Quando se estuda a história das comunicações, uma etapa importante é aquela em que se passa para o uso da tecnologia da eletricidade. Nessa etapa temos o aparecimento do telégrafo, em sua versão mais simples, aquela que faz uso dos fios, inventada por Samuel Morse. Nas escolas de nível fundamental e médio, a possibilidade de se montar um telégrafo que opere segundo o mesmo princípio usado pelo telégrafo de Morse abre uma possibilidade muito interessante de tema transversal que será explorada neste artigo.
Uma forma simples de comunicação através do fio é aquela em que os símbolos a serem enviados são codificados na forma de pontos e traços.
Trata-se de uma forma primitiva de “modem” inventada por Samuel Morse: pressionando-se um manipulador por um breve intervalo de tempo temos o envio de um ponto (.) e pressionando-se por um intervalo maior de tempo, temos o envio de um traço (-).
Na figura 1 temos o aspecto de um manipulador telegráfico.
Combinando pontos e traços temos os símbolos gráficos comuns como as letras do alfabeto, os algarismos e pontuação além de sinais que indicam que a transmissão vai começar ou terminar.
Morse elaborou então um código que até hoje é usado, conforme a tabela abaixo.
É claro que o processo de Morse é muito lento, pois a transmissão de uma única frase demora vários minutos, mas durante muito anos foi o principal sistema que permitia a comunicação entre pontos distantes do mundo, conforme mostra a figura 2.
Enviava-se então o que se denominava “telegrama”. Indo a uma estação telegráfica, a mensagem era redigida num papel e o telegrafista a passava para a estação do local onde ela devia ser entregue.
Lá, a mensagem era reproduzida e um mensageiro a levava ao destinatário.
Hoje tudo é mais fácil, principalmente com a Internet, mas a idéia básica de se codificar símbolos por pulsos de corrente elétrica ainda é usada nos modems (moduladores-demoduladores) que são ligados às linhas telefônicas e enviam sinais de um computador a outro.
Os alunos do ensino fundamental e mesmo médio podem montar um telégrafo experimental, que permite enviar mensagens de um ponto a outro afastados de distâncias que apenas dependem do comprimento dos fios usados, usando componentes comuns.
Esse telégrafo, além de servir para ilustrar o princípio de funcionamento dos primeiros sistemas de comunicações usando a eletricidade pode também servir como temas transversais nos seguintes casos:
a) Estudo do circuito elétrico
b) Análise do princípio de funcionamento de um modem
c) Codificação binária comparada ao Código Morse
d) O funcionamento do diodo
Como Funciona
Para garantir o funcionamento do circuito num sistema de duas v ias, ou seja, cada lado pode receber e transmitir sinais (*) aproveitamos as propriedades elétricas dos diodos semicondutores.
(*) Em telecomunicações quando as estações podem tanto receber como enviar sinais (mensagens) dizemos que se trata de um sistema “Duplex”.
No nosso caso temos um sistema “half duplex”, pois quando uma estação está transmitindo a outra deve apenas receber.
Quando as duas estações podem, ao mesmo tempo, transmitir e receber, como ocorre com um modem de computador, dizemos que se trata de um sistema “full duplex”, conforme mostra a figura 3.
Os diodos semicondutores se caracterizam por deixar passar a corrente num único sentido, conforme mostra a figura 4.
Quando são polarizados no sentido direto a corrente passa e a lâmpada acende. Se invertermos a bateria, o diodo é polarizado no sentido inverso e a corrente não passa.
Pois bem, quando o manipulador M1 é usado, a corrente não passa por D1, pois ele está polarizado no sentido inverso. No entanto, ela passa por D2 e a lâmpada L2 recebe a mensagem codificada por M1.
Por outro lado, quando usamos M2, o diodo D2 está polarizado no sentido inverso e a lâmpada L2 não responde aos seus comandos. No entanto, D1 está polarizado no sentido direto e L1 responde aos seus comandos.
No nosso projeto usamos lâmpadas pequenas de 6 V e em cada estação 4 pilhas como fonte de energia. O manipulador é de construção caseira.
Montagem
O diagrama completo do sistema telegráfico é mostrado na figura 5.
Na figura 6 damos uma sugestão de como a montagem pode ser feita, fixando-se os diversos componentes em bases de madeira ou plástico com terminais de parafusos para a conexão dos fios.
Este tipo de montagem é especialmente indicada se for usada em escola. Os diversos elementos do circuito podem ser conectados pelos alunos que farão o experimento, simplesmente usando uma chave de fendas comum.
O par de fios que vai conectar uma estação à outra pode ter até 30 metros de comprimento.
Não recomendamos comprimentos maiores pois a resistência do fio pode fazer com que a lâmpada pisque cada vez de forma mais fraca, devido às perdas que ocorrem.
As lâmpadas podem ser instaladas em soquetes ou mesmo suportes improvisados e os diodos são do tipo 1N4002 ou qualquer equivalente.
Para as pilhas são usados suportes apropriados fixados nas bases de plástico ou madeira.
O manipulador é construído com uma chapinha de metal dobrada e um parafuso conforme mostra a figura 7.
A chapinha deve ser raspada pois se for coberta de tinta não haverá o contacto elétrico necessário ao funcionamento.
Na montagem é muito importante observar a polaridade do suporte das pilhas e a posição dos diodos.
Qualquer inversão impedirá o funcionamento do circuito.
Por esse motivo será interessante usar fios de cores diferentes na interligação das estações, para facilitar sua identificação no momento da ligação.
Prova e Uso
Terminada a montagem, a verificação do funcionamento é simples: apertando M1, a lâmpada L2 deve acender. Apertando M2 é a lâmpada L1 que deve acender.
Comprovado o funcionamento é preciso antes praticar o Código Morse.
Uma piscada curta representa um ponto e uma piscada longa representa um traço.
Tenha em mãos a tabela com o Código Morse e treine antes a transmissão de símbolos isolados.
Somente depois que memorizar o código é que você deve passar a transmissão de palavras e frase.
Cuidado professores: os alunos podem memorizar muito bem esse código e usá-lo para a famosa cola! Uma batidinha curta na carteira significará ponto e uma mais longa um traço. Ponto e traço = a, resposta correta da questão a. Fiquem espertos!
B1, B2 – 4 pilhas pequenas ou médias
M1, M2 – Manipuladores – ver texto
D1, D2 – 1N4002 – diodos de silício
Diversos:
Suporte de pilhas, soquetes para as lâmpadas, 6 pontes de dois terminais com parafusos, fios, solda, etc.
Samuel Morse
Samuel Finley Breeze Morse nasceu em Charlestown, Massachussets, Estados Unidos, em 27 de abril de 1791. Não era um cientista, mas sim um artista profissional, tendo sido educado na Academia Philips de Andover e graduado em Yale em 1810. Morou na Inglaterra de 1811 a 1815. De volta aos Estados Unidos, ao participar de uma discussão sobre eletromagnetismo teve a ideia do telégrafo.
