Uma das dúvidas mais comuns de quem começa no aeromodelismo, automodelismo ou nautimodelismo é entender como ligar servo, ESC, bateria e receptor.
Quando olhamos todos esses componentes separados sobre a bancada, a quantidade de fios e conectores pode causar alguma confusão. Mas, quando entendemos a função de cada elemento, as ligações ficam muito mais simples.
Neste artigo vou explicar como esses componentes trabalham juntos e qual é o caminho da alimentação e dos sinais dentro de um sistema de rádio controle elétrico.
Quais são os principais componentes?
Em um modelo elétrico básico podemos encontrar:
- bateria;
- ESC;
- motor;
- receptor;
- servo;
- transmissor de rádio controle.
Cada componente possui uma função diferente.
A bateria fornece energia ao sistema. O ESC controla o motor. O receptor recebe os comandos enviados pelo transmissor. E o servo transforma um desses comandos elétricos em movimento mecânico.
O interessante é perceber que esses elementos não funcionam isoladamente. Eles formam um sistema.
Para que serve o receptor?
O receptor é instalado dentro do modelo e recebe os comandos enviados pelo transmissor que temos em nossas mãos.
Ele possui diferentes canais.
Cada canal pode ser associado a uma função. Em uma configuração típica de aeromodelismo, por exemplo, podemos ter canais destinados ao acelerador, ailerons, profundor e leme.
Quando movimentamos um stick no transmissor, o receptor disponibiliza no canal correspondente um sinal que será interpretado pelo dispositivo conectado a ele.
Um servo pode receber esse sinal e mudar sua posição. O ESC pode receber outro sinal e alterar a potência entregue ao motor.
Onde o servo é ligado?
O servo é conectado diretamente a um dos canais do receptor.
Seu cabo normalmente possui três fios. De maneira simplificada, temos alimentação, negativo e sinal de controle.
Isso é importante porque o servo precisa de duas coisas para funcionar: energia elétrica e informação sobre a posição desejada.
As duas chegam pelo mesmo pequeno conector ligado ao receptor.
Quando movimentamos o comando no transmissor, o receptor altera o sinal enviado ao servo e ele movimenta seu eixo.
No aeromodelismo, esse movimento pode acionar uma superfície de controle. Em um barco, pode movimentar o leme. Em um automodelo, pode controlar a direção.
O que é o ESC?
ESC significa Electronic Speed Controller, ou controlador eletrônico de velocidade.
Ele fica entre a bateria e o motor e permite controlar eletronicamente a potência fornecida ao motor.
Portanto, podemos visualizar uma parte do sistema assim:
bateria → ESC → motor
Mas o ESC também precisa saber quanto queremos acelerar.
Essa informação chega através de outro cabo, conectado ao receptor.
Assim, o ESC possui simultaneamente uma ligação com o sistema de potência e uma ligação com o sistema de controle. Essa é uma das razões pelas quais sua quantidade de fios pode confundir quem está começando.
Como identificar os fios do ESC?
No ESC normalmente encontramos três grupos de conexões.
Um grupo é destinado à bateria.
Outro é destinado ao motor.
E existe ainda um cabo menor, semelhante ao cabo utilizado pelos servos, que é conectado ao receptor.
No artigo original, mostro justamente essa configuração e explico que esse pequeno cabo transporta o sinal de aceleração e, quando o ESC possui BEC integrado, também participa da alimentação do receptor.
Entender esses três grupos já elimina boa parte da confusão:
Bateria ↔ ESC ↔ Motor
e
ESC ↔ Receptor
ESC para motor escovado e brushless são diferentes
Uma maneira bastante simples de perceber uma diferença entre os sistemas está nas conexões destinadas ao motor.
Um motor DC escovado normalmente é conectado ao ESC através de dois fios.
Já um motor brushless utiliza três conexões entre ESC e motor.
Portanto, um ESC destinado a motor escovado e um ESC destinado a motor brushless não são simplesmente o mesmo equipamento com conectores diferentes.
No sistema brushless, o ESC precisa realizar o chaveamento necessário para comandar as fases do motor.
No artigo original, essa diferença aparece justamente pela identificação dos dois ou três fios que saem do ESC em direção ao motor.
E o que é o BEC?
Aqui chegamos a uma parte muito importante para entender as ligações.
BEC significa Battery Eliminator Circuit.
Em muitos ESCs utilizados no modelismo existe um BEC integrado. Sua função é fornecer uma tensão adequada para alimentar o receptor e os dispositivos ligados a ele.
No sistema mostrado originalmente, o BEC fornece 5 V ao receptor.
Isso permite que a mesma bateria utilizada no sistema de propulsão também participe da alimentação da eletrônica de controle, sem necessidade de uma bateria separada exclusivamente para o receptor.
Então como o receptor recebe alimentação?
Quando o ESC possui BEC integrado, aquela pequena conexão entre ESC e receptor desempenha mais de uma função.
Por ela temos o sinal utilizado para controlar o acelerador e também a alimentação proveniente do BEC.
Uma vez alimentado, o próprio receptor distribui alimentação aos dispositivos conectados aos seus canais, como os servos.
Podemos imaginar o caminho simplificado:
bateria → ESC/BEC → receptor → servo
Enquanto o comando segue outra lógica:
transmissor → receptor → servo ou ESC
Essa separação entre energia e informação é muito útil para compreender todo o sistema.
Em qual canal ligar o ESC?
No sistema descrito no artigo original, o conector do ESC é ligado normalmente ao canal 3, correspondente ao acelerador.
Entretanto, é importante entender o princípio em vez de simplesmente decorar um número.
O ESC deve ser conectado ao canal que o seu sistema de rádio utiliza para o acelerador. A distribuição dos canais pode depender do transmissor, da configuração e do tipo de modelo utilizado.
Portanto, antes de conectar tudo, consulte a identificação dos canais do seu receptor e a configuração do rádio.
Em qual canal ligar o servo?
Isso depende da função que o servo desempenhará.
Se ele controla o leme de um barco, deverá ser ligado ao canal configurado para esse comando.
Em um aeromodelo podemos ter vários servos: um para o profundor, outro para o leme e um ou mais para os ailerons.
O importante é estabelecer a correspondência:
comando no transmissor → canal no receptor → dispositivo que executará o comando
Depois de fazer as ligações, movimente cada controle e verifique se o componente correto responde.
Como ligar a bateria ao ESC?
Na outra extremidade do ESC encontramos os fios destinados à bateria. No sistema apresentado originalmente, são normalmente vermelho e preto.
Aqui precisamos ter atenção especial à polaridade.
Não devemos conectar a bateria invertida.
Também é necessário verificar se o ESC é compatível com a bateria utilizada. Não basta observar se os conectores encaixam.
Um ESC pode ser especificado para determinadas tensões ou quantidades de células, como baterias LiPo 2S, 3S e outras configurações. Também possui um limite de corrente. Esses dois aspectos já eram destacados no artigo original.
O que significa LiPo 2S ou 3S?
Nas baterias LiPo utilizadas em modelismo, a indicação S informa quantas células estão ligadas em série.
Uma bateria 2S possui duas células em série. Uma 3S possui três.
Ao aumentar o número de células em série, aumentamos a tensão do conjunto.
Por isso, precisamos verificar se ESC e demais elementos do sistema são compatíveis com a bateria escolhida.
Não devemos escolher uma bateria apenas porque ela possui o mesmo tipo de conector do ESC.
O conector informa como faremos fisicamente a ligação. Ele não garante compatibilidade elétrica.
A corrente suportada pelo ESC também importa
Outro valor importante é a corrente máxima especificada para o ESC.
O motor, a hélice ou carga mecânica e a bateria fazem parte de um conjunto. Dependendo da configuração, o motor pode exigir uma corrente elevada.
O ESC precisa ser dimensionado para trabalhar adequadamente nessa condição.
Portanto, escolher um ESC envolve pelo menos duas questões fundamentais: tensão compatível e capacidade de corrente adequada.
Um sistema mal dimensionado pode apresentar aquecimento excessivo, funcionamento inadequado ou danos aos componentes.
Nem todo ESC possui BEC da mesma maneira
Embora seja muito comum encontrar ESCs com BEC integrado, não devemos assumir que qualquer controlador funcionará exatamente como o mostrado aqui.
Existem diferentes arquiteturas e especificações.
Em determinadas montagens pode ser utilizado um BEC externo ou outra solução de alimentação para receptor e servos.
Por isso, antes de fazer as conexões de um equipamento que você ainda não conhece, consulte as especificações do ESC.
O importante é descobrir de onde virá a alimentação do receptor.
Uma forma simples de visualizar todas as ligações
Podemos resumir um sistema elétrico com ESC e BEC integrado desta maneira:
Bateria → ESC → Motor
ESC/BEC → Receptor
Receptor → Servo
E os comandos seguem:
Transmissor → Receptor → ESC e Servo
Essa representação ajuda a perceber que o receptor ocupa uma posição central no sistema de controle, enquanto o ESC ocupa uma posição central no controle da propulsão.
Faça os primeiros testes com segurança
Depois de realizar as ligações, confira tudo antes de energizar o sistema.
Verifique a polaridade da bateria, a posição dos conectores no receptor e a compatibilidade entre bateria e ESC.
Em um aeromodelo, existe ainda um cuidado especialmente importante: durante os primeiros testes e configurações, é prudente retirar a hélice sempre que ela não for necessária.
Um motor elétrico pode partir inesperadamente por erro de configuração, comando ou conexão. Sem a hélice instalada, reduzimos significativamente o risco durante os testes de bancada.
O mesmo princípio vale para outros modelos: mantenha rodas, hélices e outras partes móveis afastadas de pessoas e objetos.
Entender o sistema é melhor do que decorar onde vai cada fio
No início, é tentador procurar simplesmente uma imagem mostrando onde conectar cada plugue.
Ela resolve o problema imediato, mas não necessariamente ajuda quando aparece uma configuração diferente.
Quando entendemos que a bateria fornece energia, que o ESC controla o motor, que o BEC pode alimentar o receptor e que o receptor distribui os sinais de comando, as conexões começam a fazer sentido.
E então fica muito mais fácil trabalhar com um sistema diferente daquele que vimos pela primeira vez.
Veja no vídeo como fazer as ligações
No vídeo abaixo mostro de forma prática onde ligar servo, ESC, BEC, bateria e motor, facilitando a visualização das conexões para quem está começando. O vídeo já fazia parte do artigo original justamente com essa finalidade.
Motor, bateria, ESC, receptor e servos não são componentes independentes: eles formam um sistema. Quando entendemos a relação entre eles, montar, modificar e diagnosticar um modelo fica muito mais fácil.
Motor, bateria, ESC, receptor e servos fazem parte de um sistema – clique aqui. Quando você entende a relação entre eles, montar e diagnosticar seu modelo fica muito mais fácil – clique aqui.
Este conteúdo também faz parte do guia Servos, ESC, BEC e Sistemas RC, que reúne conteúdos sobre funcionamento, alimentação, ligações, configuração, testes e diagnóstico dos componentes utilizados em sistemas de rádio controle.