Instalando Controles Remotos (MEC152)

Muito mais critico do que montar um transmissor e um receptor de controle remoto é fazer a sua instalação. Os problemas mecânicos normalmente são maiores e exigem, além do conhecimento, a habilidade do montador. Veja neste artigo algumas dicas sobre a instalação de controles remotos.

Uma das grandes vantagens dos montadores de circuitos eletrônicos em relação aos demais, está na possibilidade de encontrarmos praticamente todos os tipos de componentes que usamos nas casas especializadas.

Isso não ocorre com os adeptos da robótica, modelismo, maquetismo e outras atividades que envolvam peças mecânicas.

Engrenagens, polias, parafusos, alavancas e outras peças são difíceis de encontrar principalmente se necessitarmos de um tipo muito específico.

Como resolver os problemas relacionados com as partes mecânicas é o que veremos a seguir.

a) Propulsão

Na maioria dos casos não podemos acoplar diretamente o eixo de um motor de corrente contínua a um sistema propulsor, como a roda de veículo.

Isso ocorre porque os motores têm alta velocidade e baixo torque.

Precisamos de um sistema que possa reduzir a velocidade e aumentar o torque, ou seja, de um sistema de redução.

Uma forma simples de se conseguir isso é através de uma correia, conforme mostra a figura 1.

Figura 1 – Transmissão por correia

Neste sistema a cada 20 voltas do motor temos uma volta da roda propulsora, ou seja, uma redução de velocidade de 20 vezes e um aumento do torque de 20 vezes.

Neste sistema, relação entre o diâmetro da roda propulsora e o diâmetro do eixo do motor determinam a taxa de redução da velocidade e de aumento do torque.

Para a relação como mostra a figura 2(a) temos menor velocidade e maior torque (forç).

No entanto em (c), invertemos a situação aumentando a velocidade e diminuindo a força.

Figura 2 – modos de redução

Uma outra maneira de se acoplarmos um motor a uma roda propulsora é mostrada na figura 3.

Figura 3 – Acoplamento direto do motor

Neste caso também, a relação entre o diâmetro da roda e o diâmetro do eixo do motor determinam a taxa de redução da velocidade e aumento do torque.

Podemos utilizar um bucha no eixo do motor para obter uma redução menor, conforme mostra a figura 4.

Figura 4 – Usando uma bucha

Outra forma que já abordamos em artigos é a que faz uso de caixas de redução.

Estas caixas contém conjuntos de engrenagens que fazem a redução da velocidade de um motor e aumentam, seu torque.

Um exemplo de caixa de redução é dado na figura 5.

Figura 5 – Exemplo de caixa de redução

Estas caixas podem ter diversas taxas de redução.

Quando não conhecemos suas características, podemos fazer um teste de força com a configuração mostrada na figura 6.

Figura 6 – Medindo a força de uma caixa de redução

Temos diversos artigos no site que tratam do uso dessas caixas de reduções, inclusive com aplicações práticas.

b) Reversão da Rotação

Existem aplicações em que precisamos inverter a rotação de um motor, por exemplo, para inverter o sentido de movimento de um mecanismo.

Para um motor de corrente contínua, o sentido de rotação depende do sentido de circulação da corrente.

Assim, basta inverter a polaridade da alimentação para que o motor inverta sua rotação.

Podemos fazer com chaves reversíveis, mas também podemos fazer com relés ligados da forma mostrada na figura 7.

Figura 7 – Inversão da rotação com relé

Outra forma, mais sofisticada, que não envolve dispositivos eletromecânicos é a que faz uso de uma ponte H.

Esta configuração, que já mostramos em diversos artigos do site, utiliza transistores bipolares ou transistores de efeito de campo de potência (MOSFETS).

Na figura 8 mostramos um circuito deste tipo.

Figura 8 – Inversão da rotação com ponte H

Com o circuito mostrado na figura motores até uns 3 A de corrente podem ser controlados.

Quando o sinal está num nível, os transistores Q1 e Q3 conduzem e o motor roda num sentido.

Mudando o sinal, os transistores Q2 e Q4 conduzem e a corrente inverte seu sentido de circulação.

Com isso, o motor também inverte seu sentido de rotação.

c) Controles de Direção

Como fazer com que um veículo possa mudar de direção sem utilizar rodas móveis controladas por dispositivos mecânicos?

Isso é possível se usarmos duas rodas propulsoras e uma roda livre, conforme mostra a figura 9.

Figura 9 – Controlando a direção

Conforme podemos ver pela figura 10, o veiculo pode fazer curvas para a esquerda ou direita, bastando que se acione apenas um dos motores.

Figura 10 – Curvas pelo sistema diferencial

Esta curva, entretanto é de pequena curvatura.

Podemos alterar a curvatura do movimento, fazendo com que os motores rodem em velocidades diferentes, conforme mostra a figura 11.

Figura 11 – Alterando o raio da curva

No entanto, para este tipo de movimento, precisamos ter controles proporcionais de velocidade para os motores.

Uma outra forma de controle de direção num veículo que usa apenas um motor é a que faz uso de um sistema de direção por motor, conforme mostra a figura 12.

Figura 12 – Controle de direção por motor

Nele temos um conjunto de rodas móveis que podem ter sua posição modificada por um pequeno motor.

Acionando este motor para uma direção ou outro, as rodas mudam de posição, alterando o movimento do veículo.

Uma variação deste controle é mostrada na figura 15, onde são usados solenóides de acionamento.

Figura 13 – Direção por solenóide

Conforme o solenóide acionado o veículo muda de direção.

Conclusão

Enfim, existem diversas formas de se controlar o movimento de modelos radio controlados, robôs autônomos ou não.

Tudo depende da imaginação e dos recursos disponíveis pelos montadores.

Além de centenas de projetos e alguns com soluções práticas interessantes existente neste site, temos também o livro Projetos Educacionais de Robótica e Mecatrônica e o Manual de Mecatrônica.