Ferrari - O aeromodelo com rádio de carrinho


Importante:Este foi um antigo tutorial que foi reeditado atendendo a inúmeros medidos. No texto é citado que este não é um modelo para iniciantes, mas pode ser feito por qualquer pessoa com persistência e um pouco de experiência com modelos elétricos. Como na maioria dos modelos do tipo, apesar de usar controle remoto de carrinho, precisa de bateria, motor e hélices específicas para aeromodelismo elétrico. Não é possível simplesmente converter o carrinho sem gastos ou trabalho adicionais, mesmo porque o carrinho não voa. Portanto não é um projeto de custo zero e nem é recomendável como primeiro avião.

Desde que coloquei umas fotos deste modelo no Pacanews, muitas pessoas escreveram querendo saber os detalhes da adaptação do rádio controle de um carrinho de brinquedo para uso num aero. Bom, agora vou tentar clarear um pouco mais o conceito.

Esta idéia é baseada nas experiências de colegas gringos como o Allan Wright (http://pease1.sr.unh.edu/aew/rc/cannedheat) e o Bruce Habbott (http://homepages.paradise.net.nz/bhabbott/index.html), que tiveram relativo sucesso com o uso do controle remoto de um carrinho chamado Canned Heat em aeromodelos.

Bom, como não consegui achar o tal Canned Heat no Brasil, parti para algo que fosse mais acessível: a Ferrari da foto ao lado (à venda nas melhores barracas de camelôs :-)), que me custou R$30,00.

Na verdade, teoricamente, serviria qualquer carrinho de brinquedo que usasse 2 canais (um para frente/ré e outro para curva direita/esquerda).

Este carrinho, especificamente, usa 6 pilhas AA comuns (9 volts) para alimentar seu sistema de bordo (receptor e motores de tração e direção) e mais uma bateria de 9 volts para alimentar o transmissor.

Pra comparar, o Canned Heat usa 2 pilhas AA no carrinho e 2 no transmissor.

Essa diferença não é de todo ruim: trabalhando com maior tensão o controle da Ferrari tem também maior potência e alcance, chegando a 20 metros no carrinho. Com o carrinho em mãos e depois de dar umas voltas pra, digamos, testar o sistema, é hora de desmonta-lo.

Nessa hora me deparei com o primeiro problema: o circuito eletrônico de recepção da Ferrari é enorme e pesado: 20 gramas, contra pouco mais de 6 gramas do mesmo circuito no Canned Heat...

Bom, certamente o aeromodelo teria que ser bem maior do que aquele proposto pelos gringos...


Importante: o circuito é fixo no carrinho por 2 parafusos, sendo que um deles também prende a antena rígida.

Ela não será usada; em seu lugar solde um pedaço de fio esmaltado fino de aproximadamente 50 cm.

Dessa placa saem ainda 3 pares de fios: 2 para o motor de tração, 2 para o motor de direção e 2 para a alimentação: coloque uma etiqueta identificando cada par antes de cortá-los!


Eis a placa, já fora do carrinho. Optei por usar conectores tipo Molex (tipo usado em conexões de computador) na conexão com o motor e com a bateria, para facilitar a substituição dos mesmos, já que tensionava experimentar várias combinações.

Os fios esmaltados que vão para o atuador magnético do leme e o que serve de antena foram soldados diretamente na placa (isso requer alguma experiência no uso do ferro de solda).

Inicialmente, usei uma bateria recarregável de 9 volts da marca GP (quadradinha, fácil de encontrar em lojas de eletrônicos) para alimentar o circuito. Atualmente uso um pack de 5 células (6 volts) para esta função. Ambos funcionam bem.


O motor original da Ferrari (o carrinho) é um "260", muito pesado para o avião proposto.

Este motor trabalha com cerca de 2 ampéres e sendo assim, eu poderia usar qualquer conjunto de motor e hélice que ficasse abaixo deste consumo.

Em teste estáticos descobri várias combinações que poderiam funcionar e a primeira que experimentei funcionou tão bem que acabei nem tentando com outras. O motor ao lado é o que equipa o Ferrari (o avião): é um motor CX50, da GWS.

Na verdade é o mesmo motor do Tiger Moth, só que sem a redução. A hélice é uma U80; ela tem aproximadamente 3" de diâmetro por 1" de passo. Este conjunto consome 1,7 A e fornece cerca de 70 gramas de empuxo estático.

A GWS vende o conjunto (motor + hélice 3x2) como EDP50, e é possível encontrá-lo em algumas lojas de modelismo nacionais.


O avião

Para minha primeira experiência com este rádio eu iria precisar de um design seguro, um avião que fosse estável, com características de vôo dóceis. Por outro lado eu gostaria que fosse diferente dos modelos que construí até então e, além disso tudo, tinha de ser rápido pra construir e consertar. Escolhi o design baseado na planta de um modelinho de vôo livre chamado Thistle (baixe a planta aqui), de aparência simples mas simpática.

Construí o protótipo à olho e usei isopor (densidade P3) para a maior parte do modelo, as longarinas de cauda são de fibra de vidro (ou bambu) e as superfícies de cauda de depron.

Ao todo, demorei cerca de 2 horas pra fazer o modelinho.


Nas asas eu usei o perfil Clark Y, apropriado para treinadores. A corda é constante e o formato poliédrico ajuda na estabilidade. A "fuselagem" foi feita a partir de um bloco maciço de isopor, com furos para sustentar o receptor e as baterias.

É também nesta fuselagem que vai fixo o motor, em configuração "pusher", o que ajuda a economizar hélices. As longarinas são fixas com cola quente por baixo da asa e por baixo do estabilizador, o que permite alinhamento automático do mesmo (desde que as longarinas não estejam empenadas).

O circuito retirado do carrinho vai fixo sob a asa, praticamente em cima do CG. Nesta foto é possível ver a conexão com o motor e o par de fios esmaltados que vão até o atuador magnético do leme. Do outro lado estão o pack de baterias e o fio esmaltado que serve como antena.

Observe que o modelo possui dois lemes, mas apenas um deles possui a superfície móvel; o outro é fixo. Fixo também é o profundor, que não possui comando remoto: ele deve ser regulado antes do vôo para um planeio suave sem motor.
O coração de todo o projeto é o atuador magnético do leme, um sistema muito simples e funcional, que permite usar os pulsos positivos e negativos gerados pelo controle remoto simples do carrinho para comandar o leme de direção.

Obviamente há aí uma grande restrição: o leme operado por este controle tem apenas 3 posições: centrado, extrema direita e extrema esquerda (nada a ver com política, ok? :-)>).

Ainda assim, com pequenos ajustes é perfeitamente possível controlar a pequena aeronave satisfatoriamente, dando pequenos pulsos de comando na direção desejada.

Para saber mais sobre atuador magnético, leia na sessão Tutoriais como construir o seu.


Voando...

E conforme foi anunciado no Pacanews, o bichinho voa! Os primeiros vôos foram um pouco traumáticos, principalmente por causa da adaptação ao conbtrole do carrinho.

Ele possui duas alavancas: a da direita controla o motor e a da esquerda controla o leme. É impossível não tentar achar um comando de profundor nas primeiras vezes que se pilota um modelinho assim. Depois a gente se acostuma...


O lançamento deve ser suave e pra frente,
nunca pra cima. O motor, é claro, deve estar
acionado.

Para que as curvas sejam suaves o comando de
leme deve ser acionado com toques curtos, e
não continuamente.

O avião é experimental, mas há quem se arrisque
a entrar embaixo...

... pra conseguir uma boa foto!

Com o motor constante o modelo ganha altura rapidamente...

... e com um pouco de treino, dá quase pra
trazer o aviãozinho na mão.

As fotos em vôo foram tiradas de um vídeo que está disponível no YouTube. Este não é exatamente um projeto para iniciantes, mas ante alguma persistência pode ser feito por qualquer pessoa com algum conhecimento de aero elétrico. O modelo Ferrari não tem a manobrabilidade de um avião com controles proporcionais, mas é um projeto desafiador e divertido, que não requer grandes investimentos.

Especificações:

Envergadura: 62 cm
Corda: 12,5 cm
Comprimento: 43 cm
Peso: 100 gramas
Motor: GWS CX50
Hélice: U80 (3x1)
Bateria: 9 volts, 150mA/h ou 5 células 300mA/h, ambas de NiMh
Controle: 2 canais não proporcionais, motor e leme por atuador magnético

Observação:Atualmente é difícil e caro se conseguir boas baterias de NiMh pequenas, mas é relativamente fácil e barato conseguir uma bateria LiPo 250mAh 7,4V, que custa cerca de R$40,00 nas lojas de aeromodelismo, até menos do que custava um pack de NiMh na época deste projeto.

Cenas dos próximos capítulos...

E como estou ficando adepto dos desafios, já está na bancada um novo projeto de aero com controle de carrinho, só dessa vez um bem menor! Este é um BitCharger, que mede menos de 5 cm de comprimento e possui controle de 2 canais. Sua placa de receptor pesa apenas 1 grama! Que tal um pequeno aero elétrico com este controle, com peso final menor que 20 gramas? Aguardem!!!
Turnigy 2200mAh 3S 20C Lipo Pack