Este artigo de 1980 fez parte da seção de Rádio Controle que mantínhamos numa publicação técnica. Evidentemente as técnicas usadas hoje são mais avançadas nos projetos de maior custo, mas para os iniciantes que desejam projetos simples ou aprender, os termos usados são válidos em muitos casos e devem ser estudados.
Neste artigo falaremos de Rádio Controle de um modo um pouco diferente.
Muitos são os leitores que montam projetos simples de controle remoto deste site e de nossas publicações há pouco tempo e que, portanto, não acompanham esta seção desde seu inicio.
Assim, para estes, a elaboração de alguns projetos ou “mesmo a compreensão dos. textos é dificultada em vista de uma falta de base maior sobre o assunto.
Visando não só introduzir estes leitores novos no assunto como também definir para os mais antigos alguns termos importantes, faremos uma espécie de pequeno dicionário do rádio controle, abordando alguns termos técnicos mais usados com o seu significado.
Estas definições servirão também para facilitar a consulta em obras especializadas sobre o assunto para os que desejam um aprofundamento maior.
Começamos pelo próprio termo que dá nome a este artigo:
1. Rádio Controle
Denominamos ”rádio controle" ao processo de controle remoto de modelos, brinquedos ou mesmo veículos e dispositivos através de sinais de rádio, ou seja, por ondas eletromagnéticas.
O sistema de rádio controle se caracteriza por possuir dois dispositivos básicos: um transmissor que emite as ondas que levam a informação sobre a operação que queremos que o dispositivo controlado faça, e um receptor ,que recebe estas ,ondas e que "traduz" a informação que a mesma contém numa corrente capaz de acionar o dispositivo que faz a operação desejada (figura 1).
2. Transmissor
É o aparelho responsável pela emissão das ondas de rádio que devem chegar ao modelo dirigido à distância. A potência do transmissor é importante porque determina a distância que o sinal pode atravessar até chegar ao modelo controlado.
Esta potência normalmente é da ordem de frações de Watt (W) de modo que usamos o submúltiplo “miliwatt” para especificar a, “força" de um transmissor.
Transmissores pequenos, de brinquedos dirigidos que operam no âmbito domiciliar tem potências entre 5 e 20 mW enquanto que os modelos voadores que se distanciam de até 1 Km do controlador podem operar com potência de até 1000 ou 2 000 mW, ou seja, 1 ou 2 watts. (figura 2)
3. Receptor
O receptor é o aparelho que tem por finalidade captar os sinais emitidos pelo transmissor e dele extrair a informação sobre a operação que o modelo controlado deve realizar.
Os receptores utilizam diversas técnicas que dão nome aos mesmos. Temos então os receptores super-regenerativos, os super-heteródinos, etc.
O principal fator que determina o alcance; de um sistema de radiocontrole, juntamente com a potência do transmissor é a sensibilidade do receptor.
À medida que nos afastamos do transmissor recebemos os seus sinais cada vez mais fracos. Se o sinal enfraquecer abaixo de um certo limite o receptor não pode mais recebê-lo e o modelo controlado sai fora de nosso controle. (figura 3).
Num sistema de rádio controle para modelo voador é muito importante o tamanho do receptor que deve ser o menor possível pois deve ser instalado no próprio modelo.
4. Seletividade
Seletividade de um receptor é a capacidade que o mesmo tem de diferenciar os sinais emitidos pelo seu transmissor dos sinais de outros transmissores que estejam operando em frequências próximas.
Se, por exemplo, um transmissor trabalhar em 27,5 e outro em 27,6 MHz existe sempre a possibilidade do sinal de um ser captado pelo receptor do outro se sua seletividade não for boa. (figura 4).
5. Frequência
O termo “frequência“ refere-se ao número de vibrações da onda eletromagnética emitida. Para os sistemas de rádio controle as frequências são da ordem de milhões de hertz ou megahertz (MHz).
Assim, quando dizemos que um sistema de rádio controle opera na frequência de 26,995 MHz, isso significa que em operação o transmissor emite um sinal eletromagnético, ou seja, uma "onda" que vibra"26 995 000 vezes por segundo.
De modo a não interferir no funcionamento de outros aparelhos de rádio, já que os sinais emitidos pelo transmissor poderiam ser captados pelos mesmos, é disciplinada a faixa destinada ao rádio controle que então é formada pelas seguintes frequências:
26,995 MHz 27,195 MHz
27,145 MHz 27,095 MHz
27,045 MHz 27,245 MHz
Os aparelhos de rádio controle (tanto os transmissores como receptores) devem ser ajustados para operar numa destas frequências.
6. Cristais
Sempre existe a possibilidade do aparelho receptor pela vibração de modelo e do transmissor, pelo manuseio, serem desajustados fugindo então da frequência de operação para a qual seus circuitos foram colocados.
Funcionando como um “controlador" da frequência existem componentes denominados ”cristais". Estes cristais consistem em pedaços de cristal de quartzo que são cortados de tal modo que só podem oscilar numa única frequência, variando muito pouco sob quaisquer condições.
Assim, colocados nos circuitos dos transmissores e dos receptores estes cristais fixam de tal modo o seu funcionamento que a frequência não pode ”escapar" do valor escolhido. Cada cristal só pode funcionar numa única frequência. (figura 5).
7. Relés
O modo mais simples de se fazer o receptor de um sistema de rádio controle atuar ou acionar um dispositivo qualquer num modelo é por meio de um relê.
Podemos dizer que um relê é uma chave “liga ou desliga" ou reversora acionada por uma corrente elétrica que no caso vem do receptor.
Assim, ligado na saída do receptor, podemos acionar um motor, virar um leme ou inverter a rotação de uma hélice por meio de um sinal remoto.
Veja o leitor, no entanto que o relê tem apenas duas posições de funções intermediárias do dispositivo de modo que se desejarmos posições intermediárias do dispositivo controlado temos de usar outros dispositivos.
Na figura 6 temos o símbolo e o aspecto de um relê.
Na bobina e aplicada a corrente que faz seu acionamento ligando ou desligando um dispositivo remoto, e nos contatos e que se faz a ligação do dispositivo que deve ser controlado.
Na escolha de um relê para um rádio controle deve-se sempre optar por um que tenha sensibilidade para ser acionado pelo transmissor. Esta sensibilidade é dada pela corrente de fechamento dos contatos ou então pela resistência da bobina em conjunto com a tensão de operação.
8. Servos
Os servos são dispositivos eletromecânicos que são formados por um pequeno motor, um sistema de engrenagens redutoras e um dispositivo eletrônico de controle e realimentação.
A finalidade do servo é produzir um movimento de uma alavanca que seja proporcional ao sinal que lhe seja aplicado vindo do receptor.
Deste modo em lugar de um simples ligar e desligar como relê que produz movimentos abruptos de um leme ou de uma direção o servo permite movimentos suaves do mesmo e posições intermediárias entre o máximo e o mínimo.
Na figura 7 temos um servo do tipo comumente usado em aeromodelos que se caracteriza pelo seu baixo peso, e pequeno tamanho.
Infelizmente tais servos ainda não são fabricados em nosso país o que faz com que sua aquisição seja bastante dispendiosa já que deve-se sempre procurar os tipos importados.
Na figura 8 mostramos a ligação de um servo a um sistema de lemes de um aeromodelo para fazê-lo virar para esquerda e direita conforme o sinal do transmissor.
Veja que, neste caso, como temos posições intermediárias para o servo, o sinal do transmissor deve ser capaz de levar estas informações. Os sistemas que usam servo devem, portanto, usar sinais diferentes dos que usam os sistemas com relês.
9. Canais
Os transmissores dos sistemas de radio controle assim como os receptores trabalham numa única frequência, conforme já vimos no item 5. Todas as informações devem portanto ser levadas ao receptor por este único sinal.
Se o transmissor for simples, apenas uma informação pode ser enviada pelo sinal o que quer dizer que apenas podemos ligar ou desligar o modelo a distância.
Para que o modelo realize outras operações devemos ser capazes de enviar mais de uma ordem pelo sinal de rádio e o receptor deve ser capaz de distinguir estas ordens.
O número de ordens ou comandos que podem ser distinguidos pelo receptor é dado pelo seu número de canais. Assim, se um sistema estiver projetado para dois canais isto significa que ele pode distinguir dois comandos diferentes: por exemplo, ligar e desligar o motor; virar para a esquerda ou direita.
Existem radiocontroles com até 20 canais, sendo os mais comuns de 4 à 10 já que permitem a realização de todas as operações normais de um modelo dirigido à distância (figura 9).
Veja o leitor que se um sistema tiver canais demais, sua operação também é dificultada pelo número de botões e chaves que o transmissor terá.
Lembramos que um erro, por menor que seja, num modelo voador de grande velocidade pode ser fatal! (figura 10).
10. Bobinas
As frequências dos sinais, tanto do transmissor como de receptor, assim como as frequências dos canais que permitem a separação dos comandos são determinadas por componentes denominados "bobinas" ou ”indutores".
Estes componentes consistem num certo número de voltas de fios esmaltado ou de capa de algodão enroladas numa forma que pode ou não ter um pequeno bastão de ferrite em seu interior.
Para as que possuem o bastão de ferrite o ajuste de seu funcionamento pode ser feito pela sua movimentação. Para as outras, pode-se modificar o seu ponto de funcionamento aumentando-se ou diminuindo-se o número de voltas (figura 11).
Como retirar ou acrescentar voltas de fio numa bobina é tarefa , trabalhosa, em alguns casos em que se deseja um ajuste constante do aparelho o que se faz é ligar em paralelo com as bobinas um capacitor ajustável do tipo mostrado na figura 12.
Para ajustar uma bobina o leitor deve preferivelmente usar aparelhos especiais ou então as técnicas descritas pelo projetista do aparelho.
O ajuste e construção das bobinas normalmente se constituem na parte mais crítica de qualquer montagem de rádio controle.
11. Antena
Uma antena nada mais é do que um sistema condutor que intercepta ou emite as ondas eletromagnéticas.
No transmissor a antena tem por finalidade transmitir as ondas geradas para o espaço, de modo que as mesmas possam alcançar o receptor com a máxima intensidade.
No receptor a finalidade da antena é interceptar a maior parte da energia possível emitida pelo transmissor.
No transmissor normalmente não existem impedimentos para que. a antena seja dimensionada de modo a ter um rendimento ideal para a finalidade. No receptor, no entanto, existem limitações quanto ao espaço disponível o que pode ser causa de perda de sensibilidade no receptor.
Veja o leitor que uma antena não é melhor quanto maior for. Existe uma relação bem definida entre a frequência do sinal transmitido e o tamanho da antena.
Outro problema refere-se à posição relativa da antena do transmissor e do receptor que devem ser polarizadas do mesmo modo, conforme sugere a figura 13.
Se a antena do transmissor ficar em posição vertical a antena do receptor também deve ficar do mesmo modo.
12. Modulação
Modulação é o processo segundo o qual o sinal de controle é aplicado ao sinal de rádio e transmitido até o modelo.
Existem diversos tipos de modulação que são empregados conforme o sistema de radio controle do mesmo modo que existem sistemas de rádio controle em que o sinal não possui modulação alguma. Este sistema sem modulação é denominado por onda portadora pura ou CW (onda contínua).
O sistema mais simples de modulação é o denominado "por tom" em que um sinal de baixa frequência é aplicado ao sinal de alta frequência, ou, seja, o sinal de rádio é enviado ao receptor.
Pela frequência do sinal mais baixo o receptor atua sobre o comando que deve ser acionado. Por exemplo, se o sinal modulador tiver 180 Hz atua-se sobre o leme; se tiver 220 Hz sobre o motor, etc.
Num sistema de modulação por tom é importante o ajuste do oscilador de baixa frequência tanto do receptor Como do transmissor para que ambos fiquem sintonizados para a mesma frequência.
13. Oscilador
Denominamos oscilador ao circuito que produz sinais de uma determinada frequência, quer sejam estes sinais usados na modulação ou então na transmissão direta das ondas de rádio.
Temos então dois tipos de osciladores: os de alta frequência que produzem os sinais para o transmissor, sinais que aplicados a antena são irradiados, e os de baixa frequência cujos sinais servem para levar as informações correspondentes aos canais que devem ser acionados.
Os osciladores para as altas frequências, conforme já vimos, para maior estabilidade, de funcionamento podem ter como dispositivos de controle os cristais de quartzo. Tais osciladores são então denominados ”osciladores à cristal". (figura 14).
14. Filtros
Filtros são circuitos capazes de deixar passar sinais de uma única frequência.
Ligados na saída do receptor permitem a separação dos sinais dos diversos canais atuando então sobre os controles que devem ser acionados.
Num filtro é importante a sua frequência de operação que deve ser ajustada para o valor exato do transmissor na operação que deve ser feita. Bobinas e capacitores determinam a frequência de operação de um filtro.
