Caixa de campo para aeromodelismo: como montei uma oficina portátil para levar ao campo

Tão interessante quanto brincar de aeromodelo é inventar coisas para o aeromodelismo.

Quando comecei a pensar em uma nova caixa de campo, queria algo que fosse além de uma simples caixa para transportar ferramentas.

A ideia era construir uma verdadeira:

oficina ambulante.

Queria chegar ao campo e ter à mão praticamente tudo aquilo que poderia precisar para trabalhar com meus aeromodelos: ferramentas, instrumentos de medição, carregador de baterias, fonte de alimentação, testador de servos e até energia em 110 V.

Foi assim que nasceu a minha caixa de campo para aeromodelismo.

O que é uma caixa de campo?

No aeromodelismo, nem tudo acontece na bancada de casa.

Quando vamos ao campo podemos precisar:

carregar uma bateria;

testar um servo;

apertar um parafuso;

medir uma tensão;

fazer um pequeno reparo;

verificar uma conexão elétrica.

Se cada equipamento estiver sendo transportado separadamente, rapidamente começamos a acumular:

malas;

sacolas;

caixas;

cabos;

ferramentas soltas.

Minha proposta foi concentrar tudo isso em uma única estrutura organizada.

Minha ideia: uma oficina ambulante

Foi exatamente essa expressão que utilizei quando construí a caixa.

Eu queria uma espécie de oficina ambulante, de maneira que tudo aquilo que fosse necessário estivesse sempre à mão.

Isso mudou completamente a maneira como pensei a construção.

A caixa não seria apenas um recipiente.

Ela teria:

compartimentos

e também:

equipamentos instalados permanentemente.

Alguns equipamentos instalados na caixa

Na primeira versão da minha caixa de campo já estavam instalados equipamentos bastante úteis:

multímetro digital;

inversor de 12 V para 110 V;

testador de servos;

carregador IMAX.

Cada um possui uma função específica.

E juntos eles resolvem boa parte das necessidades elétricas e eletrônicas que podem aparecer no campo.

O multímetro digital

Um multímetro é provavelmente um dos instrumentos mais úteis para quem trabalha com modelismo elétrico.

Com ele podemos verificar diversas grandezas, dependendo das funções disponíveis no aparelho.

Entre as utilizações mais comuns estão:

medir tensão;

verificar continuidade;

medir resistência;

diagnosticar determinados problemas elétricos.

Imagine que uma bateria aparentemente esteja carregada, mas o modelo não funcione.

Uma das primeiras coisas que podemos fazer é medir sua tensão.

Medir é melhor do que adivinhar

Essa é uma ideia importante para qualquer pessoa que trabalha com eletrônica.

Sem instrumento, muitas vezes começamos:

“acho que a bateria está boa.”

“acho que esse fio está conectado.”

“acho que existe tensão aqui.”

Com um multímetro podemos substituir várias dessas suposições por medições.

Isso facilita muito o diagnóstico.

O testador de servos

Outro equipamento que coloquei na caixa foi um testador de servos.

Esse pequeno aparelho é extremamente útil no modelismo.

Com ele podemos testar um servo sem precisar montar todo o sistema de rádio.

Normalmente conseguimos verificar rapidamente:

movimento;

centralização;

curso;

funcionamento básico.

Por que testar o servo diretamente?

Imagine que o leme de um aeromodelo não esteja respondendo.

O problema pode estar:

no servo;

no receptor;

na alimentação;

na conexão;

na programação do rádio.

Se conectamos o servo a um testador e ele funciona corretamente, já eliminamos uma possível causa.

É uma ferramenta simples que ajuda bastante no diagnóstico.

O carregador IMAX

Também instalei na caixa um carregador IMAX, utilizado para trabalhar com as baterias do modelismo.

Isso permite que a própria caixa funcione como uma estação de carga.

Em vez de levar o carregador separado, ele fica integrado ao conjunto.

Temos então:

energia disponível

↓

carregador

↓

bateria do modelo

A placa paralela para várias baterias LiPo

Na caixa também instalei uma placa paralela para carga de baterias LiPo.

Na fotografia original mostro o carregador IMAX conectado a essa placa, com uma bateria instalada no suporte que preparei para ela.

Esse tipo de solução deixa tudo muito mais organizado.

Em vez de colocar equipamentos e baterias espalhados pelo chão ou sobre uma mesa improvisada, existe uma região específica para a operação.

Atenção ao carregamento paralelo

Apesar de ser uma solução prática, a carga paralela de baterias LiPo exige conhecimento e cuidado.

As baterias conectadas em paralelo precisam ser compatíveis com o procedimento e estar em condições adequadas.

Não devemos conectar indiscriminadamente baterias com tensões muito diferentes em paralelo.

Também é necessário respeitar:

corrente de carga;

capacidade do carregador;

capacidade da placa;

conectores;

estado das baterias.

Baterias LiPo exigem atenção

Uma caixa de campo com carregador integrado é extremamente conveniente.

Mas conveniência não deve significar descuido.

Durante a carga, devemos observar as recomendações do fabricante e nunca carregar uma bateria que apresente sinais de danos, como:

inchaço;

perfuração;

cabos danificados;

deformação.

Também é importante não deixar o processo de carga sem supervisão.

O inversor de 12 V para 110 V

Outro equipamento que instalei foi um inversor de 12 V para 110 V.

Sua função é permitir alimentar determinados equipamentos que normalmente seriam conectados à rede elétrica.

Conceitualmente:

12 V em corrente contínua

↓

inversor

↓

110 V em corrente alternada

Isso aumenta bastante a versatilidade da caixa.

O inversor não cria energia

Esse conceito é importante.

O inversor transforma as características da energia disponível, mas toda a potência continua vindo da bateria ou fonte que o alimenta.

Se conectarmos uma carga relativamente potente na saída do inversor, a corrente exigida no lado de 12 V poderá ser bastante elevada.

Por isso, cabos, conectores, fusíveis e bateria precisam ser dimensionados corretamente.

Construí um painel lateral

Uma das partes mais interessantes da caixa foi o painel lateral cheio de funções que montei.

Em vez de deixar todos os controles espalhados, concentrei vários deles nessa região.

O painel possuía instrumentos, chaves e conexões.

Isso aproximou ainda mais a caixa da ideia de uma pequena bancada portátil.

Monitoramento da bateria interna

No painel instalei um display que permitia acompanhar a tensão da bateria interna.

Isso é extremamente útil.

A bateria é a fonte de energia da caixa.

Portanto, precisamos saber como ela está.

Podemos pensar:

bateria interna

↓

display de tensão

↓

informação para o usuário

Assim conseguimos perceber quando a alimentação está ficando baixa.

Também monitorava a corrente

Além da tensão, o painel indicava a corrente consumida pelos circuitos.

Isso fornece uma informação adicional muito interessante.

A tensão nos mostra uma característica da alimentação.

A corrente ajuda a compreender quanto o conjunto está exigindo naquele momento.

Com essas duas informações começamos a ter uma visão muito melhor do funcionamento elétrico da caixa.

Tensão e corrente contam histórias diferentes

Podemos ter uma bateria apresentando determinada tensão sem carga.

Quando ligamos equipamentos, essa tensão pode sofrer alteração.

Ao mesmo tempo, a corrente aumenta conforme conectamos diferentes consumidores.

Por isso, acompanhar:

V — volts

e

A — ampères

é muito mais informativo do que simplesmente possuir uma luz indicando:

“ligado”.

Fonte variável de 2 A

Também instalei no painel uma fonte variável de 2 A com mostrador digital.

Essa é uma função particularmente útil para quem gosta de fazer experiências.

Em vez de possuir apenas uma saída fixa, podemos ajustar a tensão de acordo com determinada necessidade, dentro das especificações do circuito.

Isso transforma a caixa em algo ainda mais próximo de uma pequena bancada eletrônica.

Para que serve uma fonte variável?

Em diferentes projetos podemos precisar de tensões diferentes.

Uma fonte ajustável pode ajudar em:

testes;

pequenos motores;

circuitos eletrônicos;

experimentos de bancada.

Mas é sempre necessário verificar a tensão e a corrente suportadas pelo equipamento que será conectado.

Ajuste a tensão antes de conectar a carga

Uma boa prática ao utilizar uma fonte variável é verificar a tensão de saída antes de conectar o dispositivo.

Imagine que no último uso a fonte tenha sido deixada ajustada para uma tensão alta.

Depois conectamos um equipamento que suporta apenas uma tensão menor.

Podemos danificá-lo.

Por isso:

ajuste → confira → conecte.

A chave geral

Também coloquei uma chave geral no painel.

Isso parece um detalhe pequeno, mas melhora muito a utilização.

Em vez de desconectar fisicamente a bateria interna toda vez, temos um comando central para energizar ou desligar o sistema.

Uma boa caixa deve permitir desligar rapidamente os circuitos.

Chaves independentes para diferentes funções

Além da chave geral, instalei controles individuais para diferentes equipamentos.

Havia uma chave para:

ventoinha do carregador IMAX;

outra para:

carregador LiPo;

e outra para:

inversor.

Isso significa que não precisamos manter todos os equipamentos energizados simultaneamente.

Ligamos apenas aquilo que estamos utilizando.

Isso ajuda a economizar energia

Se o inversor não está sendo utilizado, não existe razão para mantê-lo ligado.

O mesmo raciocínio vale para outros equipamentos.

Podemos pensar em uma arquitetura modular:

Bateria

↓

Chave geral

↓

Distribuição

↓

Chave 1 → equipamento 1

Chave 2 → equipamento 2

Chave 3 → equipamento 3

Essa organização melhora tanto a utilização quanto o gerenciamento da energia.

Bornes para entrada e saída de tensão

O painel também recebeu bornes para entrada e saída de tensão.

Isso aumenta bastante a flexibilidade da caixa.

Em vez de abrir a estrutura para acessar fios internos, podemos utilizar pontos de conexão externos.

Os bornes podem funcionar como uma pequena interface entre a caixa e os equipamentos que queremos testar ou alimentar.

Identifique claramente cada conexão

Quando construímos um painel com várias entradas e saídas, vale identificar:

positivo;

negativo;

tensão;

função.

Isso reduz muito a possibilidade de erros.

Uma conexão que parece óbvia durante a construção pode não parecer tão óbvia seis meses depois.

O rádio controle ganhou um espaço próprio

Na visão superior da caixa, deixei no lado direito um espaço com isopor branco destinado ao rádio controle.

Isso resolve um problema importante.

O transmissor é um dos equipamentos mais importantes do modelista e não deveria ficar solto dentro da caixa batendo em ferramentas.

Um alojamento específico ajuda a:

proteger;

organizar;

facilitar o transporte.

O isopor funciona como suporte e proteção

Ao criar um encaixe adequado, o rádio fica acomodado.

Podemos aplicar a mesma ideia a outros equipamentos delicados.

Em vez de simplesmente jogar tudo dentro de uma caixa, podemos criar alojamentos para:

transmissor;

multímetro;

baterias;

ferramentas.

Isso transforma organização em proteção mecânica.

Também criei um suporte para ferramentas

Na visão lateral da caixa é possível observar o suporte de ferramentas.

A ideia é simples:

as ferramentas mais utilizadas precisam estar facilmente acessíveis.

Não queremos procurar uma chave de fenda no fundo da caixa enquanto seguramos um aeromodelo com a outra mão.

Quais ferramentas vale levar?

Isso depende do tipo de modelo utilizado.

Uma caixa pode conter:

chaves de fenda;

alicates;

chaves Allen;

estilete;

fita;

abraçadeiras;

conectores;

pequenos parafusos;

fios.

A melhor seleção é aquela baseada nos reparos que realmente aparecem durante a utilização dos seus modelos.

Não precisamos levar a oficina inteira

Existe uma tentação quando começamos a montar uma caixa de campo:

colocar tudo.

Cada ferramenta individual parece leve.

Mas no final podemos criar uma caixa enorme e extremamente pesada.

O objetivo deve ser encontrar um equilíbrio entre:

autonomia

e

portabilidade.

Minha caixa continuou evoluindo

A primeira versão não foi o final do projeto.

Em 14 de maio de 2015, fiz uma atualização mostrando novos equipamentos que haviam sido acrescentados à caixa.

Isso é natural.

Depois que começamos a utilizar uma ferramenta no mundo real, percebemos:

o que está faltando;

o que quase nunca usamos;

o que deveria estar em outra posição;

o que merece ser melhorado.

Acrescentei mais controles na parte frontal

Na atualização, a parte frontal recebeu novos controles.

Uma das funções acrescentadas permitia medir a tensão de entrada durante a carga das baterias quando o sistema era utilizado através da tomada.

Isso mostra como o painel foi evoluindo conforme surgiram novas necessidades.

Acrescentei uma fonte de 12 V e 30 A

Outra grande mudança foi a instalação de uma fonte de 12 V × 30 A na lateral da caixa.

Isso acrescentou uma fonte de alimentação bastante mais robusta ao conjunto.

Uma fonte de 30 A possui capacidade para fornecer uma corrente elevada, mas isso não significa que todos os equipamentos receberão 30 A.

A carga determina a corrente consumida.

O importante é que toda a distribuição elétrica seja dimensionada adequadamente.

Uma fonte potente exige proteção adequada

Quando temos uma alimentação capaz de fornecer correntes elevadas, um curto-circuito pode produzir consequências sérias.

Por isso, projetos desse tipo precisam considerar:

fusíveis;

cabos adequados;

conectores adequados;

isolamento;

proteção mecânica das conexões.

Quanto maior a capacidade de corrente da fonte, mais importante se torna a qualidade da instalação.

Também instalei um reostato

Na atualização acrescentei um reostato para controlar a velocidade da mini-drill e também do cortador de isopor.

Esse detalhe amplia ainda mais o conceito da oficina ambulante.

Agora a caixa não servia apenas para carregar baterias e testar componentes.

Ela também podia alimentar ferramentas utilizadas na construção e nos reparos.

Controle da mini-drill

Uma pequena ferramenta rotativa pode ser extremamente útil no modelismo.

Podemos utilizá-la em trabalhos como:

pequenos furos;

desbaste;

acabamento;

ajustes em peças.

Poder controlar sua velocidade aumenta a versatilidade da ferramenta.

Controle do cortador de isopor

O mesmo controle podia ser utilizado no meu cortador de isopor.

Nesse caso, controlar a energia fornecida ao fio resistivo permite ajustar seu aquecimento.

Pouco aquecimento pode dificultar o corte.

Aquecimento excessivo pode produzir um corte ruim e aumentar desnecessariamente a temperatura.

Ter o controle incorporado à caixa facilita bastante esse tipo de trabalho.

A caixa conecta vários dos meus projetos

Esse é um aspecto interessante.

O cortador de isopor é uma ferramenta.

A mini-drill é outra.

O carregador atende às baterias dos modelos.

O testador atende aos servos.

O multímetro ajuda a diagnosticar a eletrônica.

O inversor fornece outra possibilidade de alimentação.

Tudo converge para uma única estrutura:

a caixa de campo.

Ela se transforma no centro de apoio para vários projetos diferentes.

Podemos pensar na caixa como um sistema

Em vez de olhar para cada aparelho separadamente, podemos imaginar uma arquitetura.

Entrada de energia

↓

Proteção e chave geral

↓

Distribuição elétrica

↓

Instrumentação

↓

Saídas e equipamentos

A partir daí temos diferentes módulos:

carregamento;

medição;

alimentação;

teste;

ferramentas.

Essa maneira de pensar ajuda muito quando queremos construir nossa própria caixa.

Comece pelo que você realmente utiliza

Não é necessário copiar exatamente minha configuração.

Minha caixa foi construída para minhas necessidades.

Talvez você não precise de:

inversor;

fonte de 30 A;

reostato.

Talvez precise muito mais de:

ferro de solda;

peças de reposição;

carregadores USB;

mais espaço para baterias.

A caixa ideal depende do tipo de modelismo praticado.

Faça uma lista antes de construir

Uma maneira simples de começar é separar os equipamentos em grupos.

Energia: baterias, fontes e carregadores.

Medição: multímetro e medidores.

Controle: rádio e testador de servos.

Ferramentas: alicates, chaves e mini-drill.

Peças: fios, conectores, parafusos e pequenos componentes.

Depois podemos pensar onde cada grupo ficará.

Coloque os itens pesados em posições adequadas

Baterias e fontes podem representar boa parte do peso da caixa.

Se todos os componentes pesados ficarem de um único lado, transportar o conjunto poderá ficar desconfortável.

Planeje a distribuição de massa antes de fixar definitivamente os equipamentos.

Deixe os instrumentos visíveis

Displays de:

tensão;

corrente;

fonte variável

precisam ser facilmente visualizados.

Da mesma forma, as chaves precisam estar acessíveis.

Um painel bem planejado reduz a necessidade de abrir a caixa para operações simples.

Separe armazenamento de eletrônica

Ferramentas metálicas soltas próximas a terminais energizados são uma combinação ruim.

Uma chave de fenda ou parafuso pode provocar um curto-circuito se entrar em contato com pontos elétricos inadequados.

Por isso, vale criar regiões distintas para:

ferramentas

e

circuitos elétricos.

Proteja os terminais da bateria

Esse cuidado é especialmente importante em uma caixa que contém bateria interna.

Uma bateria capaz de fornecer corrente elevada pode provocar um curto-circuito muito intenso.

Os terminais devem ficar protegidos contra contato acidental com objetos metálicos.

Utilize fusíveis nos circuitos apropriados

Uma distribuição elétrica bem construída deve considerar proteção.

Em vez de depender apenas da capacidade da fonte ou bateria, podemos utilizar fusíveis adequadamente dimensionados em diferentes partes do sistema.

Assim, uma falha em determinado circuito não precisa necessariamente comprometer toda a instalação.

Organize a fiação interna

Por trás de um painel com muitas funções existe uma quantidade considerável de fios.

Organização ajuda tanto na segurança quanto na manutenção.

Agrupe os cabos.

Identifique-os.

Prenda-os.

Evite fios soltos passando sobre:

ventoinhas;

dissipadores;

partes móveis;

terminais expostos.

Use cores de maneira consistente

Uma convenção simples ajuda muito.

Por exemplo:

vermelho → positivo

preto → negativo

Outras cores podem ser utilizadas para sinais ou circuitos específicos.

O mais importante é manter consistência.

Quando precisarmos reparar a caixa no futuro, agradeceremos essa organização.

Pense também na ventilação

Carregadores, inversores e fontes podem produzir calor.

Minha própria caixa possuía uma ventoinha associada ao carregador IMAX, com chave específica no painel.

Se instalarmos equipamentos eletrônicos dentro de uma estrutura relativamente fechada, precisamos pensar em como o calor será removido.

Não bloqueie entradas e saídas de ventilação dos aparelhos.

A caixa precisa continuar transportável

Existe uma contradição interessante.

Quanto mais equipamentos instalamos, mais completa fica a oficina.

Mas também:

maior fica o peso.

Na atualização posterior do projeto, comentei inclusive que a caixa ficou mais leve depois que substituí uma bateria de 7 A por outra mais leve.

Portanto, peso precisa fazer parte do projeto desde o começo.

A bateria influencia muito o peso

Dependendo da tecnologia utilizada, a bateria interna pode ser um dos componentes mais pesados.

Ao escolher uma bateria, precisamos equilibrar:

capacidade;

corrente disponível;

autonomia;

peso;

segurança.

Não adianta construir uma caixa extremamente autônoma se ninguém quiser carregá-la até o campo.

Calcule aproximadamente o consumo

Podemos fazer uma estimativa simples.

Liste os equipamentos que poderão funcionar simultaneamente.

Por exemplo:

carregador;

ventoinha;

instrumentos;

algum equipamento auxiliar.

A partir do consumo de cada um podemos estimar a demanda sobre a alimentação.

Isso ajuda a escolher bateria, fonte, fios e proteções.

Nem todos os equipamentos funcionam ao mesmo tempo

Esse detalhe também importa.

A fonte variável pode estar desligada enquanto utilizamos o carregador.

O inversor pode permanecer desligado durante quase todo o tempo.

É justamente por isso que as chaves independentes são tão úteis.

Podemos controlar o consumo conforme a necessidade.

A autonomia depende da utilização

Não existe uma única resposta para:

“quanto tempo a caixa funciona?”

Isso depende de quais equipamentos estão ligados e de quanto consomem.

Um multímetro e pequenos displays exigem muito menos energia do que determinadas operações de carga ou equipamentos alimentados pelo inversor.

A autonomia precisa ser estimada considerando o uso real.

Uma caixa de campo também facilita o diagnóstico

Imagine chegar ao campo e perceber que um modelo não está funcionando.

Com uma caixa equipada podemos seguir uma sequência.

1. Verificar a bateria

2. Medir a tensão

3. Conferir conexões

4. Testar o servo

5. Verificar a alimentação do receptor

6. Substituir ou reparar pequenos componentes

Isso pode significar a diferença entre resolver o problema em alguns minutos e voltar para casa sem utilizar o modelo.

Organização economiza tempo

Quando cada ferramenta possui seu lugar, sabemos onde encontrá-la.

Isso parece simples, mas no campo faz muita diferença.

Em vez de procurar:

“onde coloquei aquele adaptador?”

temos uma posição definida.

O mesmo vale para:

cabos;

conectores;

ferramentas;

baterias.

A caixa nunca precisa estar realmente terminada

Minha própria caixa mostra isso muito bem.

Comecei com uma configuração.

Depois acrescentei:

mais controles;

fonte de 12 V × 30 A;

reostato;

novos equipamentos.

Posteriormente ainda foram incorporados equipamentos relacionados a FPV e houve mudança da bateria.

Uma caixa de campo pode evoluir junto com o hobby.

Modularidade facilita futuras alterações

Se estivesse planejando uma caixa desse tipo, procuraria pensar em módulos.

Por exemplo:

módulo de energia;

módulo de carga;

módulo de medição;

módulo de ferramentas;

módulo do rádio.

Assim fica mais fácil modificar uma parte sem precisar reconstruir tudo.

Construir a caixa também é parte do hobby

Foi justamente isso que me motivou nesse projeto.

Eu poderia simplesmente comprar uma caixa e colocar equipamentos dentro.

Mas construir o painel, instalar os instrumentos, organizar a alimentação e criar funções específicas transformou a própria caixa em um projeto de eletrônica e modelismo.

E é exatamente por isso que comecei o artigo dizendo:

tão legal quanto brincar de aeromodelo é inventar coisas para o aeromodelismo.

Veja minha caixa de campo completa

Na página original mostro a caixa por diferentes ângulos: frente, parte superior e lateral. Também é possível observar o espaço destinado ao rádio, o painel, a placa paralela para baterias, o inversor e o suporte de ferramentas.

Depois mostro a evolução realizada em 2015, quando acrescentei novos controles, uma fonte de 12 V × 30 A e o reostato utilizado para controlar a mini-drill e o cortador de isopor.

No vídeo da página apresento os detalhes e explico o funcionamento dos diferentes elementos da caixa.

No final, aquilo que começou como uma caixa para transportar equipamentos acabou se transformando exatamente naquilo que eu queria:

uma pequena oficina ambulante para o aeromodelismo.

Quer aprender a montar, adaptar e entender seus próprios equipamentos de modelismo?

Uma caixa de campo como essa reúne vários conhecimentos utilizados constantemente no rádio controle.

Para construí-la e utilizá-la precisamos compreender:

tensão;

corrente;

baterias;

fontes de alimentação;

carregadores;

servos;

instrumentos de medição;

motores;

controle de potência;

ligações elétricas.

No Método 7H RC, esses fundamentos são trabalhados de maneira prática em aplicações de aeromodelismo, automodelismo e nautimodelismo.

A proposta é desenvolver conhecimento para entender os componentes, fazer ligações, diagnosticar problemas e criar suas próprias soluções para rádio controle, em vez de depender apenas de equipamentos e modelos prontos.