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Cobra Gulosa

O conceito do jogo é baseado no jogo electrónico 'Blockade' lançado pelo criador de jogos Gremlin em 1976. O jogo em si não tinha o conceito de "cobras", em vez disso, o jogo era jogado por duas personagens pixelizadas que construíam uma parede no seu caminho, quem acertasse na parede ou a outra pessoa primeiro perdia o jogo.

Em 1997, um engenheiro da Nokia, fabricante de telemóveis, programou um jogo chamado "cobra gulosa" e introduziu o conceito de "cobras" no jogo. O jogador controla a direcção de movimento de uma cobra que se move constantemente em busca de alimento. Quando a serpente chega ao alimento, o seu corpo cresce. Enquanto se alimenta, a serpente deve evitar tocar no seu próprio corpo ou outros obstáculos. Cada vez que a serpente come um item alimentar, move-se mais rapidamente, tornando o jogo progressivamente mais difícil.

O jogo foi introduzido pela primeira vez pela Nokia em finais de 1997 com o telemóvel Nokia 6110. Desde então, o jogo seria introduzido em vários modelos de telemóveis e tornou-se um jogo clássico muito popular. Os visitantes podem revisitar este jogo clássico através da exposição interactiva "Cobra".

Na exibi interactiva, há quatro botões, um para cada uma das quatro direcções: cima, baixo, esquerda e direita, os visitantes podem premir qualquer botão para iniciar o jogo. Uma vez iniciado o jogo, o visitante controla a cobra verde enquanto esta se move para comer o máximo possível da comida vermelha. Cada vez que a serpente come um alimento, o seu corpo cresce um quadro e a velocidade dos seus movimentos aumenta. O jogo termina quando a serpente toca no seu próprio corpo ou no bordo à sua volta.

Ecrãs a Cores

A resolução do ecrã, também conhecida como "definição de ecrã", refere-se ao número de pixéis apresentados no ecrã. Um ecrã com uma resolução de 1920 x 1080, significa que existem 1920 pixéis por linha horizontal e 1080 pixels por coluna vertical. Quanto maior for a resolução, mais detalhada será a imagem para a mesma área do ecrã.

Figura: Diagrama de diferente resolução do ecrã

Pixéis: Unidade mais básica de exibição de imagens. Cada pixel (ponto/grelha) num ecrã a cores é normalmente composto por três unidades de cor: vermelho, verde e azul. Quanto maior for o número de pixels na área da unidade, maior será a resolução e mais detalhada será a imagem exibida.

Figura: Ilustração do ecrã, mostrando os três pontos RBG em um quadro ampliado

Três Cores Primárias da Luz: Vermelho, verde e azul - podem ser combinadas para produzir diferentes cores de luz, ajustando a proporção das três cores. Com base neste princípio, cada pixel de um ecrã a cores contém uma unidade emissora de luz de cada uma destas três cores. Usando mistura de cores individuais para cada pixel individualmente, uma imagem diferente é exibida no ecrã. Os pixéis num ecrã de alta resolução são tão pequenos que é difícil a olho nu detectar que cada pixel é uma mistura das três cores primárias.

Figura: Mistura de cores das três cores primárias da luz
Esta exibi interactiva é constituída por um módulo de ecrã a cores, um microscópio e botões. Os botões representam as unidades emissoras de luz vermelha, verde e azul. Quanto mais vezes se prime uma tecla, mais brilhante se torna a unidade emissora de luz correspondente. Os visitantes podem ajustar o brilho das três cores nos pixéis do ecrã a cores, o ecrã a cores exibirá cores diferentes, e ao olhar através do microscópio, poderá ver as variações das três unidades de cor nos pixéis do módulo do ecrã a cores.

Carregamento sem Fio Inductivo

O carregamento sem fio é um dos métodos de carregamento emergentes, não apenas para telemóveis, mas também para outros produtos, tais como relógios inteligentes, auriculares sem fio, tablets, eletrodomésticos e até veículos eléctricos. A tecnologia de carregamento sem fio pode ser dividida em dois tipos fundamentais: carregamento inductivo e carregamento ressonante. O carregamento ressonante exige simplesmente que o dispositivo seja colocado a uma curta distância do carregador sem fio para que o mesmo seja carregado sem necessidade de contacto. O carregamento inductivo requer aproximar ou tocar o dispositivo no carregador sem fio e alinhar as bobinas de carregamento no interior de ambos para carregar. Por considerações comerciais, custos e factores técnicos, o carregamento indutivo continua sendo o tipo dominante de carregador sem fio.

O princípio do carregamento sem fio inductivo é baseado no princípio de inducção eletromagnética de Faraday, em que a eletricidade induz magnetismo e o magnetismo induz eletricidade, transmitindo energia sem uma conexão por fio. Quando um carregador sem fio detecta um dispositivo de carregamento compatível dentro do seu alcance, a corrente flui através da bobina de transmissão do carregador gerando um campo magnético, enquanto a bobina de recepção do dispositivo de carregamento induz simultaneamente uma alteração no campo magnético e gera uma corrente para alimentar a bateria do dispositivo. A eficiência da transferência de energia é influenciada por condições como o tamanho das bobinas e a distância entre elas. Quanto mais próximas as bobinas estiverem umas das outras, maior a eficiência de transferência. Portanto, o dispositivo de carregamento e o carregador geralmente são colocados próximos, de modo a que as bobinas de carregamento internas estejam alinhadas entre si para uma maior eficiência de transferência.

Figura: Ilustração de posicionamento do carregamento sem fio inductivo
Figura: Princípio do carregamento sem fio inductivo

Vantagens: Ao carregar, não são necessários fios, basta colocar o dispositivo próximo ao carregador, o que é conveniente e rápido. Além disso, o risco de choque eléctrico ao conectar os fios pode ser evitado.

Desvantagens: Comparado com o carregamento com fio, o carregamento sem fio é menos eficiente, mais lento, mais caro, tem problemas de aquecimento e o equipamento de móvel não pode ser movido livremente durante o carregamento. Além disso, devido aos diferentes padrões dos carregadores, os dispositivos não são totalmente compatíveis com diferentes especificações de carregamento.

Os visitantes podem aprender sobre os componentes básicos do equipamento de carregamento sem fio através da exposição interativa "Carregamento Sem Fio". Cada unidade de carregamento sem fios consiste basicamente de um transmissor e um receptor. A estrutura básica de um dispositivo de carregamento sem fios pode ser compreendida através de uma análise atenta dos vários componentes que compõem a exposição. O telemóvel contém um receptor de carga sem fios. Quando o telemóvel é colocado no suporte de carga (ou seja, transmissor de carga sem fios) no lado direito do tabuleiro de base, o voltímetro vai mostrar a voltagem de carregamento.

Telefones Telemóveis e Elementos de Terras Raras

Elementos de terras raras: também conhecidos como "metais de terras raras", consistem em 17 elementos: escândio (Sc), ítrio (Y), lantânio (La), cério (Ce), praseodímio (Pr), neodímio (Nd), promécio ( Pm), samário (Sm), európio (Eu), gadolínio (Gd), térbio (Tb), disprósio (Dy), hólmio (Ho), érbio (Er), túlio (Tm), itérbio (Yb) e lutécio ( Lu). Entre eles, o ítrio (Y), o lantânio (La), o cério (Ce), o praseodímio (Pr), o neodímio (Nd), o európio (Eu), o gadolínio (Gd), o térbio (Tb) e o disprósio (Dy) são frequentemente usados na fabricação de componentes para telemóveis.

Figura: Os 9 elementos na tabela periódica são destacados e ampliados

Ecrãs coloridos dos telemóveis usam elementos de terras raras como lantânio (La), térbio (Tb), praseodímio (Pr) e európio (Eu), cujos íons emitem diferentes cores de luz quando estimulados por energia para realçar a cor no ecrã, enquanto alguns elementos de terras raras também servem para bloquear a entrada de luz ultravioleta no ecrã. a lente da câmara fotográfica usa vidro contendo lantânio (La), que possui um alto índice de refracção e baixa dispersão, para melhorar a capacidade da lente para fornecer melhor qualidade de imagem. Em telefones móveis, ímãs de neodímio, um poderoso ímã contendo neodímio (Nd), são usados nos componentes de áudio, vídeo e medição. Em microfones e amplificadores, são usados praseodímio (Pr), gadolínio (Gd) e neodímio (Nd), enquanto neodímio (Nd), térbio (Tb) e disprósio (Dy) são usados para unidades de vibração.

Visitantes podem conhecer sobre os elementos de terras raras contidos nos componentes de telemóveis,, através da exposição interativa "Elementos de Terras Raras e Telemóveis". Esta exposição mostra, já desmontados, ecrã a cores, lente fotográfica, altifalante, motor de vibração, placa de circuito e outros componentes de um telemóvel. Ao premir o botão correspondente a cada elemento de terra rara, a localização da parte do telemóvel que contém esse elemento será iluminada.

Baterias para Telemóveis

Níquel-Cádmio (Ni-Cd): Estas são as baterias mais antigas para telemóveis e têm a vantagem de baixa resistência interna, fornecendo alta corrente e celeridade na carga, mas com o grande inconveniente do "efeito de memória". Quando a bateria não é totalmente descarregada antes de ser carregada, a repetição desta operação resulta numa redução da capacidade máxima da bateria e afecta o seu desempenho. O cádmio também é um metal pesado tóxico nocivo para o ambiente e corpo humano, pelo que as baterias de Ni-Cd foram sendo gradualmente eliminadas no campo dos equipamentos electrónicos.

Níquel-Hidreto Metálico (Ni-MH): Uma versão modificada da bateria de Ni-Cd, substituindo o cádmio por um metal que pode absorver hidrogénio. As baterias de Ni-MH não têm um "efeito de memória" óbvio e não contêm cádmio, metal pesado tóxico. Possuem melhor taxa de reciclagem do que as baterias de íons de lítio e são menos poluentes para o ambiente, sendo por isso consideradas as baterias mais amigas do ambiente. As baterias de níquel-hidreto metálico têm uma capacidade superior às de níquel-cádmio, mas não tão elevada como as baterias de íon de lítio. A bateria média de NiMH tem um efeito de auto-descarga mais elevado, cerca de 30% por mês, em comparação com 20% por mês das baterias de Ni-Cd.

Íon de Lítio (Li-íon): As baterias de íon de lítio têm maior capacidade do que as de Ni-Cd e de Ni-MH, maior rendimento energético, taxa de carga e descarga mais célere e apenas um "efeito de memória" muito ligeiro com baixa taxa de auto-descarga (cerca de 5% por mês), quando não estão em uso, tornando-as um dos tipos de baterias recarregáveis mais comuns actualmente disponíveis. Ao contrário de outras baterias recarregáveis, as baterias de iões de lítio deterioram-se lenta e naturalmente ao longo do seu ciclo de vida, sendo que a sua capacidade total diminui com o tempo, mesmo quando simplesmente armazenadas sem utilização. Devido à natureza dos iões de lítio, estas baterias também não são resistentes à sobrecarga e ao excesso de descarga. A utilização inadequada pode resultar em explosões graves das baterias, pelo que as baterias de iões de lítio precisam ser concebidas com múltiplos mecanismos de protecção para minimizar potenciais preocupações de segurança.

Lítio Polímero (Li-Po): Uma versão modificada da bateria de iões de lítio, as baterias de lítio polímero são frequentemente aludidas simplesmente como "baterias de lítio", mas não são, de facto, o mesmo que as baterias de iões de lítio. As baterias de lítio-polímero utilizam um gel ou polímero sólido em vez do solvente orgânico líquido numa bateria de íon de lítio, permitindo-lhe ser moldada conforme necessário e com maior flexibilidade na escolha da forma da embalagem da bateria. Além disso, as baterias de lítio-polímero têm uma vida útil mais longa do que as de íon de lítio. Embora sejam mais seguras do que as baterias de iões de lítio, podem expandir-se ou incendiar-se se estiverem demasiado quentes. Em termos de impacto ambiental, a utilização do lítio como matéria-prima para a produção de baterias usa quantidades significativas de água, enquanto a utilização de Elementos de Terra Rara no fabrico de baterias de lítio polímero aumenta o impacto no ambiente e na ecologia à medida que as mesmas se tornam mais comummente utilizadas.

A próxima geração de baterias:

O lítio, um mais importante dos materiais necessários para fabricar baterias, mas seu estoque não será insuficiente para a satisfazer a procura global. Os cientistas e engenheiros têm procurado activamente materiais alternativos nos últimos anos, e uma dessas alternativas é o sódio, um elemento semelhante ao lítio na tabela periódica. O sódio é, em média, 423 vezes mais abundante na crosta terrestre do que o lítio e, por se encontrar tão amplamente disponível, a sua extração é muito mais barata, estimando-se que seja pelo menos 40% mais económico de produzir do que as baterias de lítio polímero, sendo, ao mesmo tempo, mais amigo do ambiente, uma vez que não requer Elementos de Terra Rara (REEs) no processo de produção e poupa no consumo de água. Com o avanço da ciência e da tecnologia, espera-se que a nova geração de baterias de sódio se torne mais comum.

Visitantes podem conhecer as diferentes gerações de baterias de telemóveis em exposição através da exposição interactiva "Baterias para Telemóveis".

Tipo de Bateria Ni-Cd Ni-MH Li-ion Li-Po
Densidade de massa de energia (W· hr/Kg) 40-50 50-60 90-110 100-120
Densidade volumétrica de energia (W· hr/L) 130-200 200 250-300 200-300
Tensão operacional (V) 1.2 1.2 3.6-3.8 2.7-4.2
Nível de segurança Elevado Elevado Baixo Baixo
Efeito de memória Severo Moderado Ligeiro Ligeiro
Efeito de auto-descarga ~25%/mês ~30%/mês ~5%/mês ~5%/mês
Durabilidade do ciclo de carga ~800 ciclos ~800 ciclos >1000 ciclos >1000 ciclos
Impacto ambiental Severo Menor, a maior taxa de reciclagem de baterias Moderado Moderado

Conexão de Telemóvel

Na sua incepção, os telemóveis não requeriam a ligação a outros dispositivos. No entanto, o desenvolvimento de tecnologia e mais popular de telemóveis, os usuários têm a necessidade de troca de informações com redes e outros dispositivos. Na generalidade, os telemóveis podem ser conectados de duas formas diferentes: com ou sem fios. Antes que a conexão sem fios ainda não fosse difundida, a maioria dos telemóveis utilizavam os seus próprios carregadores/adaptadores para a transmissão de dados. No entanto, a inexistência de um adaptador padronizado para telemóveis, a existência de uma variedade comum de conectores, tais como o conector plano 3 pinos, conector Mini USB, conector Micro USB, conector Relâmpago e conector USB Tipo C, gerou confusão e criou uma grande quantidade de resíduos electrónicos dada a incompatibilidade das diferentes marcas e modelos de portas.

Tendo isto em consideração, a União Europeia aprovou uma lei em 2022 que torna obrigatório que todos os dispositivos electrónicos, tais como telemóveis vendidos na UE, utilizem o USB Tipo C como interface padrão até 2024. Assim, Acreditamos que no futuro, os telemóveis de diferentes marcas tenderão a utilizar a mesma interface para as suas conexões com fio.

Outra forma de conexão de célere desenvolvimento nos últimos anos é a conexão sem fios, sendo a transmissão por infravermelhos a sua configuração mais antiga. A vantagem de utilizar infravermelho é que o receptor é simples e económico, embora o infravermelho não possa transpor sólidos ou curvas, pelo que tem de existir um caminho desobstruído e recto entre os dispositivos de transmissão. Existem também limitações em termos de velocidade de transmissão, distância efectiva e ângulo.

O Bluetooth e o Wi-Fi estão gradualmente a tornar-se a principal forma de conexão sem fios para telemóveis. Bluetooth é uma tecnologia de comunicação sem fios de curto alcance que requer menos potência e custo do que Wi-Fi, e a sua menor potência torna-o menos susceptível a interferências. No entanto, o alcance da transmissão Bluetooth é geralmente bastante limitado, estendendo-se normalmente a apenas cerca de 10m, e a ligação exige que os dispositivos sejam primeiro emparelhados uns com os outros, sendo que o número de dispositivos ligados também é limitado.

A ligação Wi-Fi funciona através de um router sem fios, permitindo aos telemóveis acesso à Internet e troca de informações com outros dispositivos, enquanto o número de dispositivos conectados, o longo alcance de transmissão (100m-300m) e a elevada taxa de transmissão (300 mb/s), são mais vantagens do Wi-Fi, não obstante o maior consumo de energia e menor segurança do que o Bluetooth.

Os telemóveis acutais estão equipados com diferentes formas de conexão entre utilizadores. Esta exposição mostra um exemplo de um dos dispositivos que utilizam a conexão sem fios. Ao utilizar a função Bluetooth do telemóvel na exposição, os visitantes podem utilizar o áudio de Bluetooth emparelhado para reproduzir ficheiros multimédia do telemóvel.

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