RADIOTRANSMISOR

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Trabajo realizado por los estudiantes:

·       Baca Montalván Esthefanny.

·       Barrios Sagastegui Norelia.

·       Cruzado Rodríguez Rebeca.

·       Miguel Álvarez Grace.

·       Urbano Aguilar Carlos. 

(Se agradece por compartir su trabajo con los lectores de esta página web.)

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RESUMEN

El presente trabajo, se basa en la construcción de un Radiotransmisor; teniendo como propósito, en este caso, conocer el funcionamiento y montaje del circuito y transmisor de FM.

El trabajo cuenta con una introducción que incluye una reseña del origen de los medios de comunicación masivos y fundamentos de la emisión FM estéreo.

Luego incluye el proyecto en sí mismo, el cual incorpora la mención y descripción de los materiales utilizados, el procedimiento que se siguió, los circuitos con los que cuenta y el funcionamiento del radiotransmisor.

Finalmente, de la evaluación se concluye que el proyecto se realizó de manera exitosa, ya que se pudo comprobar el funcionamiento del radiotransmisor.

INTRODUCCIÓN

A continuación presentaremos el siguiente proyecto cuyo objetivo es aplicar las diferentes nociones preliminares de circuitos electrónicos. En este proyecto se utilizó la captación de ondas radio FM para poder amplificar la voz de las personas con ayuda de circuitos electrónicos. El experimento se realizó con el fin de construir un proyecto para el área de física con el cual se han adquirido nuevos conocimientos.

En 1893, Nikola Tesla demostró por primera vez la posibilidad de transmitir energía eléctrica sin cables, y por consiguiente, la posibilidad de la comunicación inalámbrica. Tesla presentó un circuito que consistía en una batería de capacitores vibrantes Leyden y una bobina. Este dispositivo conformaba su "transmisor”. Presento su primera patente en 1897, dos años antes a que Guillermo Marconi lograra su primera transmisión de radio. Guillermo Marconi registro su patente en 1900, aunque fue rechaza por parecerse demasiado a la de Nikola Tesla. Esto provocó un enfrentamiento entre Tesla y Marconi, aunque la corte suprema de EE.UU fallo a favor de Tesla, aunque la mayoría de los libros figuran a Marconi como el inventor de la radio.

En el siguiente trabajo se observará todo lo relacionado sobre el radio transmisor desde su invención hasta su construcción del mismo, se explicará cómo funcionaran los diferentes elementos electrónicos y el estudio de los principios físicos electromagnéticos que emplea.

OBJETIVOS

·         Enviar una señal de audio inhalambrica.

·        Conocer el funcionamiento y montaje del circuito y transmisor de FM (radiotransmisor).

·    Demostrar que por medio de la distribución energética de un conjunto de las ondas electromagnéticas se puede transmitir sonido.

·         Cumplir nuestro principio planteado y poder implementarlo en nuestra universidad como “RADIO UNIVERSITARIA”.

PROBLEMA

¿De qué manera se podrá construir un radiotransmisor usando materiales electrónicos y los principios físicos de electromagnetismo?

MARCO TEÓRICO

RADIOTRANSMISOR

Un radiotransmisor es un dispositivo electrónico que, mediante una antena, irradia ondas electromagnéticas que contienen (o pueden contener) información, como ocurre en el caso de las señales de radio, televisión, telefonía móvil o cualquier otro tipo de radiocomunicación.

Transmisor en el área de comunicaciones es el origen de una sesión de comunicación. Un transmisor es un equipo que emite una señal, código o mensaje a través de un medio. Para lograr una sesión de comunicación se requiere: un transmisor, un medio y un receptor. En el ejemplo de una conversación telefónica cuando Juan llama a María, Juan es el transmisor, María es el receptor, y el medio es la línea telefónica.

El transmisor de radio es un caso particular de transmisor, en el cual el soporte físico de la comunicación son ondas electromagnéticas. El transmisor tiene como función codificar señales ópticas, mecánicas o eléctricas, amplificarlas, y emitirlas como ondas electromagnéticas a través de una antena. La codificación elegida se llama modulación. Ejemplos de modulación son: la amplitud modulada o la frecuencia modulada.

PARTES PRINCIPALES DE UN RADIOTRANSMISOR

·         Oscilador:

Encargado de generar las frecuencias (a). En general, se tratará de un Oscilador de cristal, para garantizar la exactitud y pureza de la frecuencia generada.

·         Preamplificador de audiofrecuencia:

Se trata de un amplificador de audio de baja potencia para elevar la señal de muy bajo nivel (c) generada, en el caso de la figura por un micrófono, aunque podría venir de cualquier otra fuente de señal de bajo nivel obtener una señal de nivel superior (d) con la que atacar al amplificador modulador.

·         Amplificador modulador:

Es el encargado de generar una señal (e) que modulará la onda portadora. Esto es, hará variar la amplitud de la onda portadora de forma que esta cambie de acuerdo con las variaciones de nivel de la señal moduladora, que es la información que se va a transmitir.

·         Amplificador de radiofrecuencia:

El amplificador de radiofrecuencia, cumple dos funciones, por una parte eleva el nivel de la portadora (a) generada por el oscilador y por otra sirve como amplificador separador para asegurar que el oscilador no es afectado por variaciones de tensión o impedancia en las etapas de potencia.

·         Amplificador de potencia de RF:

En este amplificador se produce la elevación de la potencia de la señal (b), generada en la etapa precedente, hasta los niveles requeridos por el diseño para ser aplicada a la antena. En esta etapa es también donde se aplica la señal moduladora (e), obtenida a la salida del amplificador modulador para finalmente obtener la señal de antena (f).

·         Fuente de alimentación:

La fuente de alimentación es el dispositivo encargado de generar, a partir del suministro externo, las diferentes tensiones requeridas por cada una de las etapas precedentes.

Diagrama de bloques de un radiotransmisor de modulación de amplitud (AM).

TIPOS DE TERMINALES RADIOTRANSMISORES    (EMISORES/RECEPTORES)

·         Base:

Equipo de uso intensivo que se instala en las centrales de coordinación, incluyen micrófonos de mano, accesorios de manos libres y potencia de hasta 25W, su alimentación es mediante la red eléctrica general.

·         Móvil:

Similar a los anteriores pero instalados en el interior de los vehículos, tienen la misma potencia y se alimenta mediante la batería del vehículo.

·         Portátil:

Más pequeños y reducidos para llevar en la mano a cualquier lado, se alimentan a través de baterías de autonomía limitada y tienen 5W de potencia.

MATERIALES

CONSTRUCCIÓN DEL RADIOTRANSMISOR

1.    Se habilita o diseña la caja donde va ir nuestro proyecto que es un transmisor de radio de banda FM en la cual conseguimos el circuito buscando los materiales necesarios para ver la factibilidad de desarrollar el proyecto.

2.    Para el desarrollo de la placa del circuito impreso fue necesario usar el programa logo soft, el cual nos permite que el circuito que está en la computadora lo podamos plasmar a la placa de fibra de vidrio bañada en cobre.

3.    Luego de tener el acetato en la fibra de vidrio procedemos a colocarlo en un recipiente de ácido Férrico (cloruro Férrico) (oxidante), después de 20 minutos retiramos la placa del recipiente de ácido en la cual procedemos a lavarlo con un componente líquido (tiner acrílico) que permite lavar hasta quitar el acetato del impreso y el ácido; el acetato es el fragmento de la impresora láser ya que nos permite plasmar el impreso a la placa a través del método del planchado, el cual consiste en poner el impreso sobre la baqueta para luego proceder con la plancha a un calor 100°C durante 10 minutos.

4.    Una vez planchado procedemos a remojarlo durante 10 minutos en un recipiente con agua para que el papel se desprenda del impreso.

Luego; una vez que el circuito esté listo para poner los componentes; procedemos con una broca milimétrica hacer los agujeros según corresponda cada componente electrónico.

5.    Luego tuvimos que montar la antena con un mástil de 1 ½ m de alto en la cual cortamos 2 varillas para realizar la antena en la cual va a la salida del transmisor, el tipo de antena que hemos diseñado de acuerdo a la medida que nos pide la frecuencia, es de tipo dipolo porque tiene una punta positiva el cual es la punta hacia arriba y la punta negativa es la que va a la tierra.

6.    A continuación comenzamos hacer los agujeros en la caja donde va el proyecto. Estos orificios fueron hechos para colocar el interruptor, el tubo de pvc, el Jack de entrada de micrófono, control de volumen del micrófono y otro para el control de volumen del mp3.

7.    Procedemos a instalar un transformador de 15 voltios para alimentación del transmisor y el pre-amplificador de micro y el lector mp3.

8.    Una vez que todo el sistema del radiotransmisor estuvo montado procedimos a darle un acabado más prolijo al proyecto, pintando la caja y forrando la antena con papel aluminio.

Observación: 

Notamos que el transmisor genera una temperatura elevada que puede dañar los

componentes por lo cual adaptamos un ventilador para asegurar que los componentes 

trabajen en óptimas condiciones.

Diapositivas del proyecto: 

RADIOTRANSMISOR by Elvis Hermes on Scribd

Vídeo del proyecto:

GARBAGE TRUCK - CAMIÓN DE LA BASURA

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Se agradece el compartir su trabajo de ciencias, a los siguientes estudiantes:

Ø   CERCADO SALAS, KATHERINE

Ø   EUSEBIO ALVARADO, VANESSA

Ø   HUAMÁN PINEDA, JOSE JESUS

Ø   LOPEZ MARÍN, JOJAN JAIR

Ø   LOPEZ PANTOJA, CARLOS

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RESUMEN

Para entender los contenidos del tema hidráulica, vamos a construir un carro de basura hidráulico, poniendo en juego los principios físicos en los que se basan los circuitos hidráulicos utilizado en numerosas máquinas y herramientas.

La presión ejercida a un en reposo dentro de un recipiente se transmite sin alteración a cualquier punto de fluido, siendo el mismo en todas las direcciones y actúa a través de fuerzas perpendiculares a las paredes del recipiente que lo contiene.

La hidráulica es una rama de la física y la energía que se relaciona con el estudio de las propiedades mecánicas de los fluidos.

Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa (fuerza) y empuje de la misma.

El principio más importante de la hidráulica es el de pascal que dice que la fuerza ejercida sobre un líquido se transmite en forma de presión sobre todo el volumen de un líquido y en todas direcciones.

Como fundamento en el principio de  Pascal, que establece que la presión aplicada en un punto de un fluido se transmite con la misma intensidad a cada punto del mismo.

El uso de la tecnología hidráulica es muy variado, no solamente la podemos encontrar en el ámbito industrial sino también en otros ámbitos, incluso relacionados con la vida diaria.

Hidráulica es una máquina compleja que permite amplificar las fuerzas y constituye y muchos otros dispositivos hidráulicos.

I.   OBJETIVOS

• Aplicar los principios de ley de Pascal en la construcción de un carro recolector de basura.
• Desarrollar y aplicar los conceptos de M.R.U.V en el funcionamiento de un carro recolector de basura.
• Realizar los respectivos cálculos matemáticos de la teoría para fundamentar la parte práctica del proyecto.

II.   PROBLEMA

¿De qué manera se podrá construir un pequeño camión recolector de basura usando materiales desechables, para la demostración algunos principios físicos ?

III.   HIPÓTESIS

Usando cartón, pegamento, motores pequeños de juguetes en desuso e inyectables, los cuales por el principio de pascal en hidráulica, obtendremos movimiento en nuestro camión pequeño, el cual podrá mover pequeñas masas, simulando asi el movimiento de un verdadero camión de basura. 

IV.   MARCO TEÓRICO

Antecedentes

Desde la creación el hombre ha estado empeñado en multiplicar su fuerza física. Inicialmente se asoció con otros para aplicar cada uno su fuerza individual a un solo objeto. Posteriormente un ilustre desconocido inventó la rueda y otros la palanca y la cuña. Con estos medios mecánicos se facilitaron enormemente las labores. Pronto estos elementos se combinaron y evolucionaron hasta convertirse en ingenios mecánicos muy diversos, que fueron utilizados en la construcción de los pueblos, en las guerras y en la preparación de la tierra. También el hombre al lado del desarrollo de los dispositivos mecánicos, empezó desde muy temprano la experimentación de la utilización de recursos naturales tan abundantes como el agua y el viento. Inicialmente se movilizo en los lagos y ríos utilizando los troncos de madera que flotaban. Más adelante la navegación se hizo aprovechando la fuerza de los vientos. La rueda hidráulica y el molino de viento Son preámbulos de mucho interés para la historia de los sistemas con potencia fluida, pues familiarizaron al hombre con las posibilidades d los fluidos para generar y transmitir energía y le enseñaron en forma empírica los rudimentos de la Hidromecánica y sus propiedades. La primera bomba construida por el hombre fue la jeringa y se debe a los antiguos egipcios, quienes la utilizaron para embalsamar las momias. CTESIBIUS en el siglo II A.C., la convirtió en una bomba de doble efecto. En la segunda mitad del siglo XV, LEONARDO DA VINCI en su escrito sobre flujo de agua y estructuras para ríos, estableció sus experiencias y observaciones en la construcción de instalaciones hidráulicas ejecutadas principalmente en Milán y Florencia. GALILEO en 1612 elaboro el primer estudio sistemático de los fundamentos de la Hidrostática. Un alumno de Galileo, TORRICELI, enunció en 1643 la ley del flujo libre de líquidos a través de orificios. Construyo El barómetro para la medición de la presión atmosférica. BLAISE PASCAL, aunque vivió únicamente hasta la edad de 39 años, fue uno de los grandes científicos y matemáticos del siglo XVII. Fue responsable de muchos descubrimientos importantes, pero en relación con la mecánica de fluidos son notables los siguientes: La formulación en 1650 de la ley de la distribución de la presión en un líquido contenido en un recipiente. Se conoce esta, como ley de Pascal.

La comprobación de que la potencia del vacío se debe al peso de la atmósfera y no a un “horror natural” como se creyó por más de 2000 años antes de su época. A ISAAC NEWTON, además de muchas contribuciones a la ciencia y a las matemáticas, se le debe en Mecánica de Fluidos: El  primer enunciado de la ley de fricción en un fluido en movimiento. La introducción del concepto de viscosidad en un fluido. Los fundamentos de la teoría de la similaridad hidrodinámica. Estos, sin embargo, fueron trabajados aislados de los cuales resultaron leyes y soluciones a problemas no conexos. Hasta la mitad del siglo XVIII no existía aun una ciencia integrada sobre El comportamiento de los fluidos. Los fundamentos teóricos de la Mecánica de Fluidos como una ciencia  se deben a Daniel Bernoulli y a Leonhard Euler en el siglo XVIII. Daniel Bernoulli, 1700-1782, perteneció a una famosa familia suiza en la cual hubo once sabios celebres, la mayoría de ellos matemáticos o mecánicos. Gran parte de su trabajo se realizó en San Peterburgo, como miembro de la academia rusa de ciencias. En 1738 en su “Hidrodinámica”, formulo la ley fundamental del movimiento de los fluidos que da la relación entre presión, velocidad y cabeza de fluido. LEONHARD EULER, 1707-1783, también suizo, desarrollo las ecuaciones diferenciales generales del flujo para los llamados fluidos ideales (no viscosos). Esto marco El principio de los métodos teóricos de análisis en la Mecánica de Fluidos. A Euler se le debe también la ecuación  general del trabajo para todas las maquinas hidráulicas roto dinámicas (turbinas, bombas centrifugas, ventiladores, etc.), además de los fundamentos de la teoría de la flotación. En 1985, después de 135 años de  la formulación de la ley de Pascal, JOSEPH BRAMAH, construyo en Inglaterra la primera prensa hidráulica. Esta primera prensa utilizaba sello de cuero y agua como fluido de trabajo. El accionamiento se realizaba por medio de una bomba manual y no superaba los 10 bares de presión. Sin embargo, la fuerza desarrollada por ella fue algo descomunal e inesperada para el mundo técnico e industrial de entonces. Inmediatamente  siguieron  sin número de aplicaciones y como era  de  esperarse, se abrió un mercado para el mismo sin precedentes y que superaba las disponibilidades tanto técnicas como financieras de su tiempo. El segundo periodo, que comprende los últimos años del siglo XVIII y la mayoría del XIX, se caracterizó por la acumulación de datos experimentales y por  la determinación de factores de corrección para la ecuación de Bernoulli.

Se basaron en el concepto de fluido ideal, o sea que no tuvieron en cuenta una propiedad tan importante como la viscosidad. Cabe destacar los nombres de experimentalistas notables como ANTOINE CHEZY, HENRI DARCY, JEAN POISEUILLE en Francia; JULIUS WEISBACH Y G. HAGEN en Alemania. De importancia especial fueron los experimentos de Weisbach y las fórmulas empíricas resultantes que fueron utilizadas hasta hace poco tiempo. Entre los teóricos de la Mecánica de Fluidos de este período, están LAGRANGE, HELMHOLTZ Y SAINT VENANT. En los años posteriores a 1850 las grandes ciudades de Inglaterra instalaron centrales de suministros de energía hidráulica, la cual era distribuida a grandes distancias por tuberías hasta las fábricas donde accionaban molinos, prensas, laminadores y grúas. Todavía  funcionan en algunas ciudades europeas las redes de distribución de energía hidráulica. En Londres, por ejemplo, esta aun en servicio la empresa” The London Hydraulic Power Co.”, con capacidad instalada de 700 HP y 180 millas de tubería de distribución. En la misma ciudad, el famoso Puente de la Torre, es accionado hidráulicamente, así como el ascensor principal en el edificio de la institución de los Ingenieros Mecánicos. En el periodo siguiente, al final del siglo XIX y principios del XX, se tomó en cuenta la viscosidad y la teoría de la similaridad. Se avanzó con mayor rapidez por la expansión tecnológica y las fuerzas productivas. A este período están asociados los nombres de GEORGE STOKES y de OSBORNE REYNOLDS, 1819-1903 y 1942-1912, respectivamente. En la Hidráulica contemporánea se deben mencionar a: LUIDWIG PRANDTL, THEODOR VON KARMAN Y JOHAN NIKURADSE. Los dos primeros por sus trabajos en Aerodinámica y Mecánica de Fluidos que sirvieron para dilucidar la teoría  del flujo turbulento; el último sobre flujo en tuberías. En 1906 la Marina de los EE.UU. botó El U.S.Virginia, primer barco con sistemas hidráulicos para controlar su velocidad y para orientar sus cañones. En 1930 se empezaron a construir las bombas de paletas de alta presión y se introdujeron los sellos de caucho sintético. Diez años después los servomecanismos electrohidráulicos ampliaron el campo  de aplicación de la  oleo hidráulica (rama de la hidráulica que utiliza aceite mineral como fluido). Desde los años sesenta el esfuerzo investigativo de la industria y las entidades de formación profesional ha conducido hasta los sofisticados circuitos de la fluídica.

Camión Recolector de Basura:

La basura ha sido un problema asociado a las ciudades que manifiestan un desarrollo industrial. La gestión en el manejo de residuos sólidos urbanos, se divide en tres etapas:

• Generación y Acopio de basura
• Recolección y Transporte de basura
• Tratamiento y/o Disposición Final de basura

Para el sistema de recolección y transporte de basura, son necesarios los camiones compactadores de basura y los camiones para manejo de basura. 

En un camión de basura normal suceden las siguientes etapas de presión hidráulica:

Los cilindros de compactación se retraen, moviendo el mecanismo de compactación hacia abajo. El sistema de ciclo interrumpido detiene el panel de barrido/compactación aun punto aproximado de seis pulgadas por encima del borde de la tolva.

 La segunda fase del ciclo empieza con los cilindros de barrido de cuatro pulgadas haciendo girar el panel de barrido/compactación a través de la tolva. Al terminar el ciclo, se puede volver a cargar.

Los cilindros de cuatro pulgadas se extienden para compactar la carga. La fuerza controlada y sostenida durante todo el ciclo de compactación asegura que los cilindros de compactación entreguen el 100% de las 45.236 libras de fuerza (31 libras por pulgada cuadrada) contra la carga. El panel de eyección se mueve automáticamente hacia delante cuando se logre la compactación óptima.

Hidrostática

La hidrostática tiene como objetivo estudiar los líquidos en reposo. Generalmente varios de sus principios también se aplican a los gases. El término de fluido se aplica a líquidos y gases porque ambos tienen propiedades comunes. La presión (P) se relaciona con la fuerza (F) y el área (A) de la siguiente forma:

P = F / A

La presión se define como la fuerza ejercida sobre unidad de área P = F / A .  De este modo obtenemos la ecuación: F1 /A1  = F2 / A2 , entendiéndose a F1 como la fuerza en el primer pistón (jeringa) y A1 como el área de este último. Realizando despejes sobre esta ecuación básica podemos obtener los resultados deseados en la resolución de un problema de física de este orden.

Si se aumenta la presión sobre la superficie libre, por ejemplo, la presión total en el fondo ha de aumentar en la misma medida, ya que el término ρgh no varía al no hacerlo la presión total. Si el fluido no fuera incompresible, su densidad respondería a los cambios de presión y el principio de Pascal no podría cumplirse. Por otra parte, si las paredes del recipiente no fuesen indeformables, las variaciones en la presión en el seno del líquido no podrían transmitirse siguiendo este principio.

Principio de Pascal

El principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal que se resume en la frase: “la presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables, se transmite con igual intensidad en todas  las direcciones y en todos los puntos del fluido.”

El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presión.

V.   MATERIALES

VI.   PROCEDIMIENTO

Si necesitas los planos del proyecto, elaborado por los estudiantes envía un correo solicitándolo a:  elvis.hermes@gmail.com

Vídeo del proyecto:

A continuación algunas imágenes de la construcción de otro camión de basura, construido a base de estas ideas. (Gracias, Lorena Valdes, por compartir sus imágenes)