Imagine controlar um automodelo em FPV — First Person View — e perceber que o volante dentro do carrinho gira exatamente de acordo com as curvas realizadas pelo rádio controle.
Quando comecei a modificar um carrinho de controle remoto de brinquedo, uma das minhas ideias foi justamente tentar aproximá-lo visualmente de um automodelo mais elaborado.
Fiz várias adaptações no carrinho, mas uma delas acabou ficando especialmente interessante:
fazer o volante se movimentar junto com a direção.
A solução final ficou relativamente simples. Utilizei um pequeno servo de 9 gramas, ligado ao mesmo canal do servo responsável pela direção através de um cabo Y. O desafio foi fazer esse segundo servo girar no sentido contrário.
Por que fazer o volante se movimentar?
Do ponto de vista funcional, o carrinho não precisa disso.
O volante poderia permanecer completamente parado e o modelo continuaria fazendo suas curvas normalmente.
Mas no modelismo existem muitos detalhes que não são necessários para o funcionamento e que justamente tornam o projeto mais interessante.
Em um modelo em escala, buscamos reproduzir detalhes do veículo real.
Podemos instalar:
faróis;
lanternas;
painel;
bancos;
motorista;
iluminação interna;
e, por que não:
um volante que realmente acompanha a direção?
Em FPV o efeito fica ainda mais interessante
Quando colocamos uma câmera dentro do carrinho, aproximadamente na posição do motorista, passamos a enxergar o modelo de outra perspectiva.
Em vez de observar o carrinho andando de fora, vemos aquilo que estaria diante do motorista.
Agora imagine a câmera mostrando parte do painel.
Você vira o carrinho para a direita.
E o volante também vira para a direita.
Faz uma curva para a esquerda.
E o volante acompanha.
É um pequeno detalhe mecânico, mas ajuda bastante na sensação de estar dentro do modelo.
O primeiro servo continua controlando as rodas
O carrinho já possuía um servo adaptado para controlar a direção.
Seu funcionamento é convencional:
Rádio controle
↓
Receptor
↓
Servo da direção
↓
Linkagem
↓
Rodas dianteiras.
Quando movimentamos o stick, o servo altera sua posição e movimenta as rodas.
Para fazer o volante acompanhar esse movimento, precisamos obter exatamente o mesmo comando.
Como enviar o mesmo comando para dois servos?
Uma solução muito simples é utilizar um cabo Y para servos.
O cabo recebe a conexão de um canal do receptor e a divide para dois servos.
Podemos representar assim:
Canal da direção no receptor
↓
Cabo Y
↙︎ ↘︎
Servo da direção Servo do volante
Dessa forma, os dois servos recebem o mesmo comando.
Foi exatamente a solução utilizada no meu carrinho.
O que é um cabo Y?
É um acessório bastante comum no rádio controle.
De um lado existe um conector que vai para o receptor.
Do outro existem duas conexões para servos.
Assim, dois servos podem receber o comando proveniente do mesmo canal.
Isso é utilizado em diferentes aplicações no modelismo.
Parecia que o problema estava resolvido
Se os dois servos recebem exatamente o mesmo comando, poderíamos imaginar:
stick para direita → os dois giram para direita;
stick para esquerda → os dois giram para esquerda.
Era exatamente isso que acontecia.
Mas havia um detalhe na montagem do carrinho.
O servo do volante estava virado para o motorista
Por causa da posição física em que instalei o servo do volante, ele precisava realizar um movimento contrário ao servo utilizado na direção.
Esse foi o ponto que complicou o projeto.
Os dois recebiam o mesmo sinal através do cabo Y.
Portanto, não bastava simplesmente inverter o canal no transmissor.
Se eu fizesse isso:
os dois servos seriam invertidos.
Eu precisava inverter:
apenas o servo do volante.
Como inverter apenas um servo?
Existem diferentes maneiras de resolver esse problema.
Uma possibilidade seria criar algum mecanismo utilizando:
engrenagens;
polias;
linkagens.
Eu mesmo considerei essa possibilidade.
Mas achei mais simples modificar o pequeno servo utilizado no volante.
E é justamente aqui que o projeto se torna muito interessante do ponto de vista da eletrônica.
Podemos simplesmente inverter os fios do motor?
Essa é provavelmente a primeira ideia que aparece.
Dentro do servo existe um pequeno motor DC.
Se invertermos os dois fios desse motor, seu sentido de rotação também será invertido.
Então poderíamos pensar:
problema resolvido.
Mas não.
Foi justamente esse detalhe que precisei considerar durante a modificação.
Um servo não é apenas um pequeno motor
Quando observamos um servo externamente, vemos:
carcaça;
eixo;
braço;
três fios.
Mas dentro dele encontramos um sistema completo de controle.
Simplificando, temos:
motor DC;
engrenagens;
potenciômetro;
circuito eletrônico de controle.
O potenciômetro é fundamental para compreender por que não podemos simplesmente inverter o motor.
Para que serve o potenciômetro do servo?
O servo precisa saber onde seu eixo está.
Quando o receptor manda o servo ir para determinada posição, o circuito precisa comparar:
posição desejada
com
posição atual.
O potenciômetro fornece essa informação de posição.
Ele está mecanicamente relacionado ao movimento do eixo de saída.
Conforme o servo gira, a posição do potenciômetro também muda.
O servo trabalha com realimentação
Podemos imaginar:
Receptor envia posição desejada
↓
Circuito do servo recebe o comando
↓
Potenciômetro informa posição atual
↓
Circuito compara as duas posições
↓
Motor gira
↓
Potenciômetro muda
↓
Posição desejada é alcançada
↓
Motor para.
Esse é um sistema de controle com realimentação.
Agora fica fácil perceber o problema
Imagine que modificamos somente os fios do motor.
O circuito manda o motor girar para a direita porque precisa aproximar o eixo da posição desejada.
Mas nós invertemos o motor.
Ele começa a girar para a esquerda.
O potenciômetro informa que a posição está se afastando ainda mais do objetivo.
O circuito tenta corrigir.
Mas o motor continua respondendo ao contrário.
Portanto, simplesmente inverter o motor não resolve corretamente o problema.
Precisamos inverter também a realimentação
Foi exatamente isso que fiz.
Além de inverter os fios do pequeno motor, foi necessário modificar as ligações do potenciômetro.
No potenciômetro existem três terminais.
Para a modificação, precisei trocar entre si os fios ligados aos dois terminais das extremidades, mantendo o terminal central em sua função original.
Assim, alteramos também a interpretação da posição.
A modificação fica assim
Originalmente temos:
Motor: A → B
Potenciômetro: extremo 1 → central → extremo 2
Depois da modificação:
Motor: B → A
e:
Potenciômetro: extremo 2 → central → extremo 1
Ou seja:
invertemos os dois fios do motor
e:
invertemos os dois fios das extremidades do potenciômetro.
Foi essa combinação que permitiu fazer o servo funcionar no sentido contrário.
Por que o fio central do potenciômetro não é trocado?
Um potenciômetro possui normalmente três terminais.
Os dois extremos correspondem às extremidades da pista resistiva.
O terminal central está ligado ao cursor.
Quando trocamos apenas os dois extremos, invertemos a relação entre:
posição mecânica
e
tensão de realimentação.
Isso faz sentido justamente porque também invertemos o motor.
Depois da modificação, o servo passa a responder ao contrário
Agora os dois servos continuam conectados ao mesmo cabo Y.
Eles continuam recebendo exatamente o mesmo comando.
Mas mecanicamente respondem de maneira oposta.
Temos:
Canal da direção
↓
Cabo Y
↙︎ ↘︎
Servo original Servo modificado
↙︎ ↘︎
sentido normal sentido invertido
Era exatamente aquilo de que eu precisava.
O resultado funcionou perfeitamente
Depois de inverter as conexões do motor e os dois fios externos do potenciômetro, montei novamente o pequeno servo.
O resultado foi exatamente o esperado:
o servo passou a funcionar no sentido necessário para movimentar o volante.
Assim, quando o carrinho fazia uma curva, o volante acompanhava o movimento visualmente.
Por que utilizei um servo de 9 gramas?
O volante não precisa exercer praticamente nenhuma força significativa.
Ele é apenas um elemento visual.
Portanto, não existe motivo para colocar um servo grande e pesado nessa função.
Um microservo de aproximadamente 9 g é pequeno, leve e fácil de instalar dentro da cabine.
Foi esse tipo de servo que utilizei no projeto.
O espaço interno é importante
Dentro de um carrinho modificado já podemos ter:
receptor;
ESC;
bateria;
servo da direção;
fiação;
relés;
câmera;
outros acessórios.
Por isso, cada centímetro disponível pode fazer diferença.
Um microservo facilita muito a instalação atrás do painel ou próximo ao volante.
A ligação elétrica continua simples
Depois de modificar o servo, não precisamos de um canal adicional no receptor.
Essa é uma vantagem importante.
O sistema continua utilizando apenas o canal da direção.
Temos:
Receptor
↓
Canal da direção
↓
Cabo Y
↓
dois servos.
Isso deixa os demais canais disponíveis para outras funções.
Podemos utilizar os canais livres para acessórios
Em um projeto como esse, os canais adicionais podem controlar:
faróis;
lanternas;
buzina;
sirene;
outros mecanismos.
Também podemos utilizar um canal para enviar comandos a um microcontrolador.
É aí que um carrinho de brinquedo modificado começa a ficar muito mais interessante.
O volante não precisa girar muito
Um detalhe importante é a escala do movimento.
Não precisamos necessariamente reproduzir todas as voltas que um volante real faria.
O objetivo é criar uma indicação visual convincente.
Quando o carrinho vira para um lado, queremos perceber claramente que o volante acompanhou.
Um movimento relativamente pequeno já pode produzir um ótimo efeito.
Observe a geometria da montagem
O braço do servo pode ser conectado ao volante de diferentes maneiras.
Dependendo da construção, podemos utilizar:
linkagem;
eixo;
pequena engrenagem;
adaptação direta.
O importante é evitar travamentos.
O servo deve conseguir percorrer seu curso sem encontrar uma limitação mecânica excessiva.
Não deixe o volante travar o servo
Esse é um cuidado importante.
Imagine que o servo consegue girar 45 graus, mas o mecanismo que você construiu permite apenas 25 graus.
Depois dos 25 graus:
o volante para.
Mas:
o servo continua tentando girar.
Isso aumenta o esforço e o consumo de corrente.
Portanto, confira cuidadosamente os limites mecânicos.
Faça a adaptação antes de instalar definitivamente
É muito mais fácil testar o sistema fora do carrinho.
Primeiro prepare:
servo;
volante;
linkagem.
Ligue ao receptor.
Teste.
Somente depois procure a melhor posição para instalar tudo dentro da cabine.
Isso evita desmontar o carrinho várias vezes.
Tenha cuidado ao abrir o servo
A modificação exige mexer em componentes relativamente pequenos.
No próprio projeto original destaquei que foi necessário trabalhar nos fios com bastante cuidado para não danificar nada.
Ao abrir um microservo podemos encontrar:
pequena placa eletrônica;
motor;
potenciômetro;
engrenagens;
fios muito finos.
Não é uma montagem adequada para trabalhar com pressa.
Fotografe antes de dessoldar
Essa é uma prática simples que ajuda muito.
Antes de retirar qualquer fio:
tire uma fotografia.
Depois outra de perto.
Se alguma coisa der errado, você terá uma referência de como o servo estava originalmente.
Também é interessante marcar os fios que serão invertidos.
Trabalhe com ferro de soldar adequado
Os terminais são pequenos.
Um ferro excessivamente grande ou temperatura aplicada por tempo demais pode danificar:
placa;
fios;
potenciômetro;
isolamento.
Faça soldagens rápidas e limpas.
E confira se não ficou nenhuma ponte de solda entre terminais próximos.
Teste antes de fechar o servo
Depois de inverter as ligações, não monte completamente a carcaça imediatamente.
Faça primeiro um teste cuidadoso.
Ligue o sistema.
Movimente o comando lentamente.
Observe se o servo responde no sentido esperado.
Se estiver correto, desligue e faça a montagem definitiva.
Não movimente as engrenagens aleatoriamente durante a desmontagem
Dependendo do servo, a posição relativa das engrenagens e do potenciômetro pode ser importante.
Se desmontarmos tudo e girarmos as peças sem observar sua posição, podemos complicar a remontagem.
Por isso, antes de retirar engrenagens:
observe;
fotografe;
marque posições quando necessário.
O cabo Y torna o sistema muito elegante
O que gosto nessa solução é justamente sua simplicidade.
Não precisei utilizar:
outro receptor;
outro transmissor;
um microcontrolador;
um circuito eletrônico complexo.
O mesmo comando utilizado para virar as rodas é reaproveitado para movimentar o volante.
Isso cria uma relação natural:
rodas viraram → volante virou.
Outra solução seria utilizar programação no rádio
Dependendo do transmissor utilizado, também poderíamos imaginar colocar o segundo servo em outro canal e criar uma mistura entre canais.
Nesse caso, poderíamos programar:
canal da direção → canal auxiliar invertido.
Isso evitaria modificar internamente o servo.
Mas também consumiria outro canal e dependeria dos recursos disponíveis no transmissor.
No meu projeto, a solução foi física e eletrônica: cabo Y e servo modificado.
Também poderíamos utilizar um reversor de servo
Existem circuitos capazes de receber o sinal destinado ao servo e inverter eletronicamente seu comportamento.
Nesse caso:
Receptor
↓
Cabo Y
↙︎ ↘︎
Servo direção Reversor → servo volante
É outra possibilidade.
Mas novamente estaríamos acrescentando um componente que não era necessário para a solução que escolhi.
Polias e engrenagens também resolveriam
Como mencionei no projeto original, outra possibilidade seria utilizar um sistema mecânico com polias ou engrenagens para inverter o movimento.
Duas engrenagens diretamente acopladas, por exemplo, naturalmente giram em sentidos opostos.
Isso permitiria manter o servo eletricamente original.
Mas seria necessário construir um mecanismo adicional dentro do carrinho.
No meu caso, achei mais fácil modificar a eletrônica do servo.
O projeto ajuda a entender como um servo funciona
Essa talvez seja a parte mais interessante da experiência.
Começamos querendo apenas:
“fazer o volante virar.”
Mas para conseguir isso precisamos entender que dentro de um servo existem:
motor;
potenciômetro;
eletrônica;
realimentação.
E descobrimos por que simplesmente inverter os fios do motor não é suficiente.
É um ótimo exemplo de como o modelismo pode servir para aprender eletrônica na prática.
O potenciômetro é a chave para compreender o servo
Sem o potenciômetro, a eletrônica não saberia a posição do eixo.
O servo seria apenas um pequeno motor com redução.
É justamente a realimentação que permite comandar:
“vá até esta posição”.
E não simplesmente:
“gire”.
Essa diferença explica por que um servo é tão útil no rádio controle.
Servo e motor DC não são a mesma coisa
Um motor DC convencional recebe energia e gira.
Um servo recebe um comando de posição.
Essa distinção é fundamental.
Quando conectamos um servo ao receptor, não estamos simplesmente enviando potência ao motor interno.
Estamos enviando uma informação que será interpretada pela eletrônica existente dentro dele.
Faça primeiro um teste simples com dois servos
Antes de desmontar qualquer coisa, existe uma experiência muito interessante.
Pegue:
dois servos;
um cabo Y;
receptor;
transmissor.
Conecte os dois servos.
Movimente o stick.
Observe.
Os dois acompanham o mesmo comando.
Agora coloque os servos fisicamente um de frente para o outro.
Fica fácil visualizar por que, dependendo da montagem, podemos precisar inverter um deles.
Depois modifique apenas o servo necessário
Se a geometria realmente exigir movimentos opostos, escolha aquele destinado ao acessório — no meu caso, o volante.
Não existe motivo para modificar o servo principal da direção se ele já está funcionando corretamente.
Assim mantemos o sistema principal intacto.
Um detalhe visual pode transformar o modelo
Quando começamos a modificar um carrinho, normalmente pensamos primeiro em:
motor;
velocidade;
bateria;
direção.
Mas os pequenos detalhes também são muito interessantes.
Um volante móvel não torna o carrinho mais rápido.
Não aumenta o alcance do rádio.
Não melhora a autonomia.
Mas faz o modelo parecer muito mais elaborado.
Para um projeto FPV, o efeito faz ainda mais sentido
Se a câmera estiver instalada dentro da cabine, podemos planejar o enquadramento para mostrar:
parte do painel;
volante;
para-brisa;
pista à frente.
Quando o volante começa a acompanhar as curvas, temos um elemento visual que reforça a sensação de dirigir o modelo.
Foi justamente pensando em FPV que surgiu a ideia dessa adaptação.
Podemos levar a ideia ainda mais longe
Depois do volante, poderíamos acrescentar outros detalhes.
Por exemplo:
painel iluminado;
faróis controlados pelo rádio;
luzes de freio;
luz de ré;
setas;
motorista;
câmera FPV.
Cada função pode ser acrescentada aos poucos.
O carrinho deixa de ser apenas um brinquedo
Esse foi justamente o objetivo das modificações que fiz.
Parti de um carrinho de controle remoto de brinquedo e fui acrescentando recursos para que ele tivesse cada vez mais cara de automodelo.
E o volante móvel é um ótimo exemplo.
É um detalhe pequeno.
Mas demonstra que podemos modificar praticamente qualquer parte do modelo quando começamos a compreender sua mecânica e sua eletrônica.
Veja no vídeo o volante funcionando
No vídeo da página é possível observar todo o conjunto funcionando.
O servo de 9 gramas está conectado ao mesmo canal da direção através do cabo Y, mas responde no sentido necessário porque fiz a inversão interna do motor e das extremidades do potenciômetro.
O resultado é simples:
virou o carrinho → virou o volante.
E o que começou como um detalhe visual acabou se tornando também uma excelente experiência para entender como funciona internamente um servo RC.
Quer aprender elétrica e eletrônica aplicadas ao rádio controle?
Projetos como esse mostram que o modelismo fica muito mais interessante quando começamos a entender aquilo que existe dentro dos componentes.
Ao modificar um simples servo, encontramos conceitos como:
motor DC;
potenciômetro;
realimentação;
sinal do receptor;
cabo Y;
soldagem;
controle de posição.
Assim, você deixa de apenas conectar componentes prontos e começa a compreender como eles funcionam e como podem ser modificados para criar soluções próprias nos seus projetos de rádio controle.