Um dos detalhes que mais chama atenção em um barco de resgate de controle remoto é conseguir reproduzir algumas das funções encontradas em uma embarcação real.
Luzes podem acender.
Radares podem girar.
Sirene e sons podem ser adicionados.
Mas existe uma função que produz um efeito especialmente interessante:
fazer o barco realmente jorrar água.
No meu projeto, fiz isso utilizando a própria escada do barco como parte do sistema. A água é captada e impulsionada por uma pequena bomba, chegando até a escada e sendo lançada para fora.
E o componente principal pode ser encontrado em praticamente qualquer loja de peças automotivas:
o motor do esguichador de água do para-brisa de um automóvel.
A bomba do esguichador de para-brisa é perfeita para esse tipo de projeto
Todo automóvel possui um sistema para jogar água sobre o para-brisa.
Existe um pequeno reservatório e uma bomba elétrica responsável por pressurizar a água e enviá-la através das mangueiras até os esguichadores.
Essa pequena bomba é extremamente interessante para o modelismo.
Ela já possui:
motor elétrico;
bomba acoplada;
entrada de água;
saída de água;
tamanho relativamente reduzido.
E consegue produzir uma pressão surpreendentemente boa.
O sistema pode ser muito simples
Podemos imaginar o funcionamento assim:
água
↓
entrada da bomba
↓
motor do esguichador
↓
saída pressurizada
↓
mangueira
↓
escada do barco
↓
jato de água
A bomba realiza praticamente todo o trabalho.
Nosso desafio é instalar o conjunto no barco e levar a água até o ponto de saída desejado.
O motor normalmente trabalha com até 12 V
Como esse tipo de bomba foi projetado para automóveis, sua alimentação normalmente está associada ao sistema elétrico do carro.
No modelo que utilizei, o motor trabalha com uma tensão máxima de 12 V.
Mas isso não significa que precisamos necessariamente alimentá-lo sempre com 12 V.
Essa característica abre uma possibilidade muito interessante.
Podemos utilizar uma tensão menor
Eu já experimentei alimentar esse tipo de bomba com tensões menores.
Ela continua funcionando.
O que acontece é bastante conveniente para o modelismo:
menor tensão → menor velocidade do motor → menor vazão de água.
Isso permite ajustar o efeito ao tamanho do barco.
Afinal, não queremos necessariamente produzir o maior jato possível.
Queremos produzir um jato que fique interessante e proporcional ao modelo.
Com 12 V a bomba possui bastante força
Quando alimentada com aproximadamente 12 V, a bomba consegue lançar a água com bastante força.
O jato pode atingir uma distância considerável.
Isso pode ser excelente para determinados barcos.
Mas em um modelo pequeno pode ser exagerado.
Por isso vale experimentar diferentes tensões dentro das condições apropriadas ao motor.
LiPo 2S ou 3S?
Essa é uma possibilidade interessante para quem já utiliza baterias LiPo no modelismo.
Uma bateria LiPo 2S possui tensão nominal de aproximadamente:
7,4 V
Uma LiPo 3S possui aproximadamente:
11,1 V
Eu já utilizei a bomba nas duas condições, e ambas funcionaram bem para esse tipo de aplicação.
Com a tensão menor, naturalmente temos um comportamento mais moderado.
A tensão pode funcionar como uma maneira simples de ajustar o efeito
Imagine que o jato com 3S fique forte demais para seu barco.
Podemos experimentar 2S.
Em vez de termos:
jato extremamente forte e distante
podemos conseguir:
jato mais suave e proporcional ao modelo.
Isso é particularmente interessante quando buscamos realismo.
Mas existe um detalhe importante: o aquecimento
Essas pequenas bombas não foram necessariamente projetadas para funcionar continuamente durante longos períodos.
O motor fica bastante fechado dentro de um invólucro plástico.
Isso dificulta a transferência do calor produzido pelo motor para o ambiente externo.
Portanto, precisamos prestar atenção ao tempo de funcionamento.
Eu fiz um teste até a bomba queimar
Resolvi descobrir experimentalmente o que aconteceria mantendo uma dessas bombas funcionando continuamente.
Utilizei um modelo genérico e deixei o motor funcionando sem parar, bombeando água.
Durante o teste fui verificando sua temperatura.
O motor foi ficando cada vez mais quente.
Depois de aproximadamente 15 minutos de funcionamento contínuo, ele finalmente queimou.
Saiu fumaça e parou de funcionar.
Isso não significa que toda bomba queimará exatamente em 15 minutos
Esse número corresponde ao equipamento específico que testei e às condições daquele experimento.
Não devemos transformar o resultado em uma especificação universal.
Bombas diferentes podem apresentar:
construções diferentes;
motores diferentes;
condições de refrigeração diferentes;
correntes diferentes.
Mas o teste mostra algo importante:
não devemos tratar esse tipo de bomba como se tivesse sido projetada para funcionar continuamente durante períodos muito longos.
No barco isso normalmente não é um grande problema
Em uma utilização realista, dificilmente precisamos manter o jato ligado durante 15 minutos sem interrupção.
Podemos utilizar o sistema de maneira semelhante a uma função especial:
liga
↓
jorra água durante alguns segundos
↓
desliga
↓
aguarda
↓
aciona novamente
Além de produzir um efeito mais interessante, esse funcionamento intermitente reduz o aquecimento.
Com tensão menor, o aquecimento também tende a ser mais lento
Nos meus testes, utilizar uma tensão inferior favoreceu bastante essa condição.
Com menor tensão, o motor trabalha de maneira menos intensa e o processo de aquecimento ocorre mais lentamente.
Essa é outra razão pela qual uma alimentação mais baixa pode ser interessante quando não precisamos da força máxima da bomba.
Podemos pensar também em dissipação de calor
Uma possibilidade para melhorar a transferência térmica é utilizar um pequeno dissipador de alumínio no corpo do motor.
Podemos ainda utilizar pasta térmica entre as superfícies para favorecer a transferência de calor.
Naturalmente, qualquer modificação precisa considerar o espaço disponível e a instalação dentro do barco.
A polaridade da bomba é muito importante
Aqui existe uma diferença em relação a um motor DC utilizado simplesmente para girar uma hélice.
Em um motor DC convencional, inverter a polaridade normalmente inverte o sentido de rotação.
Na bomba do esguichador isso também altera a rotação do motor.
Mas existe um problema:
a bomba foi projetada para movimentar a água em uma direção específica.
Temos uma entrada e uma saída definidas.
Se inverter a polaridade, a bomba não funciona adequadamente
Eu também fiz essa experiência.
Com a polaridade invertida, o motor não queimou.
Ele continuou funcionando.
Mas o bombeamento ficou muito ruim.
Ainda conseguia movimentar alguma água, porém com força muito menor.
Portanto, se instalar uma dessas bombas e perceber que o jato está extremamente fraco, uma das primeiras coisas a verificar é:
a polaridade está correta?
Identifique também a entrada e a saída de água
A bomba possui dois lados com funções diferentes:
entrada → recebe a água
saída → fornece a água pressurizada
Se conectarmos as mangueiras incorretamente, o sistema não apresentará o comportamento esperado.
Antes da instalação definitiva, vale fazer um teste fora do barco.
Faça primeiro um teste na bancada
Pegue:
a bomba;
duas mangueiras;
um recipiente com água;
uma alimentação adequada.
Coloque a entrada da bomba na água.
Direcione a saída para um local seguro.
Alimente rapidamente o motor.
Observe o jato.
Esse pequeno teste permite descobrir:
qual é a entrada;
qual é a saída;
qual é a polaridade correta;
qual é aproximadamente a força do jato.
Depois disso fica muito mais fácil instalar tudo no barco.
Como levar a água até a escada?
Depois da bomba, precisamos conduzir a água.
Para isso podemos utilizar uma mangueira flexível adequada.
O sistema fica aproximadamente assim:
bomba → mangueira → escada
A mangueira pode passar internamente pela estrutura do barco até chegar ao ponto em que desejamos produzir o jato.
A grande vantagem é que a bomba pode ficar escondida dentro do casco.
A escada passa a esconder o sistema
Visualmente isso produz um resultado muito interessante.
Quem observa o barco vê:
uma escada de resgate
e de repente:
a água começa a sair pela estrutura.
A parte funcional fica integrada ao próprio acabamento do modelo.
Esse é um princípio muito interessante no nautimodelismo:
fazer o componente funcional parecer parte natural da embarcação.
A mangueira precisa ficar bem presa
Uma bomba capaz de produzir pressão pode fazer uma mangueira mal instalada se soltar.
Dentro de um barco RC isso seria particularmente ruim.
Em vez de a água sair pela escada, começaria a ser bombeada para dentro do casco.
Por isso, depois de montar o sistema, verifique cuidadosamente todas as conexões.
Faça um teste antes de colocar a eletrônica perto
Uma boa estratégia é testar o circuito hidráulico separadamente.
Primeiro monte:
bomba + mangueiras + saída de água.
Teste.
Procure:
vazamentos;
mangueiras soltas;
dobras;
conexões inadequadas.
Somente depois organize receptor, bateria e outros componentes próximos.
Uma mangueira dobrada pode reduzir bastante o jato
Se a mangueira fizer uma curva muito fechada, sua passagem interna pode ficar parcialmente bloqueada.
O motor continua funcionando, mas a água encontra maior resistência.
Por isso procure fazer curvas suaves.
Isso também ajuda a reduzir o esforço desnecessário sobre a bomba.
O diâmetro da mangueira também interfere
Uma mangueira muito fina aumenta a restrição ao fluxo.
Uma mangueira excessivamente grande pode ser difícil de instalar e desproporcional ao modelo.
O ideal é escolher uma mangueira compatível com os próprios bocais da bomba e adaptar o restante do sistema de maneira adequada.
De onde vem a água?
Existem diferentes maneiras de pensar o sistema.
Em um barco RC, podemos captar a própria água onde a embarcação está navegando.
Assim não precisamos necessariamente carregar um grande reservatório exclusivamente para o jato.
A bomba capta a água e a envia para a saída.
Isso também evita acrescentar uma quantidade desnecessária de peso ao modelo.
A posição da captação merece atenção
A entrada precisa permanecer em condições de receber água.
Se começar a aspirar ar, o jato pode ficar:
irregular;
interrompido;
fraco.
Por isso, o ponto de captação deve ser pensado considerando a posição do barco durante a navegação.
Também precisamos impedir a entrada de sujeira
Lagos e outros locais de navegação podem conter:
folhas;
pequenos pedaços de vegetação;
areia;
detritos.
Uma pequena sujeira pode entrar na mangueira ou chegar à bomba.
Uma solução simples pode ser utilizar algum tipo de proteção na entrada, desde que ela não restrinja excessivamente a passagem de água.
E como ligar e desligar a bomba pelo rádio controle?
Agora chegamos à parte eletrônica mais interessante.
A bomba é um motor elétrico.
O receptor de rádio controle fornece sinais para comandar equipamentos, mas não devemos simplesmente alimentar um motor desse tipo diretamente pela saída de sinal de um canal.
Precisamos utilizar um circuito de acionamento adequado.
O conceito é:
Transmissor
↓
Receptor
↓
Circuito de acionamento
↓
Bomba
Assim um canal auxiliar do rádio pode comandar o jato.
Um pequeno sinal pode controlar uma carga maior
Esse é um conceito fundamental em eletrônica.
O receptor não precisa fornecer toda a corrente exigida pela bomba.
Ele apenas fornece a informação de controle.
Outro circuito realiza o chaveamento da potência.
É o mesmo princípio encontrado em inúmeras aplicações:
pequeno sinal → transistor/MOSFET ou módulo apropriado → carga maior.
A bomba pode utilizar a bateria principal do barco
Dependendo da configuração elétrica e das especificações dos componentes, podemos alimentar a bomba utilizando a própria bateria do modelo.
Imagine um barco utilizando uma LiPo 2S.
Se a bomba apresenta o comportamento desejado nessa tensão, podemos estudar uma instalação em que ela seja alimentada pelo sistema principal.
Mas precisamos considerar:
tensão;
corrente;
capacidade da bateria;
fiação;
conectores;
circuito de acionamento.
Não dimensione os fios apenas olhando o tamanho do motor
A bomba pode exigir uma corrente considerável durante o funcionamento.
Portanto, os fios utilizados na alimentação precisam ser adequados.
O mesmo vale para:
conectores;
interruptores;
circuitos de chaveamento.
Uma ligação inadequada pode produzir queda de tensão e aquecimento.
Podemos medir a corrente da bomba
Esse é um excelente experimento.
Coloque um multímetro adequadamente configurado em série com a alimentação e meça o consumo da bomba.
Faça isso nas condições em que pretende utilizá-la.
Por exemplo:
bomba em 2S → corrente X
bomba em tensão maior → corrente Y
Agora temos dados reais para dimensionar o sistema.
A experiência também ensina sobre potência
Quando trabalhamos com tensão e corrente começamos a compreender outra grandeza:
potência elétrica.
Simplificadamente:
P = V × I
onde:
P = potência em watts
V = tensão em volts
I = corrente em ampères
Assim, aquele pequeno jato de água se transforma em uma experiência prática de elétrica e eletrônica.
Eu também desmontei uma dessas bombas
A curiosidade me levou a abrir uma bomba desse tipo para entender o que existia dentro.
O mecanismo é relativamente simples.
Existe uma pequena peça plástica que funciona no sistema responsável por pressurizar a água.
O motor elétrico utilizado me pareceu ser algo próximo de um motor tamanho 380 ou 390.
Isso mostra que o conjunto é muito mais simples do que pode parecer olhando apenas sua carcaça externa.
O motor pode até ser reaproveitado
Depois de desmontar a bomba, percebemos que o próprio motor pode ser interessante para outros projetos.
Se tivermos uma bomba cujo mecanismo hidráulico não seja mais útil, talvez ainda possamos aproveitar:
motor;
fios;
peças;
conectores.
É a velha ideia do modelismo:
antes de jogar fora, veja o que existe dentro.
E essas bombas são baratas
Outra grande vantagem é o preço.
Não estamos falando de uma bomba especializada desenvolvida exclusivamente para nautimodelismo.
É uma peça automotiva bastante comum.
Por isso pode ser encontrada facilmente em lojas de autopeças e normalmente por um valor relativamente baixo.
Isso torna o experimento bastante acessível.
Podemos utilizar a mesma ideia em outros barcos
Não precisa ser necessariamente uma escada.
Podemos construir:
canhão de água;
mangueira de incêndio;
sistema de resgate;
rebocador com jato;
barco de bombeiros.
O princípio é exatamente o mesmo:
captação → bomba → mangueira → saída.
Mudamos apenas a maneira como escondemos e apresentamos a saída da água.
Um barco de bombeiros fica especialmente interessante
Imagine um nautimodelo com:
luzes;
sirene;
radar girando;
dois jatos de água.
Agora já temos vários sistemas funcionando simultaneamente.
Cada função pode ser transformada em um canal ou circuito independente.
O modelo começa a ficar muito mais próximo de uma embarcação funcional em miniatura.
O projeto pode crescer aos poucos
Não tente necessariamente instalar tudo de uma vez.
Comece com:
1. bomba funcionando na bancada
Depois:
2. mangueira e jato funcionando
Depois:
3. instalação no barco
Depois:
4. acionamento pelo rádio
Depois podemos pensar em:
luzes;
som;
outros mecanismos.
Essa abordagem facilita muito o diagnóstico.
Se a água não estiver saindo com força, verifique primeiro o básico
Antes de concluir que a bomba está ruim, confira:
A polaridade está correta?
A entrada e a saída estão corretas?
A mangueira está dobrada?
Existe alguma obstrução?
A bomba está recebendo tensão suficiente?
Está entrando ar na captação?
Existe vazamento?
No meu próprio teste, inverter a polaridade fez a bomba continuar movimentando água, mas com desempenho muito inferior.
Se o motor estiver esquentando muito, desligue
Não espere sair fumaça.
O teste destrutivo que fiz serviu justamente para conhecer o comportamento daquele motor.
Na utilização normal, se perceber aquecimento excessivo:
desligue a bomba e deixe-a esfriar.
O funcionamento intermitente é muito mais coerente com esse tipo de aplicação.
O efeito final compensa a adaptação
Quando o barco começa a navegar e acionamos o sistema pelo rádio, temos uma função que deixa de ser apenas decorativa.
A escada não está ali somente para parecer com uma escada de uma embarcação de resgate.
Ela participa de uma função real do modelo.
A água realmente é lançada para fora do barco.
E é justamente esse tipo de detalhe que torna a construção de um nautimodelo tão interessante.
Veja no vídeo o sistema funcionando
No vídeo desta página mostro o barco e o funcionamento do sistema de água.
O componente principal utilizado é a bomba do esguichador do para-brisa de automóvel, que pode trabalhar com tensão inferior aos 12 V máximos do modelo utilizado. Reduzindo a tensão, conseguimos diminuir a velocidade e a quantidade de água lançada.
Também é importante lembrar que esse motor pode aquecer bastante quando utilizado continuamente. No teste que realizei com uma bomba genérica, ela resistiu aproximadamente 15 minutos funcionando sem parar antes de queimar.
Uma peça de automóvel pode transformar completamente um barco RC
Talvez essa seja a parte mais interessante desse projeto.
Não foi necessário procurar uma sofisticada bomba específica para nautimodelismo.
A solução estava em um componente extremamente comum:
o esguichador do para-brisa de um automóvel.
Com uma bomba, algumas mangueiras e um pouco de criatividade conseguimos transformar uma peça decorativa do barco em uma função realmente ativa.
Quer aprender eletrônica construindo funções para seus próprios modelos?
Um simples sistema para jorrar água rapidamente envolve vários conceitos:
tensão;
corrente;
polaridade;
motores DC;
baterias;
transistores ou MOSFETs;
acionamento pelo receptor;
medição com multímetro.
Em vez de apenas saber que uma bomba joga água, você começa a compreender como alimentá-la, como medir seu consumo, como controlar sua potência e como acioná-la através do rádio controle.
E aquele pequeno jato saindo pela escada do barco passa a ser muito mais do que um efeito visual:
torna-se uma experiência prática de eletrônica aplicada ao modelismo.