O leme é uma das peças mais importantes de um barco de controle remoto. É ele que permite alterar a direção da embarcação e, apesar de parecer uma peça extremamente simples, precisa ser construído e instalado com bastante cuidado.
Existem várias maneiras de fazer um leme para nautimodelismo e diferentes materiais podem ser utilizados.
Um dos meus preferidos para esse tipo de trabalho é o latão.
Além de ser relativamente fácil de cortar e trabalhar, o latão possui uma vantagem enorme para quem constrói seus modelos em casa: pode ser facilmente soldado utilizando estanho e um ferro de soldar comum.
E existe uma maneira bastante interessante de conseguir uma pequena chapa de latão praticamente pronta para construir o leme:
utilizar a parte metálica de uma cápsula piezoelétrica.
Foi justamente essa solução que mostrei originalmente neste projeto.
O que é uma cápsula piezoelétrica?
Você provavelmente já viu um pequeno componente circular utilizado para produzir sons em diversos equipamentos eletrônicos.
É comum encontrá-lo em:
alarmes;
brinquedos;
campainhas;
temporizadores;
equipamentos eletrônicos;
pequenos dispositivos sonoros.
Esse elemento é conhecido popularmente como piezo, buzzer piezoelétrico ou cápsula piezoelétrica, dependendo de sua construção e aplicação.
O que nos interessa neste projeto não é exatamente sua capacidade de produzir som.
Queremos aproveitar sua base metálica circular.
A cápsula de piezo possui uma chapa de latão
Em muitos discos piezoelétricos encontramos uma fina base metálica de latão sobre a qual está fixado o elemento piezoelétrico.
Para a eletrônica, essa chapa faz parte do transdutor.
Para quem pratica nautimodelismo, podemos olhar para ela de outra maneira:
temos ali uma pequena chapa fina de latão pronta para ser reaproveitada.
Foi exatamente essa a ideia que apresentei no artigo original: utilizar cápsulas de piezo como uma maneira simples de obter uma peça de latão para construir o leme.
Por que utilizar latão para construir o leme?
Um leme precisa ser suficientemente rígido para resistir à força da água durante a navegação.
Ao mesmo tempo, em modelos pequenos, não queremos uma peça excessivamente pesada.
O latão pode funcionar muito bem nessa aplicação.
Mas existe outra vantagem especialmente importante para quem constrói em casa:
ele aceita muito bem solda com estanho.
Isso significa que podemos unir a lâmina do leme à sua haste utilizando praticamente as mesmas ferramentas que já temos em uma bancada de eletrônica.
Podemos usar um ferro de soldar comum
No projeto original expliquei que um ferro de soldar de aproximadamente 30 W já pode realizar pequenos trabalhos desse tipo em latão. Se estiver disponível um ferro de 50 W ou mesmo 100 W, a maior capacidade térmica pode facilitar a soldagem dependendo do tamanho das peças.
Essa é uma grande vantagem.
Não estamos falando de utilizar uma máquina de solda para estruturas metálicas.
Estamos trabalhando com:
ferro de soldar + solda de estanho + pequenas peças de latão.
É uma técnica bastante acessível para o modelista.
Por que um ferro mais potente pode facilitar?
Metais conduzem calor.
Quando encostamos o ferro na peça, parte do calor fornecido à região da soldagem se espalha pelo restante do metal.
Em uma pequena peça fina, um ferro relativamente modesto pode conseguir elevar rapidamente a temperatura necessária.
Em peças maiores, o metal pode dissipar o calor mais rapidamente.
Por isso, a potência necessária depende bastante das dimensões das peças e de sua capacidade de retirar calor da região da soldagem.
Não significa que mais potência seja sempre melhor. Significa que o ferro precisa possuir capacidade térmica adequada ao trabalho.
O que precisamos construir?
Um leme bastante simples pode ser entendido como duas partes principais:
haste/eixo + lâmina do leme
A haste será o elemento que permitirá a rotação.
A lâmina é a superfície que ficará em contato com a água.
Quando o servo movimentar o sistema, a lâmina muda de posição.
A água passa a exercer forças sobre ela e a embarcação muda de direção.
Portanto, apesar da simplicidade visual, o leme é uma verdadeira superfície de controle hidrodinâmica.
Aproveitando o latão do piezo
A ideia consiste em retirar ou aproveitar a chapa metálica do piezo e transformá-la na lâmina.
Dependendo do tamanho da cápsula e do leme desejado, será necessário cortar o material.
O formato final não precisa permanecer circular.
Podemos transformar aquela pequena chapa em algo mais próximo do perfil necessário para o barco.
É aqui que uma peça eletrônica aparentemente sem utilidade pode ganhar uma função completamente diferente.
Defina primeiro o tamanho do leme
Não corte imediatamente.
Observe o barco.
Considere o tamanho do casco, a posição da hélice e o espaço disponível.
Um leme muito pequeno pode apresentar pouca autoridade sobre a direção.
Um leme exageradamente grande também pode produzir esforços desnecessários sobre o mecanismo e alterar o comportamento do modelo.
Se você estiver reproduzindo uma embarcação existente, as proporções do modelo real também podem servir como referência visual.
Faça um molde em papel
Uma técnica extremamente simples é desenhar primeiro o leme em papel.
Recorte.
Coloque próximo do casco.
Observe a proporção.
Parece pequeno?
Faça outro.
Parece grande demais?
Reduza.
Somente depois de encontrar um formato adequado transfira o desenho para o latão.
É muito mais barato errar uma folha de papel do que desperdiçar o material que será utilizado na peça definitiva.
Marcando o latão
Com o formato definido, podemos marcar cuidadosamente a região que será cortada.
Como estamos trabalhando com uma chapa relativamente fina, dependendo do material e das ferramentas disponíveis, o corte pode ser realizado com ferramentas apropriadas para pequenas chapas.
Depois do corte, provavelmente será necessário fazer acabamento nas bordas.
Isso é importante tanto visualmente quanto por segurança.
Uma chapa metálica cortada pode deixar extremidades afiadas.
A haste precisa ficar bem presa à lâmina
Agora chegamos a um ponto crítico.
Não basta encostar uma haste no latão e colocar uma pequena quantidade de solda.
Essa união será submetida a esforços durante a navegação.
A água estará continuamente exercendo força sobre a lâmina.
Quando o servo fizer uma curva, essa força será transmitida:
água → lâmina → haste → mecanismo → servo
Portanto, a qualidade dessa união é extremamente importante.
Prepare a superfície antes da soldagem
O latão pode apresentar oxidação, resíduos e sujeira.
Uma limpeza da região que receberá a solda pode facilitar bastante o processo.
Podemos realizar uma preparação mecânica leve da superfície para deixá-la limpa.
Também é importante evitar gordura na região.
Uma superfície adequadamente preparada facilita o molhamento pela solda.
A pasta de solda pode ajudar
No artigo original mencionei também a possibilidade de utilizar pasta de solda para facilitar a união das peças.
O fluxo ajuda durante o processo de soldagem ao melhorar as condições da superfície para a aderência da solda.
Dependendo do produto utilizado, entretanto, é importante limpar adequadamente os resíduos depois do trabalho.
Alguns fluxos podem ser mais agressivos e não devem simplesmente permanecer indefinidamente sobre a peça.
Estanhar previamente pode facilitar a montagem
Uma estratégia interessante é preparar previamente as regiões que serão unidas.
Aplicamos uma pequena quantidade de solda sobre a haste.
Depois sobre a região correspondente da chapa.
Então posicionamos as peças e realizamos a união.
Essa estanhagem prévia pode facilitar bastante determinadas montagens pequenas.
O objetivo não é criar uma enorme quantidade de estanho.
Queremos uma junta bem formada.
Mais estanho não significa necessariamente mais resistência
Esse é um erro comum.
Vemos uma pequena união e pensamos:
“Vou colocar uma grande bola de solda para ficar forte.”
Uma boa soldagem depende de a solda aderir adequadamente às superfícies.
Uma grande quantidade de estanho sobre uma superfície mal preparada pode produzir uma aparência robusta sem proporcionar a união que imaginamos.
Por isso, preparação, temperatura adequada e técnica são mais importantes do que simplesmente adicionar material.
Posicione bem a haste antes de soldar
Outro cuidado importante é o alinhamento.
Se a haste ficar inclinada em relação à lâmina, o leme poderá trabalhar fora da posição desejada.
Faça a montagem sobre uma superfície que permita verificar o alinhamento.
Se necessário, utilize:
pinças;
pequenos grampos;
uma terceira mão;
um gabarito simples.
O objetivo é impedir que as peças se movimentem enquanto fazemos a soldagem.
O eixo precisa girar livremente
Depois de pronto, o conjunto será instalado no barco.
Normalmente a haste atravessa algum tipo de tubo ou suporte que permite sua rotação.
O movimento precisa ser livre.
Não queremos:
folga excessiva;
travamento;
atrito desnecessário;
desalinhamento.
Se o leme estiver pesado para movimentar manualmente, o servo também terá dificuldade.
O servo é quem movimenta o leme
Em um nautimodelo rádio controlado, o leme normalmente é acionado por um servo.
A cadeia de funcionamento é aproximadamente:
transmissor → receptor → servo → haste de comando → leme
Movemos o comando de direção no rádio.
O receptor envia o comando ao servo.
O braço do servo se movimenta.
Uma haste transmite esse movimento ao braço conectado ao eixo do leme.
O leme gira.
E o barco muda de direção.
Verifique o curso do servo
Nem sempre utilizar todo o curso disponível do servo significa obter o melhor resultado.
Se o leme girar demais, podemos criar uma grande resistência na água sem necessariamente melhorar proporcionalmente a capacidade de curva.
Além disso, o mecanismo não deve atingir limites físicos antes que o servo termine seu movimento.
Caso contrário, o servo continuará tentando movimentar algo que já chegou ao fim do curso.
Isso pode aumentar bastante o esforço sobre ele.
O leme trabalha sob bastante esforço
O leme sofre força durante seu funcionamento por causa da interação com a água.
Quanto maior a velocidade da embarcação, mais importante se torna considerar os esforços sobre:
lâmina;
solda;
eixo;
braço do leme;
haste de comando;
servo.
Por isso, uma peça pequena não deve ser confundida com uma peça sem importância estrutural.
Eu já perdi um leme durante uma navegação
Essa preocupação não é apenas teórica.
No artigo original contei uma experiência que tive com uma das minhas lanchas.
Eu estava navegando normalmente quando percebi que o modelo deixou de responder aos comandos de direção.
O motor continuava funcionando.
A lancha navegava.
Mas eu já não conseguia controlar para onde ela ia.
Quando finalmente consegui retirar o modelo da água, confirmei aquilo que imaginava:
o leme havia se soltado.
Perder o leme pode significar perder o barco
Essa experiência ensina uma coisa importante.
Um nautimodelo pode continuar se deslocando mesmo depois de perder completamente a capacidade de direção.
Imagine isso acontecendo:
em um lago grande;
com vento;
longe da margem;
próximo de vegetação;
com correnteza.
Dependendo das circunstâncias, uma pequena falha mecânica pode resultar na perda completa do modelo.
Foi justamente esse alerta que fiz no artigo original.
Por isso, teste mecanicamente a peça
Depois da soldagem e antes de instalar o leme, faça uma inspeção.
Segure a haste.
Aplique cuidadosamente uma força sobre a lâmina.
Observe a união.
Existe movimento?
A solda apresenta alguma trinca?
A haste parece querer se desprender?
Naturalmente, o teste não deve ser tão exagerado a ponto de destruir uma peça corretamente dimensionada.
A ideia é apenas descobrir uma união evidentemente fraca antes de colocar o barco na água.
Solda e reforço mecânico podem trabalhar juntos
Dependendo da construção, vale pensar não apenas na solda, mas também na própria geometria da união.
Quanto melhor for o contato entre a haste e a lâmina, mais interessante tende a ser a montagem.
Em projetos mais exigentes, podemos pensar em soluções que combinem:
encaixe mecânico + soldagem
em vez de depender exclusivamente de uma pequena área superficial de solda.
Isso se torna especialmente relevante em modelos rápidos.
Posicione o leme em relação à hélice
A posição do leme também influencia bastante sua atuação.
Em muitas configurações, o leme é colocado de maneira que receba um fluxo significativo de água associado ao movimento da embarcação e à região da hélice.
Isso ajuda a produzir a força necessária para mudar a direção.
Mas a geometria ideal depende do projeto do barco.
Não existe uma única posição que possa ser aplicada indiscriminadamente a todos os modelos.
Evite folgas excessivas
Uma pequena folga no mecanismo pode parecer insignificante quando movimentamos o leme com a mão.
Mas imagine toda a sequência:
servo → braço → haste → braço do leme → eixo → lâmina
Se cada união tiver uma pequena folga, elas podem se somar.
Movemos o comando no rádio e parte do movimento é perdida antes que o leme realmente comece a mudar de posição.
Uma direção precisa depende também de uma boa montagem mecânica.
Mas também não deixe tudo apertado demais
Eliminar folga não significa montar o mecanismo sob pressão.
O eixo precisa girar livremente.
A haste de comando não deve ficar forçando lateralmente.
O servo não deve trabalhar constantemente tentando manter uma posição contra um mecanismo travado.
O ideal é:
mínima folga necessária + movimento livre.
Cuidado com a entrada de água pelo eixo
Existe outro problema.
O eixo do leme atravessa o casco.
E temos água do lado de fora.
Portanto, essa passagem precisa ser construída pensando também na possibilidade de infiltração.
Uma solução comum é utilizar um tubo adequado atravessando o casco, com o eixo trabalhando em seu interior.
O projeto deve permitir movimento e, ao mesmo tempo, reduzir a possibilidade de água alcançar o interior da embarcação.
Faça um teste de estanqueidade
Antes da primeira navegação, coloque o barco na água sem ligar o motor.
Observe.
Depois de alguns minutos, retire o modelo.
Abra.
Existe água no interior?
Verifique especialmente regiões como:
eixo do leme;
eixo da hélice;
passagens de tubos;
uniões do casco.
Encontrar algumas gotas durante um teste controlado é muito melhor do que descobrir uma grande infiltração no meio do lago.
Teste também o rádio antes de lançar o barco
Com o modelo ainda fora da água:
ligue o transmissor;
ligue o receptor;
movimente a direção;
observe o servo;
confirme o sentido do leme;
verifique se todo o curso está livre.
Movimento para a direita no rádio precisa produzir a resposta esperada no barco.
Essa conferência leva poucos segundos.
Faça a primeira navegação perto da margem
Depois de modificar o sistema de direção, não começaria levando o barco para o meio de um grande lago.
Faça inicialmente pequenos percursos próximos.
Direita.
Esquerda.
Baixa velocidade.
Aumente gradualmente.
Observe se o modelo responde corretamente.
Depois de alguns minutos, retire o barco e inspecione novamente a montagem.
O piezo é apenas uma fonte conveniente de material
É importante destacar isso.
Não existe nenhuma propriedade “piezoelétrica” sendo utilizada no leme.
Estamos simplesmente reaproveitando o latão presente na cápsula.
Se você já possui uma chapa de latão adequada, pode utilizá-la diretamente.
O piezo é interessante porque pode fornecer facilmente uma pequena peça de material, especialmente quando temos componentes antigos ou inutilizados disponíveis na bancada.
Reaproveitar componentes faz parte do modelismo
Quem gosta de construir começa a guardar coisas que outras pessoas provavelmente jogariam fora.
Pequenos motores.
Engrenagens.
Molas.
Parafusos.
Hastes.
Conectores.
Chapas.
Componentes eletrônicos.
Uma cápsula piezoelétrica que não possui mais utilidade eletrônica pode fornecer justamente a chapa de latão necessária para construir uma pequena peça mecânica.
Esse reaproveitamento é uma das partes mais interessantes do modelismo artesanal.
Veja como construir o leme utilizando o latão do piezo
No vídeo original deste artigo mostro a ideia de utilizar uma cápsula de piezo como fonte de latão para a construção de um leme de nautimodelo, além de comentar sobre a soldagem e a importância de uma boa união entre as peças.
Uma solução simples para construir seu próprio leme
Um leme parece uma peça muito básica até o momento em que precisamos construir um.
Precisamos pensar no material.
Formato.
Tamanho.
Eixo.
Soldagem.
Movimentação.
Vedação.
Ligação com o servo.
Resistência mecânica.
A pequena chapa de latão encontrada em uma cápsula piezoelétrica pode resolver justamente uma dessas etapas, fornecendo uma matéria-prima fácil de trabalhar e soldar.
E existe um aprendizado ainda mais importante: não subestime a resistência necessária na união entre a lâmina e o eixo do leme.
Eu já tive um leme que se soltou durante a navegação.
Depois que isso acontece uma vez, nunca mais olhamos para aquela pequena solda da mesma maneira.
Quer aprender a construir e modificar seus próprios modelos RC?
Construir um leme é um ótimo exemplo de como o modelismo combina mecânica, elétrica e eletrônica.
Além da parte mecânica, precisamos compreender servo, receptor, alimentação, bateria, ESC, motor, conectores e todo o sistema responsável pelo funcionamento do modelo.
Essa é justamente a proposta do Método 7H RC: ensinar elétrica e eletrônica aplicadas ao rádio controle de maneira prática, utilizando situações encontradas realmente no aeromodelismo, automodelismo e nautimodelismo.
Se você quer ganhar autonomia para construir, modificar, testar e entender melhor seus próprios modelos de controle remoto, conheça o Método 7H RC.