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Um pouco mais do projeto

O sistema de transmissão do Farol de NIKO opera a partir de uma estrutura com 30 metros de altura, utilizando uma antena omindirecional apontada para a região da Serra de São Pedro, um dos principais marcos geográficos do interior paulista.

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O feixe principal é direcionado para o Noroeste (NW), seguindo um azimute de 324º, medido a partir do Norte geográfico no sentido horário. Essa orientação aponta diretamente para a região central da Serra de São Pedro.

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​​Trajeto do Sinal

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📍 Saltinho/SP  passa pela cidade de Piracicaba

➔  Antena Yagi Direcional 13 dBi (+2°)

➔ Corredor Atmosférico Regional

➔  Serra de São Pedro/SP

➔  Destino Experimental

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 Frequência de Operação​

923 MHz - (Faixa ISM destinada a aplicações IoT e telemetria de longo alcance)

 

 Modulação​

LoRa Chirp Spread Spectrum

Configuração

  • SF12 (Spreading Factor)

  • BW 125 kHz (Bandwidth)

  • CR 4/8 (Coding Rate)

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 Potência Efetiva de Transmissão

​+30 dBm EIRP

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Potência total irradiada considerando o conjunto transmissor, perdas de conexão e ganho da antena.​

🔧 Infraestrutura Física

  • Transceptor Semtech SX1276

  • Cabo pigtail de 30 cm

  • Antena Yagi Direcional de 13 dBi

  • Estrutura de suporte com 6 metros de altura

  • Sistema otimizado para máxima eficiência energética

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Desempenho do Enlace​

Sinal Estimado na Recepção  (-114,93 dBm)

Margem de Link  - (+22,07 dB)

Integridade dos Pacotes  - (99,8%)

Tempo de Propagação  - (0,14 milissegundos)

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O conjunto foi projetado para maximizar a eficiência da transmissão em 915 MHz, explorando a combinação entre antena direcional de alto ganho, geometria de propagação e o horizonte natural formado pela Serra de São Pedro, situada a aproximadamente 41 quilômetros em linha reta do ponto de transmissão.

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FAROL DE NIKO – UM SINAL ABERTO DA TERRA. 📡🌎⛰️🚀

VISADA DE PONTO A PONTO

tela para analise de relevo e distanciamento de saltinho aà seera de São Pedro
exemplo de um pico de uma elevação

imagem exemplo dos pontos em vermelho

É possível fisicamente?

Física da Transmissão entre Saltinho e a Serra de São Pedro

🌎 Curvatura da Terra

A Terra não é plana. Em uma distância de aproximadamente 41 quilômetros, a curvatura terrestre produz uma ocultação geométrica de cerca de 33 metros em relação a uma linha perfeitamente reta.

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Porém, esse efeito é amplamente compensado pela altitude da Serra de São Pedro, que se eleva aproximadamente 300 metros acima da região de Saltinho.

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Na prática, a própria serra "aparece" acima da curvatura terrestre, tornando a comunicação muito mais favorável do que ocorreria entre dois pontos de mesma altitude.

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Relevo e Obstáculos

O principal fator limitante não costuma ser a curvatura da Terra, mas sim:

  • Morros intermediários;

  • Vegetação densa;

  • Construções;

  • Torres;

  • Árvores próximas às antenas​

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Mesmo pequenos obstáculos próximos à antena podem causar perdas significativas.​

Por isso, a instalação da antena em uma estrutura elevada melhora consideravelmente o desempenho do enlace.

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 Zona de Fresnel

Além da linha de visada direta, existe uma região invisível ao redor do feixe chamada Zona de Fresnel.

Para um enlace de 41 km em 923 MHz, a primeira Zona de Fresnel pode atingir dezenas de metros de raio próximo ao centro do percurso.

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Quando árvores, morros ou edificações invadem essa região, ocorrem:

  • Reflexões;

  • Difração;

  • Atenuação do sinal;

  • Perda de desempenho

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Por esse motivo, nem sempre enxergar o destino é suficiente para garantir o melhor enlace.

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Refração Atmosférica

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A atmosfera terrestre não possui densidade uniforme.​

Mudanças de temperatura, pressão e umidade fazem com que as ondas de rádio sofram pequenas curvaturas durante a propagação.

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Esse fenômeno, conhecido como refração atmosférica, normalmente aumenta ligeiramente o alcance dos sinais de rádio, permitindo que eles acompanhem a curvatura terrestre melhor do que a luz visível.

É por isso que os cálculos de rádio frequentemente utilizam o chamado fator "4/3 da Terra", que representa a curvatura efetiva observada pelas ondas eletromagnéticas.

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Dutos Troposféricos

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Em determinadas condições atmosféricas podem ocorrer os chamados dutos troposféricos.

Nessas situações, camadas da atmosfera funcionam como guias naturais para as ondas de rádio, permitindo alcances muito superiores aos normalmente esperados.

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Esse fenômeno é mais comum em:

  • Madrugadas;

  • Dias quentes seguidos por noites frias;

  • Regiões costeiras;

  • Situações de forte inversão térmica.

  • ​

Embora não seja necessário para um enlace de 41 km, ele pode aumentar significativamente o alcance em determinadas condições.

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Tecnologia LoRa

O protocolo LoRa foi desenvolvido justamente para operar com sinais extremamente fracos.

Dependendo da configuração utilizada, receptores LoRa podem decodificar sinais abaixo de:

-130 dBm

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Essa elevada sensibilidade permite que enlaces de dezenas de quilômetros sejam estabelecidos com potências relativamente baixas, especialmente quando são utilizadas antenas direcionais de alto ganho.

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 Conclusão

Do ponto de vista físico, um enlace entre Saltinho e a Serra de São Pedro é totalmente plausível.

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A combinação entre:

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  • Distância de aproximadamente 41 km;

  • Altitude elevada da Serra de São Pedro;

  • Antena Yagi de 13 dBi;

  • Frequência de 915 MHz;

  • Elevação de 2° acima do horizonte;

  • Tecnologia LoRa de alta sensibilidade;

cria condições favoráveis para a comunicação de longo alcance.

Nesse cenário, a curvatura da Terra não representa uma barreira significativa. O desempenho do enlace dependerá principalmente do relevo local, da desobstrução da Zona de Fresnel e das condições atmosféricas presentes no momento da transmissão.

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Onde o Sinal Estará ao Atingir os 41 km?

 

Seguindo essa rampa exata de +2 graus na distância total do seu enlace, veja a altura que o sinal atinge ao cruzar a vertical da Serra de São Pedro: Ganho por Inclinação: Em 41 km (41.000 metros), a rampa de 3° eleva o sinal em 2.147 metros. Ajuste da Curvatura da Terra: A curvatura do planeta "rebaixa" o alvo visual em cerca de 131 metros nessa distância.Altitude Final na Troposfera: Somando a altitude de partida de Saltinho (608m) + o ganho da rampa (2.147m) - a curvatura (131m), o seu sinal de 915 MHz cruzará exatamente a 2.624 metros de altitude sobre o nível do mar. Como o topo da serra está a 950 metros, o seu sinal estará passando a exatamente 1.674 metros acima do topo da Serra de São Pedro, muito próximo dos 2.000 metros .

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