superfície e o plano de transmissão), resultando em maior alcance da onda superficial. Por exemplo, transmissões sobre água salgada têm alcance consideravelmente maior que transmissões sobre o solo.
     A propagação por onda terrestre pode apresentar dois tipos de ondas: onda direta
e onda refletida.
     A onda direta se propaga quase em linha reta entre o transmissor e o receptor.
     Na verdade, é ligeiramente inclinada em direção à superfície, devido à refração na troposfera, com distância de transmissão indo além do horizonte visual. É também chamada de onda troposférica.
    A onda refletida é a porção da onda terrestre que se reflete na superfície. A intensidade com que ela é refletida depende do coeficiente de reflexão da superfície contra a qual se choca e do ângulo de incidência. Embora esse ângulo e o ângulo de reflexão sejam iguais, há defasagem de 180o na fase das ondas incidente e refletida. Esse tipo de onda é considerado indesejável em certos casos, podendo provocar o cancelamento completo da onda na antena receptora, caso esta receba simultaneamente as ondas direta e refletida com a mesma amplitude.
     Contudo, em geral o cancelamento é parcial, pois, além de a defasagem não ser exatamente de 180o, pelo fato de a onda refletida demorar mais tempo para chegar à antena receptora, a onda refletida pode apresentar menor intensidade causada pela absorção parcial da onda irradiada.

     Onda celeste

     A onda celeste se propaga na atmosfera por meio de refrações na ionosfera, retornando à superfície terrestre. Ao retornar, ela pode ser refletida na ionosfera, repetindo o processo e possibilitando transmissões a longas distâncias.
     A ionosfera influi de maneira decisiva na propagação por onda celeste, pois pode agir como condutor, absorvendo parte da energia da onda transmitida, ou como espelho rádio, refratando a onda celeste na superfície. A capacidade da ionosfera de retornar uma onda de rádio depende de fatores como densidade de íons, ângulo de irradiação e frequência de transmissão. Em algumas situações, a onda nem mesmo é refratada, atravessando a ionosfera.
     A distância entre a antena transmissora e o ponto de retorno à superfície depende do ângulo de irradiação, que é limitado pela frequência (quanto maior a frequência, mais difícil é a refração), apesar de resultar em maior alcance. Cada camada da ionosfera pode refratar ondas de rádio até uma frequência máxima, a MUF (maximum usable frequency – máxima frequência útil).
     Dessa análise, pode-se concluir que existe uma frequência ótima, a OWF (optimum work frequency – frequência ótima de trabalho), que representa certo percentual da MUF. Além do estado da ionosfera, fatores como comprimento do circuito, ciclo solar e sazonalidade são usados para estabelecer a MUF para cada hora e camada da ionosfera ou para fazer uma predição de seu valor com base em observações efetuadas ao longo do tempo.
     O ângulo de irradiação é outro fator importante. Acima de determinada frequência, as ondas transmitidas não são refratadas, pois seguem pelo espaço.
     Contudo, se o ângulo de irradiação for reduzido, parte das ondas de alta frequência retorna à superfície. O ângulo limite a partir do qual não ocorre reflexão da onda na ionosfera é chamado de ângulo crítico para determinada frequência.
     Vamos analisar a seguinte situação: uma onda incidindo sobre uma superfície que separa dois meios, os quais têm, portanto, índices de refração diferentes, n1 e n2.
     Na refração, temos:

          n1 · senθ1 = n2 · senθ3

em que:

           n = velocidade da luz no vácuo velocidade da luz no meio.

     Na reflexão, temos:

           θ1 = θ2

     O ângulo de irradiação é determinado em função da frequência utilizada e da distância entre transmissor e receptor, de maneira aproximada.
     O caminho percorrido pela onda de rádio desde o transmissor até o retorno à superfície é denominado salto. Dependendo da distância até o receptor, a onda pode efetuar mais de um salto (a onda reflete na Terra e volta à ionosfera, onde é refratada, e assim por diante). Durante o percurso, ocorrem dois fenômenos:
     • Distância de salto – Distância entre o transmissor e o retorno à superfície, ou distância entre os saltos efetuados.
     • Zona de silêncio – Região na superfície terrestre que se estende desde o limite do alcance da onda superficial até o ponto de retorno. Nenhuma onda transmitida é recebida nessa zona. 

     As camadas que formam a ionosfera sofrem consideráveis variações em altitude, densidade e espessura, devido à variação na atividade solar. Durante os períodos de máxima atividade solar, a camada F é mais densa e se forma nas altitudes maiores, influenciando decisivamente a distância de salto e o alcance das ondas de rádio transmitidas. À noite, com a ausência de atividade solar, os sinais que seriam normalmente refratados pelas camadas D e E são refratados pela camada F, resultando em maior distância de salto.
     O sinal transmitido não chega ao receptor com a mesma potência. A propagação das ondas de rádio impõe perdas ao sinal, existindo diversas causas para a degradação do sinal.

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