Há muito tempo eu queria construir um rebocador de controle remoto.
Existem diversos projetos disponíveis para nautimodelismo, desde pequenas lanchas até navios bastante detalhados. No meu caso, porém, havia uma exigência desde o início: eu queria construir um modelo relativamente grande.
A razão não era apenas estética.
Quanto maior o casco, mais espaço eu teria para instalar eletrônica.
E eu já tinha várias ideias para o projeto.
Além do sistema convencional de rádio controle, queria instalar som de motor diesel, fazer a fumaça sair pela chaminé e utilizar o interior do rebocador como uma verdadeira plataforma para experiências eletrônicas.
O modelo escolhido foi o rebocador Yarra, cuja planta encontrei na internet. Seu casco também apresenta uma geometria relativamente amigável para construção em madeira balsa.
O resultado foi um dos projetos de nautimodelismo mais interessantes que construí.
Por que escolhi construir um rebocador?
Rebocadores são embarcações particularmente interessantes para modelismo.
Eles não dependem de velocidades extremamente altas para proporcionar uma boa experiência de navegação. Pelo contrário: parte do encanto está justamente em reproduzir uma embarcação de trabalho.
Isso abre espaço para explorar outros aspectos do projeto:
acabamento;
iluminação;
detalhes;
sons;
movimentos;
eletrônica embarcada;
efeitos especiais.
E um rebocador possui ainda um elemento visual perfeito para um projeto desse tipo:
uma chaminé.
Foi daí que surgiu uma das ideias principais do Yarra.
Se o barco deveria parecer movido por um motor diesel, por que não tentar reproduzir também o som e a fumaça?
Por que escolhi o Yarra?
O Yarra possui uma característica bastante conveniente para quem pretende construir o casco utilizando madeira.
Ele não apresenta uma quantidade exagerada de curvas complexas, o que facilita bastante a construção utilizando madeira balsa.
Além disso, escolhi uma escala relativamente grande.
Isso significava maior consumo de material e mais trabalho, mas trazia uma vantagem que para mim era muito importante:
espaço interno.
Um barco pequeno pode funcionar perfeitamente como nautimodelo, mas cada centímetro disponível precisa ser disputado entre bateria, motor, servo, receptor e ESC.
Quando começamos a acrescentar circuitos de som e outros dispositivos, o espaço rapidamente desaparece.
No Yarra eu queria justamente o contrário.
Queria espaço para experimentar.
Madeira balsa na construção do casco
A balsa é uma madeira muito conhecida no modelismo.
É leve, relativamente fácil de cortar e pode ser trabalhada com ferramentas simples. Por isso, aparece frequentemente na construção de aeromodelos e também pode ser utilizada em determinados projetos de nautimodelismo.
No Yarra, essa facilidade foi muito útil.
A partir da planta podemos transferir as formas estruturais para a madeira, cortar as peças e começar a formar o casco.
Pouco a pouco, aquilo que inicialmente existe apenas como linhas no papel começa a assumir a forma de uma embarcação.
Da planta para uma estrutura tridimensional
Uma das partes interessantes da construção de um barco é perceber como o casco nasce.
A planta apresenta medidas e perfis.
Esses desenhos precisam ser transformados em peças reais.
Começamos formando a estrutura que determinará o formato do casco. Depois acrescentamos as partes que fecham essa estrutura.
É importante trabalhar com cuidado nessa etapa, porque pequenos desalinhamentos podem aparecer mais tarde.
Um casco torto não é apenas um problema estético.
Dependendo da intensidade, pode influenciar também o comportamento do modelo na água.
Que cola utilizar na madeira balsa?
No artigo original mencionei algumas opções que podem ser utilizadas durante a construção:
cianoacrilato (CA), epóxi e cola para madeira.
Cada uma apresenta características diferentes.
A cola CA é extremamente conveniente em vários trabalhos de modelismo devido à rapidez.
O epóxi pode produzir uniões bastante resistentes e é muito útil em regiões específicas da construção.
Já a tradicional cola para madeira oferece excelente resistência em aplicações apropriadas.
Mas existe uma questão adicional em um barco:
água.
Cuidado com colas que não foram pensadas para permanecer molhadas
Verifique se o adesivo escolhido é adequado para a exposição à umidade prevista no projeto.
Um nautimodelo não deveria ficar cheio de água internamente, mas precisamos considerar respingos, infiltrações e acidentes.
Além da escolha da cola, portanto, a impermeabilização do casco é fundamental.
Um casco de madeira precisa ser protegido
A construção estrutural é apenas uma parte do trabalho.
A madeira precisa receber acabamento e proteção adequados antes de ser colocada continuamente em contato com a água.
Isso também aumenta a durabilidade do modelo.
A ideia é impedir que a madeira absorva água, pois isso pode causar deformações, aumento de peso e deterioração da estrutura.
As soluções utilizadas variam conforme o tipo de construção e acabamento desejado.
O importante é compreender que:
construir o casco e impermeabilizar o casco são etapas diferentes.
Massa para madeira e lixamento
Depois de montar a estrutura do Yarra, utilizei massa para madeira e lixa para realizar o acabamento final antes da pintura.
Essa etapa exige paciência.
Aplicamos massa onde existem pequenas imperfeições.
Esperamos secar.
Lixamos.
Observamos novamente.
Se necessário, repetimos o processo.
É justamente nesse momento que pequenas irregularidades da construção começam a desaparecer.
O casco vai deixando de parecer um conjunto de peças de madeira e começa realmente a ganhar a aparência de uma embarcação.
A pintura fosca ajuda muito no realismo
No meu Yarra, preferi uma pintura fosca.
Há uma razão estética para isso.
Superfícies excessivamente brilhantes podem dar ao modelo uma aparência mais próxima de um brinquedo, dependendo da embarcação que estamos tentando representar.
A tinta fosca pode produzir um efeito visual mais convincente e ainda ajuda a disfarçar pequenas imperfeições do acabamento.
Isso não significa que toda embarcação deva obrigatoriamente receber tinta fosca.
A pintura deve acompanhar aquilo que queremos reproduzir.
Mas, para o efeito que procurava no rebocador, funcionou muito bem.
A eletrônica é onde o projeto começou a ficar diferente
Até aqui poderíamos estar falando simplesmente da construção de um nautimodelo convencional.
Casco.
Motor.
Eixo.
Hélice.
Leme.
Servo.
Receptor.
ESC.
Bateria.
Mas eu queria que o Yarra tivesse algo além disso.
A primeira ideia foi:
quero ouvir um motor diesel.
Naturalmente, o motor responsável pela propulsão do meu rebocador é elétrico.
Então precisei criar uma ilusão.
Como fazer um motor elétrico parecer diesel?
O primeiro passo foi desenvolver um gerador de som de motor diesel.
Para isso, decidi utilizar a plataforma Arduino, associada a um pequeno circuito amplificador de áudio.
Mas simplesmente reproduzir continuamente um som de motor diesel não seria suficiente.
Imagine o barco parado com um som de motor em alta rotação.
Ou o barco acelerando enquanto o som continua exatamente igual.
A ilusão desapareceria.
Eu queria que o som reagisse ao acelerador.
O som acompanha a aceleração do barco
Essa foi uma das partes mais interessantes do projeto.
O circuito foi pensado para responder ao comando do acelerador do rádio controle.
Assim, quando aumento a aceleração do motor elétrico, o efeito sonoro também é incrementado.
A ideia pode ser representada de maneira simplificada:
acelerador do transmissor → receptor → controle da propulsão
e, simultaneamente:
acelerador do transmissor → sistema eletrônico → som do motor diesel
Dessa forma, som e movimento ficam relacionados.
O resultado é muito mais convincente.
O Arduino transformou o rádio em uma entrada para outro sistema
Esse projeto mostra uma possibilidade muito interessante dos sistemas RC.
O sinal proveniente do receptor não precisa servir exclusivamente para movimentar um servo.
Podemos interpretá-lo eletronicamente e utilizá-lo para controlar outras funções.
No meu caso, utilizei o comando de aceleração para modificar o efeito sonoro.
Mas o mesmo princípio abre muitas possibilidades.
Podemos imaginar:
iluminação;
sirene;
buzina;
bombas;
movimentos auxiliares;
efeitos especiais;
outros sons.
É justamente nesse ponto que o modelismo começa a se misturar com a eletrônica programável.
Por que usar um amplificador de áudio?
O Arduino pode participar da geração ou controle do sinal, mas precisamos de potência suficiente para produzir um som audível em um alto-falante.
É aí que entra o amplificador.
De forma simplificada, temos:
geração do sinal → amplificação → alto-falante
O amplificador aumenta a capacidade do sinal de acionar o alto-falante adequadamente.
Essa mesma lógica aparece em inúmeros projetos de áudio.
No rebocador, entretanto, o objetivo não era ouvir música.
Era criar a sensação de que havia um motor diesel funcionando dentro do casco.
O próprio casco interfere no som
Existe ainda uma característica interessante.
Quando instalamos um alto-falante dentro de uma estrutura, o resultado sonoro pode mudar conforme sua posição e a maneira como o som consegue sair.
O casco acaba participando acusticamente do sistema.
Por isso, simplesmente colocar um alto-falante em qualquer espaço disponível nem sempre produz o melhor resultado.
Em um projeto desse tipo vale experimentar diferentes posições antes de fixar definitivamente os componentes.
Depois do som, veio a chaminé
O Yarra possui uma chaminé.
Inicialmente ela poderia ser apenas um elemento decorativo.
Mas depois de criar o som do motor diesel, a pergunta foi quase inevitável:
e se saísse fumaça pela chaminé?
Isso aumentaria ainda mais o realismo.
O problema era descobrir uma maneira relativamente simples de produzir esse efeito.
Como produzir fumaça sem um motor a combustão?
O rebocador utiliza propulsão elétrica.
Portanto, não existe realmente um motor diesel queimando combustível e produzindo gases.
Precisamos criar novamente uma simulação.
Existem diferentes maneiras utilizadas por modelistas para produzir efeitos semelhantes à fumaça.
No artigo original mencionei, por exemplo, sistemas que utilizam glicerina e aquecimento.
Mas decidi seguir por outro caminho.
Minha solução foi utilizar um nebulizador com água
Depois de pesquisar e realizar diferentes experiências, escolhi utilizar um nebulizador baseado em água.
Ele produz uma névoa visível que pode ser conduzida até a chaminé.
Visualmente, essa névoa cria a impressão de fumaça.
A grande vantagem para meu projeto era a praticidade.
Em vez de depender de um sistema de aquecimento, eu poderia trabalhar com água para gerar o efeito.
E quando fosse necessário repor o líquido, bastaria acrescentar água novamente.
Tecnicamente, não é fumaça
Esse detalhe vale a pena esclarecer.
O efeito que vemos saindo da chaminé não é fumaça de combustão.
É uma névoa produzida pelo sistema.
Mas visualmente, especialmente observando o barco à distância enquanto ele navega, conseguimos criar a ilusão desejada.
Isso é muito comum no modelismo.
Não precisamos necessariamente reproduzir o mecanismo real.
Precisamos produzir um efeito que seja visual ou funcionalmente convincente na escala do modelo.
Como levar a névoa até a chaminé?
Produzir a névoa é apenas metade do problema.
Ela precisa sair no lugar correto.
A chaminé funciona então como o ponto de saída do sistema.
Dependendo da montagem, pode ser necessário pensar em circulação de ar e condução da névoa para que ela realmente consiga percorrer o caminho até a parte superior.
É um exemplo clássico de projeto:
resolvemos um problema e imediatamente aparece outro.
Primeiro:
como gerar a névoa?
Depois:
como fazê-la sair pela chaminé?
E é justamente essa sequência de pequenas soluções que torna a construção tão interessante.
Água dentro de um barco cheio de eletrônica?
Parece contraditório.
E realmente exige cuidado.
Se estamos utilizando um sistema de nebulização baseado em água dentro de uma embarcação que possui receptor, Arduino, amplificador, ESC, bateria e conexões elétricas, precisamos pensar cuidadosamente na instalação.
O reservatório e o sistema precisam ficar posicionados de forma que a água não alcance os componentes eletrônicos.
Além disso, condensação e respingos também precisam ser considerados.
Em projetos experimentais, organização interna não é apenas estética.
Ela pode evitar problemas elétricos.
O Yarra começou a se transformar em uma plataforma eletrônica
É justamente por isso que eu queria um barco relativamente grande.
Dentro do casco comecei a reunir vários sistemas diferentes.
Temos a propulsão.
O rádio controle.
A direção.
O Arduino.
O circuito de áudio.
O alto-falante.
O sistema de névoa.
A bateria.
Fiação.
Conectores.
Tudo precisa ocupar um espaço e continuar acessível para manutenção.
A construção de um nautimodelo desse tipo acaba se aproximando bastante de um pequeno projeto de sistema embarcado.
Organização interna faz muita diferença
Quanto mais dispositivos adicionamos, maior a tentação de simplesmente colocar fios onde houver espaço.
Isso funciona até o primeiro problema.
Depois precisamos descobrir:
qual fio alimenta o amplificador?
Qual vai para o receptor?
Onde está o negativo do nebulizador?
Qual conector pertence ao Arduino?
Por isso, organizar a instalação desde o início economiza muito tempo posteriormente.
Podemos utilizar conectores adequados, abraçadeiras, termo retrátil e identificação dos cabos.
Também é interessante construir módulos que possam ser removidos individualmente.
O peso começa a se tornar importante
Um casco maior permite instalar mais coisas.
Mas existe uma consequência:
cada novo dispositivo acrescenta peso.
Arduino.
Amplificador.
Alto-falante.
Nebulizador.
Reservatório de água.
Fiação.
Tudo soma.
Portanto, não basta verificar se fisicamente existe espaço dentro do casco.
Precisamos observar também como a massa está distribuída.
A bateria pode ajudar no equilíbrio
A bateria normalmente representa uma parte importante do peso total de um nautimodelo elétrico.
Por isso, sua posição pode ser utilizada para ajudar a ajustar o centro de gravidade e a atitude do barco na água.
Antes de fixar tudo definitivamente, é interessante testar o casco.
Coloque os principais componentes aproximadamente em suas posições.
Observe como o barco fica na água.
Está inclinado para um lado?
A proa está muito baixa?
A popa afundou demais?
Às vezes mover a bateria alguns centímetros resolve boa parte do problema.
A eletrônica precisa compartilhar uma referência adequada
Quando começamos a integrar diferentes circuitos, surge outro ponto importante: alimentação elétrica.
Nem todos os dispositivos necessariamente trabalham com a mesma tensão.
O motor pode utilizar uma tensão.
O receptor e servo podem utilizar outra.
O Arduino possui suas próprias necessidades.
O amplificador também.
O nebulizador pode exigir outra alimentação.
Isso significa que não devemos simplesmente conectar tudo diretamente à bateria.
Precisamos compreender a tensão e a corrente necessárias para cada módulo.
Conversores de tensão podem ser necessários
Em um projeto com vários sistemas, reguladores ou conversores DC-DC podem ser úteis.
Eles permitem obter diferentes tensões a partir da bateria principal.
Por exemplo:
bateria principal → sistema de propulsão
e, através de reguladores adequados:
bateria → eletrônica de controle
bateria → áudio
bateria → acessórios
A configuração real depende dos componentes utilizados.
O importante é pensar na alimentação como um sistema, e não como um conjunto de fios ligados aleatoriamente à bateria.
O consumo total também precisa ser considerado
Cada circuito individual pode consumir relativamente pouco.
Mas vários circuitos trabalhando simultaneamente aumentam o consumo total.
Temos:
motor de propulsão;
servo;
receptor;
Arduino;
amplificador;
alto-falante;
nebulizador;
e eventualmente outros acessórios.
Isso influencia a autonomia.
Uma bateria que forneceria determinado tempo de navegação em um barco simples pode durar menos quando passa a alimentar vários sistemas adicionais.
O realismo nasce da integração
O aspecto de que mais gosto nesse projeto não é especificamente a fumaça ou o som.
É o fato de que os sistemas trabalham juntos.
O barco acelera.
O som reage.
A névoa sai pela chaminé.
O modelo navega.
A combinação cria a impressão de uma pequena embarcação diesel funcionando sobre a água.
É isso que diferencia instalar vários dispositivos aleatoriamente de realmente desenvolver um sistema integrado.
Um rebocador é perfeito para esse tipo de projeto
Uma lancha de velocidade possui outro tipo de encanto.
Queremos desempenho.
Velocidade.
Aceleração.
No rebocador, podemos explorar outra dimensão do modelismo.
Podemos fazer uma embarcação navegar lentamente e ainda assim manter a atenção de quem está observando.
O som.
A fumaça.
As luzes.
Os detalhes.
O movimento.
Tudo contribui para a experiência.
E isso torna esse tipo de modelo uma excelente plataforma para quem gosta de eletrônica aplicada ao modelismo.
Arduino e rádio controle combinam muito bem
Esse projeto também mostra que Arduino e RC não são universos separados.
Podemos fazer o microcontrolador interagir com os comandos provenientes do sistema de rádio.
Isso permite criar funções que um sistema RC convencional talvez não ofereça diretamente.
Podemos interpretar canais.
Criar temporizações.
Produzir sequências.
Controlar iluminação.
Gerar sons.
Acionar dispositivos.
A partir daí, o limite começa a ser muito mais a criatividade e a capacidade de integrar corretamente os circuitos.
E hoje poderíamos ir ainda mais longe
Um projeto semelhante construído atualmente poderia utilizar microcontroladores ainda mais poderosos.
Um ESP32, por exemplo, abriria possibilidades adicionais de processamento e comunicação.
Poderíamos pensar em sensores.
Telemetria.
Monitoramento de bateria.
Controle de iluminação.
Áudio digital.
Registro de dados.
Automação de funções.
Isso não diminui o valor do projeto original com Arduino.
Pelo contrário.
Ele mostra como uma ideia relativamente simples — fazer um rebocador parecer diesel — pode se transformar em um laboratório completo de eletrônica.
Veja a construção do rebocador Yarra
No vídeo original deste artigo mostro mais detalhes do rebocador Yarra construído em madeira balsa, incluindo o sistema de som que simula o motor diesel e o efeito de névoa saindo pela chaminé.
Muito mais do que construir um casco de madeira
Quando comecei, eu queria construir um rebocador.
Mas o projeto acabou reunindo várias áreas diferentes.
Construção em madeira.
Acabamento.
Pintura.
Mecânica.
Propulsão.
Rádio controle.
Programação.
Eletrônica.
Áudio.
Efeitos visuais.
Essa é uma das coisas de que mais gosto no modelismo: um único projeto pode obrigar você a aprender um pouco de muitas áreas diferentes.
E, quando alguma coisa não existe exatamente como precisamos, podemos tentar construir nossa própria solução.
Foi assim com o som do motor diesel.
Foi assim com a fumaça da chaminé.
E foi justamente isso que tornou o Yarra muito mais interessante para mim do que simplesmente comprar um barco pronto.
Quer aprender a desenvolver suas próprias soluções para modelos RC?
Quando entendemos como bateria, motor, ESC, BEC, receptor, servo, amplificadores, transistores, alimentação e outros circuitos eletrônicos trabalham, começamos a ganhar liberdade para ir além das funções que vieram prontas no modelo.
Podemos instalar acessórios, modificar sistemas e desenvolver nossas próprias soluções para aeromodelos, automodelos e nautimodelos.
Essa é justamente a proposta do Método 7H RC: ensinar elétrica e eletrônica aplicadas ao rádio controle de maneira prática.
Se você quer deixar de apenas conectar componentes e começar a entender como desenvolver, modificar e integrar a eletrônica dos seus próprios projetos, conheça o Método 7H RC.