Os LEDs são componentes simples, baratos e extremamente interessantes para quem gosta de eletrônica e modelismo. Com poucos componentes podemos transformar completamente a aparência de um carrinho de controle remoto, acrescentando faróis dianteiros, lanternas traseiras e diferentes tipos de iluminação.
Foi justamente isso que fiz em um dos meus carrinhos: instalei vários LEDs, utilizando LEDs vermelhos difusos nas lanternas traseiras e LEDs de alto brilho na dianteira. O resultado ficou muito interessante e deu ao modelo uma aparência bem mais profissional.
Mas existe uma questão importante: não devemos simplesmente conectar vários LEDs diretamente à bateria.
Para fazer uma instalação corretamente, precisamos entender tensão, corrente, resistor limitador e a maneira como os LEDs serão ligados.
O que é um LED?
LED é a sigla de Light Emitting Diode, ou diodo emissor de luz.
Como o próprio nome indica, ele é um tipo de diodo capaz de emitir luz quando percorrido por uma corrente elétrica nas condições adequadas.
Essa característica tornou o LED extremamente popular.
Hoje encontramos LEDs em equipamentos eletrônicos, iluminação residencial, automóveis, painéis, brinquedos e praticamente todos os tipos de dispositivos.
No modelismo não é diferente.
Podemos utilizá-los em:
aeromodelos;
automodelos;
barcos RC;
drones;
maquetes;
painéis;
projetos eletrônicos.
Além da iluminação funcional, LEDs também podem ser utilizados simplesmente para melhorar a aparência do modelo.
Existem LEDs de diferentes cores
No artigo original eu destacava justamente a enorme variedade disponível atualmente.
Existem LEDs vermelhos, verdes, amarelos, azuis, brancos e diversas outras opções. Também temos os LEDs RGB, que permitem produzir diferentes cores combinando internamente vermelho, verde e azul.
Para um carrinho RC, entretanto, nem sempre precisamos de algo sofisticado.
Uma combinação clássica já produz um excelente resultado:
branco na dianteira + vermelho na traseira.
Foi exatamente a solução que utilizei no meu modelo.
LED difuso e LED de alto brilho: qual utilizar?
Além da cor, existem diferentes características de encapsulamento e luminosidade.
No meu carrinho utilizei dois tipos.
Para as lanternas traseiras, escolhi LEDs vermelhos difusos.
Para os faróis dianteiros, utilizei LEDs de alto brilho.
Essa escolha possui uma lógica.
Na traseira eu queria principalmente produzir um ponto vermelho visível, semelhante a uma lanterna.
Na dianteira, queria maior intensidade luminosa.
O LED difuso distribui melhor a luz
Um LED difuso normalmente possui um encapsulamento que espalha a luz de maneira mais ampla.
Isso pode ser interessante quando queremos que toda a superfície da lanterna pareça iluminada, em vez de produzir apenas um pequeno ponto extremamente brilhante.
Por isso, um LED vermelho difuso pode funcionar muito bem na traseira de um automodelo.
O objetivo não é necessariamente iluminar vários metros atrás do carrinho.
Queremos principalmente reproduzir visualmente uma lanterna traseira.
O LED de alto brilho é interessante para os faróis
Na dianteira, a situação pode ser diferente.
Um LED branco de alto brilho consegue produzir uma iluminação muito mais intensa e concentrada.
Em um carrinho, isso cria um efeito bastante interessante.
Em ambientes com pouca iluminação, os faróis podem realmente iluminar uma pequena região à frente do modelo.
Foi justamente por isso que escolhi LEDs de alto brilho para a dianteira do meu carrinho.
O LED possui polaridade
Antes de fazer qualquer ligação precisamos lembrar que um LED é um diodo.
Portanto, existe polaridade.
Em um LED convencional encontramos:
ânodo (+) e cátodo (−).
Em muitos LEDs novos, o terminal mais longo corresponde ao ânodo e o mais curto ao cátodo. O encapsulamento também costuma possuir uma indicação física no lado correspondente ao cátodo.
Mas é sempre interessante confirmar antes da montagem.
Se invertermos o LED, ele normalmente não acenderá nas condições usuais de baixa tensão.
Qual é a tensão de um LED?
Um LED não deve ser tratado simplesmente como uma pequena lâmpada.
Existe uma queda de tensão direta, frequentemente representada por Vf, que varia de acordo com o tipo e principalmente com a cor do componente.
No artigo original eu utilizava como referência uma faixa aproximada entre 1,6 V e 3,3 V, dependendo do LED.
Um LED vermelho, por exemplo, normalmente apresenta uma tensão direta menor do que muitos LEDs brancos ou azuis.
Por isso, não devemos assumir que todos os LEDs possuem exatamente a mesma tensão.
E é aqui que entra o resistor
Este é provavelmente o conceito mais importante de toda a montagem:
o LED precisa ter sua corrente limitada.
Não devemos simplesmente conectar um LED comum diretamente a uma fonte de tensão acima de sua tensão direta esperando que ele controle sozinho a corrente.
Podemos danificá-lo.
Uma solução extremamente simples é utilizar um resistor limitador de corrente em série com o LED.
Temos então:
positivo → resistor → LED → negativo
O resistor limita a corrente que passa pelo circuito.
Como calcular o resistor para um LED?
Podemos utilizar a Lei de Ohm.
Ela pode ser escrita como:
V = R × I
Para calcular o resistor, reorganizamos:
R = V / I
Mas precisamos considerar a tensão que ficará efetivamente sobre o resistor.
Assim:
R = (Vfonte − VLED) / ILED
Essa pequena fórmula resolve grande parte das situações encontradas em circuitos simples com LEDs.
Vamos fazer um exemplo prático
Imagine que queremos ligar um LED vermelho com aproximadamente 2 V utilizando uma fonte de 5 V.
Suponha que desejemos trabalhar com uma corrente de 15 mA.
Primeiro convertemos:
15 mA = 0,015 A
Então:
R = (5 − 2) / 0,015
R = 3 / 0,015
R = 200 Ω
Podemos então escolher um valor comercial adequado próximo desse resultado, respeitando as características reais do LED e do circuito.
Perceba como não estamos simplesmente escolhendo um resistor aleatoriamente.
Existe um cálculo.
Mais corrente significa necessariamente mais luz?
Até determinado ponto, aumentar a corrente pode aumentar a intensidade luminosa.
Mas existe um limite especificado para cada LED.
No artigo antigo eu mencionava LEDs trabalhando na faixa de 20 a 40 mA como referência para os componentes utilizados naquele contexto. Hoje, para uma montagem nova, o correto é verificar a especificação do LED utilizado, pois muitos LEDs indicadores comuns são projetados para correntes menores e já apresentam excelente brilho.
Portanto:
não escolha a corrente apenas porque quer mais luminosidade.
Respeite as características do componente.
Como instalar vários LEDs?
Aqui a montagem começa a ficar mais interessante.
Imagine que queremos:
dois faróis dianteiros brancos;
duas lanternas traseiras vermelhas.
Temos quatro LEDs.
Existem diferentes maneiras de fazer as ligações, dependendo da tensão disponível e das características dos componentes.
Uma solução bastante fácil de compreender é utilizar ramos em paralelo, cada um com seu próprio resistor.
Por exemplo:
fonte → resistor → LED dianteiro 1
fonte → resistor → LED dianteiro 2
fonte → resistor → LED traseiro 1
fonte → resistor → LED traseiro 2
Todos os ramos são alimentados pela mesma fonte.
Por que colocar um resistor para cada LED?
Pode parecer mais simples utilizar apenas um resistor e depois ligar vários LEDs em paralelo.
Mas existe um problema.
LEDs aparentemente iguais podem apresentar pequenas diferenças em suas características elétricas.
Consequentemente, a corrente pode não se dividir igualmente entre eles.
Utilizar um resistor para cada ramo oferece um controle muito melhor.
Além disso, permite trabalhar com LEDs de diferentes cores, já que cada resistor pode ser dimensionado considerando a tensão direta do LED correspondente.
E posso ligar LEDs em série?
Sim, desde que exista tensão suficiente.
Quando ligamos LEDs em série, suas quedas de tensão se somam.
Imagine dois LEDs brancos com aproximadamente 3 V cada.
Teríamos algo próximo de:
3 V + 3 V = 6 V
A fonte precisaria possuir tensão superior a isso para ainda existir margem para o resistor limitador.
Portanto, a melhor configuração depende da tensão disponível no carrinho.
É por isso que primeiro precisamos descobrir de onde vamos alimentar os LEDs.
De onde tirar energia no carrinho RC?
Essa é uma pergunta importante.
Podemos ter diferentes possibilidades dependendo da eletrônica existente no modelo.
O carrinho pode utilizar pilhas.
Pode possuir uma bateria recarregável.
Pode ter uma placa eletrônica própria.
Ou, em um automodelo hobby, pode existir receptor, ESC e BEC.
Antes de ligar os LEDs em qualquer ponto, precisamos medir ou conhecer a tensão existente ali.
Um multímetro é extremamente útil para isso.
Não devemos escolher um fio simplesmente porque parece ser positivo e outro porque parece ser negativo.
Posso alimentar os LEDs pelo receptor?
Em alguns sistemas RC pode existir uma alimentação adequada disponível no receptor ou BEC.
Mas isso não significa que devemos acrescentar indefinidamente cargas naquele circuito.
O BEC possui uma capacidade máxima de corrente e precisa alimentar receptor, servos e demais dispositivos conectados.
Alguns LEDs consumindo poucos miliampères podem representar uma carga pequena, mas precisamos conhecer o sistema antes de fazer a instalação.
A regra continua sendo:
entenda a alimentação antes de conectar.
E se o carrinho utilizar uma bateria LiPo?
Nesse caso precisamos ter ainda mais atenção.
Uma bateria LiPo não possui uma tensão fixa igual ao valor nominal impresso em seu rótulo.
Uma LiPo 2S, por exemplo, possui aproximadamente:
7,4 V nominais
mas pode chegar a:
8,4 V completamente carregada.
Se calcularmos o resistor imaginando apenas 7,4 V, precisamos lembrar que o circuito verá uma tensão maior quando a bateria estiver totalmente carregada.
Esse detalhe precisa entrar no dimensionamento.
O resistor também dissipa potência
Além do valor em ohms, o resistor possui uma especificação de potência.
Podemos calcular aproximadamente a potência dissipada usando:
P = V × I
ou:
P = I² × R
Em circuitos simples com LEDs e correntes pequenas, resistores comuns frequentemente são suficientes, mas o cálculo continua sendo importante, especialmente quando utilizamos tensões maiores ou vários componentes.
É mais um exemplo de como uma instalação aparentemente simples envolve conceitos reais de eletrônica.
Faça a montagem primeiro fora do carrinho
Uma dica prática é testar todo o circuito antes de instalar definitivamente os LEDs.
Monte na bancada.
Conecte a alimentação correta.
Verifique se todos acendem.
Observe se algum resistor aquece.
Confira as polaridades.
Meça a tensão.
Se tiver multímetro, você também pode verificar a corrente.
Somente depois passe para a instalação física no modelo.
Isso facilita muito a solução de problemas.
Planeje onde os fios passarão
Depois que o circuito funciona, aparece outra questão:
como colocar tudo dentro do carrinho sem deixar um emaranhado de fios?
Planeje o caminho da fiação.
Evite deixar fios próximos de engrenagens, eixos e rodas.
Também não deixe cabos em locais onde possam ser esmagados quando a carroceria for recolocada.
Pequenas abraçadeiras, pontos de fixação e tubo termo retrátil ajudam a produzir uma instalação muito mais organizada.
O termo retrátil melhora bastante o acabamento
Depois de soldar resistor, LED e fios, teremos terminais metálicos expostos.
Deixá-los dessa maneira aumenta a possibilidade de curto-circuito.
Uma excelente solução é utilizar tubo termo retrátil.
Colocamos o tubo antes de finalizar a soldagem e depois o posicionamos sobre a conexão.
Com calor adequado, ele se contrai e protege a região.
Além de melhorar o isolamento, o resultado visual fica muito mais profissional.
Como fixar os LEDs na carroceria?
Isso depende bastante do carrinho.
Em alguns modelos podemos fazer pequenos furos com diâmetro correspondente ao LED.
Um LED de 5 mm, por exemplo, pode ser encaixado em uma abertura adequada.
Em outros casos podemos aproveitar a própria estrutura existente nos faróis e lanternas.
O importante é pensar antes de furar.
Verifique o espaço disponível do outro lado da carroceria.
O LED possui terminais.
Existem fios.
Pode existir um resistor.
Tudo isso precisa caber quando o carrinho for novamente fechado.
LEDs podem deixar um brinquedo muito mais parecido com um automodelo
Essa foi justamente a sensação que tive depois de terminar o meu carrinho.
A instalação era relativamente simples:
LEDs vermelhos difusos atrás e LEDs de alto brilho na frente.
Mas quando as luzes estavam acesas, a aparência mudava completamente.
Especialmente em um ambiente mais escuro, os faróis e lanternas davam ao carrinho uma presença muito maior.
É uma modificação simples, mas com excelente resultado visual.
Podemos ir muito além dos faróis e lanternas
Depois que entendemos o circuito básico, surgem várias possibilidades.
Podemos acrescentar:
luzes de freio;
luzes de ré;
pisca-alerta;
setas;
faróis auxiliares;
iluminação interna;
luzes de emergência;
efeitos piscantes.
Nesse ponto, podemos deixar de utilizar apenas circuitos passivos e começar a trabalhar com transistores, temporizadores ou microcontroladores.
Um projeto simples de quatro LEDs pode facilmente evoluir para um sistema completo de iluminação.
E um microcontrolador?
Com um Arduino, ESP32 ou outro microcontrolador, por exemplo, podemos criar sequências muito mais sofisticadas.
Mas existe um cuidado importante.
Os pinos de um microcontrolador possuem limites de corrente.
Portanto, quando a carga começa a aumentar, não devemos simplesmente conectar tudo diretamente aos pinos.
Podemos utilizar transistores ou MOSFETs como elementos de acionamento.
O microcontrolador fornece o sinal.
O transistor controla a corrente necessária à carga.
Esse princípio aparece em inúmeros projetos eletrônicos.
LED RGB abre ainda mais possibilidades
Como mencionei no artigo original, um LED RGB permite produzir várias cores combinando três componentes luminosos básicos: vermelho, verde e azul.
Controlando a intensidade de cada canal podemos criar diferentes tonalidades.
Isso permite efeitos interessantes em projetos personalizados.
Em um automodelo de escala, talvez não faça sentido transformar os faróis em um arco-íris.
Mas em projetos experimentais, robôs, brinquedos ou iluminação decorativa, as possibilidades são enormes.
O mesmo conhecimento pode ser utilizado em aeromodelos
LEDs não servem apenas para carrinhos.
No artigo original eu mencionava também sua utilização nas asas de aeromodelos.
Podemos utilizar cores diferentes para facilitar a orientação visual.
Também podemos instalar iluminação em fuselagem, cauda e outras partes.
Novamente precisamos calcular a alimentação e considerar o peso adicional da fiação e dos componentes.
Em um aeromodelo, cada grama pode importar mais do que em um carrinho.
E também nos barcos de controle remoto
No nautimodelismo as possibilidades são enormes.
Luzes de navegação.
Iluminação de cabine.
Refletores.
Luzes de convés.
Sinalizadores.
Em um barco em escala, a iluminação pode aumentar bastante o realismo.
E os conceitos elétricos são exatamente os mesmos:
tensão → LED → corrente → resistor → potência.
É por isso que aprender com um projeto simples acaba sendo tão útil.
Veja como ficou o carrinho com vários LEDs
No vídeo original deste artigo mostro o resultado da instalação de vários LEDs no meu carrinho de controle remoto, utilizando LEDs vermelhos difusos nas lanternas traseiras e LEDs de alto brilho nos faróis dianteiros.
Um projeto simples para aprender eletrônica na prática
Gosto bastante desse tipo de modificação porque ela começa com algo muito simples:
“Quero colocar luz no meu carrinho.”
Mas rapidamente aparecem conceitos importantes.
O LED possui polaridade.
Existe uma tensão direta.
Precisamos limitar corrente.
Utilizamos a Lei de Ohm.
Calculamos o resistor.
Precisamos conhecer a tensão da bateria.
Temos que fazer soldagens e isolar as conexões.
E, quando queremos controlar as luzes eletronicamente, começam a aparecer transistores e outros circuitos.
Ou seja, um pequeno projeto de iluminação se transforma em uma excelente aula prática de elétrica e eletrônica.
Quer aprender a fazer suas próprias modificações em modelos RC?
Quando entendemos tensão, corrente, resistência, potência, LEDs, baterias, motores, ESCs, BECs, receptores e servos, deixamos de depender apenas de esquemas prontos e começamos a compreender por que cada componente está sendo utilizado.
Essa é justamente a proposta do Método 7H RC: ensinar elétrica e eletrônica aplicadas ao rádio controle de forma prática, utilizando situações que realmente aparecem no aeromodelismo, automodelismo e nautimodelismo.
Se você quer ganhar autonomia para instalar acessórios, diagnosticar problemas, modificar seus modelos e desenvolver seus próprios projetos, conheça o Método 7H RC.