Quando um servo quebra, a primeira reação normalmente é simples:
jogar fora e comprar outro.
Mas no modelismo uma peça que deixou de cumprir sua função original não necessariamente perdeu toda a utilidade.
Dentro de um servo temos um pequeno motor elétrico, engrenagens, eixos e uma caixa de redução completa. Mesmo quando a eletrônica ou alguma parte do sistema de posicionamento deixa de servir, vários desses componentes ainda podem ser aproveitados.
Foi exatamente isso que fiz para construir um radar giratório para a cabine de um barco de controle remoto.
A ideia é aproveitar o motor e a caixa de redução de um servo que já não serve mais para sua função convencional. Com uma pequena modificação mecânica e apenas uma pilha, conseguimos produzir uma rotação lenta bastante interessante para movimentar um radar de nautimodelo.
O que existe dentro de um servo?
O servo parece um componente relativamente simples por fora.
Temos uma pequena caixa plástica, um eixo de saída e normalmente três fios.
Internamente, entretanto, encontramos vários elementos trabalhando em conjunto:
motor DC;
conjunto de engrenagens;
eixo de saída;
circuito eletrônico;
sensor de posição;
batentes mecânicos, dependendo do modelo.
Em funcionamento normal, toda essa estrutura permite controlar a posição angular do eixo.
Movemos um comando no rádio e o servo procura a posição correspondente.
Para um radar, não precisamos controlar posição
Um radar de barco possui uma necessidade completamente diferente.
Não queremos que ele vá para 30°, depois 60° e volte para 20°.
Queremos basicamente:
girar… girar… girar…
Continuamente.
Isso significa que boa parte daquilo que torna um servo um servo deixa de ser necessária.
O que realmente nos interessa é:
motor + redução + eixo.
E é justamente por isso que um servo quebrado pode ser tão interessante para esse projeto.
Por que não utilizar simplesmente um pequeno motor?
Poderíamos.
O problema é a velocidade.
Pequenos motores DC normalmente giram muito rápido. Dependendo do motor, podemos estar falando em milhares de rotações por minuto.
Imagine colocar diretamente um radar sobre esse eixo.
Teríamos praticamente uma hélice sobre a cabine.
Precisamos reduzir drasticamente a rotação.
E o servo já possui exatamente aquilo que precisamos:
uma caixa de redução pronta.
As engrenagens fazem o trabalho pesado
O motor existente dentro do servo gira rapidamente.
Esse movimento passa por várias engrenagens.
Cada estágio reduz a velocidade e aumenta o torque disponível no eixo de saída.
No funcionamento normal do servo isso permite movimentar superfícies de controle, direção, leme e outros mecanismos.
Mas podemos aproveitar a mesma redução para outra finalidade.
Em vez de movimentar um braço de servo alguns graus:
fazemos o eixo girar continuamente.
Foi justamente essa a ideia utilizada no meu radar.
O servo quebrado ganha uma segunda vida
No projeto original, a proposta é justamente aproveitar um servo que já não atende mais à sua função básica.
A eletrônica interna deixa de ser necessária para essa aplicação e o motor passa a ser utilizado diretamente.
Isso é particularmente interessante porque não precisamos sacrificar um servo novo.
Se temos uma caixa com servos defeituosos, podemos encontrar ali:
motores;
engrenagens;
eixos;
rolamentos ou buchas;
carcaças;
cabos;
parafusos.
Para quem constrói modelos artesanalmente, tudo isso pode virar matéria-prima.
Mas existe um problema mecânico
Mesmo retirando a função eletrônica de posicionamento, muitos servos convencionais não conseguem simplesmente girar 360 graus.
Existe uma limitação mecânica.
O servo foi projetado para movimentar seu eixo apenas dentro de determinada faixa angular.
Por isso, precisamos fazer uma pequena alteração na engrenagem para permitir a rotação completa do conjunto. Essa modificação é uma das etapas centrais da adaptação mostrada no projeto original.
O batente impede a rotação contínua
Em muitos servos existe um limitador mecânico associado à engrenagem de saída.
Ele existe por uma boa razão.
No funcionamento normal, o servo não deveria ficar girando indefinidamente.
Quando queremos reaproveitá-lo como pequeno motorredutor, entretanto, essa limitação passa a ser um problema.
Precisamos modificar o mecanismo para permitir:
0° → 90° → 180° → 270° → 360° → continuar girando.
Depois dessa alteração, o conjunto de engrenagens pode funcionar como uma pequena caixa de redução de rotação contínua.
Abra o servo com cuidado
Se você pretende fazer esse reaproveitamento, não abra a caixa simplesmente virando o servo de cabeça para baixo.
Existem várias pequenas engrenagens internamente.
Ao retirar a tampa, observe atentamente a posição de cada uma.
Uma boa ideia é fotografar o conjunto antes de desmontar as engrenagens.
Assim, caso alguma delas saia do lugar, você terá uma referência para remontagem.
As engrenagens possuem uma sequência
A redução não acontece por acaso.
Uma engrenagem movimenta outra.
Essa movimenta a seguinte.
E assim sucessivamente até chegarmos ao eixo de saída.
Se montarmos uma engrenagem na posição errada, o sistema pode:
travar;
ficar desalinhado;
produzir muito atrito;
simplesmente não funcionar.
Por isso, faça a desmontagem gradualmente.
Aproveitamos a eletrônica?
Para esta aplicação específica, não precisamos utilizar o servo como um servo convencional.
O artigo original explica justamente que o objetivo é fazer o motor girar livremente sem a eletrônica interna.
Na prática, estamos transformando aquele componente em algo muito próximo de um:
pequeno motor DC com caixa de redução.
Essa mudança de perspectiva é importante.
Já não precisamos enviar um sinal PWM de servo para controlar sua posição.
Precisamos alimentar adequadamente o motor.
E aqui aparece a parte mais curiosa: uma única pilha
No meu projeto utilizei apenas uma pilha pequena para movimentar o conjunto.
E o resultado ficou muito interessante.
Com essa alimentação, o motor gira devagar o suficiente para que o movimento do radar pareça bastante realista.
Isso mostra uma característica importante dos motores DC:
a tensão de alimentação influencia sua velocidade de rotação.
Menor tensão pode significar menor velocidade
Dentro dos limites de funcionamento do motor, reduzir a tensão tende a reduzir sua velocidade.
Nesse projeto isso trabalha a nosso favor.
Não queremos extrair a velocidade máxima do pequeno motor.
Queremos justamente o contrário:
uma rotação lenta e visualmente convincente.
A caixa de redução do servo já reduz muito a velocidade.
A alimentação com uma única pilha reduz ainda mais o comportamento do conjunto.
O resultado pode ficar muito adequado para um radar.
O objetivo não é fazer o radar girar o mais rápido possível
Essa é uma diferença importante entre desempenho e realismo.
Imagine dois radares.
Um completa várias rotações por segundo.
O outro gira lentamente sobre a cabine.
Qual deles parece mais convincente em um nautimodelo?
Provavelmente o segundo.
No modelismo de escala, muitas vezes não buscamos:
mais rápido, mais forte, mais potente.
Buscamos:
mais parecido com o comportamento esperado.
Faça primeiro um teste com o servo aberto
Antes de montar novamente toda a carcaça, vale verificar cuidadosamente se o conjunto mecânico consegue completar uma rotação sem travar.
Gire manualmente quando apropriado.
Observe as engrenagens.
Existe algum ponto de bloqueio?
Alguma peça está encostando?
A engrenagem modificada realmente consegue completar a volta?
É muito melhor descobrir isso antes de fechar o servo.
Depois podemos testar o motor
Com o conjunto corretamente montado e uma alimentação apropriada ao pequeno motor, observe a rotação.
O eixo gira continuamente?
A velocidade ficou adequada?
Existe algum ruído anormal?
As engrenagens parecem trabalhar suavemente?
Se tudo estiver correto, acabamos de transformar um servo inutilizado em um pequeno motorredutor para acessórios de modelismo.
Agora precisamos construir o radar
A parte elétrica e mecânica é apenas metade do projeto.
Precisamos de algo para colocar sobre o eixo.
O radar pode ser construído com materiais extremamente simples.
Dependendo da escala do barco, podemos utilizar:
plástico;
madeira fina;
arame;
pedaços de embalagens;
chapas leves;
materiais reaproveitados.
O mais importante é manter o conjunto leve.
Quanto mais leve o radar, melhor
O motor do servo é pequeno.
A redução aumenta o torque, mas não existe razão para exigir esforço desnecessário.
Um radar leve:
reduz a carga sobre o eixo;
reduz o esforço das engrenagens;
facilita a partida;
diminui o consumo;
reduz vibrações.
Além disso, um radar pesado e desequilibrado pode ficar balançando enquanto gira.
Centralize o radar no eixo
Imagine uma peça longa com quase todo o peso concentrado em uma extremidade.
Quando ela gira, produz uma carga variável sobre o eixo.
O resultado pode ser vibração.
Por isso, procure deixar o radar razoavelmente equilibrado em torno do ponto de rotação.
Não precisamos de balanceamento de precisão como em uma hélice de alta rotação.
Mas um mínimo de simetria ajuda bastante.
Como prender o radar?
Uma possibilidade é aproveitar o próprio braço ou disco que acompanha o servo.
Essas peças já foram projetadas para encaixar no eixo estriado.
Podemos construir o radar sobre elas.
Assim:
eixo do servo → horn/disco → estrutura do radar
Isso também pode facilitar a remoção posterior.
Se precisarmos fazer manutenção, soltamos o parafuso e retiramos o conjunto.
Não cole tudo definitivamente sem testar
Essa regra vale para praticamente qualquer modificação de modelismo.
Monte provisoriamente.
Ligue.
Observe.
A velocidade está boa?
O radar está reto?
Existe vibração?
Alguma parte encosta na cabine?
A altura ficou proporcional?
Somente depois vale fazer o acabamento definitivo.
Onde instalar o servo?
Normalmente o mecanismo pode ficar escondido dentro da cabine ou da superestrutura.
Apenas o eixo precisa alcançar a região superior.
Assim, quem observa o barco enxerga apenas o radar girando.
O motor, as engrenagens, os fios e a pilha ficam escondidos.
Essa é uma das vantagens do servo: temos todo o mecanismo reunido dentro de uma pequena caixa.
Planeje o acesso para manutenção
Não faça uma cabine completamente fechada em torno do mecanismo.
Algum dia podemos precisar:
trocar a pilha;
lubrificar ou verificar o mecanismo;
reposicionar o radar;
substituir um fio;
retirar o servo.
Se for necessário destruir o teto para fazer qualquer manutenção, teremos criado um problema desnecessário.
Uma tampa removível ou acesso interno facilita bastante.
Preciso utilizar uma pilha separada?
Não obrigatoriamente.
O projeto original utiliza uma única pilha justamente porque ela proporciona uma velocidade muito interessante para o radar.
Mas em outro projeto poderíamos pensar em uma alimentação diferente, desde que adequada ao motor e ao comportamento desejado.
Por exemplo, poderíamos utilizar uma fonte existente no próprio barco e um circuito apropriado para obter a tensão desejada.
Isso eliminaria a necessidade de trocar uma pilha exclusiva do radar.
Uma pilha separada também possui vantagens
Por outro lado, a simplicidade é enorme.
Temos:
pilha → chave → motor
Pronto.
O radar fica eletricamente independente do receptor, do ESC e da propulsão.
Se houver um problema no radar, ele não precisa afetar o restante do sistema.
Para um acessório pequeno, simplicidade pode ser uma excelente escolha.
Podemos colocar uma pequena chave
Se o radar possui alimentação independente, uma pequena chave liga/desliga pode ser instalada discretamente.
Assim:
pilha → chave → motor do servo
Antes de colocar o barco na água:
ligamos.
O radar começa a girar.
Depois da navegação:
desligamos.
Não precisamos utilizar um canal do rádio para isso.
Mas também podemos comandar pelo rádio
Se quisermos evoluir o projeto, podemos fazer o radar ser ligado e desligado através de um canal auxiliar.
Nesse caso, não queremos necessariamente fazer toda a corrente do motor passar diretamente por uma saída inadequada do receptor.
Podemos utilizar um circuito de chaveamento.
Conceitualmente:
transmissor → receptor → circuito de chaveamento → motor do radar
Isso permite controlar o acessório à distância.
Um transistor ou MOSFET pode funcionar como chave eletrônica
Dependendo da tensão e corrente envolvidas, um circuito apropriado com transistor ou MOSFET pode permitir que um sinal de controle acione o motor.
Essa é uma ideia bastante útil em modelismo.
O mesmo princípio pode ser empregado para:
LEDs;
bombas;
pequenos motores;
sirene;
outros acessórios.
O receptor fornece o comando.
A fonte apropriada fornece a potência.
Podemos até controlar a velocidade
Se quisermos ir além, um pequeno controle PWM pode permitir ajustar a velocidade de um motor DC.
Assim podemos experimentar diferentes rotações até encontrar aquela que visualmente combina melhor com a escala do barco.
Mas observe como o projeto começa a crescer.
Inicialmente tínhamos:
uma pilha + um servo quebrado.
Agora temos PWM, controle remoto e eletrônica adicional.
Isso pode ser divertido, mas não é obrigatório.
A solução simples já funciona muito bem
Esse é justamente um dos pontos mais interessantes do projeto original.
Não precisamos comprar um motorredutor específico.
Não precisamos programar um microcontrolador.
Não precisamos instalar um controlador sofisticado.
Aproveitamos:
o motor do servo + suas engrenagens + uma pilha.
E conseguimos um movimento bastante convincente.
O mesmo servo pode movimentar outras coisas
No artigo original eu comento que utilizo bastante essa adaptação para radares em navios, mas a aplicação não precisa ficar limitada ao nautimodelismo.
Uma vez transformado em motorredutor, podemos imaginar várias aplicações.
Por exemplo:
pequena roda;
mecanismo decorativo;
antena giratória;
plataforma;
pequeno guincho;
elemento de cenário;
mecanismo experimental.
O próprio artigo menciona inclusive a possibilidade de movimentar uma pequena roda de carrinho.
O torque da redução abre várias possibilidades
Essa é justamente a vantagem de não aproveitar apenas o motor.
Se retirássemos o pequeno motor e descartássemos as engrenagens, teríamos alta velocidade e pouco torque no eixo.
Mantendo a redução:
velocidade diminui → torque disponível no eixo aumenta.
Para mecanismos lentos, isso é muito útil.
Um servo quebrado pode se transformar em um componente bastante versátil para pequenos projetos mecânicos.
Comece a guardar seus servos quebrados
Depois de descobrir esse tipo de reaproveitamento, fica difícil simplesmente jogar um servo fora.
Mesmo quando não conseguimos recuperar sua função original, podemos aproveitar:
motor;
engrenagens;
fios;
conector;
parafusos;
eixo;
carcaça.
Dependendo da falha, talvez quase todo o conjunto mecânico continue funcionando perfeitamente.
É exatamente o caso ideal para o radar.
Esse é um ótimo exemplo de reaproveitamento no modelismo
O interessante não é apenas economizar o preço de um pequeno motor.
É olhar para um componente e compreender o que existe dentro dele.
O servo deixou de funcionar como servo.
Mas ainda possui:
um motor que funciona;
uma redução que funciona;
um eixo que funciona.
Então por que descartar tudo?
Mudamos apenas a função.
Isso é algo que aparece constantemente em projetos artesanais.
Veja no vídeo como fazer a adaptação
No conteúdo original mostro como aproveitar um servo quebrado, retirar sua função eletrônica convencional e fazer a alteração necessária na engrenagem para permitir rotação completa. Com apenas uma pilha pequena, o conjunto pode girar em uma velocidade muito interessante para movimentar o radar de um barco ou navio RC.
Um servo quebrado pode ser mais útil do que parece
Esse projeto mostra uma coisa que considero muito interessante no modelismo.
Quando entendemos minimamente como um equipamento funciona, começamos a enxergá-lo de outra maneira.
Um servo deixa de ser apenas:
“aquela peça que movimenta o leme”.
Passamos a enxergar:
motor + engrenagens + redução + eixo + eletrônica + carcaça.
Se uma dessas funções falha, talvez as outras continuem perfeitamente aproveitáveis.
Foi exatamente esse raciocínio que permitiu transformar um servo que já não servia para sua função básica em um mecanismo capaz de movimentar o radar de um nautimodelo.
E com apenas uma pilha conseguimos uma rotação lenta que combina muito bem com o efeito de escala.
Quer aprender a transformar componentes simples em soluções para seus modelos RC?
Quando entendemos motores, tensão, corrente, servos, alimentação, engrenagens e circuitos de acionamento, começamos a enxergar muito mais possibilidades dentro de um modelo.
Um servo quebrado pode virar um radar. Um pequeno motor pode movimentar um acessório. Um canal auxiliar pode acionar iluminação ou outro mecanismo.
Mais importante do que decorar uma montagem é compreender por que ela funciona e conseguir adaptar o princípio para aquilo que você deseja construir.
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