ROTEIRO PARA IMPLEMENTAÇÃO DO DITCH LIGHT EM UM MODELO EQUIPADO COM UM DECODER SOUNDTRAXX

1. Antes de iniciarmos esse roteiro, gostaria de informar que cada Decoder tem uma estrutura especial para o seu funcionamento e temos casos que um mesmo Decoder, pode ter versões de software diferentes de um modelo anterior.
   Essas informações devem vir no guia de instalação do Decoder e internamente, no Decoder, alguns CVs informam esses dados, também. Existem CVs que informam o fabricante e a versão do software que está cololcado internamente no Decoder. 
   Verifique no site da MNRA onde essas informações estão colocadas e que códigos são usados para quais fabricantes.
   Então, ao configurarmos um Decoder, devemos obter, com o fabricante,  informações sobre a estrutura interna do Decoder e um manual de configuração dos CVs desse Decoder,
   
   Posto isso, vamos ao nosso roteiro.
   
   Escolhendo as saídas a serem usadas. Para implementarmos o “Ditch Light” precisaremos usar duas saídas de luz do decoder, pois se usarmos apenas uma saída, precisaremos ligar duas luzes na mesma saída e elas sempre acenderão juntas, impossibilitando o efeito de piscarem alternadamente. 
   Todo decoder têm, pelo menos duas saídas de luz (FX3 e FX4), independentes dos faróis dianteiros e traseiros (F0(f) e F0(r).  
   As saídas FX3 e FX4 normalmente, são comandadas pelos botões F5 e F6. 

2. 
   
3. Reconfiguração dos botões de acionamento das funções FX3 e FX4. 

2. Inicialmente precisamos definir que botão acionará a função “Ligar as Luzes” do Ditch Light e para isso, precisaremos acessar o mapa de funções do decodificador.

Mapa de configuração dos botões de função do decoder.

OBS: O trecho em destaque abaixo contém informações inexatas. Por favor, desconsiderem a informação.

A informação correta virá a seguir.

Pela figura acima podemos ver que as funções FX3 e FX4 estão associadas aos CVs 39 e 40, que podem ter valores que variam de 1 a 128 (somente valores iguais a: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128) que por sua vez, determinarão que funções eles ativarão.
Observe que o CV deve ser configurado bit a bit, não podendo ter dois bits acionados simultaneamente, pois isso deixará o CV inoperante.,
Observe, por exemplo, que se colocarmos o valor 3 ((três) - bit 0 e bit 1 acionados) nesse CV, isso será indiferente, pois esse valor não é relevante para o efeito do CV.
O valor zero (0) torna o CV inoperante.
Para as saída FX3 e FX4, os valores devem ser 2 e/ou 4, respectivamente.Vamos eleger o botão F5 para ligar o "Ditch Light", ou seja, ao apertarmos o botão F5 as luzes acendem e ao apertarmos novamente, elas apagarão. Para isso vamos colocar o valor 2 (dois), tanto no  CV 39 bem como no CV 40, para que ao apertarmos o botão F5 ambas as saídas sejam acionadas, concomitantemente.

De acordo com o mapa de configuração do decoder, mostrado acima, as saídas FX3 e FX4, podem ser configuradas para serem acionadas por todos os botões desde F0 até F6.
Exemplo: se quisermos que o botão F0 (normalmente associado aos faróis dianteiros e traseiros da locomotiva, comande as saídas FX3 e/ou FX4, devemos alterar o valor contido no seu CV associado (no caso o CV 33) para o valor 16 e/ou 32, ou a soma desses dois valores, se quisermos que ele comande as duas saídas ao mesmo tempo.

Para o nosso caso, vamos escolher o botão F5 (CV 39) para acionarmos nossos "Faróis Auxiliares". Ao pressionarmos o botão F5, acenderemos os Faróis Auxiliares, localizados no passadiço ou piloto da Locomotiva.
Pelo mapa, vemos que para a saída FX3 o valor deve ser 2 (dois) e para a saída FX4 o valor deve ser 4 (quatro).
Se quisermos que as duas saídas sejam acionada ao mesmo tempo (Saídas FX3 e FX4), devemos somar esses valores.
Observe a formatação do CV39 na figura abaixo.

Cada casa, na estrutura de um CV, aciona uma determinada função, ou saída.
Um CV é formado por um arquivo digital formado por oito bits (formando um BYTE - (1 byte=8 bits))
Os bits são contados da direita para a esquerda, numerados de 0 (zero) a sete (7) e quando um bit é acionado ele soma um valor ao byte e dependendo da casa que ocuparem, esses valores são 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, do bit 0 ao bit 7, respectivamente.
Vemos que o bit 1 (segundo bit) e o bit 2 (terceiro bit) desse CV estão designados com FX3 e FX4, respectivamente.

 
Nota do Editor
Os bits de um CV são locais digitais onde só dois valores podem ser colocados, Zero (0) e Um (1). Quando colocamos o valor Um (1) em um bit, dizemos que estamos "SETANDO" o bit. Do mesmo modo, quando colocamos o valor Zero (0), dizemos qua estamos "RESETANDO" o bit. ao "setarmos" o bit, estaremos acrescentando um valor a ele, que depende da posição desse bit na estrutura do CV. Quando "resetamos" o bit, estaremos diminuindo o valor desse bit na estrutura do CV, que também depende  posição que o bit ocupa na estrutura do CV.

Estando FX3 no bit 1, ao "setarmos" esse bit, ele soma duas (2) unidades ao valor total do CV. A saída FX4 está no bit 2 e do mesmo modo que no anterior, ao "setarmos" esse bit, ele vai somar quatro (4)  unidades ao valor total do CV.
Se "setarmos" os dois bits ao mesmo tempo, ou seja, ligarmos as duas saídas FX3 e FX4 ao mesmo tempo ao acionarmos o botão F5, o valor total para esse CV será 6 (seis unidades).

Quando todos os bits do CV estão em Zero, o CV é inoperante, então para o CV 40 usaremos o valor Zero (0) tornando-o inoperante, já que não vamos usá-lo para nenhuma função, por enquanto.

Escolhendo o Efeito "Ditch Light" para as saidas FX3 e FX4.
Até o momento, apenas selecionamos o botão F5 para acionarmos o nosso "Ditch Light". Se déssemos por terminada a configuração da nossa locomotiva, ao acionarmos o botão F5, os faróis do Ditch Light apenas acenderiam e/ou apagariam, sem nenhum efeito a mais. Precisamos agora escolher que efeito daremos a esses faróis. 
Alguns decoders mais simples têm apenas as saídas FX3 e FX4 operantes. Decoders mais modernos, além dessas, têm também as saídas FX5 e FX6 e outros ainda mais novos nos fornecem as saídas FX7 e FX8, também operantes. 
Cada decoder tem um manual de operação e configuração, isso significa que nem todos os CVs serão os mesmo em todos os decoders.
Precisamos obter o manual de configuração do decoder que estamos usando para saber em que CVs devemos mexer para configurá-los. 

Para os decoders Soundtraxx com seis saídas de função, vamos usar os CVs 49 a 54, conforme a figura ao lado.

Note que a tabela contempla decoders com seis saídas de função, mas há um asterisco informando que até a publicação dessa tabela, nem todos os seus decoders tinham essa funcionalidade e os decoders lançados a partir daí, também podem ter funcionalidades a mais, então sempre devemos ter em mãos o manual atualizado para o decoder que estivermos usando.

Efeitos especiais.
Podemos escolher um entre 24 efeitos especiais para nossos Faróis Auxiliares (a tabela lista 26 efeitos, mas dois valores (22 e 24 são reservados). Os efeitos variam desde simples ligar desligar as luzes até outros como Flash Simples ou Duplos, mas o que nos interessa é o efeito Ditch Light ( I e/ou II).
A diferença entre os dois efeitos é que enquanto o Ditch Light I permanece aceso depois da passagem pelo cruzamento da passagem de nível, o outro, Ditch Light II, apagará as luzes depois de cessado ao tempo de funcionamento do efeito. 
Para cada um há um valor a ser colocado no CV correspondente, Vamos utilizar o efeito Ditch Light I (valor 9 (nove) - pela tabela).  
Como estamos usando as saídas FX3 e FX4, temo que configurar os CVs 51 e 52, correspondentes a essas saídas.

Entendendo a configuração do CV 51 e CV 52.

Na figura acima, podemos ver a configuração do CV. Todo CV tem oito bits de comprimento, ou seja, todo CV é um arquivo digital com oito bits de comprimento. 

Arquivos digitais só aceitam os algarismos Zero e Um em suas formações, então quando dizemos que um CV tem o valor 16 (decimal) em seu interior, significa que na verdade lá está escrito o número digital 00010000, que significa o valor 16 em contagem "hexadecimal". 

Cada posição no CV, contando da direita para a esquerda (bit 0 a bit 7), quando em seu conteúdo tem o valor 1 (hexadecimal) esse valor deve ser multiplicado por 2 elevado à posição do bit, ou seja, no primeiro bit (bit 0) o valor deve ser multiplicado por 2 elevado a zero (=1), no segundo, 2 elevado a 1 (=2), no terceiro, 2 elevado a 3 (=4) e assim por diante, até o bit 7 que tem o valor de 2 elevado a 7 (=128) perfazendo os valores 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128. Quando o bit tiver o valor Zero, seu valor é Zero, porque qualquer coisa multiplicada por zero é igual a Zero.
Como temos 26 efeitos especiais, o CV usa 5 bits para configurar esse valor (cinco bits pode conter um valor que vai de 0 a 31, mas como só temos 26 efeitos (0 a 25), qualquer coisa acima de 25 para os efeitos especiais é irrelevante. 
Então, no CV, as 5 primeiras casas EF0 a EF4 conterá os números de 0 a 25 que definem os efeitos que colocaremos nos nossos faróis.
Sobram  ainda 3 casas que tem os nomes PHSE, XING e LED. Vamos ver o que cada uma significa.
PHSE - Phase Select - Significa que quando utilizado, esse bit determinará que o efeito associado a esse CV  estará invertido em relação a outro efeito cujo bit PHSE não estiver sendo utilizado. 
Exemplo: 
Tomenos os CVs 51 e 52. Se ao configurarmos esses CVs "setarmos" o PHSE do CV51 e não "setarmos" o PHSE do Cv 52. o efeito comandado pelo CV 51 estrará invertido em relação ao efeito comandado pelo CV 52. Falando de luzes, uma estará acesa, enquanto a outra estará apagada e vice-versa.
Como o PHSE corresponde ao bit 5 do CV, quando for utilizado, ele somará 32 unidades ao valor do efeito colocado no CV. Se não for utilizado, não somará nada (Zero).
XING - Grade-Crossing Logic Enable - Significa que ao acionarmos a buzina da locomotiva, os faróis auxiliares funcionarão como Ditch Lights, acionados pela buzina, piscando por um determinado tempo depois que a buzina for desligada. 
XING como usa o bit 6 do CV, quando "setado" soma 64 unidaddes ao valor escolhido para o efeito colocado no CV. Do mesmo modo, se não usado, não somará nada (Zero).
LED -  LED Compensation Mode Enable - Significa que, quando "setado", uma compensação será usada em relação ao uso de lâmpadas incandescentes na saída do efeito. Se usado, somará 128 unidades ao valor do efeito colocado no CV.

CV 57 até CV 60 - Configuração
Os CVs 57 a 60 têm influencia no funcionamento desses Efeitos Especiais. 

CV 57: Forward Direction Enable - quando configurado corretamente, permitirá que as saídas dos efeitos selecionados funcionem quando a locomotiva estiver andando na direção para frente.

CV 58: Reverse Direction Enable - quando configurado corretamente permitirá que as saídas dos efeitos selecionados funcionem no modo reverso da locomotiva.

Obs: Os CVs 57 e 58 atuam de maneira idêntica, em cada saída de efeito, independentemente uns dos outros, dependendo dos valores neles colocados.
Esses CVs controlam esses efeitos de acordo com a direção da locomotiva.
No caso do CV 57, se quisermos que eles atuem enquanto a locomotiva anda para frente, devemos "setar" os bits correspondentes às saídas que desejamos, se não, devemos "resetar" esses bits.
Para o CV 58, os bits deverão ser "setados" se quisermos que os efeitos apareçam quando a locomotiva estiver em marcha reverssa, do contrario, esses bits deverão estar "ressetados".

Como podemos ver na figura abaixo, cada bit de 0 a 5 atua em uma saída específica.

CV 59: Hyperlight Flash Rate - Permite variar o tempo entre as piscadas do efeito selecionado. Pode receber valores de 0 a 15 para mudar a razão de variação do efeito selecionado. (ver figura abaixo).
Zero -  Mais Rápido
15 -     Mais Lento

CV 60: Grade-Crossing Hold Time - Permite variar o tempo de funcionamento do efeito especial de zero a 15 segundos. Pode receber valores de 0 a 15 para mudar a razão de variação do efeito selecionado. (ver figura abaixo).
Zero - 0 segundos
15 -    15 segundos.
  

CV 61 até 64 - Configuração

O CV 61 (Brightness Register 1) e CV 62 (Brightness Register 2) permitem regular dois níveis de brilho para as saídas Liga/Desliga.

Nos dois CVs podem ser colocados valores de 0 a 255, sendo o valor Zero para 0% de brilho e o valor 255 para 100% de brilho.

CV 63 - Dimmer Level permite ajustar o valor de Dimmer que uma saída afetada pela função F7, sendo o valor Zero para 0% de brilho e o valor 255 para 10% de brilho.

CV 64 Master Brightness ajusta os níveis de brilho das saídas de iluminação definidas para Ligar/Desligar brilho 1 ou Ligar/Desligar brilho 2 dos níveis de brilho de CV 61 (regisstro de Brilho 1) e CV 62 (registro de Brilho 2, respectivamente.

Nota do editor - Confesso que não entendi muito bem a função do CV 64, mas fica a informação para quem quiser usar. 

Por enquanto é só, Amigos. 

Espero que tenham gostado e que o artigo acima possa lhes ser útil de alguma forma. 

As ideias aqui apresentadas são apenas a minha concepção de como podemos fazer uma estrutura mais realista para ser colocada na maquete.
Havendo alguma outra ideia a respeito de algum tópico, ou até mesmo erros sobre como abordei algum assunto, por favor escrevam-me diretamente (joscar.oliveira@gmail.com) ou deixem seus comentários ao final do Blog.

Saudações

J.Oscar

RAMPAS EM FERROMODELISMO - DESMISTIFICANDO O PROBLEMA

Olá Amigos!

E aqui estou, mais uma vez.

"Quem é vivo, sempre aparece". Desta vez, novamente, uma matéria para quem é mais iniciante, mas, antes de começarmos, um lembrete a todos..

A pandemia, por pior que isso seja, ainda está aí e vamos esperar que não seja por muito mais tempo e que a cada dia, o número de infectados comece a diminuir e por consequência, as mortes por causa da doença comecem também a cair. 

Enquanto isso não acontece, devemos, mais do que nunca, fazermos a nossa parte.

Quem puder, ou sempre que puder:

Fique Em Casa, junto com os seus. Só saia de casa quando for estritamente necessário. 

Use Sempre a Máscara. É incomodo, dá agonia, não podemos respirar normalmente, mas é um jeito eficaz de contribuirmos e diminuirmos a contaminação.
Se estiver resfriado, ou com algum problema respiratório, use a máscara. Faça como os Japoneses que sempre usam máscaras quando estão em aglomerações.

Use-a Máscara corretamente, tapando o nariz, a boca e as laterais do rosto. 

Higienize Suas Mãos Constantemente, lavando-as demoradamente, limpando entre os dedos e dorso da mão e até pelo menos o meio dos braços. 

Use o Álcool Gel. 

Dê Ajuda a Um Amigo, quando, e se  for possível. Ajude alguém sempre que for possível.

Tomando essas precauções, todos teremos mais saúde e um tempo que podemos usar para fazer algo que seja útil, para nós mesmos ou para a comunidade.

RAMPAS EM NOSSAS MAQUETES

Ao vermos uma maquete totalmente plana, por mais bem decorada que ela esteja, sempre vamos achar que está faltando algo.
E o que falta nessa maquete?
Uma RAMPA, uma região montanhosa, uma região em que o trem possa acessar algo  que esteja em um nível diferente do resto da maquete, uma ponte em que os nossos modelos possam passar por baixo ou por cima de uma linha e para isso, temos que construir uma rampa (ascendente ou descendente) para acessar essa altura diferente.
Então, qual o problema com isso?
Basta pegar um trilho e ligar a linha de baixo à linha de cima (ou vice-versa) e o problema está solucionado. Não, não está?
Rampas são problemáticas. Mesmo nas ferrovias reais, as Rampas são problemáticas, pois para acessá-las precisamos de mais força e mais espaço. Precisamos calcular a nossa rampa de modo a que nosso trem tenha força suficiente para ultrapassa-la. Ela não pode ser muito inclinada, precisa estar dentro de determinados parâmetros para que os trens consigam sobrepujá-las sem acidentes.
Quando a locomotiva começa a subir uma rampa, todo o peso dos vagões atrás da locomotiva, estão puxando o trem para trás, atrapalhando o esforço da locomotiva ao puxar os vagões para cima.
Como solucionamos isso? 
Tração - Colocando mais locomotivas puxando o trem. Mesmo em regiões planas os trens sempre usam mais de uma locomotiva para puxá-los e assim com mais potência na tração, podemos ter trens mais longos com muito mais vagões que aqueles puxados por apenas uma locomotiva.
Inclinação - Outro fator que influencia nas rampas é a sua inclinação. Quanto mais inclinada for uma rampa, mais dificuldade o nosso trem vai ter para subjuga-la. 
No caminho entre o Rio de Janeiro e São Paulo, temos a Serra do Mar que precisa ser ultrapassada para chegarmos ao nosso destino. Os trens da MRS partem da estação de Japerí (RJ) que está a apenas 30m acima do nível do mar e tem que chegar a Mendes (RJ) que já está a 395m de altura, ou seja, o trem tem que subir 365m para sair de Japeri e chegar a Mendes, tudo em livre aderência (as locomotivas por si só conseguem tracionar os trens).
Já em outro ponto da malha da mesma MRS, em Paranapiacaba (SP), a MRS tem que contar com as mais possantes locomotivas cremalheiras do mundo, as Stadler, para subir uma rampa de até 10% e para isso usam o sistema de Cremalheira como podemos ver no vídeo abaixo.

Em nossas maquetes, acontece a mesma coisa. Nossos modelos tem força para puxar um determinado número de vagões em superfície plana, mas se começarmos a inclinar a linha, vai chegar a um ponto que essa força não será mais suficiente para puxar o trem e os rodeiros vão começar a patinar e/ou começar a forçar os motores das nossas locomotivas até que estes superaqueçam e/ou queimem.

Como solucionar esse problema?
Fazendo rampas o menos inclinadas possível.
Os nossos "Experts" em Ferromodelismo, desde sempre, divulgam que uma rampa ideal para uma maquete deve ter 1% (um por cento) de inclinação.
O que isso significa?
Significa que a relação entre a altura alcançada e o caminho percorrido para alcançá-la é de 0,01 (1/100 >> um centésimo ou 1%).
O grande X da questão é que não se consegue passar uma locomotiva ou um trem por baixo e uma linha a 1cm de altura em relação ao plano normal da ferrovia. Precisamos de mais altura.
Uma locomotiva HO básica, tem seu teto a aproximadamente 5,5cm acima do boleto do trilho onde ela está apoiada. Devemos levar em conta também a espessura da cortiça, o dormente, do trilho e da base onde está apoiada, que pode variar entre 1cm (no meu caso) e 2,5cm segundo alguns "Experts" do Ferromodelismo nacional.
Eu, para a cortiça, para o dormente e o trilho uso cerca de 0,6cm de espessura e, como já disse antes, 1,0cm para a base de madeira que eu uso em meus projetos, que somados aos 5,5cm de altura da locomotiva, nos dá uma altura mínima de 7,1cm acima do topo do trilho de baixo até o teto da locomotiva. Até nível mais baixo do apoio do trilho de cima, devemos levar em consideração mais alguns dados. 

Devemos saber também que locomotivas mais modernas são mais altas que locomotivas mais simples e antigas. Nas locomotiva elétricas, temos que contar ainda com os pantógrafos delas que quando estendidos, elevam ainda mais a necessidade de espaço.
Nas ferroviais mais modernas de hoje, ainda têm o transporte de containers e carros de passageiros em "Double Deck", então, no frigir dos ovos, podemos partir de uma altura mínima entre 10 e 12cm (fiquemos com 10cm para facilitar a contas, mas esse valor deve ser considerado caso a caso).

CALCULANDO UMA RAMPA

Calcular uma rampa para nossa maquete é muito fácil. 

Como já escrevi anteriormente, se para atingirmos 1cm de altura precisamos andar 1m (100cm), nossa rampa terá a inclinação de 1%. Se nesses mesmos 100 cm atingirmos a altura de 2cm, nossa rampa estará com uma inclinação de 2% e assim por diante. 

O problema é que precisamos subir alturas maiores que 1, 2, 3 e/ou 4cm. 

No nosso exemplo acima, estipulamos uma altura de 10cm e se subirmos esses 10cm em apenas 1m (100cm), estaremos com uma inclinação de 10% em nossa rampa, que é um valor absurdo, então precisamos esticar nossa base para que a inclinação chegue a valores mais decentes.

Se quisermos que nossa rampa tenha os 1% de inclinação ideal, precisaremos percorrer 10m em nossa maquete para atingirmos os nossos desejados 10cm de altura. 

Em nossas maquetes, raramente temos essa distância a nossa disposição para fazermos uma rampa. Se diminuirmos essa distancia horizontal para 5m, então nossa rampa terá uma inclinação de 2% para atingirmos esses mesmos 10cm de altura

Então, conforme variamos nosso espaço para implementarmos nossa rampa, para uma mesma altura, estamos variando a inclinação de nossa rampa. Se para uma mesma distancia horizontal, variarmos a altura que queremos atingir, também estaremos variando a inclinação de nossa rampa.

No caso acima, variamos a altura de 10 para 15cm e desse modo variamos a inclinação de nossa rampa de 2 para 3% de inclinação. Se tivéssemos escolhido 12,5cm para nossa altura, mantendo a mesma distância horizontal (5m - 500cm), nossa rampa ficaria com 2,5% de inclinação.

RAMPAS EM CURVAS

Infelizmente ainda é muito raro podermos contar com 5, 10m de espaço livre em nossas maquetes para fazermos uma rampa com inclinação adequada. Sempre sobra pouco espaço para acessarmos um nível superior em em nossas maquetes. 

Uma solução é usarmos o espaço de uma curva para fazermos a nossa rampa ou fazermos nossa rampa em curva.
Digamos que em um canto da maquete, vamos fazer uma curva de 180° com 60cm de raio.
Qual o espaço que o nosso trem percorrerá para contornar essa curva?

CALCULANDO O COMPRIMENTO DE UMA CURVA

Existem três unidades que podemos usar para medirmos o tamanho de uma curva ou circulo.

GRADOS, RADIANOS E GRAUS

Um circulo completo tem 400 Grados. Essa é uma unidade que não nos serve, pois muito dificilmente alguém já terá ouvido falar nela, a não ser nas salas de aulas do segundo grau e mesmo assim sem tê-la usado plenamente. As demais, Radianos e Graus, são importantes para o nosso problema e comumente usadas. GRAUS E RADIANOS - RELAÇÕES ENTRE ELES

Um círculo completo tem 360° ou 2PI radianos. 2PI Radianos = 360°

PI é a relação entre o comprimento de uma circunferência e o seu diâmetro (D=2xR - diâmetro (D) é igual a duas vezes o raio (R)), ou seja, se medirmos o comprimento de um círculo e dividirmos pelo seu diâmetro, acharemos aproximadamente 3,14 que é o valor aproximado de PI (3,141592653...). PI é um número irracional, suas casas decimais não têm fim, então para efeitos de cálculo usamos a aproximação de 3,14 ou 3,1416.

Para um circulo completo (360°) dizemos que ele tem 2PI radianos.

Frações de Círculos - Para meio círculo (180°) temos que ele mede PI radianos. Um quarto de círculo (90°) = PI/2 e para tres quartos de círculo (270°) = 3PI/2 Radianos. Para calcularmos qualquer ângulo de uma curva, que não sejam esses mostrados acima, basta fazer uma regra de três, da seguinte forma: 360° está para 2PI, assim como o ângulo que desejamos está para X, ou seja, se quisermos determinar o valor de uma curva em Radianos, para uma curva de 30°, teremos:

360° > 2PI

30° > X

360 x X = 2PI x 30 >>> 360X=60PI >>> X=60PI / 360 >>> X=PI/6 >>> X=3,14/6 >>> X=0,5233 Radianos

Ser multiplicarmos esse valor pelo raio da curva de 30° que precisamos, teremos então o comprimento de uma curva de 30° para o raio que determinamos.

Se esse raio for 36cm nossa curva terá 0,5233x36=18,84cm (trilho #4188 da Frateschi).

Se usarmos o trilho #4129, teremos: 0,5233x41,8=21,87cm e assim por diante, achando o valor da curva (em radianos) multiplicado pelo raio da curva que queremos em centímetros (cm).

Imaginemos um tablado em que em um dos lados colocamos uma curva de 180° de abertura, com um raio de 60cm. 

Qual o comprimento dessa curva? 

Quanto o nosso trem vai andar entre a entrada e a saída da curva?

Pelo cálculo ao lado, podemos ver que esse valor é 188,4cm. 

Esse valor é suficiente para alcançarmos 10cm de altura quando chegarmos na parte reta da linha? 

Vamos calcular.

Vamos supor que nosso desejo é chegar a 10cm de altura, então vamos dividir esse valor (10cm) pelo comprimento da curva (188,4cm), o que nos dá uma inclinação de 5,3% (10cm / 188,4 = 0,053 ou 5,3%. 

É um valor desejável? Não, mas muitos podem desejar sacrificar o realismo de uma rampa, pela possibilidade de poder colocá-la em um espaço de 60/65cm no canto de sua maquete. 

Se começarmos nossa rampa 1m antes do início da curva, podemos chegar a uma inclinação de 10cm / 288,4cm (188,4cm da curva + 1m antes da curva) = 3,4%.
Já começa a ficar interessante, não?

E assim vamos jogando com as nossas possibilidades e tentando chegar a um valor que seja bom para o nosso realismo e para o bem de nossas locomotivas, que vão fazer a subida das rampas, com suavidade. 

Outro assunto importante a ser discutido é como começar ou terminar uma rampa. Depois de calculado o valor ideal para a nossa rampa, chega a hora de nos preocuparmos em como fazer a transição entre a linha plana na entrada e/ou na saída da rampa.

Nunca faça uma transição direta entre a linha reta e a linha inclinada da rampa, nem na entrada quanto na saída da rampa. O que vai acontece é que a frente da locomotiva vai arrastar no trilho no início da subida e no final, o tanque de combustível vai arrastar também.

Sempre comece a rampa de maneira suave, sempre um pouco antes do início da rampa propriamente dito, o mesmo acontecendo no final da subida, quando devemos prolongar um pouco a rampa, variando sua inclinação, gradativamente, até alcançar a parte plana com suavidade.

Por enquanto é só, Amigos. 

Espero que tenham gostado e que o artigo acima possa lhes ser útil de alguma forma. 

As ideias aqui apresentadas são apenas a minha concepção de como podemos fazer uma estrutura mais realista para ser colocada na maquete.
Havendo alguma outra ideia a respeito de algum tópico, ou até mesmo erros sobre como abordei algum assunto, por favor escrevam-me diretamente (j.oscar.oliveira@gmail.com) ou deixem seus comentários ao final do Blog.

Saudações

J.Oscar

PARA INICIANTES - UM POUQUINHO DE ELETRÔNICA/ELETRICIDADE BÁSICA - PARTE 02

 Olá Amigos!

E aqui estou, mais uma vez.

"Quem é vivo, sempre aparece". Desta vez, novamente, uma matéria para quem é mais iniciante, mas, antes de começarmos, um lembrete a todos..

A pandemia, por pior que isso seja, ainda está aí e vamos esperar que não seja por muito mais tempo e que a cada dia, o número de infectados comece a diminuir e por consequência, as mortes por causa da doença comecem também a cair. 

Enquanto isso não acontece, devemos, mais do que nunca, fazermos a nossa parte.

Quem puder, ou sempre que puder:

Fique Em Casa, junto com os seus. Só saia de casa quando for estritamente necessário. 

Use Sempre a Máscara. É incomodo, dá agonia, não podemos respirar normalmente, mas é um jeito eficaz de contribuirmos e diminuirmos a contaminação.

Use-a Máscara corretamente, tapando o nariz, a boca e as laterais do rosto. 

Higienize Suas Mãos Constantemente, lavando-as demoradamente, limpando entre os dedos e dorso da mão e até pelo menos o meio dos braços. 

Use o Álcool Gel. 

Dê Ajuda a Um Amigo, quando, e se  for possível. Ajude alguém sempre que for possível.

Tomando essas precauções, todos teremos mais saúde e um tempo que podemos usar para fazer algo que seja útil, para nós mesmos ou para a comunidade.

Dado esse recado, vamos ao nosso artigo de hoje.

No artigo anterior falamos sobre os componentes eletro/eletrônicos do tipo Passivos e Reativos, que são respectivamente, os Resistores, Capacitores e Indutores.

No artigo de hoje, vamos ver algumas noções sobre os componentes ditos Ativos, que correspondem aos semicondutores: Diodos e Transistores.

Vamos voltar um pouco e falar sobre o conceito de componentes Passivos e Ativos.

Porque um Resistor, é dito Passivo? Eles são Passivos por que não mudam a natureza da corrente que passa pelo circuito. 

Já os Capacitores e os Indutores são Reativos por que eles mudam a relação entre a Tensão e a Corrente Elétrica que passam por eles.
Uma corrente AC/DC passando por um Resistor, continuará sendo AC/DC, não importando o valor do resistor, ou da potência que ele suporta.  
Com os Indutores e os Capacitores, o mesmo não acontece, se bem que, em se tratando de correntes e tensões AC, o comportamento dos Indutores e dos Capacitores é um pouco diferente em relação as tensões DC.

Já em relação aos componentes Ativos, isso não acontece, pois eles mudam radicalmente a natureza dessas correntes, mudando radicalmente suas formas e valores. 

Vamos voltar ao tempo em que tudo começou.

VÁVULAS ELETRÔNICAS

Nos primórdios da Eletro/Eletrônica tínhamos as Válvulas Eletrônicas que eram tubos de vidro "cheios" de vácuo, onde em seu interior, haviam placas metálicas e filamentos que desempenhavam algumas funções elétricas. Essas placas internas eram conectadas a pinos em sua base que eram ligados a circuitos projetados para desempenhar as funções desejadas.

A função mais básica de uma válvula eletrônica era o Diodo cujos símbolos podemos ver ao lado. 
Na maioria dessas válvulas era necessário um elemento de aquecimento para seu funcionamento. Esse filamento, quando aquecido sob uma placa

metálica denominada Catodo, fazia com que essa placa emitisse elétrons, que eram direcionados para uma outra placa metálica denominada Anodo. 

Em uma versão mais moderna dessas válvulas, o próprio filamento servia como Catodo e essas eram chamadas de Válvulas com Aquecimento Direto. 
Para que esses elétrons saíssem do Catodo e se dirigissem ao Anodo, era necessário criar um campo elétrico de grandes proporções dentro da válvula e para isso, era necessário que a diferença de potencial (Tensão) entre o catodo e o anodo fosse muito grande (ver foto ao lado), de cerca de 250V ou mais.
Para isso, precisávamos de transformadores de tensão (Indutores) que elevassem a tensão dos 110VAC (normais) para a ordem necessária ao objetivo do circuito.
Dependendo da potência que pudesse ser solicitada desse circuito, isso podia chegar a 400V ou mais.
Um tubo de televisão antigo, ou de nossos monitores de computador antigos (que nada mais são do que válvulas eletrônicas gigantes), isso chegava a ser na ordem de 24.000 a 30.000Volts (perguntem aos mais idosos o que era o Fly Back) das televisões antigas). 

Observem no esquema acima, que o transformador tem vários enrolamentos com valores de tensão diferentes. 250V para os anodos, 5V para o catodo direto e um enrolamento de 6,3V que servia como fonte de alimentação para os filamentos das válvulas que não tinham catodo direto, como podemos ver na parte superior do mesmo desenho.
Em um Diodo (na verdade, em todas as válvulas eletrônicas), a corrente só pode circular de um polo Negativo (Catodo - onde são gerados os elétrons) para um polo Positivo (Anodo) e a tensão AC do transformador ligado aos anodos do diodo (diodo duplo) só consegue formar corrente por dentro da válvula, quando o terminal Anodo, em cujo enrolamento está a fase positiva da tensão AC. Em cada ciclo positivo da tensão AC, apenas um anodo funciona a cada instante (o circuito é fechado pelo terminal central do transformador, denominado Ponto de Terra (Terra - Massa - Comum, etc.) do circuito, que também pode ser visto ligado ao terminal negativo do capacitor na saída do circuito).
O circuito que essa fonte alimenta, chamado de Carga, está ligado entre o ponto chamado Saída e ao ponto Terra do Circuito.
Em um diodo, só existe dois modos de variarmos a corrente  que passa pela válvula.
Primeiro seria aumentando-se a diferença de potencial entre o Catodo e o Anodo (quanto mais tensão, mais corrente) e o segundo modo seria variando-se a carga sobre a fonte de alimentação (quanto menos carga restiva, mais corrente). 

Mas, o ser humano é um "bicho" que pensa e pesando descobre as coisas que se aplicam e resolvem as  suas necessidades.
O pensamento foi o seguinte: Quando eu aumento a tensão dentro da válvula eu aumento o campo elétrico entre os terminais dela, certo?
E se eu criasse um outro campo elétrico dentro da válvula que se somasse ou se diminuísse ao campo elétrico original criado pela tensão entre o anodo e o catodo? 

Foi o que fizeram. Esse novo eletrodo foi denominado Grade de Controle, criando-se assim as válvulas chamadas de Triodo. Com o tempo foram-se criando novos eletrodos e as denominações Tetrodo, Pentodo e com o aumento das tecnologias e necessidades, foram-se criando válvulas dentro de válvulas e o

número de componentes dentro das válvulas  e o número de terminais das válvulas, havendo uma válvula chamada Heptodo (com sete elementos internos), usada antigamente em aparelhos receptores de rádio.
A adição da Grade de Controle e posteriormente as outras grades nas válvulas permitiu que se pudesse melhor controlar a corrente que passava dentro da válvula e isso foi gerando aplicações e circuitos variados que possibilitaram tudo que temos hoje em dia em termos de eletrônica. 
Podia-se fazer qualquer coisa com as válvulas eletrônicas. Até mesmo  computadores.
O Eniac, foi um computador desenvolvido para o exército americano e contava com setenta mil resistores e dezoito mil válvulas eletrônicas. Seu consumo era de 200kWatts (200mil Watts).

Uma aplicação interessante das válvulas eletrônicas antigas, era uma válvula denominada Olho Mágico (precursor do LED - ver ao lado), que era usada para ajudar a sintonizar mais precisamente os aparelhos de rádios de antigamente. No topo da válvula havia um dispositivo iluminado fluorescente que variava de forma e brilho, de acordo com o nível de sinal que o rádio recebia. Quando estávamos exatamente sobre a frequência que desejássemos sintonizar, a área e o brilho na válvula era máximo, diminuindo conforme nos afastávamos do ponto ideal do sintonizador.

No início da era da Informática, os displays alfa numéricos dos primeiros computadores e calculadoras, eram feitos com válvulas eletrônicas, também.
Mas apesar delas terem melhorado seus desempenhos e tamanhos, chegando até a serem bastante miniaturizadas, o grande problema das válvulas continuou sendo seu tamanho e consumo de corrente, pois precisavam ser esquentadas para que funcionassem a contento. 

OS SEMICONDUTORES

Com o tempo, apareceram os semicondutores. Precisavam substituir as válvulas por dispositivos menores e mais eficientes e inicialmente tivemos os Selênio. 

Se abrirmos um controlador para Ferromodelismo bem antigo, podemos encontrar dentro dele, um dispositivo parecido como os mostrados na figura abaixo.

Eram os chamados Diodos de Selénio. Ainda eram grandes e volumosos, mas já não precisavam de um filamento aquecedor para funcionarem como as válvulas retificadoras. 
Entre cada placa, havia um dispositivo formado por um semicondutor chamado Selênio que funcionava como um diodo e tinha uma tensão reversa de 20V.
Para tensões maiores, era necessário associar-se um número maior de placas até que eles pudessem suportar a tensão reversa aplicada no circuito. 
TENSÃO REVERSA - Quando um diodo é colocado em um retificador, ele funciona deixando passar corrente apenas no sentido em que ele está polarizado diretamente. 

A tensão AC inverte sua polaridade a cada um sessenta avos de segundo(1/60s) e nesse momento, o diodo fica polarizado inversamente e tem que suportar a tensão de pico da onda AC reversa. Se esse pico reverso de tensão for maior que a tensão reversa especificada para o diodo, ele entrará em curto ou queimará, sendo danificado irremediavelmente. 

GERMÂNIO/SILÍCIO - No início, o semicondutor usado para a fabricação dos diodos semicondutores modernos era o Germânio e com o tempo vieram os diodos de Silício.

Para a construção de um diodo, é preciso haver dois tipos de cristais semicondutores, seja ele de Silício, seja de Germânio. 

Um desses tipos é chamado de Tipo P e o outro é chamado de Tipo N. 

O diodo é basicamente formado quando uma junção desses dois cristais é, aparecendo o que chamamos de Junção PN. 

A JUNÇÃO PN - Dois cristais de Silício ou de Germânio, sendo um do Tipo P e outro do Tipo N, são colocados juntos para formar o diodo. Nessa junção PN forma-se uma barreira de potencial de 0,3V, no caso do Germânio e de 0,6V, no caso do Silício. Enquanto a tensão entre os terminais do diodo não ultrapassar essa barreira de tensão, ele se comporta como um circuito aberto (resistência Infinita, ou muito alta), mas no instante que isso acontece, ele passa a se comportar como um curto circuito (resistência Zero ou muito próxima de zero). 
Essa junção só vai conduzir corrente se estiver com o polo positivo da tensão ligado ao cristal P e o polo negativo ao cristal N. No sentido inverso, ela não conduz até que seja alcançada a chamada Tensão de Pico Reversa e quando isso ocorrer, o diodo será danificado, irremediavelmente.

Os Diodos podem queimar, ou serem danificados por dois motivos: No sentido direto, por excesso de corrente e no sentido inverso, por excesso de tensão. 
Depois que a barreira de tensão é alcançada, A corrente no diodo está livre para ir ao infinito, se não houver uma carga resistiva suficiente, que possa limitar a corrente que passa pelo circuito a valores compatíveis com a capacidade especificada para o diodo. 
Como exemplo, os diodos da família 1N400X podem variar de 50V (1N4001) a 1000V (1N4007), mas todos eles suportam apenas 1A (um Ampere) de corrente direta. 
Os diodos da família MR50X podem variar de 50V (MR500) a 1000V (MR510), e todos são especificados para uma corrente máxima de 3A (3 Ampere).

Existem vários outros tipos de diodos, sem necessariamente serem dedicados a retificação de correntes. Todos eles são retificadores mas sua função principal não é a retificação. 

Diodo Zener - é um diodo que funciona como estabilizador de tensão em uma fonte de alimentação. Um diodo Zener quando colocado em uma fonte de alimentação e polarizado dentro de suas características, manterá a tensão de saída dessa fonte estabilizada dentro de um valor que faz parte de suas especificações. Há diodos Zener para várias tensões. 1N4733 (5,1V - 1W) - 1N4729A (6,8V 1W), etc.
SCR - Silicon Controlled Rectfier - Retificador Controlado de Silício - É um tipo de diodo retificador que tem uma espécie de "gatilho" (chamado Gate ou Porta) que determina quando ele vai começar a retificar. Uma corrente em seu Gate, diz ao diodo quando ele deve começar a retificação. Como é um diodo, ele também elimina um ciclo da onda senoidal de tensões AC, mas como ele pode ser comandado quando vai começar a retificar, ele pode controlar o valor da tensão saída da fonte de acordo com o circuito de controle que aciona o Gate.
Um Dimmer, desses usados para controlar a velocidade de ventiladores e aparelhos de aquecimento, nada mais é que uma fonte de alimentação controlada por um potenciômetro que, controlando a ação de um SCR interno, determina o valor final da tensão na saída. 
Diodo Schottky e Diodo Túnel - São diodos ultra rápidos. Os diodos de silício só funcionam como retificadores a partir de 0,7V. Em algumas aplicações, esses valores atrapalham e usa-se esses tipos de diodos, quando precisa-se que essa tensão seja mais baixa.
Varicap - É um tipo de diodo que varia sua capacitância interna de acordo com a tensão aplicada a ele, usado em sintonizadores eletrônicos de televisão

Fotodiodo - Como o nome já diz, é um diodo controlado por luz. Se não for exposto a luz, ele funciona como um circuito aberto. Exposto a luz funciona como um diodo.
Quer saber quando um trem, em sua maquete passa por determinado ponto? Use um Fotodiodo para descobrir. Circuitos Detectores de Ocupação das linhas, podem ser implementados a partir dessa característica de um diodo.

LED - Light Emitting Diode - Diodo Emissor de Luz - Quando construíram a junção PN, observaram que além de funcionar como diodo, ela também era sensível a luz, nascendo de imediato os Fotodiodos, mas observaram também que eles podiam emitir luz e essa luz não era igual à de um filamento de uma lâmpada, mas ela vinha diretamente dos elétrons que ao mudar de nível entre suas órbitas, junto aos átomos do cristal de silício, emitiam luz em comprimentos de ondas muitos específicos. 
Existem LEDs que emitem luz no comprimento de onda da luz Vermelha, da Verde, LEDs que emitem luzes invisíveis aos nossos olhos, como o Infra Vermelho a Ultra Violeta e até mesmo o Laser. Não é a cor do invólucro do LED que determina a cor de lua luz. A cor do LED é determinada pelo comprimento de onda que seus elétrons emitem ao saltar nas órbitas de seus átomos, tanto que temos LEDs de invólucros incolores que emitem luzes coloridas.
No início, não se conseguia o LED Azul, mas com o avanço tecnológico, hoje temos LEDs Azuis e Brancos. 
De pequenos pontos coloridos, usados antigamente como pontos de sinalização, os LEDs hoje em dia já são usados como faróis de carros e na iluminação pública de ruas e em nossas casas com lâmpadas de baixo consumo, alta durabilidade e grande eficiência. 

Para completar este artigo, vamos falar agora de um outro componente semicondutor que é muito usado em nossos projetos, Os Transistores.

TRANSISTORES - Os transistores são componentes semicondutores formados, basicamente, por três cristais semicondutores, formando duas junções PN. 

Podemos ter transistores do Tipo PNP e transistores do Tipo NPN, de acordo como for formado o empilhamento dos cristais semicondutores N e P.

Ambos funcionam do mesmo jeito, o que muda é a maneira de

polarizá-los eletricamente. 

Os transistores têm três terminais denominados Coletor (C), Base (B) e Emissor (E).
Do mesmo jeito que a Válvula Eletrônica Triodo, uma pequena corrente injetada entre sua Base e Emissor (Ib), controla uma corrente de valor muito maior que circula entre seu Coletor e Emissor (Ic).
A relação entre a corrente de base (base/emissor - Ib) e a corrente entre coletor/emissor (Ic) é denominada Ganho do Transistor (hfe) e é uma característica intrínseca do transistor. 

O Transistor Bipolar funciona como um amplificador de corrente.
Uma pequena corrente na base (Ib) faz circular uma corrente bem maior entre Coletor e Emissor (Ic). 

Em um Transistor de silício, a tensão entre Base/Emissor é sempre 0,6V, (isso é intrínseco da junção PN) pois entre esses dois terminais, temos uma junção PN (ou NP se o transistor for PNP, mas sempre será uma junção PN ou 0,6V).
No desenho acima, a tensão Vb diminuída da tensão da junção Base/Emissor e dividida pela resistência RB nos dá a corrente Ib (Vb=VRb+Vbe).
Quando o transistor estiver na região de funcionamento normal (Condução), a corrente Ic, pode ser calculada da seguinte forma: Vcc diminuída da tensão Vce (tensão entre Coletor/Emissor), dividida pela resistência Rc.
Se aumentarmos Vb, aumentamos Ib e assim aumentamos Ic (Ic=Ib multiplicado por hfe), por conseguinte, diminuímos Vce, por que aumentamos a tensão em Rc (VRc=Ic multiplicado por Rc).
Se diminuirmos Vb, diminuímos Ib e do mesmo jeito, diminuímos Ic e assim aumentamos Vce, pois a tensão em Rc diminuirá (VRc=Ic multiplicado por Rc -> V=RxI (Lei de Ohm)).
Se Vb for igual a Zero, então Ib será igual a Zero e a corrente Ic também será Igual a Zero, então temos que VRc será igual a Zero multiplicado por Rc, então concluímos que Vce será igual a Vcc. Nessa situação dizemos que o Transistor está em uma Região de Corte. 
No extremo oposto, quando Vb for alto o suficiente para que Ic multiplicado por Rc provoque em Rc uma queda de tensão igual a Vcc (Ic multiplicado por Rc for igual ao valor de Vcc), dizemos que o Transistor está na Região de Saturação e nesse caso VRc=Vcc e Vce=0 (Zero).

Na Região de Corte (Ic=0 - Vce=Vcc) o transistor não estará conduzindo corrente e podemos dizer que o transistor funciona como uma Chave Aberta (circuito Aberto). 
Na Região de Saturação (Ic=Máximo - Vce=0 (Zero)) podemos dizer que o Transistor estará funcionando como uma Chave Fechada (circuito Fechado). 
Essas duas situações são altamente importantes pois desses dois estados é que são feitos os Circuitos Digitais, que sempre trabalham com apenas essas duas situações (Aberto/Fechado - Verdadeiro/Falso - Zero/Um). 
Podemos usar um Transistor como Chave Eletrônica para qualquer aplicação que desejarmos, fazendo com que eles sempre trabalhem nessas duas situações. 

No esquema acima e ao lado podemos ver uma aplicação para essa situação.
Na entrada denominada Digital Port, podemos ter uma chave ligada a uma fonte de alimentação qualquer, ou um circuito (digital ou analógico) que gere tensão suficiente para Saturar ou Cortar o Transistor T1, fazendo com a que a Carga ligada entre os pontos 1 e 2 do circuito, ligados ao coletor do Transistor T1, seja acionada ou desligada.
Essa carga pode ser uma Lâmpada, um LED, um Relé ou até mesmo um outro Circuito Eletrônico ou Elétrico, conforme nossas necessidades. 

O diodo D1, ligado em paralelo com a carga, (polarizado inversamente (veja que seu Catodo está ligado ao positivo da alimentação)), serve para supressão de picos de tensão espúrios se a carga entre os terminais 1 e 2 for indutiva (relés, bobinas, etc).

No circuito esquemático mostrado acima, podemos ver a aplicação prática de alguns dos componentes eletrônicos descritos até aqui nesses nossos artigos.

O circuito representa uma fonte de alimentação DC de Tensão Fixa e Regulada. A tomada de uma casa, por exemplo, fornece energia ao transformador T1 (Indutor). O transformador T1 tem dois enrolamentos (chamados de primário (ligado á tomada) e secundário (ligado ao circuito). A corrente elétrica AC, passando pelo enrolamento primário, gera um campo magnético que induz no secundário uma tensão elétrica que pode ser maior ou menor que no primário (depende da relação entre o número de espiras (voltas do fio) no primário e no secundário). O secundário desse transformador tem dois enrolamentos unidos pelo ponto central, denominado Center Tape. A onda de tensão é defasada entre os enrolamentos. Enquanto uma está no pico positivo da onda (Detalhe 01) a outra está no pico negativo (Detalhe 02) e desse modo, os diodos D1 e D2 funcionam alternadamente, pois enquanto um está polarizado diretamente (positivo no Anodo) o outro está polarizado inversamente (negativo no Anodo). 
Depois de passar pelos diodos D1 e D2, a forma de onda ficaria conforme aparece no Detalhe 03, se não houvesse a influência do capacitor C1 (Detalhe 04). 
O capacitor C1, se carrega com o valor de pico da tensão pulsante observada no Detalhe 03, mas, por seu valor bastante alto (1000 microFarad), demorará um pouco a se descarregar para o resto do circuito, mantendo a tensão em um nível perto do valor de pico, até que a onda DC pulsante atinja novamente a tensão no capacitor. Isso torna a tensão na saída do circuito retificador mais estável e linear. 

O circuito formado pelos resistor R1 e LED1 serve para sinalizar que a fonte tem tensão e está funcionando. O resistor R1 limita a corrente no LED1 a um valor compatível com a características do LED1

A partir do resistor R2, temos o que chamamos de Circuito Regulador de Tensão. O circuito formado pelo resistor R2, capacitor C2 e o diodo Zener Z1, mantem uma tensão fixa polarizando a base do Transistor Q1 (BD135 - NPN - 45V -1,5A ). 
A junção Base/Emissor do transistor Q1, forma uma junção PN (0,6V), que somada a tensão de trabalho do diodo Zener Z1 nos dá a tensão de saída fixa da Fonte de Alimentação Regulada, mostrada no esquema.
A tensão de saída é fixa pois o Zener sempre mantem uma tensão fixa entre seus terminais, não importando a corrente solicitada pelo circuito, desde que esteja dentro de suas características de funcionamento (note que o diodo Zener é polarizado inversamente para que funcione adequadamente. Se polarizado diretamente, ele funcionará como um diodo comum).
Este circuito é bem parecido com a fonte do controlador de tensão da Frateschi, que é uma Fonte de Tensão Regulada Variável, mudando apenas a polarização na base do transistor Q1, que é formada por um circuito que, através de um potenciômetro, varia a tensão aplicada na base do  transistor. 
Os capacitores C2 e C3, funcionam como filtro de tensão, ajudando ainda mais manter a tensão de saída fixa e estável.

Na figura ao lado, podemos ver as várias aparências nas quais um transistor pode nos ser apresentado. 
Atualmente a mais encontrada é a TO92, muito usada em transistores de baixa potência. A posição dos pinos Coletor, Base e Emissor varia de invólucro para invólucro. Convém consultar um manual para saber exatamente como cada um se apresenta.
Também muito conhecido é o formato TO220, usado nos controladores de velocidade da Frateschi. Nesse tipo de invólucro, existe uma aba metálica por onde o transistor pode ser fixado a algum lugar. Essa aba é sempre ligada ao coletor do transistor e temos que tomar cuidado onde ela deve ser ligada para que não haja um curto circuito e possível dano ao transistor. 

Sempre que um transistor apresentar esse ponto de fixação ele estará ligado ao coletor e isto também serve como dissipador de potência. 

Um outro formato curioso é o TO3 que parece um chapéu e aparentemente  tem apenas dois terminais. Esses dois terminais são o Emissor e a Base do Transistor de potência elevada. O Coletor é a parte metálica do invólucro do Transistor que também serve para melhor dissipar o calor gerado em seu funcionamento. Normalmente este formato é usado com dissipadores de calor e sua montagem deve ser isolada da sua base de montagem por camadas de isolantes elétricos (normalmente uma folha de mica) e pasta térmica para melhorar a condução térmica entre o transistor e sua base de montagem.

Falamos até o momento de Transistores Bipolares (PNP e NPN). 

Existem porém outros tipos de Transistores, como os Transistores de Unijunção (símbolo e diagrama de construção ao lado). 

Nos transistores de Unijunção os terminais são chamados de Emissor (E), Base 1 (B1) e Base 2 (B2).

Temos também os Field Efcect Transistores (FET - Transistor de Efeito de Campo) e os Metal Oxide Field Efect Transistores (MOSFET - Metal Oxido FET). 

Nos FETs e MOSFETs, os terminais são chamados de Gate (Porta), Drain (Dreno) e Source (Fonte).

Depois da invenção dos Transistores e seu desenvolvimento, um leque enorme de outros dispositivos semicondutores foram desenvolvidos. 

Os Amplificadores Operacionais (OP AMP), que são circuitos a base de transistores, integrados em um único invólucro, que realizam funções basicamente analógicas, como amplificadores de sinal e de controle  para circuitos analógicos. 
Temos também os Circuitos Integrados com funções

digitais (CI), os Micro Processadores e tudo mais que hoje domina o campo da eletrônica, misturando tecnologias e a cada segundo que passa, aumentando sua complexidade e funcionalidades.

Por enquanto é só, Amigos. 

Espero que tenham gostado e que o artigo acima possa lhes ser útil de alguma forma. 

As ideias aqui apresentadas são apenas a minha concepção de como podemos fazer uma estrutura mais realista para ser colocada na maquete.
Havendo alguma outra ideia a respeito de algum tópico, ou até mesmo erros sobre como abordei algum assunto, por favor escrevam-me diretamente (j.oscar03@terra.com.br) ou deixem seus comentários ao final do Blog.

Saudações

J.Oscar