Transformar uma lancha de brinquedo em um barco de controle remoto é uma das maneiras mais interessantes de entrar no nautimodelismo.
E existe uma grande vantagem nesse tipo de projeto: não precisamos necessariamente construir o casco desde o início.
Se encontrarmos uma lancha que:
flutue corretamente;
tenha espaço interno suficiente;
possua uma estrutura que permita adaptações;
já temos uma excelente base para começar.
Eu mesmo já fiz esse tipo de transformação algumas vezes. Peguei lanchas originalmente vendidas como brinquedos e instalei nelas sistemas de rádio controle 2.4 GHz, transformando modelos bastante simples em verdadeiros nautimodelos RC.
Qual lancha de brinquedo pode ser transformada em RC?
Não existe um único modelo adequado.
Podemos encontrar várias possibilidades.
Antes de comprar ou desmontar uma lancha, entretanto, existem duas perguntas fundamentais:
Ela flutua bem?
Existe espaço dentro do casco para instalar a eletrônica e a bateria?
Esse segundo ponto é especialmente importante.
Precisaremos acomodar componentes como:
receptor;
servo;
ESC ou controlador do motor;
bateria;
fiação.
Se praticamente não existir espaço interno, a adaptação pode se tornar muito difícil ou até inviável.
As antigas lanchas da Gulliver são ótimos exemplos
Duas das lanchas que transformei eram modelos fabricados pela Gulliver, empresa bastante conhecida por seus brinquedos, especialmente nas décadas passadas.
Esses barcos já possuíam:
casco;
motor elétrico;
eixo;
hélice;
compartimento para pilhas.
Mas não eram originalmente barcos de controle remoto.
Você colocava as pilhas, ligava o motor e colocava o barco na água.
Como funcionava a direção original?
A direção era extremamente simples.
Existia um ajuste manual no leme.
Antes de colocar o barco na água, você posicionava o leme.
Por exemplo, poderia deixá-lo:
reto;
ligeiramente virado para esquerda;
ligeiramente virado para direita.
Se o leme estivesse inclinado, a lancha poderia navegar fazendo círculos.
Depois de colocar o barco na água, entretanto, você não tinha como modificar a direção remotamente.
E é justamente isso que podemos transformar.
O objetivo da adaptação
Queremos substituir um sistema praticamente sem controle por outro no qual possamos comandar a lancha enquanto ela navega.
Basicamente queremos controlar duas funções:
direção
e
propulsão.
Para isso podemos utilizar um rádio com pelo menos dois canais.
O sistema passa a funcionar assim:
Transmissor
↓
Receptor
A partir do receptor temos:
Canal da direção → Servo → Leme
e:
Canal do acelerador → ESC → Motor → Hélice
Agora temos uma verdadeira lancha de rádio controle.
A grande vantagem de aproveitar uma lancha existente
Construir um nautimodelo do zero pode envolver várias etapas.
Precisamos fabricar:
casco;
estrutura interna;
convés;
eixo;
leme;
suportes.
Quando começamos com uma lancha de brinquedo, boa parte desse trabalho já está pronta.
No caso das lanchas Gulliver que utilizei, havia uma vantagem ainda maior:
elas já possuíam motor e hélice.
Isso facilita bastante a transformação.
O espaço interno também ajudava
Outra característica interessante desses modelos é o espaço disponível dentro do casco.
Isso facilita a instalação do:
receptor;
servo;
controlador do motor;
bateria.
Em uma adaptação RC, espaço interno é muito importante porque não basta fazer os componentes caberem.
Precisamos também conseguir:
organizar os fios;
fixar a bateria;
movimentar a linkagem do leme;
acessar os componentes para manutenção.
Primeiro planeje antes de desmontar
Antes de começar a cortar ou colar qualquer coisa, observe o modelo.
Veja onde estão:
motor;
eixo;
hélice;
leme;
compartimento das pilhas.
Depois pense onde poderá colocar os novos componentes.
Uma boa estratégia é colocar provisoriamente:
receptor;
servo;
ESC;
bateria
dentro do casco.
Assim conseguimos avaliar o espaço disponível antes de fazer modificações permanentes.
O primeiro grande desafio é controlar o leme
Se o barco já possui um leme manual, temos uma excelente base.
Precisamos apenas criar uma maneira de movimentá-lo remotamente.
Para isso utilizamos um servo.
O servo recebe o sinal enviado pelo receptor e transforma esse comando em movimento mecânico.
Temos:
Rádio
↓
Receptor
↓
Servo
↓
Linkagem
↓
Leme
Quando movimentamos o comando de direção no transmissor, o servo movimenta o leme.
Como ligar o servo ao leme?
Precisamos construir uma pequena linkagem mecânica.
Ela pode ser feita utilizando materiais como:
arame de aço;
vareta metálica;
horn;
clevis;
pequenas articulações.
Não existe necessariamente uma única solução.
O importante é conseguir transmitir o movimento do braço do servo até o leme sem criar travamentos.
Centralize o servo antes da montagem
Antes de fixar definitivamente o braço do servo, ligue o sistema de rádio.
Deixe:
comando da direção centralizado;
trim centralizado;
servo na posição neutra.
Depois coloque o leme aproximadamente reto e faça a ligação mecânica.
Isso reduz bastante o trabalho de ajuste.
O leme precisa movimentar livremente
Depois de montar a linkagem, movimente o comando completamente para os dois lados.
Observe se existe algum ponto em que:
o leme trava;
a vareta encosta no casco;
o braço do servo força;
a articulação fica presa.
O servo não deve lutar contra um limite mecânico.
Isso aumenta o consumo de corrente e pode danificar o equipamento.
Quanto o leme precisa virar?
Não precisamos necessariamente utilizar um ângulo enorme.
Um leme com curso exagerado pode deixar a lancha muito brusca nas curvas.
Comece com um movimento moderado.
Depois dos primeiros testes na água podemos aumentar ou diminuir o curso.
Se o rádio permitir ajuste de endpoint, essa regulagem fica ainda mais fácil.
Agora precisamos controlar o motor
O segundo passo é transformar o motor original em um sistema comandado pelo rádio.
O receptor sozinho não deve alimentar diretamente o motor de propulsão.
Precisamos de um circuito intermediário capaz de controlar a corrente exigida pelo motor.
Uma solução comum é utilizar um:
ESC — Electronic Speed Controller.
Como funciona o ESC?
O ESC recebe duas coisas diferentes.
Do receptor ele recebe:
o comando.
Da bateria ele recebe:
a energia.
Depois controla a potência enviada ao motor.
Podemos representar:
Bateria → ESC → Motor
enquanto:
Receptor → ESC
envia o sinal de controle.
Assim, movimentamos o acelerador no rádio e controlamos o motor remotamente.
Verifique qual tipo de motor existe na lancha
Esse ponto é fundamental.
As antigas lanchas de brinquedo normalmente utilizavam pequenos motores DC escovados.
Um motor brushed convencional possui:
dois fios.
Nesse caso, precisamos utilizar um controlador compatível com motor brushed.
Não utilize um ESC destinado exclusivamente a motor brushless imaginando que todos os controladores funcionam da mesma maneira.
Motor brushed e brushless são diferentes
Um motor brushed convencional normalmente possui:
2 fios.
Já um motor brushless normalmente possui:
3 fios.
Consequentemente, os controladores também trabalham de maneiras diferentes.
Para reaproveitar o motor original de uma antiga lancha de brinquedo, provavelmente estaremos trabalhando com um sistema escovado.
Mas confirme antes de escolher o ESC.
Posso manter o motor original?
Em muitos casos, sim.
Essa é inclusive uma das vantagens destacadas no projeto original: as lanchas Gulliver já possuíam motor e hélice, facilitando bastante a adaptação.
Se o motor estiver funcionando bem e oferecer desempenho suficiente, não existe obrigatoriedade de substituí-lo.
Podemos primeiro testar a configuração original.
Teste o motor antes de fazer toda a conversão
Antes de instalar a eletrônica, verifique o estado do conjunto original.
Observe:
motor gira livremente?
eixo está preso?
hélice está danificada?
existem ruídos anormais?
há muita vibração?
Em brinquedos antigos, o eixo pode precisar de limpeza ou lubrificação.
Não vale instalar todo o sistema RC para depois descobrir que a transmissão estava travada.
Um motor mais potente nem sempre é melhor
Pode aparecer a vontade de retirar imediatamente o motor original e instalar um motor muito mais potente.
Mas precisamos lembrar:
o casco foi projetado originalmente como brinquedo.
Aumentar muito a potência pode causar:
instabilidade;
aquecimento;
consumo excessivo;
vibração;
entrada de água;
danos ao eixo;
danos ao casco.
Para uma primeira transformação, uma configuração equilibrada costuma ser melhor.
O receptor 2.4 GHz
O receptor é o centro do sistema de comando.
Ele recebe os sinais enviados pelo transmissor.
Para uma lancha simples precisamos basicamente de dois canais:
um para direção;
um para aceleração.
Se tivermos canais adicionais, podemos futuramente acrescentar outras funções.
O que é o bind?
Antes de utilizar o sistema, transmissor e receptor precisam estar corretamente associados.
Esse processo é conhecido como:
bind.
Depois do bind, o receptor reconhece o transmissor correspondente.
O procedimento varia conforme o fabricante do equipamento.
Por isso, siga as instruções específicas do seu rádio.
Como fica a ligação básica?
Uma configuração bastante comum é:
BATERIA
↓
ESC
↙︎ ↘︎
RECEPTOR MOTOR
↓
SERVO
↓
LEME
Enquanto isso:
TRANSMISSOR → sinal de rádio → RECEPTOR
Com poucos componentes conseguimos transformar completamente o funcionamento do brinquedo.
O ESC pode alimentar o receptor?
Alguns ESCs possuem um circuito chamado:
BEC — Battery Eliminator Circuit.
Ele fornece uma tensão apropriada ao receptor e aos servos.
Nesse caso podemos utilizar a bateria principal também para alimentar a eletrônica de controle.
Temos:
Bateria → ESC/BEC → Receptor → Servo
Mas é importante verificar se o ESC utilizado realmente possui BEC.
Nem todos possuem.
Também podemos utilizar um BEC externo
Caso o controlador não forneça alimentação adequada, podemos utilizar um sistema separado.
O importante é respeitar:
tensão aceita pelo receptor;
tensão aceita pelo servo;
corrente necessária.
Não aplique diretamente a tensão da bateria ao receptor sem verificar suas especificações.
Escolha a bateria com cuidado
A bateria precisa ser compatível com:
motor;
ESC;
tensão do sistema;
espaço disponível.
Mas existe outro fator particularmente importante em um barco:
peso.
A bateria costuma ser um dos componentes mais pesados do modelo.
Sua posição altera o equilíbrio da lancha.
Não coloque a bateria simplesmente onde couber
Antes de fixá-la, faça testes.
Coloque a bateria provisoriamente dentro do casco e observe como a lancha fica na água.
Veja se:
a proa afunda demais;
a popa fica muito baixa;
o barco inclina para um lado.
Se necessário, mude a posição da bateria.
A distribuição de peso é fundamental
Imagine colocar todos os componentes pesados do lado esquerdo:
bateria;
motor;
ESC.
A lancha poderá ficar permanentemente inclinada.
Procure distribuir os componentes de maneira equilibrada.
Isso melhora tanto a aparência quanto o comportamento durante a navegação.
Faça um teste de flutuação antes da instalação definitiva
Coloque os componentes dentro do barco, ainda que provisoriamente.
Depois coloque a lancha cuidadosamente na água sem ligar o sistema.
Observe sua posição.
Esse teste simples pode evitar muito retrabalho.
Se a distribuição estiver ruim, ainda podemos movimentar os componentes facilmente.
A vedação é um dos pontos mais importantes
Estamos instalando eletrônica dentro de um objeto que ficará cercado de água.
Por isso, precisamos verificar todos os possíveis pontos de entrada.
Principalmente:
eixo da hélice;
eixo do leme;
tampa;
furos feitos durante a adaptação.
Uma pequena infiltração durante alguns segundos pode parecer irrelevante.
Depois de vários minutos de navegação, pode representar bastante água dentro do casco.
Teste o casco antes de colocar a eletrônica
Uma ótima prática é fazer um teste de estanqueidade.
Coloque o barco na água sem a eletrônica energizada.
Espere alguns minutos.
Retire o modelo.
Seque o exterior.
Abra o casco.
Procure água.
Se encontrar, descubra por onde entrou antes de continuar.
Proteja o receptor
Mesmo com uma boa vedação, respingos e pequenas infiltrações podem acontecer.
Por isso, procure instalar o receptor:
longe do fundo do casco;
em uma região elevada;
protegido contra respingos.
O mesmo cuidado vale para conectores e outros componentes sensíveis.
Não confie apenas na expressão “à prova d’água”
Alguns servos e ESCs são vendidos com proteção contra água.
Isso é interessante para nautimodelismo.
Mas o restante do sistema pode continuar vulnerável.
Podemos ter:
conectores expostos;
emendas;
receptor sem proteção;
terminais da bateria.
A proteção precisa ser pensada para o conjunto.
Organize os fios dentro do casco
Não deixe a fiação simplesmente jogada.
Um fio pode entrar em contato com:
eixo do motor;
acoplamento;
braço do servo;
linkagem do leme.
Isso pode causar uma falha mecânica durante a navegação.
Prenda os cabos de maneira organizada, mas mantenha acesso para manutenção.
O motor escovado pode produzir interferência elétrica
Motores brushed utilizam escovas e comutador.
Esse processo pode gerar ruído elétrico.
Dependendo do sistema, capacitores de supressão instalados corretamente no motor podem ajudar a reduzir interferências.
Também é interessante manter a instalação de potência organizada e evitar que fios sensíveis fiquem desnecessariamente misturados aos cabos do motor.
Faça primeiro os testes sobre a bancada
Antes de colocar o barco na água:
ligue o transmissor;
energize o modelo;
teste o servo;
confira o leme;
teste o motor brevemente;
verifique a resposta do acelerador.
Observe também se algum componente começa a aquecer.
Confira o sentido da direção
Comande:
direita.
Veja para onde o leme se movimenta.
Depois:
esquerda.
Se estiver invertido, faça a correção antes da navegação.
Dependendo do rádio, podemos utilizar a função:
Reverse.
Confira também o sentido do motor
A hélice precisa produzir empuxo na direção correta.
Em um pequeno motor DC escovado, a inversão dos fios do motor normalmente altera seu sentido de rotação, desde que a configuração do controlador seja compatível.
Não altere a polaridade da entrada de alimentação do ESC para tentar mudar o sentido do motor.
Faça os primeiros testes devagar
No primeiro teste na água, não aplique imediatamente potência máxima.
Comece lentamente.
Observe:
resposta da direção;
estabilidade;
ruídos;
vibração;
inclinação;
velocidade.
Faça algumas curvas.
Retorne à margem.
Abra o casco e verifique se entrou água.
Observe a temperatura
Depois de alguns minutos, confira cuidadosamente:
motor;
ESC;
bateria.
Aquecimento excessivo pode indicar:
sobrecarga;
hélice inadequada;
motor trabalhando além do esperado;
ESC subdimensionado;
problema mecânico no eixo.
É melhor descobrir isso durante pequenos testes próximos à margem.
A hélice influencia bastante o sistema
Se decidir trocar a hélice, não pense apenas em velocidade.
Uma hélice diferente modifica a carga sobre o motor.
Isso altera a corrente.
Consequentemente pode alterar:
temperatura;
autonomia;
desempenho;
exigência sobre o ESC.
Motor, hélice, bateria e controlador precisam funcionar como um conjunto.
Fixe bem a bateria
Depois de encontrar a posição adequada, a bateria precisa ficar presa.
Ela não pode deslizar quando a lancha:
acelera;
freia;
faz uma curva.
Uma bateria solta modifica repentinamente a distribuição de peso e ainda pode atingir outros componentes.
Utilize uma fixação que seja segura e permita retirar a bateria para recarga.
Pense na manutenção
Evite montar o barco de uma maneira que torne impossível acessar os componentes.
Em algum momento podemos precisar:
retirar o motor;
lubrificar o eixo;
trocar o servo;
substituir o receptor;
ajustar a linkagem;
trocar o ESC.
Uma boa adaptação não deve apenas funcionar.
Ela também deve permitir manutenção.
E se a lancha parar no meio do lago?
Essa é uma questão que precisa ser considerada antes da primeira navegação.
Uma lancha RC pode parar porque:
a bateria acabou;
a hélice prendeu alguma coisa;
um fio se soltou;
o motor parou;
o rádio perdeu comunicação.
Antes de navegar, pense em uma maneira segura de recuperar o modelo.
Nunca entre em um lago ou outra área de água de maneira arriscada apenas para buscar um barco.
Faça um teste de alcance
Também é importante verificar o sistema de rádio antes de afastar o modelo.
Siga o procedimento de teste de alcance recomendado pelo fabricante.
Observe ainda a posição da antena do receptor.
Uma instalação inadequada pode reduzir a confiabilidade da comunicação.
Podemos começar com apenas duas funções
Para uma primeira transformação, eu manteria o projeto simples:
acelerador
e
direção.
Depois que tudo estiver funcionando bem, podemos pensar em outras funções.
É muito mais fácil diagnosticar um problema em um sistema simples.
Depois podemos acrescentar iluminação
Com canais auxiliares ou pequenos circuitos eletrônicos, podemos instalar:
faróis;
luzes de navegação;
LEDs internos;
luzes de posição.
Além de deixar o barco mais interessante, isso permite experimentar circuitos eletrônicos.
Podemos colocar buzina e som
Outra possibilidade é instalar:
buzina;
sirene;
som de motor.
Esses recursos podem ser acionados remotamente.
Agora o nautimodelo começa a ficar muito mais próximo de uma pequena embarcação funcional em escala.
Também podemos instalar uma bomba d’água
Em determinados projetos, uma pequena bomba pode criar efeitos muito interessantes.
Podemos produzir:
jatos de água;
sistemas de combate a incêndio em rebocadores;
efeitos em barcos de resgate.
Com isso começam a aparecer outros componentes:
transistores;
relés;
MOSFETs;
microcontroladores.
Uma simples lancha de brinquedo pode se transformar em uma plataforma para aprender eletrônica.
Podemos utilizar Arduino?
Sim.
Depois que dominamos o funcionamento básico do rádio controle, um microcontrolador pode ser utilizado para criar funções adicionais.
Por exemplo:
sequências de iluminação;
acionamento de sons;
controle de bombas;
automatização de efeitos.
O receptor RC pode inclusive fornecer sinais que podem ser interpretados por um microcontrolador em projetos adequadamente desenvolvidos.
Um brinquedo antigo pode virar um laboratório
Essa é uma das coisas que mais gosto nesse tipo de projeto.
Começamos com algo muito simples:
uma lancha de brinquedo.
Depois aparecem conceitos de:
mecânica;
eletricidade;
eletrônica;
rádio frequência;
motores;
servos;
baterias;
controle.
O projeto deixa de ser apenas uma maneira de fazer o barco navegar.
Ele se transforma em uma maneira prática de aprender.
Você não precisa usar uma lancha Gulliver
As lanchas Gulliver foram ótimas plataformas para minhas adaptações porque já possuíam motor, hélice e bastante espaço interno.
Mas elas são apenas um exemplo.
Existem muitos brinquedos que podem servir como ponto de partida.
Ao encontrar um barco, observe principalmente:
ele flutua corretamente?
o casco está em boas condições?
existe espaço interno?
há acesso ao leme?
já existe motor e hélice?
Se várias dessas respostas forem positivas, talvez você tenha encontrado um ótimo candidato para transformação.
Não descarte brinquedos antigos
Às vezes um barco antigo parece pouco interessante porque sua eletrônica original é extremamente simples ou nem funciona mais.
Mas talvez o que realmente nos interesse seja:
o casco.
Podemos retirar o sistema original e construir uma nova eletrônica.
Essa é uma ótima forma de reaproveitamento.
A transformação pode ser feita por etapas
Você não precisa fazer tudo de uma vez.
Uma sequência possível é:
- Testar a flutuação do casco.
- Verificar motor, eixo e hélice.
- Planejar a posição dos componentes.
- Instalar o servo.
- Adaptar o leme.
- Instalar receptor e ESC.
- Escolher e posicionar a bateria.
- Fazer os testes elétricos.
- Testar a estanqueidade.
- Fazer uma primeira navegação em baixa velocidade.
- Verificar entrada de água e aquecimento.
- Ajustar direção e distribuição de peso.
- Somente depois acrescentar funções adicionais.
Assim conseguimos resolver um problema de cada vez.
O projeto original mostra justamente como isso é possível
A ideia central deste projeto é bastante simples: pegar uma lancha de brinquedo que já flutua e transformá-la em um modelo rádio controlado.
Foi exatamente o que fiz mais de uma vez.
No caso de dois dos meus projetos, utilizei antigas lanchas Gulliver que originalmente funcionavam com pilhas e possuíam apenas ajuste manual do leme. Como já tinham motor, hélice e um bom espaço interno, tornaram-se excelentes plataformas para a adaptação.
Depois da transformação, aquilo que originalmente era:
pilhas → motor → hélice
passa a ser um sistema muito mais interessante:
Transmissor → Receptor → Servo → Leme
e:
Transmissor → Receptor → ESC → Motor → Hélice.
Veja no vídeo a lancha transformada em rádio controle
No vídeo da página mostro justamente uma dessas transformações.
É uma demonstração de que não precisamos começar o nautimodelismo construindo um barco sofisticado do zero.
Às vezes, o projeto pode começar com uma velha lancha de brinquedo que estava esquecida em algum lugar.
O mais importante é olhar para ela e começar a pensar:
onde coloco o servo?
como movimento o leme?
como controlo o motor?
onde cabe a bateria?
como protejo a eletrônica da água?
Quando começamos a responder essas perguntas, já estamos fazendo muito mais do que brincar com uma lancha.
Estamos projetando um nautimodelo de rádio controle.
Quer aprender a fazer suas próprias adaptações em modelos RC?
Transformar uma lancha de brinquedo em rádio controle reúne vários fundamentos importantes:
motores elétricos;
ESC;
BEC;
servos;
receptores;
baterias;
ligações elétricas;
controle remoto.
A proposta é que você consiga compreender o funcionamento dos componentes e utilizar esse conhecimento para montar, modificar, adaptar e criar seus próprios modelos de rádio controle, inclusive transformando brinquedos simples em projetos RC completamente novos.