Fonaments de la Comunicació i Sistemes de Control: Ones Electromagnètiques i Tecnologia
Què és la Informació i la Comunicació?
Podem definir la informació com el procés d’obtenció o d’elaboració de dades que proporcionen coneixement. La comunicació pot ser unidireccional o bidireccional.
Tipus de Comunicació
- Comunicació unidireccional: Lectura d’un text, audició de ràdio.
- Comunicació bidireccional: Conversa telefònica o a través d’un xat.
Elements del Procés Comunicatiu
En el procés comunicatiu intervenen cinc elements clau:
- Emissor: Qui envia el missatge.
- Receptor: Qui rep el missatge.
- Codi: El sistema de signes i regles utilitzat per crear el missatge (idioma, senyals, etc.).
- Canal: El mitjà físic a través del qual es transmet el missatge (aire, cable, ones, etc.).
- Missatge: La informació que es vol transmetre.
La comunicació és el procés de transmissió d’informació entre un emissor i un receptor, que poden actuar amb reciprocitat combinant ambdues funcions.
Evolució de les Telecomunicacions
El Telègraf: Com Funcionava?
El telègraf funcionava per mitjà d’ones electromagnètiques amb un sistema d’obertura i tancament d’un circuit elèctric. Utilitzava dos símbols, punt i ratlla, que es diferenciaven simplement pel temps de tancament del circuit.
El Telèfon
Alexander Graham Bell va inventar el telèfon l’any 1876.
La Telefonia Mòbil
La telefonia mòbil va aparèixer l’any 1989 als Estats Units.
El Fax
El fax, introduït el 1972, permetia transmetre o enviar qualsevol tipus de document per via telefònica.
Ones Electromagnètiques: El Canal Sense Fil
Què són les Ones Electromagnètiques?
Les ones electromagnètiques són vibracions o oscil·lacions periòdiques (que es van repetint) que tenen un component elèctric i un altre magnètic.
Són l’element portador d’informació: sonora en el cas de la ràdio, i d’imatges i so en el cas de la televisió. Són el canal a través del qual podem transmetre informació sense connexió amb cable.
Unitats de Mesura de Freqüència
La unitat de mesura del Sistema Internacional (SI) per a la freqüència és el Hertz (Hz). L’amplitud de les ones és important, ja que ens indica el valor màxim de la vibració o oscil·lació.
Múltiples del Hertz:
- El quilohertz (kHz) equival a 1.000 Hz.
- El megahertz (MHz) equival a 1.000.000 Hz.
- El gigahertz (GHz) equival a 1.000.000.000 Hz.
Sistemes de Control i Automatització
Dispositius de Sortida
Els dispositius de sortida són elements que executen accions o mostren informació.
Tipus de Dispositius de Sortida:
- Actuadors: Poden ser de diferents tecnologies, com els motors elèctrics o els electroimants.
- Presentadors o Visualitzadors: Donen informació de l’estat d’alguna part del procés o de l’automatisme de manera que poden ser llegits per codi cromàtic.
- Indicadors Acústics: Poden ser des de petits brunzidors fins a sirenes potents.
Procés d'Emissió i Recepció de Ràdio
Emissió de Ràdio
El centre emissor genera la informació sonora a través de les ones electromagnètiques. Consta de dues etapes principals:
- El micròfon converteix el so en un senyal elèctric de baixa freqüència, que arriba al modulador.
- El modulador rep dos senyals d'entrada (d'àudiofreqüència i el senyal de l'oscil·lador o generador de l'ona de radiofreqüència o portadora). L'ona portadora és electromagnètica i és l'encarregada de propagar-se a l'espai. El modulador modifica l'ona portadora amb el senyal d'àudio.
- L'ona resultant va a un amplificador d'alta freqüència connectat amb l'antena emissora, que propaga l'ona electromagnètica.
Tipus de Modulació:
- Modulació d'Amplitud (AM)
- Modulació de Freqüència (FM)
Recepció de Ràdio
Les ones modulades són emeses per l'antena i es propaguen. Per poder escoltar en un punt distant la informació que ha modulat l'emissora, cal disposar d'un element receptor.
- El receptor rep el senyal a través de l'antena.
- Com que hi ha molts senyals electrònics, el receptor disposa d'una etapa de sintonització.
- Una vegada el circuit de sintonia està adaptat a la mateixa freqüència, el senyal elèctric detectat s'encamina cap al detector.
- El detector separa el senyal elèctric del so de l'ona portadora.
- Com que el senyal d'àudio és molt feble, cal amplificar-ne la potència per ser enviat a l'altaveu o als auriculars.
Components Clau dels Sistemes Automàtics
- Consigna: És el valor de freqüència que es desitja obtenir com a resultat de l’acció del sistema automàtic (per exemple, la temperatura de programació d'una calefacció).
- Controlador: Determina i executa el control del procés per al qual està preparat. Disposa dels algorismes de control (conjunt de passos previstos que contenen el conjunt d’accions sobre els actuadors per controlar el procés segons la informació proporcionada pels sensors).
- Actuador: És l’element final que fa una acció sobre el procés. Aquest element final pot provocar accions com increments de temperatura o canvis de moviment.
- Sensors: Prenen dades de la situació del procés o de les variables de sortida i les transmeten al controlador.