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Micro aeromodelos elétricos (MEC087)

Um dos problemas dos motores elétricos comuns, principalmente os usados em montagens mecatrônicas com alimentação por pilhas e baterias, é o baixo torque e a elevada rotação, resultantes de potências baixas. No entanto, com motores muito leves e baterias compactas é possível usar esse tipo de propulsão num tipo de montagem bastante crítica; os aeromodelos. Conheça nesse artigo a tecnologia dos micro motores e das baterias compactas que abrem uma nova gama de aplicações para esses dispositivos.

A resistência do enrolamento de fio de cobre dos motores de corrente contínua é o principal limitador da potência desses dispositivos.

Se usarmos fios muito grossos, de modo a obter baixas resistências e com isso elevadas correntes, nos deparamos com o espaço para fazer os enrolamentos, resultando assim em poucas espiras. O resultado é que, o que ganhamos com corrente perdemos com o número de espiras.

Como o número de espiras, juntamente com a corrente determina a intensidade do campo magnético produzido e, portanto o torque, esse tipo de motor tem sua potência bastante limitada.

É por esse motivo que, a não ser em algumas aplicações muito limitadas de aeromodelos, os motores elétricos não têm o mesmo desempenho dos motores a explosão ou as turbinas.

De fato, apenas modelos muito leves ou ainda que não exigem potências elevadas podem operar com motores elétricos comuns.

No entanto, diversas empresas têm conseguido fabricar motores extremamente pequenos que, aliados à baterias muito leve e compactas possibilita a montagem de aeromodelos extremamente leves e pequenos. Assim, partindo dos motores comuns é possível hoje elaborar aeromodelos elétricos de bom desempenho.

Podemos tomar como exemplo o da figura 1, que consiste num aeromodelo elétrico, usando um motor de corrente contínua alimentado por pilhas.

 

Aeromodelo com motor comum de corrente contínua
Aeromodelo com motor comum de corrente contínua

 

No entanto, se quisermos algo mais avançados precisamos pensar em outro tipo de solução, tanto em termos de motor como de fonte de energia, ou seja, pilhas e baterias.

Para alimentar os motores de aeromodelos que precisam ser muito leves, não podem ser usadas baterias ou pilhas comuns que são muito pesadas. Existem então micro-baterias de Lí-Polímero, extremamente compactas, se bem que sua capacidade em termos de duração não seja das maiores.

Elas servem, entretanto, para alimentar os motores num vôo de curta ou média duração. Na figura 2 temos um exemplo desse tipo de bateria. Para mais informações sobre esse tipo de bateria, sugerimos visitar o site RC Micro World online em http://www.cloud9rc.com/indoorflying.asp.

 

Micro-bateria de Li-Polímero
Micro-bateria de Li-Polímero

 

Visitando os sites das empresas Atomic Workshop, BP Hobbies, Cloud9 RC, E-Tec, FMA Direct, Thunder Power, Poly Quest e Apogee você poderá obter mais informações sobre essas baterias. Digite o nome das empresas no Google para chegar aos sites.

Finalmente, para modelos que precisam ser extremamente leves como os que são indicados para vôo dentro de caso, não basta somente otimizar a alimentação, mas também o motor. Existem então micro-motores especialmente desenvolvidos para micro-aeromodelos.

Para que o leitor tenha uma idéia das dimensões desses motores, veja na figura 3 um deles, colocado sobre uma moeda.

 

Micromotor para aeromodelo
Micromotor para aeromodelo

 

No site da RC Micro World Online você poderá descobrir mais sobre esses micromotores e muito mais sobre aeromodelos que voam dentro de casa (indoor modeling). Veja na figura 4 o que você pode fazer usando uma microbateria e um micromotor.

 

Modelo alimentado por micro-bateria de lítio-polímero que pesa apenas 3,6 gramas - foto da Plantraco Micro R/C - www.plantraco.com
Modelo alimentado por micro-bateria de lítio-polímero que pesa apenas 3,6 gramas - foto da Plantraco Micro R/C - www.plantraco.com

 

Esse aeromodelo, conforme pode-se ver no site da empresa Plantraco hobbies, é rádio-controlado, podendo voar facilmente dentro de casa! Seu preço nos Estados Unidos é de 299,99 dólares. A freqüência de operação do RC pode ser de 890 MHz ou 900 MHz.

Para os que desejam ir além no uso de propulsão elétrica ultra-miniaturizada e fazer aeromodelos extremamente pequenos e leves, visitando o site das empresas como a Plantraco, pode-se descobrir diversos acessórios interessantes como sistemas de rádio controle (RC), servos e muito mais que possibilitam ao leitor desenvolver seu próprio projeto.

Na figura 5 mostramos um exemplo de um micro-servo que pode ser usado para movimentar leme e flaps de um aeromodelo. A principal vantagem desses dispositivos é seu peso e consumo, extremamente baixos, que os torna ideal para montagens miniaturizadas.

 

Microreceptor Futaba
Microreceptor Futaba

 

O receptor da Futaba (www.futaba.com) mostrado na figura 5 pesa apenas 8,5 gramas e o receptor mostrado na figura 6 pesa apenas 4 gramas.

 

Receptor Blue Arrow que pesa apenas 4g.
Receptor Blue Arrow que pesa apenas 4g.

 

E, para completar a gama de acessórios podemos contar com servos e atuadores extremamente pequenos como o mostrado na figura 7. O conjunto mostrado inclui numa plaquinha de apenas 4 gramas o receptor e dois servos operando na faixa de 72 MHz.

 

Conjunto receptor com dois servos
Conjunto receptor com dois servos

 

Na Mecatrônica

A disponibilidade de micromotores, baterias compactas, sistemas de rádio controle, servos e outros mecanismos extremamente pequenas abre enormes possibilidades para os leitores que pensam em projetar micro-robôs e outros micro-dispositivos mecatrônicos.

De fato, robôs que cabem na palma da mão, que sejam controlados remotamente por sistemas de rádio e que tenham funções complexas podem ser elaborados com base em tais dispositivos.

Uma empresa que fornece componentes para microrobots é a Didel (www.didel.com) de Lausane - Suiça. Um produto dessa empresa é o Swisbot Stamp que opera controlado pela porta RS-232 de um computador e pesa apenas 37 gramas! Na figura 8 temos esse microrobot.

 

Micro-robô que pesa apenas 37 g
Micro-robô que pesa apenas 37 g

 

Conclusão

A disponibilidade no mercado de motores extremamente pequenos e de baterias compactas, além de diversos outros dispositivos em dimensões e pesos muito pequenos abre caminhos para o projetista de micro-dispositivos mecatrônicos.

Do aeromodelo ao robô, o leitor teve nesse artigo uma pequena demonstração do que pode ser feito. Muito mais pode ser encontrado numa boa exploração do tema na Internet.

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Opinião

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As primeiras indicações que uma volta a normalidade deve começar a ocorrer em breve anima muitas pessoas. De fato, estamos vislumbrando novos tempos, mas precisamos estar atentos para o fato de que tudo vai ser diferente, principalmente para o nosso mundo da tecnologia.

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