Quem gosta de eletrônica e rádio controle rapidamente percebe que um sistema RC pode fazer muito mais do que simplesmente acelerar um motor ou movimentar um leme.
Imagine poder utilizar um canal do seu rádio para:
acender faróis;
ligar uma sirene;
acionar uma bomba;
ativar um motor auxiliar;
ligar um sistema de iluminação;
acionar algum efeito especial em um barco;
ou controlar praticamente qualquer outro dispositivo elétrico compatível com o circuito.
Mas surge uma pergunta:
como transformar o sinal que sai do receptor do rádio controle em um simples comando de liga e desliga?
Existem várias maneiras de resolver esse problema. No projeto original deste artigo apresentei uma solução particularmente interessante porque utiliza algo que muitos modelistas já possuem na bancada: a placa eletrônica retirada de um pequeno servo de 9 gramas.
Com essa placa, dois diodos e um relé, podemos transformar um canal do rádio em uma espécie de interruptor controlado remotamente.
O receptor RC não fornece simplesmente um comando de liga e desliga
Para entender o projeto, primeiro precisamos compreender o problema.
Quando conectamos um servo ao receptor, o receptor não diz simplesmente:
“ligue”
ou
“desligue”.
Ele fornece um sinal de controle que informa ao servo qual posição deve assumir.
É por isso que, quando movimentamos um comando no transmissor, o braço do servo acompanha esse movimento.
Isso é perfeito quando queremos movimentar:
leme;
direção;
flaps;
trem de pouso;
algum mecanismo.
Mas e se não quisermos movimento?
E se quisermos apenas:
LIGADO / DESLIGADO?
Precisamos converter esse comando.
E é aí que entra a eletrônica do servo
Um servo convencional já possui internamente um pequeno circuito eletrônico preparado justamente para interpretar o sinal proveniente do receptor.
No projeto original utilizei essa característica como um atalho.
Em vez de construir do zero um circuito para interpretar o comando do rádio, aproveitei a eletrônica existente dentro do próprio servo.
Essa é a ideia central do projeto.
O servo possui:
conector para o receptor;
placa eletrônica;
motor;
engrenagens;
potenciômetro de realimentação.
Para nosso objetivo, entretanto, não precisamos das engrenagens nem do movimento mecânico.
Queremos principalmente a placa.
Você pode até aproveitar um servo quebrado
Essa é uma das partes mais interessantes da montagem.
Se você possui um pequeno servo de 9 g com engrenagens quebradas, ele pode servir perfeitamente para o projeto, desde que a eletrônica continue funcionando.
No artigo original eu recomendava justamente aproveitar um servo com defeito mecânico.
Afinal, as engrenagens não serão utilizadas.
É uma excelente maneira de reaproveitar uma peça que provavelmente iria para o lixo.
Mas atenção:
se o problema estiver na placa eletrônica, obviamente esse servo não será útil para esta montagem.
O que existe dentro de um servo?
Quando abrimos um pequeno servo, encontramos basicamente dois sistemas trabalhando juntos.
Existe a parte mecânica:
motor → engrenagens → eixo de saída
E existe a parte eletrônica:
sinal do receptor → circuito de controle → acionamento do motor
O servo precisa ainda saber em que posição seu eixo está. Por isso utiliza normalmente um potenciômetro como elemento de realimentação.
A placa compara a posição desejada com a posição real e aciona o motor para um lado ou para o outro.
E essa característica é justamente aquilo que podemos explorar.
O motor do servo pode girar para os dois lados
Quando o circuito percebe que precisa deslocar o servo em uma direção, aplica determinada polaridade ao pequeno motor.
Quando precisa deslocá-lo para o sentido contrário, inverte a polaridade.
Portanto, nos dois fios que originalmente alimentavam o motor podemos encontrar algo conceitualmente parecido com:
comando para um lado → polaridade A
comando para o outro → polaridade invertida
Isso nos oferece uma saída que podemos utilizar para comandar outro circuito.
No projeto original, cortei justamente a ligação entre a placa e o pequeno motor do servo, porque não precisava mais dele.
O motor sai e entra o circuito de acionamento
Depois de desmontar o servo, retiramos:
engrenagens;
motor, se desejado;
carcaça, dependendo da montagem.
Mantemos principalmente:
placa eletrônica + cabo de três fios para o receptor.
Os dois pontos da placa que anteriormente alimentavam o motor passam a ser utilizados como saída de controle.
Mas não queremos simplesmente conectar qualquer carga diretamente ali.
Queremos utilizar essa saída para comandar um relé.
O que é um relé?
O relé é um componente extremamente útil porque permite utilizar um pequeno sinal elétrico para controlar outro circuito.
Podemos pensar nele como um interruptor acionado eletricamente.
Dentro de um relé eletromecânico existe uma bobina.
Quando a bobina é energizada, cria um campo magnético.
Esse campo movimenta mecanicamente os contatos internos.
Assim, conseguimos abrir ou fechar outro circuito.
É como se alguém apertasse fisicamente um interruptor, mas quem realiza o movimento é o campo magnético produzido pela bobina.
Por que isso é tão útil?
Porque o circuito controlado pelo relé pode ser diferente do circuito do receptor.
Imagine que queremos acender um conjunto de LEDs alimentado por outra bateria.
O receptor não precisa fornecer diretamente toda a corrente para esses LEDs.
Ele apenas participa do comando.
Podemos ter:
rádio → receptor → placa do servo → relé
e separadamente:
bateria da carga → contatos do relé → dispositivo
Quando acionamos o canal do rádio, o relé fecha o circuito.
O dispositivo liga.
O relé possui dois lados
Essa é uma maneira muito boa de compreender o componente.
De um lado temos a bobina.
Ela é responsável pelo acionamento.
Do outro temos os contatos.
Eles são responsáveis por ligar ou desligar a carga.
Eletricamente, essas partes cumprem funções diferentes.
Por isso o relé é tão interessante em projetos de interface.
Um pequeno circuito de controle pode comandar outro circuito através dos contatos.
Contatos NA, NF e comum
Muitos relés possuem três terminais principais relacionados aos contatos:
COM — comum
NA — normalmente aberto
NF — normalmente fechado
Quando a bobina está desligada, COM e NF estão conectados.
Quando acionamos a bobina, o contato muda e COM passa a se conectar ao NA.
Se queremos que um farol permaneça normalmente apagado e acenda quando acionamos o rádio, normalmente utilizaremos:
COM + NA.
Assim, o circuito permanece aberto até o relé ser ativado.
Um exemplo com LEDs
Imagine que queremos ligar os faróis de um automodelo através de um canal auxiliar.
Podemos ter:
bateria → resistor/driver adequado → LEDs → contato do relé → bateria
Quando o relé está desligado, o circuito permanece aberto.
Os LEDs ficam apagados.
Acionamos o canal.
O relé fecha.
A corrente passa.
Os LEDs acendem.
Movimentamos novamente o comando e o circuito retorna ao estado anterior.
Temos então um verdadeiro interruptor remoto controlado pelo rádio RC.
Também podemos acionar um pequeno motor
O mesmo princípio pode ser utilizado para controlar um motor DC.
Por exemplo, poderíamos ter um pequeno motor auxiliar em um barco.
O circuito da carga seria:
bateria → contato do relé → motor → bateria
O rádio não está fornecendo diretamente a corrente do motor.
Está apenas controlando o relé.
Entretanto, precisamos verificar se os contatos do relé suportam a tensão e, principalmente, a corrente exigida pelo motor.
Esse detalhe é fundamental.
“Qualquer dispositivo” tem um limite
O título original utiliza a expressão “qualquer dispositivo”, mas vale fazer aqui uma atualização importante.
Não significa que podemos conectar literalmente qualquer equipamento a qualquer relé.
Precisamos respeitar:
tensão máxima dos contatos;
corrente máxima;
tipo de carga;
potência;
características da bobina;
capacidade do circuito de acionamento.
Um pequeno relé apropriado para alguns LEDs não deve ser automaticamente utilizado para controlar uma carga de dezenas de amperes.
O circuito precisa ser dimensionado.
Cargas indutivas exigem atenção especial
Motores, relés e solenoides possuem uma característica importante:
indutância.
Quando interrompemos rapidamente a corrente em uma bobina, o campo magnético existente começa a desaparecer.
Essa variação pode produzir uma tensão elevada de polaridade oposta.
É o conhecido back EMF, ou força contraeletromotriz.
Essa tensão pode causar problemas aos componentes eletrônicos responsáveis pelo acionamento.
É por isso que aparecem os diodos no projeto original.
Para que servem os dois diodos?
No artigo original utilizei dois diodos retificadores de silício associados ao acionamento do relé, citando componentes como 1N4007, 1N4001 e 1N4148 como possibilidades para aquela montagem.
O papel dos diodos está relacionado ao comportamento da bobina e à necessidade de proteger o circuito contra tensões produzidas durante a comutação.
Essa é uma aplicação muito comum de diodos em circuitos com cargas indutivas.
Mas existe um detalhe adicional neste projeto.
A polaridade proveniente da placa do servo muda
Lembre-se de que a saída utilizada originalmente acionava um motor em dois sentidos.
Portanto, sua polaridade pode se inverter conforme o comando.
Já a bobina do relé precisa ser acionada da maneira prevista pelo circuito.
Os diodos ajudam a estabelecer o caminho adequado para a corrente na solução mostrada no projeto.
É justamente por isso que o vídeo é importante: nele mostro como fiz as soldagens e as ligações da montagem original.
O potenciômetro do servo continua importante
Existe outro componente dentro do servo que não podemos simplesmente ignorar: o potenciômetro de posição.
Em operação normal, ele informa à placa onde o eixo está.
Quando retiramos as engrenagens, perdemos a ligação mecânica entre o eixo e o potenciômetro.
Para utilizar a placa como interruptor, precisamos encontrar uma posição adequada para o potenciômetro em relação ao comando enviado pelo rádio.
Em muitos projetos desse tipo, ajustamos o potenciômetro até obter o comportamento desejado e depois evitamos que ele se mova.
Faça o ajuste antes de fixar tudo
Antes de soldar e fechar definitivamente o circuito, conecte a placa ao receptor e faça testes.
Ligue o transmissor.
Ligue o receptor.
Movimente o canal escolhido.
Observe o comportamento da saída.
Ajuste cuidadosamente o potenciômetro.
Verifique em que posição o relé liga e desliga.
Somente depois de conseguir um funcionamento consistente vale fixar o ajuste.
Essa etapa evita muita dor de cabeça.
Qual canal do rádio posso utilizar?
Uma situação ideal é possuir um canal auxiliar associado a uma chave do transmissor.
Assim podemos ter algo intuitivo:
chave para cima → desligado
chave para baixo → ligado
Mas também podemos utilizar outros canais, dependendo do rádio e da aplicação.
O importante é que o receptor forneça um sinal compatível com o circuito eletrônico do servo utilizado.
Podemos controlar faróis de um carrinho RC
Essa talvez seja uma das aplicações mais simples.
Imagine um automodelo com:
dois LEDs brancos na dianteira;
dois LEDs vermelhos na traseira.
Em vez de deixá-los acesos sempre que o modelo estiver ligado, podemos controlar a iluminação pelo transmissor.
O sistema ficaria:
canal auxiliar → placa do servo → relé → iluminação
Você posiciona o carrinho.
Liga o rádio.
Aciona a chave.
Faróis acesos.
Aciona novamente.
Faróis apagados.
Uma modificação relativamente simples que torna o modelo muito mais interessante.
Em barcos as possibilidades aumentam bastante
Um nautimodelo normalmente oferece mais espaço interno.
Isso permite instalar diversos acessórios.
Podemos utilizar um circuito desse tipo para controlar:
luzes de navegação;
iluminação da cabine;
buzina;
sirene;
bomba;
motor auxiliar;
sistema de fumaça ou névoa;
refletores.
Um canal do rádio deixa de controlar apenas movimento e passa a controlar uma função embarcada.
E em aeromodelos?
Também é possível utilizar canais auxiliares para iluminação e outras funções.
Entretanto, em um aeromodelo precisamos prestar atenção especial ao peso.
Relé, placa, fios e conectores acrescentam massa.
Atualmente existem soluções eletrônicas muito menores e mais leves para realizar a mesma função.
Mas o circuito com a placa do servo continua sendo extremamente interessante como experiência didática e solução de reaproveitamento.
Hoje eu usaria necessariamente um relé?
Não.
Essa é uma atualização importante em relação ao projeto original.
Hoje, dependendo da carga, provavelmente consideraria também utilizar um transistor ou MOSFET como elemento de chaveamento.
Um MOSFET adequado pode oferecer várias vantagens:
não possui partes mecânicas;
pode ser muito pequeno;
consome pouca corrente de comando;
permite chaveamento rápido;
pode controlar correntes relativamente elevadas quando corretamente dimensionado.
Isso não torna o relé errado.
São soluções diferentes.
Relé ou MOSFET?
O relé continua tendo características muito interessantes, especialmente quando queremos contatos fisicamente separados do circuito de controle.
Além disso, seu funcionamento é muito fácil de visualizar e compreender.
O MOSFET, por outro lado, é excelente para sistemas eletrônicos compactos.
Para um pequeno sistema de iluminação em um modelo RC moderno, por exemplo, provavelmente escolheríamos uma solução totalmente eletrônica.
Mas para aprender como transformar um comando do rádio em um acionamento de carga, o projeto com relé é extremamente didático.
Podemos controlar mais de um dispositivo?
Sim.
Se o rádio possuir vários canais auxiliares, podemos criar diferentes sistemas de acionamento.
Imagine um rebocador RC:
canal 1 → leme
canal 2 → acelerador
canal 3 → luzes
canal 4 → buzina
canal 5 → sistema de fumaça
canal 6 → bomba d’água
Nesse ponto, o rádio controle começa a se transformar em uma verdadeira interface de comando para um sistema embarcado.
E podemos utilizar um microcontrolador
Se quisermos ir ainda mais longe, podemos substituir boa parte dessa lógica por um Arduino, ESP32 ou outro microcontrolador.
O microcontrolador pode interpretar os sinais provenientes do receptor e tomar decisões.
Por exemplo:
acionamos uma chave.
O microcontrolador liga os faróis.
Acionamos novamente.
Ele inicia uma sequência de piscadas.
Outro canal liga uma sirene durante cinco segundos.
Outro controla uma bomba.
A partir daí, podemos criar comportamentos muito mais sofisticados.
Um simples canal RC pode carregar uma informação
Essa talvez seja a principal ideia por trás deste projeto.
Quando olhamos para o conector do receptor, podemos pensar:
“é onde conecto o servo.”
Mas essa visão é limitada.
Na realidade, temos ali alimentação e um sinal de controle.
Se conseguirmos interpretar esse sinal, podemos utilizá-lo para muitas outras coisas.
O servo é apenas uma das aplicações.
É exatamente isso que estamos fazendo neste projeto: utilizando a eletrônica do servo como uma maneira simples de interpretar o comando que vem do rádio.
Um servo quebrado pode virar outro circuito
Também gosto deste projeto pela possibilidade de reaproveitamento.
Um servo com engrenagens quebradas normalmente seria considerado inútil.
Mas internamente ele ainda possui:
placa de circuito;
componentes eletrônicos;
cabo;
conector;
motor;
potenciômetro.
Se a eletrônica estiver funcionando, podemos dar uma nova função à placa.
Foi justamente essa a proposta do artigo original: desmontar um servo de 9 g, retirar sua placa, desconectar o pequeno motor e utilizar aquela eletrônica para acionar um relé através do rádio controle.
É também uma excelente aula prática de eletrônica
Observe quantos conceitos aparecem em uma montagem tão pequena.
Temos:
sinal de controle;
polaridade;
motor DC;
diodo;
relé;
bobina;
campo magnético;
contatos;
corrente;
tensão;
carga;
eletrônica de potência.
E tudo começa com uma pergunta bastante simples:
“Como faço para ligar alguma coisa pelo meu controle remoto?”
É justamente esse tipo de projeto que torna o aprendizado de eletrônica muito mais interessante.
Primeiro aparece uma necessidade.
Depois precisamos compreender os componentes necessários para resolvê-la.
Veja no vídeo como fazer as ligações
No vídeo que acompanha o artigo mostro o passo a passo da montagem e das soldagens, utilizando a placa retirada do servo, os diodos e o relé.
Para quem pretende reproduzir o projeto, vale assistir ao vídeo junto com esta explicação, porque nele é possível visualizar exatamente os pontos utilizados na montagem.
De um simples servo para um sistema de automação RC
Esse projeto é um ótimo exemplo de como podemos olhar para um componente de maneira diferente.
O servo foi criado para produzir movimento proporcional.
Mas sua eletrônica já possui uma característica extremamente útil:
ela sabe interpretar o sinal enviado pelo receptor.
Aproveitamos essa capacidade, retiramos a parte mecânica que não precisamos e transformamos a placa em uma interface para outro dispositivo.
A partir daí, o rádio pode deixar de controlar apenas direção e aceleração.
Pode começar a controlar luzes, motores, sirenes, bombas e inúmeros acessórios.
E quando entendemos o princípio, podemos evoluir para transistores, MOSFETs, microcontroladores e sistemas muito mais sofisticados.
Quer aprender a criar suas próprias modificações em modelos RC?
Quando entendemos como receptor, servo, relé, diodo, transistor, MOSFET, bateria, motor, ESC, BEC, tensão e corrente trabalham, deixamos de depender apenas de módulos prontos e começamos a desenvolver nossas próprias soluções.
Essa é justamente a proposta do Método 7H RC: ensinar elétrica e eletrônica aplicadas ao rádio controle de maneira prática, usando problemas e projetos encontrados realmente no aeromodelismo, automodelismo e nautimodelismo.
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