Existem muitos carrinhos de controle remoto que possuem uma construção mecânica bastante interessante.
Alguns têm:
carroceria bonita;
rodas grandes;
suspensão;
boa estrutura;
motor que ainda funciona perfeitamente.
O problema é que, muitas vezes, a eletrônica e o rádio controle originais são bastante simples.
Foi justamente olhando para um carrinho que eu já possuía que surgiu uma ideia:
por que não substituir o rádio original por um sistema Turnigy 9X e transformar o brinquedo em um projeto RC muito mais interessante?
A intenção era melhorar principalmente a precisão do controle, além de abrir espaço para modificações na direção, iluminação e outras funções.
O que muda ao colocar um rádio hobby em um carrinho de brinquedo?
Um carrinho convencional de brinquedo normalmente é vendido como um sistema fechado.
Temos:
controle original
↓
placa eletrônica original
↓
motor e direção.
Tudo foi desenvolvido para funcionar em conjunto.
Isso é ótimo enquanto queremos apenas brincar com o carrinho.
Mas se começarmos a fazer modificações, rapidamente encontramos limitações.
Ao utilizar um sistema de rádio controle hobby, podemos trabalhar de maneira diferente:
Transmissor Turnigy 9X
↓
Receptor
↓
Servo / ESC / acessórios
↓
Carrinho.
O brinquedo passa a ser uma plataforma para nossas próprias experiências.
Por que escolhi o Turnigy 9X?
O Turnigy 9X ficou bastante conhecido entre os modelistas justamente por oferecer vários canais e muitas possibilidades de configuração.
Embora seja frequentemente associado ao aeromodelismo, nada impede que seus canais sejam utilizados para controlar outros tipos de modelos.
Um receptor não sabe se está instalado em:
avião;
barco;
carrinho;
robô.
Ele simplesmente recebe os comandos enviados pelo transmissor e disponibiliza os sinais nos canais correspondentes.
Essa característica permite utilizar o rádio em projetos muito diferentes.
Um rádio de aeromodelismo pode controlar um carrinho?
Sim.
Essa é justamente uma das ideias interessantes desse projeto.
O formato físico do transmissor não determina aquilo que ele pode controlar.
Podemos associar um canal à direção e outro ao acelerador.
Por exemplo:
Canal 1 → direção
Canal 2 → acelerador
E ainda deixar outros canais disponíveis para funções adicionais.
A primeira grande melhoria é a precisão
No carrinho original, o sistema de controle pode ser relativamente simples.
Em muitos brinquedos, a direção funciona praticamente como:
esquerda ou direita.
Já utilizando um servo proporcional, conseguimos posições intermediárias.
Movimentamos pouco o stick:
as rodas viram pouco.
Movimentamos mais:
as rodas viram mais.
Isso deixa o controle muito mais preciso.
Essa possibilidade de melhorar a direção com a instalação de um servo foi uma das motivações originais da adaptação.
O sistema de direção pode receber um servo RC
A adaptação começa pela parte mecânica.
Precisamos encontrar uma maneira de fazer o servo movimentar o sistema de direção existente no carrinho.
O conjunto pode ser representado assim:
Servo
↓
braço do servo
↓
linkagem
↓
mecanismo original
↓
rodas dianteiras.
Não existe necessariamente uma montagem universal.
Cada carrinho possui uma construção diferente.
É justamente aí que começa a parte divertida do projeto.
Observe o mecanismo original antes de desmontar
Antes de retirar qualquer peça, veja como a direção funciona.
Movimente manualmente as rodas.
Procure identificar:
onde ocorre o movimento;
qual peça movimenta as rodas;
quanto deslocamento é necessário;
onde seria possível conectar o braço do servo.
Tire fotografias antes de desmontar.
Isso pode ajudar bastante caso seja necessário reconstruir alguma parte.
Centralize o servo antes de fazer a linkagem
Esse pequeno procedimento evita muitos problemas.
Ligue o servo ao receptor.
Ligue o transmissor.
Deixe o stick da direção no centro.
Coloque também o trim no centro.
Agora o servo estará aproximadamente em sua posição central.
Com as rodas do carrinho alinhadas, instale o braço e faça a ligação mecânica.
Depois realizamos os ajustes finos.
Não deixe o servo forçando a direção
Movimente o stick totalmente para a esquerda.
Depois totalmente para a direita.
Observe se o mecanismo chega ao seu limite antes do servo.
Se isso acontecer, o servo continuará tentando movimentar uma peça que já não pode avançar.
O resultado pode ser:
esforço excessivo;
aquecimento;
consumo elevado;
danos às engrenagens;
quebra da linkagem.
Quando o rádio permitir, podemos ajustar o curso dos canais.
O rádio oferece possibilidades que o brinquedo original não tinha
Essa foi outra razão para fazer a adaptação.
Com vários canais disponíveis, podemos acrescentar novas funções ao carrinho.
No artigo original já mencionei, por exemplo, a possibilidade de adicionar iluminação dianteira e traseira.
Podemos imaginar:
faróis;
lanternas traseiras;
luz de freio;
luz de ré;
pisca-alerta.
E isso é apenas o começo.
Podemos utilizar canais auxiliares
Uma chave do transmissor pode controlar uma função independente.
Por exemplo:
chave AUX → módulo eletrônico → faróis.
Outra chave poderia controlar:
buzina;
sirene;
outros LEDs;
algum mecanismo adicional.
É justamente aqui que um carrinho originalmente simples começa a virar uma plataforma de experimentação.
O outro grande desafio é controlar o motor
Resolver a direção é apenas metade do problema.
Também precisamos controlar:
velocidade
e
sentido de rotação do motor.
No projeto original, os testes iniciais mostrados no vídeo concentravam-se justamente na inversão do sentido de movimento, permitindo fazer o carrinho andar para frente e para trás.
Como fazer um motor DC andar para frente e para trás?
Se o carrinho utiliza um motor DC escovado, existe um princípio muito importante.
Aplicamos determinada polaridade:
A = positivo
B = negativo
e o motor gira em um sentido.
Invertimos:
A = negativo
B = positivo
e o motor gira no sentido contrário.
É essa propriedade que permite criar a marcha a ré.
Frente e ré significam inverter o sentido do motor
No carrinho temos:
motor gira em um sentido → carrinho vai para frente
e:
motor gira no sentido contrário → carrinho vai para trás.
Portanto, precisamos de um circuito capaz de realizar essa inversão de maneira controlada.
Essa foi justamente uma das primeiras etapas que testei durante a adaptação.
Podemos separar o projeto em blocos
Uma maneira muito boa de compreender a transformação é deixar de enxergar o carrinho como uma única coisa.
Podemos dividi-lo em sistemas.
Sistema de rádio
Turnigy 9X → receptor
Sistema de direção
Receptor → servo → rodas
Sistema de propulsão
Receptor → controlador → motor
Sistema de alimentação
Bateria → eletrônica + motor
Sistemas auxiliares
Receptor → iluminação / acessórios
Essa divisão facilita muito o projeto e também a localização de problemas.
O receptor passa a ser o centro do sistema
Depois da adaptação, o receptor recebe os comandos do Turnigy e os distribui.
Um canal controla a direção.
Outro controla a propulsão.
Outros podem ficar disponíveis para acessórios.
Assim, temos uma arquitetura muito parecida com aquela encontrada em outros modelos RC.
O interessante é que os componentes passam a ser independentes
No brinquedo original, normalmente encontramos uma placa que executa várias funções.
Se ela apresenta defeito, o carrinho inteiro pode parar.
Depois da conversão podemos ter:
receptor separado;
servo separado;
controlador do motor separado.
Isso facilita tanto as modificações quanto os reparos.
Se a direção parar, podemos investigar apenas esse sistema
Por exemplo:
O carrinho acelera normalmente, mas não vira.
Então sabemos que rádio, receptor e alimentação provavelmente estão pelo menos parcialmente funcionando.
Podemos investigar:
servo;
cabo do servo;
canal do receptor;
linkagem;
mecanismo de direção.
Essa lógica modular ajuda muito no diagnóstico.
Se a direção funciona, mas o motor não gira
Agora podemos concentrar a investigação em:
controlador;
motor;
fiação;
alimentação de potência;
canal utilizado para aceleração.
Em vez de simplesmente dizer:
“o carrinho não funciona”,
passamos a perguntar:
“qual bloco não está funcionando?”
Essa mudança de raciocínio é muito importante em eletrônica.
Faça os primeiros testes com as rodas suspensas
Depois de fazer as ligações, não coloque imediatamente o carrinho no chão.
Levante-o de maneira segura para que as rodas motrizes possam girar livremente.
Agora teste devagar.
Primeiro:
direção.
Depois:
motor para frente.
Pare.
Depois:
motor para trás.
Foi justamente a operação para frente e à ré que mostrei nessa etapa inicial da adaptação.
Por que testar com as rodas livres?
Imagine que exista um erro no controle.
Você liga o sistema e o motor imediatamente entra em potência máxima.
Se o carrinho estiver no chão, ele pode sair andando inesperadamente.
Com as rodas suspensas, temos uma condição muito melhor para observar o comportamento inicial.
Verifique a posição dos sticks antes de energizar
Antes de ligar o carrinho, confira o transmissor.
O comando do acelerador deve estar na posição correspondente à condição segura do sistema utilizado.
Também confira:
trims;
chaves;
seleção correta do modelo no rádio.
Isso é especialmente importante em transmissores que guardam configurações para vários modelos.
Um mesmo Turnigy pode controlar vários projetos
Esse é outro benefício interessante.
Podemos cadastrar configurações diferentes para:
aeromodelo;
barco;
carrinho.
Não significa que utilizaremos o mesmo receptor simultaneamente, mas podemos aproveitar o mesmo transmissor em vários projetos.
Isso reduz a necessidade de manter um controle diferente para cada modelo.
Um rádio com sticks funciona bem em carrinhos?
Essa é uma questão de preferência.
No automodelismo são muito comuns os transmissores do tipo volante, com:
volante para direção
e
gatilho para aceleração/freio.
Mas um rádio de sticks também pode controlar um carrinho.
No meu caso, a ideia era justamente aproveitar o Turnigy 9X e suas possibilidades de configuração.
Os sticks também podem ser interessantes em projetos experimentais
Quando estamos apenas dirigindo um automodelo, um rádio de volante pode ser bastante ergonômico.
Mas quando começamos a acrescentar:
funções auxiliares;
iluminação;
mecanismos;
misturas;
outros canais,
um transmissor com vários controles disponíveis pode ser muito interessante.
O projeto deixa de ser apenas um carrinho.
Podemos acrescentar iluminação dianteira e traseira
Essa possibilidade já estava prevista desde o início da adaptação.
Uma versão simples poderia ter:
faróis dianteiros ligados por uma chave.
Depois poderíamos evoluir.
Por exemplo:
marcha a ré selecionada → luz traseira acende.
Ou:
freio → LEDs vermelhos aumentam de intensidade.
Agora começamos a misturar rádio controle com eletrônica digital.
Podemos utilizar um microcontrolador
Um Arduino ou outro microcontrolador pode receber informações provenientes do receptor.
Assim podemos programar comportamentos.
Por exemplo:
canal auxiliar ativado
↓
microcontrolador detecta
↓
faróis acendem.
Ou criar sequências mais elaboradas.
Podemos colocar uma câmera no carrinho
Depois que temos um sistema RC confiável, outra possibilidade é instalar uma pequena câmera.
Isso permite registrar o passeio a partir da perspectiva do próprio modelo.
Colocada próxima ao para-brisa ou ao teto, a câmera cria uma visão muito diferente daquela obtida filmando o carrinho externamente.
E podemos avançar para FPV
Se utilizarmos uma câmera e um sistema de transmissão de vídeo, podemos dirigir observando a imagem recebida.
Teríamos:
Câmera no carrinho
↓
Transmissor de vídeo
↓
Sinal de rádio
↓
Receptor de vídeo
↓
Monitor ou óculos FPV.
Agora estamos praticamente dentro do carrinho.
A alimentação precisa ser planejada
Quando substituímos a eletrônica original, precisamos pensar também na alimentação dos novos componentes.
Podemos ter diferentes necessidades para:
motor;
receptor;
servo;
iluminação;
outros módulos.
Não devemos simplesmente ligar tudo diretamente à bateria sem verificar as tensões aceitas.
O receptor e o servo normalmente trabalham com tensão menor que alguns motores
Esse é um ponto importante.
Um motor de propulsão pode trabalhar com uma tensão que não é adequada ao receptor ou ao servo.
Em muitos sistemas RC, existe um BEC responsável por fornecer uma tensão apropriada à eletrônica de controle.
Portanto, precisamos compreender de onde vem a alimentação do receptor antes de energizar o conjunto.
Não confunda os três fios do servo
Em um servo convencional encontramos:
alimentação;
GND;
sinal.
O receptor fornece a conexão correspondente.
Mas as cores podem variar entre fabricantes.
Se houver dúvida, consulte a documentação do equipamento utilizado.
Não faça ligações apenas supondo a função de cada fio.
O motor pode gerar ruído elétrico
Motores escovados utilizam escovas e comutador.
Durante o funcionamento podem produzir interferências elétricas.
Dependendo da instalação, isso pode afetar a eletrônica.
Por isso, uma boa montagem precisa considerar:
fiação;
posição do receptor;
conexões;
supressão de ruído quando necessária.
Organize os fios dentro do carrinho
Depois de retirar a eletrônica original e instalar novos componentes, é muito fácil criar uma verdadeira confusão de cabos.
Evite deixar fios próximos de:
engrenagens;
eixos;
rodas;
partes móveis da direção.
Prenda-os adequadamente.
Uma ligação elétrica perfeita pode falhar simplesmente porque um fio foi puxado por uma engrenagem.
Faça soldas confiáveis
Um carrinho sofre:
vibrações;
impactos;
movimentos constantes.
Uma solda malfeita pode funcionar perfeitamente na bancada e falhar durante o uso.
Depois de soldar, faça também o isolamento das conexões.
O espaguete termo retrátil é muito útil para isso.
Observe a corrente do motor
Quando modificamos o sistema de potência, precisamos saber quanto o motor exige.
A corrente varia de acordo com a carga.
Um motor girando livremente pode consumir relativamente pouco.
Quando precisa movimentar o carrinho, o consumo aumenta.
Se as rodas ficarem travadas, a corrente pode aumentar ainda mais.
Por isso, controlador, fios e conectores precisam ser compatíveis com a aplicação.
Faça testes progressivos
Uma boa sequência para uma adaptação desse tipo é:
- Verificar a mecânica original do carrinho.
- Planejar a posição do servo.
- Centralizar e instalar o servo.
- Instalar o receptor.
- Testar apenas a direção.
- Preparar o sistema de controle do motor.
- Testar o motor com as rodas suspensas.
- Testar o movimento para frente.
- Parar completamente.
- Testar o movimento para trás.
- Organizar e prender a eletrônica.
- Colocar o carrinho no chão.
- Fazer os primeiros testes em baixa velocidade.
- Verificar o aquecimento dos componentes.
- Somente depois aumentar gradualmente a exigência.
Testar frente e ré é mais importante do que parece
Quando fazemos uma adaptação, não estamos verificando apenas se o motor gira nos dois sentidos.
Estamos testando toda uma cadeia:
comando no Turnigy
↓
transmissão
↓
recepção
↓
interpretação do canal
↓
circuito de potência
↓
motor
↓
transmissão mecânica
↓
rodas.
Se o carrinho responde corretamente, sabemos que vários sistemas estão trabalhando em conjunto.
Cuidado com inversões bruscas
Em motores DC é possível inverter eletricamente o sentido de rotação.
Mas isso não significa que seja interessante mandar o motor diretamente de alta velocidade para o sentido oposto.
Existe energia armazenada no movimento do:
motor;
engrenagens;
eixos;
rodas;
próprio carrinho.
Uma inversão brusca pode produzir esforços elevados.
Em sistemas experimentais, é melhor reduzir, parar e então inverter.
A mecânica original também possui limites
Melhorar o rádio e a eletrônica não transforma automaticamente toda a mecânica do brinquedo.
As engrenagens continuam sendo aquelas para as quais o carrinho foi projetado.
O mesmo vale para:
eixos;
rodas;
suspensão;
estrutura.
Se aumentarmos muito a potência, podemos simplesmente transferir o problema para a parte mecânica.
Mais potência nem sempre significa um projeto melhor
É tentador pensar:
“Já que estou modificando, vou colocar a maior bateria e o motor mais forte que conseguir.”
Mas um bom projeto precisa ser equilibrado.
Talvez seja muito mais interessante manter uma velocidade moderada e conseguir:
boa direção;
boa autonomia;
confiabilidade;
controle preciso.
O objetivo não precisa ser transformar todo carrinho em um foguete.
Uma modificação como essa muda nossa relação com o brinquedo
Antes temos um produto fechado.
Depois começamos a reconhecer cada sistema.
Sabemos:
qual componente controla a direção;
qual controla o motor;
de onde vem a alimentação;
como o rádio envia os comandos;
como podemos acrescentar outras funções.
E isso torna o projeto muito mais interessante.
Um carrinho antigo pode virar uma plataforma de aprendizado
Essa talvez seja a parte de que mais gosto nesse tipo de adaptação.
Não precisamos começar comprando um automodelo sofisticado.
Um carrinho que já temos em casa pode servir para estudar:
servos;
receptores;
motores;
controle de velocidade;
baterias;
eletrônica de potência;
rádio frequência;
mecânica.
O brinquedo passa a ser uma bancada experimental sobre rodas.
O projeto pode crescer aos poucos
Primeiro fazemos:
direção + motor.
Depois:
frente + ré.
Depois podemos acrescentar:
faróis.
Mais tarde:
luzes traseiras.
Depois:
câmera.
Talvez:
FPV.
Ou ainda:
Arduino + sensores.
Cada nova função traz um novo problema para resolver e, consequentemente, algo novo para aprender.
Veja no vídeo os primeiros testes da adaptação
No vídeo da página mostro justamente o processo inicial da adaptação do carrinho para utilização com um sistema de rádio controle melhor, incluindo os testes de inversão de movimento para fazer o modelo andar para frente e à ré.
A ideia nasceu porque eu já possuía um carrinho com uma estrutura que valia a pena aproveitar, mas queria maior precisão e mais possibilidades de controle. A utilização de um rádio melhor também abriu caminho para melhorar a direção com servo e acrescentar posteriormente outros recursos, como iluminação dianteira e traseira.
É justamente esse tipo de projeto que mostra como o modelismo pode transformar um brinquedo aparentemente simples em uma excelente experiência de eletrônica.
Quer aprender elétrica e eletrônica aplicadas ao rádio controle?
Quando começamos a modificar um carrinho RC, rapidamente aparecem perguntas:
Como ligar um servo ao receptor?
Como controlar um motor?
Como inverter seu sentido de rotação?
Como alimentar receptor e servo?
Para que serve um ESC?
O que é um BEC?
Como medir tensão e corrente?
Como acrescentar LEDs e outros acessórios?
Assim, você deixa de enxergar o carrinho apenas como um brinquedo pronto e começa a compreender como rádio, receptor, servo, motor, bateria e circuitos eletrônicos trabalham juntos para transformar seus comandos em movimento.