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Rádio interferências (TEL090)

Um dos maiores problemas para quem monta robôs e outros veículos com controle remoto via rádio é a interferência. A radio interferência ou RFI, se usarmos a abreviação do termo inglês, afeta comunicações de curta e longa distância impedindo que controles remotos, mesmo os mais sofisticados, funcionem satisfatoriamente em certos ambientes. Veja neste artigo o que é a RFI e como evitá-la.

Um dos problemas dos circuitos que recebem ondas de rádio, ou seja, que operam com rádio frequências, é que eles não sabem distinguir entre dois sinais de mesma freqüência, um que seja o verdadeiro e outro que chegue até ele de forma indevida.

Além disso, mundo que nos cerca existe uma infinidade de equipamentos de uso comum e mesmo fenômenos naturais que produzem ondas de rádio de forma indevida, ou mesmo usada para outras finalidades que não sejam comunicações e que podem interferir nos receptores.

Na figura 1 mostramos algumas fontes de sinais que podem interferir nos circuitos de receptores usados em controles remotos.

 

Exemplos de fontes de RFI
Exemplos de fontes de RFI

 

 Nesse ponto devemos fazer uma distinção entre o que se denomina interferência e ruído, que também afeta os receptores.

As interferências vêm de circuitos sintonizados ou que geram sinais de uma freqüência única, normalmente circuitos que utilizam esses sinais de forma controlada. Os ruídos, por outro lado, são produzidos de forma aleatória, se espalhando por um amplo espectro de freqüência. Normalmente são produzidos por equipamentos ou de forma natural que não têm por finalidade gerar sinais radio elétricos. Os sinais são produzidos como conseqüência de sua operação. A figura 2 mostra essa diferença.

  

Ruídos e interferências
Ruídos e interferências

 

 É claro que ambos afetam o funcionamento de qualquer circuito igualmente. Quando sua intensidade supera a do sinal que deve ser recebido na mesma freqüência, temos o bloqueio e o dispositivo não funciona apropriadamente, conforme mostra a figura 3.

 

Bloqueio de Sinal
Bloqueio de Sinal

 

 Fontes comuns de ruídos em nossa casa são os equipamentos elétricos que usam motores, interruptores e chaves ao serem ligados ou desligados, etc. Fontes de interferências são as lâmpadas fluorescentes, lâmpadas eletrônicas, monitores de vídeo e televisores, etc.

O leitor pode ter uma idéia de como os monitores de vídeo geram sinais capazes de interferir nas radiocomunicações fazendo uma experiência muito simples. Aproxime de um televisor ligado ou do monitor de vídeo um rádio AM sintonizado entre estações (numa freqüência livre). Observe o ruído que é reproduzido no alto-falante. A figura 4 dá uma idéia do que ocorre.

 

Ruído produzido pelo monitor
Ruído produzido pelo monitor

 

 As linhas que aparecem numa imagem de televisor de VHF comum quando alguém liga um barbeador ou liquidificador mostra o efeito do ruído produzido pelo motor nesse equipamento.

É claro que o raio de ação dessas fontes de interferência não é dos maiores e somente os equipamentos receptores que estão muito próximos são afetados. Com maior raio de ação podemos citar as máquinas de solda, equipamentos médicos, e mesmo estações de comunicações, capazes de afetar receptores a distâncias de dezenas ou mesmo centenas de metros conforme mostra a figura 5.

 

Interferência de estações
Interferência de estações

 

 Longe ou perto, entretanto, se você tem um robô controlado remotamente por sinais de rádio, seu circuito receptor pode ser afetado por ruídos e interferências, conforme mostra a figura 6.

 

 “Tampando” o Sinal de comando
“Tampando” o Sinal de comando

 

A quantidade de interferências e de ruídos vai depender muito do lugar onde você está operando seu robô, e é aí que entra em ação sua capacidade de identificar possíveis fontes de interferências.

 

Locais Problemáticos

O melhor lugar para se operar um circuito por controle remoto via rádio é num deserto, ou lugar aberto sem nenhuma fonte de interferência num raio de pelo menos 1 km. Evidentemente, não é isso o que ocorre na prática.

Nos ambientes fechados, nas grandes cidades, em pavilhões de exposições e outros lugares semelhantes não podemos dizer que o ambiente seja ideal para se operar um circuito radio controlado.

A maioria dos sistemas usados em controles remotos comuns faz uso de modulação em amplitude em faixa relativamente ampla, que é bastante sensível a sinais externos.

Basta que o ruído ou interferência tenha uma amplitude maior do que o sinal que chega ao modelo para que ele “tampe” o sinal de comando, ou ainda seja interpretado de forma indevida pelos circuitos, conforme mostra a figura 7.

 

Aumentando a imunidade do receptor
Aumentando a imunidade do receptor

 

Uma forma de se evitar esse problema consiste em se operar com uma potência maior, aumentando assim a imunidade do receptor, conforme mostra a figura 8.

 

Intensidade x frequência
Intensidade x frequência

 

 Outra forma de se evitar o problema consiste em se dar preferência à frequências mais elevadas. Observando o espectro da figura 9, vemos que os níveis de interferências e ruídos provocados por equipamentos de uso doméstico e mesmo industrial diminui bastante nas faixas de frequências mais elevadas, conforme mostra a figura 9.

 

Espúrios e harmônicas
Espúrios e harmônicas

 

 Assim, um sistema que opere numa frequência tão alta como 315 ou 435 MHz será muito menos sensível às interferências do que um controle remoto que opere em 27 MHz ou 42 MHz, que são faixas comuns para este tipo de aplicação.

O tipo de modulação usado também influi na imunidade assim como a tecnologia do receptor. Os receptores super-regenerativos, por terem pequena seletividade são mais sensíveis à interferências e ruídos. Os super-heteródinos são menos sensíveis.

Modelos com controle remoto via rádio, operando na faixa mais baixa de VHF ou mesmo ondas curtas, podem ter problemas de operação se forem usados em lugares fechados com muitas lâmpadas fluorescentes. Essas lâmpadas são uma fonte poderosa de ruídos e interferências capazes de inviabilizar uma operação segura do modelo.

Se seu modelo se destinar a este tipo de operação, prefira sempre as frequências mais elevadas (acima de 100 MHz). O receptor deve ser preferivelmente do tipo super-heteródino. Sistemas digitais operam melhores.

Use um transmissor com uma boa potência para que o sinal possa superar em intensidade os sinais interferentes, mesmo quando o modelo esteja mais longe. Um transmissor que alcance 100 metros em condições normais, será usado eficientemente num modelo nessas condições a uma distância até uns 20 metros.

Se você residir em local em que existam muitas estações de comunicações e TV (TV, rádio FM, etc) tome cuidado para que seu sistema esteja sintonizado realmente numa freqüência livre. Sistemas que operam na faixa de 100 MHz a 400 MHz e não sejam muito seletivos podem facilmente receber interferências das harmônicas das estações de rádio FM e TV locais.

O que ocorre é que uma estação de TV, como o canal 2, que opere em 54 MHz, terá harmônicas em 108, 162, 216 MHz, etc. Essas harmônicas são mais fracas que o sinal principal, mas ainda assim fortes o suficiente para causar problemas em modelos radiocontrolados.

O preenchimento do espectro de rádio com harmônicas e radiações espúrias de serviços comuns é tanto maior quanto mais estações existirem na sua localidade. Em grandes centros como São Paulo, por exemplo, temos bastante dificuldades em operar modelos radio controlados simples, dada o congestionamento das faixas de frequências.

 

Conclusão

Encontrar frequências livres, escolher a faixa de frequências apropriada, usar potência suficiente no transmissor para superar interferências e ruídos, usar o sistemas apropriado de acordo com o ambiente são algumas das medidas que o leitor pode adotar para ter um sistema radio controlado que funcione bem.

Se ainda assim encontrar dificuldades a solução pode estar na adoção de outras tecnologias que são imunes aos ruídos, mas também têm suas limitações, como o infravermelho.

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