Quem gosta de eletrônica, modelismo e reaproveitamento de componentes começa a olhar para equipamentos comuns de uma maneira diferente.
Uma peça automotiva aparentemente simples pode esconder componentes muito interessantes para nossos projetos.
Um ótimo exemplo é o motor do esguichador de água do para-brisa.
Já utilizei esse conjunto em diferentes projetos, especialmente no nautimodelismo. Como ele originalmente funciona como uma pequena bomba de água, podemos instalá-lo em um barco de controle remoto e utilizar a própria água do lago para produzir um esguicho.
Mas existe outra possibilidade:
desmontar a bomba e aproveitar apenas o motor elétrico que existe dentro dela.
Foi justamente isso que mostrei neste projeto. O conjunto é bastante fechado porque originalmente precisa trabalhar em contato com água, mas, removendo sua carcaça plástica, conseguimos chegar ao motor.
O que existe dentro da bomba do esguichador?
Externamente, enxergamos apenas uma pequena peça plástica com conexões elétricas e entradas e saídas para água.
Dentro dela, entretanto, temos basicamente dois sistemas:
motor elétrico + mecanismo da bomba
O motor produz movimento rotativo.
Esse movimento aciona a parte responsável pelo bombeamento da água.
Portanto, quando desmontamos o conjunto, encontramos algo bastante útil para outros projetos: um pequeno motor DC originalmente desenvolvido para funcionar no sistema elétrico de um automóvel.
Um motor automotivo de 12 V
Em veículos que utilizam sistema elétrico nominal de 12 V, esse tipo de bomba é projetado para trabalhar nesse ambiente.
Isso torna o motor especialmente interessante para experiências de bancada e projetos alimentados em tensões semelhantes.
Mas existe uma observação importante.
Dizer que ele é um motor de 12 V não significa que podemos ligá-lo a qualquer fonte de 12 V sem considerar outras características.
Também precisamos pensar em:
corrente;
potência;
aquecimento;
carga mecânica;
tempo de funcionamento;
tipo de fonte.
Um motor é uma carga elétrica dinâmica. Seu consumo muda conforme as condições de funcionamento.
A bomba pode ser utilizada sem desmontar
Antes de destruir a carcaça, pense se realmente precisa apenas do motor.
O conjunto completo possui uma característica bastante útil: já é uma bomba de água pronta.
No nautimodelismo podemos aproveitar isso para criar:
canhão de água;
esguicho decorativo;
sistema de bombeamento;
efeitos em rebocadores;
outros acessórios que utilizem água.
No meu caso, já utilizei esse tipo de motor justamente em projetos de barcos, aproveitando a água do próprio local de navegação para alimentar o esguicho.
Nesse tipo de projeto, destruir a bomba para retirar o motor não faria sentido.
Quando vale a pena desmontar?
A desmontagem passa a ser interessante quando queremos aproveitar somente o motor elétrico.
Por exemplo, podemos querer estudar o motor ou utilizá-lo experimentalmente para produzir movimento em outro projeto.
No artigo original mencionei possibilidades como a propulsão de um automodelo ou nautimodelo.
Mas é importante tratar isso como reaproveitamento experimental.
O fato de conseguirmos retirar o motor não significa que ele seja automaticamente a melhor escolha para qualquer veículo RC.
Precisamos verificar se suas características são adequadas ao projeto.
Por que é difícil abrir a bomba?
Essa é uma das primeiras coisas que percebemos quando tentamos desmontá-la.
A carcaça não foi projetada pensando:
“Um dia alguém vai querer abrir isso para retirar o motor.”
Muito pelo contrário.
Ela foi feita para permanecer fechada.
Existe água circulando pelo conjunto e o motor elétrico precisa ficar protegido. Por isso, a carcaça é bastante vedada. No meu desmontagem, foi necessário praticamente eliminar parte dessa estrutura para conseguir chegar ao motor.
A carcaça é plástica
Isso facilita bastante o trabalho.
Apesar de o conjunto ser bem fechado, sua carcaça externa é feita de material plástico.
Portanto, em vez de tentar separar cuidadosamente duas metades como faríamos em uma caixa aparafusada, podemos cortar o material.
Foi justamente o procedimento que utilizei.
Como abri o esguichador
Para acessar o motor, utilizei uma pequena serra do tipo arco de serra.
O procedimento básico foi:
observar a posição aproximada do motor → cortar cuidadosamente a carcaça plástica → retirar progressivamente o material → expor o motor.
Com alguns cortes conseguimos eliminar a região externa e ter acesso ao componente interno.
Não é uma desmontagem reversível.
Depois desse processo, a bomba original provavelmente não poderá simplesmente ser remontada e voltar a funcionar normalmente.
O objetivo é realmente recuperar o motor.
Cuidado para não cortar o próprio motor
Essa é uma precaução importante.
Estamos serrando uma carcaça sem enxergar perfeitamente tudo aquilo que existe atrás dela.
Se aprofundarmos demais o corte, podemos atingir:
corpo metálico do motor;
fios;
terminais;
eixo;
outras partes internas.
Portanto, faça os cortes gradualmente.
A ideia é remover o plástico, não atravessar todo o conjunto de uma vez.
Use proteção durante o corte
Pequenos trabalhos de oficina também merecem cuidados.
Ao cortar plástico, podem ser produzidos fragmentos.
Utilize proteção para os olhos e mantenha a peça firmemente presa.
Evite segurar o conjunto com uma mão enquanto serra próximo dos dedos com a outra.
Um pequeno torno ou outra forma adequada de fixação pode tornar o trabalho muito mais seguro.
Depois de retirar o motor, faça uma inspeção
Antes de simplesmente conectar uma bateria, observe o motor.
Procure identificar:
terminais;
eixo;
estado da carcaça;
possíveis danos causados durante a desmontagem;
restos de plástico;
sinais de corrosão.
Se o motor veio de uma bomba usada, também pode existir umidade ou sujeira no conjunto.
Essa inspeção inicial ajuda a decidir se vale a pena continuar o reaproveitamento.
Descubra a polaridade
Um motor DC escovado convencional possui dois terminais.
Quando aplicamos tensão em determinada polaridade, ele gira em um sentido.
Invertendo a polaridade:
positivo ↔ negativo
o sentido de rotação normalmente se inverte.
Essa característica é extremamente útil em projetos.
Mas antes de conectar diretamente uma fonte de grande capacidade de corrente, é interessante realizar o primeiro teste de maneira controlada.
Utilize uma fonte de bancada quando possível
Uma fonte regulável com limitação de corrente é excelente para testar motores desconhecidos.
Podemos começar com uma tensão menor.
Observar o comportamento.
Aumentar gradualmente.
Monitorar a corrente.
Assim conseguimos aprender bastante sobre aquele motor antes de utilizá-lo no projeto.
Também podemos observar se existe algum comportamento anormal, como:
ruído excessivo;
travamento;
aquecimento rápido;
corrente muito elevada.
O motor consome mais corrente na partida
Esse é um conceito muito importante.
Quando um motor DC está parado e aplicamos tensão, sua condição elétrica é diferente daquela existente depois que ele já está girando.
A corrente de partida pode ser significativamente maior que a corrente observada durante funcionamento livre.
Isso precisa ser considerado quando escolhemos:
fonte;
controlador;
transistor;
MOSFET;
fios;
conectores.
Não dimensione um circuito apenas olhando para a corrente do motor girando livremente.
Travar o eixo também aumenta muito a corrente
Imagine o motor girando normalmente.
Agora impedimos mecanicamente o eixo de se movimentar.
Essa é uma condição muito severa.
A corrente pode aumentar bastante e o motor começa a transformar uma grande parcela da energia elétrica recebida em calor.
Por isso, nunca deixe um motor energizado com o eixo travado.
Além de danificar o próprio motor, podemos sobrecarregar o controlador e a fonte.
E existe uma característica muito importante deste motor: o aquecimento
Ao desmontar a bomba, percebemos uma questão interessante de sua construção.
O motor fica muito fechado dentro da carcaça.
Isso faz sentido quando pensamos em proteção contra água.
Por outro lado, dificulta a circulação de ar ao redor do motor.
E essa característica precisa ser considerada quando tentamos utilizar a bomba em aplicações diferentes daquela para a qual foi originalmente projetada.
Esse conjunto não foi projetado para funcionar continuamente
O esguichador de para-brisa normalmente trabalha durante períodos curtos.
O motorista aciona.
A bomba funciona durante alguns segundos.
Solta água.
Depois para.
Ela não precisa ficar funcionando continuamente durante dezenas de minutos.
Essa característica de utilização ajuda a explicar por que não devemos tratar a bomba como se fosse um motor de serviço contínuo.
Eu já levei uma dessas bombas ao limite
Essa é uma experiência prática importante do conteúdo original.
Em meus testes, procurei descobrir quanto o conjunto suportaria funcionando continuamente.
O resultado não foi bom.
Com pouco mais de 10 minutos de funcionamento ininterrupto, a unidade que testei queimou.
Isso não deve ser interpretado como uma especificação universal de que “toda bomba queima exatamente depois de 10 minutos”.
Foi o comportamento que observei na unidade que testei.
Mas ele mostra muito bem o problema:
esse tipo de bomba não deve ser presumido como adequado para funcionamento contínuo.
Por que o motor aquece?
Um motor elétrico não converte toda a energia recebida em movimento mecânico.
Existem perdas.
Parte da energia é transformada em calor.
Temos perdas relacionadas a diferentes fatores, incluindo a resistência elétrica dos enrolamentos e aspectos mecânicos.
Quando o calor produzido não consegue ser dissipado suficientemente rápido, a temperatura aumenta.
Se a temperatura subir demais, podemos danificar:
isolamento dos enrolamentos;
escovas;
coletor;
componentes plásticos;
outras partes internas.
Retirar o motor da carcaça muda sua refrigeração
Existe uma diferença interessante entre utilizar:
a bomba completa
e
o motor retirado da bomba.
Dentro da carcaça original, a circulação de ar ao redor do motor é bastante limitada.
Depois de removermos o motor, ele pode ficar muito mais exposto ao ambiente.
Isso pode alterar sua capacidade de dissipar calor.
Mas não devemos concluir automaticamente que agora ele pode funcionar indefinidamente.
A temperatura continua precisando ser observada durante os testes.
Faça testes progressivos
Se pretende utilizar o motor em um projeto, não comece fazendo um teste de uma hora.
Faça progressivamente.
Por exemplo:
teste sem carga;
observe corrente;
verifique temperatura;
adicione a carga mecânica prevista;
teste novamente;
observe o comportamento.
Se a temperatura sobe rapidamente, existe alguma coisa que precisa ser revista.
Pode ser excesso de carga, alimentação inadequada ou simplesmente uma aplicação incompatível com aquele motor.
Posso usar esse motor em um barco RC?
Em princípio, um motor DC reaproveitado pode ser experimentado em projetos de nautimodelismo, e essa foi uma das aplicações que mencionei no artigo original.
Mas precisamos pensar no sistema completo:
motor;
eixo;
hélice;
acoplamento;
bateria;
controlador;
peso do barco;
tamanho do casco.
Não existe uma relação simples do tipo:
“motor 12 V = serve para qualquer barco 12 V”.
A carga imposta pela hélice pode mudar completamente o comportamento do motor.
A hélice funciona como uma carga
Quanto maior a exigência mecânica imposta ao eixo, maior pode ser o esforço solicitado do motor.
Uma hélice inadequada pode fazer o motor consumir muita corrente e aquecer rapidamente.
Por isso, se estiver experimentando um motor reaproveitado, comece de maneira conservadora.
Monitore a corrente e a temperatura.
O objetivo não é descobrir o limite destruindo o motor.
É encontrar uma condição de funcionamento adequada.
Para automodelos existe outra questão: transmissão
Em um carro RC, normalmente não ligamos simplesmente o eixo do motor diretamente às rodas.
Precisamos pensar na relação de transmissão.
Engrenagens permitem adequar:
rotação;
torque;
velocidade final.
Um motor que gira rapidamente, mas possui torque inadequado para mover diretamente o veículo, pode funcionar muito melhor quando associado a uma redução mecânica.
Por isso, reaproveitar um motor também envolve compreender a parte mecânica do projeto.
Podemos controlar a velocidade com PWM
Se o motor for um DC escovado convencional, uma maneira eficiente de controlar sua velocidade é através de PWM — Modulação por Largura de Pulso.
Em vez de simplesmente colocar uma resistência em série para reduzir a velocidade, um circuito eletrônico realiza chaveamentos rápidos.
Alterando o duty cycle, modificamos a potência média entregue ao motor.
É o mesmo princípio encontrado em diversos controladores de motores DC.
Em um modelo RC podemos utilizar um ESC brushed
Para controlar um motor escovado através do rádio, podemos utilizar um ESC apropriado para motor brushed, desde que suas características elétricas sejam compatíveis.
A cadeia fica aproximadamente:
bateria → ESC brushed → motor
e
receptor → sinal de controle → ESC
Assim conseguimos comandar a velocidade pelo transmissor.
Novamente, o ESC precisa suportar a tensão e principalmente a corrente exigida pelo motor.
Não confunda ESC brushed com brushless
Essa distinção é fundamental.
O motor retirado de uma bomba automotiva desse tipo é um motor DC escovado.
Um ESC para motor brushless trabalha de outra maneira e normalmente possui três conexões de potência para o motor.
Já um motor brushed convencional possui dois terminais.
Portanto, escolha o controlador para o tipo de motor utilizado.
O motor também pode virar uma ferramenta de bancada
Não precisamos necessariamente colocá-lo em um veículo.
Motores reaproveitados podem ser interessantes em experiências e pequenos mecanismos.
Podemos utilizá-los, quando adequadamente dimensionados, para estudar:
controle de velocidade;
PWM;
sentido de rotação;
corrente de partida;
transistores;
MOSFETs;
engrenagens;
polias;
acoplamentos.
Um componente retirado de uma peça automotiva pode se transformar em excelente material didático.
Podemos medir a corrente do motor
Esse é um experimento especialmente útil.
Utilizando instrumentos adequados, podemos comparar a corrente em diferentes situações:
motor sem carga;
motor sob carga;
motor em diferentes tensões.
Rapidamente percebemos que a corrente não é simplesmente uma característica fixa do motor.
Ela depende da condição de operação.
Isso ajuda a entender por que dimensionar motores apenas pela tensão é insuficiente.
A potência elétrica também pode ser estimada
Se conhecemos tensão e corrente, podemos calcular aproximadamente a potência elétrica de entrada:
P = V × I
Por exemplo, se em determinada condição um motor estiver recebendo 12 V e consumindo 2 A:
P = 12 × 2 = 24 W
Isso não significa que teremos 24 W de potência mecânica no eixo.
Existem perdas.
Mas o cálculo ajuda a compreender quanto o sistema elétrico está fornecendo naquele momento.
Isso também ajuda a escolher a bateria
Imagine que o motor consuma uma corrente relativamente elevada durante sua aplicação.
A bateria precisa conseguir fornecer essa corrente.
Também precisamos considerar capacidade e autonomia.
Uma bateria pode ter a tensão correta e ainda assim não ser adequada ao projeto.
Novamente aparece a mesma ideia:
tensão é apenas uma parte da especificação.
Use fusível quando fizer sentido
Em projetos experimentais de maior corrente, uma proteção corretamente dimensionada pode ajudar em situações de falha.
Um curto-circuito em um sistema alimentado por bateria capaz de fornecer alta corrente pode produzir rapidamente aquecimento intenso.
Isso é especialmente importante quando começamos a reaproveitar motores sem conhecer completamente suas características.
Planejar proteção faz parte do projeto elétrico.
Aproveitar componentes é uma excelente maneira de aprender
Existe algo muito interessante em desmontar um equipamento como esse.
Antes, enxergávamos:
“uma bomba de esguichador de para-brisa”.
Depois de abrir, começamos a enxergar:
motor DC;
terminais;
eixo;
bomba;
vedação;
carcaça;
alimentação;
limitações térmicas.
Passamos a compreender o objeto como um conjunto de sistemas.
Essa maneira de olhar para equipamentos é extremamente útil para quem aprende eletrônica e modelismo.
Nem tudo que podemos reaproveitar deve ser reaproveitado
Também precisamos desenvolver senso crítico.
Às vezes retirar um motor de uma peça antiga é uma ótima solução.
Em outras situações, comprar um motor com especificações conhecidas é muito melhor.
Um motor comercial para modelismo pode oferecer informações claras sobre:
tensão;
corrente;
rotação;
dimensões;
potência;
aplicações.
Já um motor reaproveitado pode exigir bastante experimentação.
Portanto, o reaproveitamento é especialmente interessante para:
aprendizado;
protótipos;
experiências;
projetos de baixo custo;
situações em que conhecemos suficientemente o componente.
Veja como desmontar o motor do esguichador
No vídeo original mostro em detalhes o motor do esguichador de para-brisa de 12 V e o processo utilizado para remover sua carcaça plástica e chegar ao motor interno. Também mostro uma característica importante da montagem: o motor fica bastante fechado dentro do conjunto, o que dificulta sua refrigeração.
Vale a pena aproveitar o motor do esguichador?
Sim, principalmente se você gosta de experimentar e reaproveitar componentes.
A bomba completa já é interessante para projetos que precisam movimentar água.
E, se a bomba não for necessária, podemos abrir sua carcaça e recuperar o motor DC existente internamente.
O mais interessante, entretanto, talvez seja aquilo que aprendemos durante o processo.
Descobrimos por que a carcaça é vedada.
Percebemos a dificuldade de refrigeração.
Entendemos por que um dispositivo projetado para trabalhar durante poucos segundos pode apresentar problemas quando tentamos mantê-lo ligado continuamente.
E aprendemos que um motor não pode ser escolhido apenas pela tensão escrita em sua aplicação original.
Corrente, carga, potência, refrigeração e regime de funcionamento também importam.
Quer aprender a utilizar motores, baterias e controladores nos seus projetos?
Reaproveitar um motor é relativamente fácil. O desafio aparece quando precisamos decidir como alimentá-lo, qual bateria utilizar, qual corrente o controlador precisa suportar, como controlar sua velocidade e como integrá-lo ao restante do projeto.
Quando entendemos tensão, corrente, potência, motores, PWM, ESCs, baterias e conectores, deixamos de trabalhar apenas por tentativa e erro e passamos a compreender o sistema que estamos construindo.
Essa é justamente a proposta do Método 7H RC: ensinar elétrica e eletrônica aplicadas ao rádio controle de maneira prática, utilizando situações encontradas no aeromodelismo, automodelismo e nautimodelismo.
Se você quer ganhar autonomia para escolher, ligar, testar e controlar motores e outros componentes dos seus próprios modelos, conheça o Método 7H RC.