Sistema de Controle Remoto (ART2636)

Este foi o primeiro de dois artigos em que na seção de Rádio Controle que publiquei nos anos 1980, onde descrevi um sistema simples de controle remoto para diversas aplicações como, abertura de portas, acionamento de brinquedos, etc.

Se bem que basicamente a nossa seção de rádio controle vise principalmente o hobista interessado em carros, barcos, aviões e outros brinquedos teledirigidos, as aplicações do controle remoto não se restringem somente à recreação.

De fato, um sistema de controle remoto pode ser usado para muitas aplicações sérias tais como as citadas na nossa introdução.

Na nossa seção de rádio controle partiremos então para a descrição de u m versátil sistema que pode ser usado para diversas finalidades e que não apresenta dificuldades sérias de construção podendo, portanto, ser “enfrentado" mesmo pelos que pouca prática tenham neste tipo de montagem.

 

1. DESCRIÇÃO DO SISTEMA

Começamos então com a descrição do sistema que não apresenta nada de fora do comum, já que é essencialmente u m projeto simples que deve estar ao alcance de todos.

Na figura 1 temos então um diagrama de blocos que representa tanto o transmissor como o receptor.

 

Figura 1 – Diagrama de blocos do sistema
Figura 1 – Diagrama de blocos do sistema

 

 

O transmissor será totalmente descrito neste artigo,

O transmissor é formado por duas etapas, sendo uma de alta frequência que emite seu sinal numa frequência em torno dos 72 MHz, e a outra de baixa frequência que modula este sinal com um tom de áudio de aproximadamente 1 000 Hz.

A utilização de um sistema modulado em tom é interessante pois evita que sinais estranhos venham disparar o controle induzindo-o assim a um funcionamento errático.

O receptor é do tipo mais simples possível, com uma etapa detectora super-regenerativa e duas etapas de amplificação de baixa frequência que têm no elo final da cadeia um relê onde se liga o circuito que se deseja controlar.

O transmissor opera com uma tensão de 9 V que lhe permite alcançar distâncias de até 50 m, e o receptor opera com uma tensão 9 V também fornecida por uma única bateria.

 

2. O TRANSMISSOR

O transmissor pode ser montado numa pequena placa de circuito impresso e alojado numa caixa de aproximadamente 5 x 3 x 10 cm com facilidade.

Os leitores que não possuam habilidade para fazer montagens em placa de circuito impresso ou que não tenham recursos para isso podem utilizar a técnica da ponte de terminais, mas no caso a caixa que alojará o conjunto deverá ser um pouco maior.

Na figura 2 mostramos o aspecto do transmissor com a pequena antena telescópica usada que pode ser do tipo encontrado em rádios portáteis.

 

Figura 2 – O transmissor
Figura 2 – O transmissor

 

 

O único controle deste transmissor é um interruptor de pressão que faz a ligação da sua fonte. Quando este interruptor é pressionado o aparelho emite o sinal que então dispara o relê do receptor acionando o dispositivo desejado.

O funcionamento do transmissor pode ser descrito da seguinte maneira, tomando-se por base seu circuito completo mostrado na figura 3.

 

Figura 3 – Circuito do transmissor
Figura 3 – Circuito do transmissor

 

 

O transistor Q1 de alta frequência opera como oscilador de RF numa frequência em torno de 72 MHz. Veja o leitor que não é preciso fazer o transmissor operar exatamente nesta frequência para que o sistema funcione.

Para haver um funcionamento perfeito é preciso apenas que transmissor e receptor estejam ajustados para a mesma frequência qualquer que seja seu valor.

Assim, a confecção das bobinas é o ponto mais crítico da montagem em vista da necessidade de haver concordância de funcionamento entre a usada no transmissor e a usada no receptor.

Para Q1 pode ser usado praticamente qualquer transistor de RF de uso geral como o BF494, 2N2218, BF254, etc.

O nosso projeto será descrito em função do BF494 sendo, portanto, os desenhos ilustrativos feitos em função da disposição dos terminais deste componente.

Na figura 4 damos a disposição de terminais para outros transistores que podem ser usados para Q1.

 

Figura 4 – Terminais dos transistores
Figura 4 – Terminais dos transistores

 

 

Para Q2 eQ3 são usados transistores NPN de silício de uso geral como o BC237, BC238, BC239, BC547, BC548, BC549, etc., todos com a mesma disposição de terminais mostradas nos desenhos.

Q2 e Q3 formam um multivibrador astável que é responsável pela produção do sinal de áudio modulador. Este circuito não é crítico não havendo necessidade que o mesmo produza uma frequência exata de áudio.

O importante apenas é que oscile produzindo um sinal de áudio entre 200 Hz e 2 000 Hz.

Os capacitores deste multivibrador são que basicamente determinam a sua frequência de operação.

 

3. MONTAGEM

Conforme indicamos, a montagem pode ser feita tanto em ponto de terminais como em placa de circuito impresso. Partindo então do diagrama dado na figura 3, temos as montagens em placa de circuito impresso e ponte mostradas nas figuras 5 e 6.

 

Figura 5 – Placa para a montagem
Figura 5 – Placa para a montagem

 

 

Figura 6 – Montagem em ponte de terminais
Figura 6 – Montagem em ponte de terminais | Clique na imagem para ampliar |

 

 

Para a montagem use um soldador de pequena potência de ponta fina, solda de boa qualidade, e como ferramentas adicionais um alicate de corte lateral e uma chave de fenda.

Lembre-se que a montagem deve ser feita cuidadosamente com os componentes bem próximos uns dos outros mas sem encostar.

Na montagem deve-se observar os seguintes cuidados:

Ao soldar os transistores observe bem sua posição dada em função do lado chato do invólucro. Evite o excesso de calor ao fazer esta operação já que os transistores são componentes delicados.

Observe a polaridade do capacitor eletrolítico, marcada em seu próprio invólucro. Este capacitor pode ter qualquer valor entre 47 uF e 100 uF com uma tensão de trabalho a partir de 12 V, ou seja, o valor mínimo marcado no invólucro deve ser 12 V.

Os resistores podem ser de 1/4 ou 1/8 W devendo apenas ser observado com cuidado seu valor dado pelos anéis coloridos. Não há polaridade para sua ligação e na montagem corte seus terminais em comprimento apropriado para obter um posicionamento compacto.

Os capacitores de pequeno valor podem ser cerâmicos ou de poliéster metalizado seguindo-se os valores dados na lista de material.

Na sua soldagem evite o excesso de calor fazendo esta operação rapidamente.

O ajuste de frequência é feito por um capacitor ajustável "trimmer" de até 22 pF (o valor não é muito importante). O leitor pode optar pelo tipo plástico ou de base de porcelana, segundo sua vontade.

Na montagem do tipo de porcelana observe seu posicionamento de modo que a armadura móvel ou externa fique ligada ao polo positivo da alimentação e a armadura interna ao coletor do transistor.

Se este posicionamento for desobedecido o aparelho funcionará de modo instável.

A bobina é o último componente a ser instalado, pois deve ser montada pelo próprio leitor. Esta bobina tem seu aspecto mostrado na figura 7 sendo formada por 5 voltas de fio esmaltado 22 AWG (ou espessura próxima desta) sem forma e de diâmetro 0,8 à 1 cm.

 

Figura 7 – A bobina
Figura 7 – A bobina

 

 

Ao soldar esta bobina raspe bem suas pontas para retirar a camada de esmalte que a recobre, pois pelo contrário a solda não "pegará" e o transmissor não funcionará.

Se sua montagem for feita em ponte de terminais, complete-a soldando os fios de interligação e depois os fios que vão ao interruptor de pressão, suporte de pilhas e antena.

Se sua montagem for feita numa placa de circuito impresso faça somente a soldagem do suporte de bateria, antena e interruptor.

A fixação dos elementos na caixa pode ser feita de diversos modos. A placa de circuito impresso pode ser parafusada assim como a ponte de terminais e a bateria mantida em posição por um pedaço de espuma de nylon.

Quando se fechar a caixa a pressão da espuma mantém a bateria fixa.

 

4. AJUSTES E OPERAÇÃO

Terminada a montagem o leitor deve conferir todas as ligações e se tudo estiver em ordem, mesmo sem o receptor pode fazer uma prova de funcionamento utilizando para esta finalidade um rádio de FM comum.

Para esta finalidade proceda do seguinte modo:

Coloque a bateria no suporte do transmissor e ligue nas proximidades do receptor um rádio de FM sintonizado no extremo inferior da faixa, ou seja, em 88 MHz, conforme mostra a figura 8.

 

Figura 8 – O ajuste
Figura 8 – O ajuste

 

 

A seguir, ao mesmo tempo em que pressionar o interruptor do transmissor com uma chave de fenda vá abrindo o trimmer até que seu sinal seja captado no rádio.

Este sinal constitui-se 'num apito contínuo na frequência de 1 000 Hz aproximadamente.

Se nada for ouvido é porque o transmissor não está oscilando, devendo ser verificada a parte de RF do aparelho, ou seja, os componentes em torno de Q1.

Se apenas um “sopro" for ouvido no receptor de FM é sinal que apenas a parte de RF se encontra funcionando não havendo modulação.

O leitor deve verificar então os transistores Q2 e Q3 e os componentes nas suas proximidades, pois o multivibrador não está operando.

O sinal de áudio, conforme vimos é dado pelos valores dos capacitores C2 e C3. Damos a seguir uma tabela de valores para estes componentes e para as frequências de modulação que são obtidas:

C1, C2 frequência

10 nF 1 600 Hz

15 nF 1 000 Hz

22 nF 800 Hz

27 nF 550 Hz

33 nF 475 Hz

47 nF 325 Hz

68 nF 260 Hz

100 nF 150 Hz

220 nF 75 Hz

Outro*modo de se verificar o funcionamento do transmissor, para os que não possuem receptores de FM consiste em aproximá-lo de um televisor ligado (em qualquer canal).

Ao apertar o interruptor deve haver uma forte interferência na imagem se o mesmo estiver funcionando corretamente.

Completando, observamos que a antena telescópica usada neste transmissor para maior alcance possível deve ter um comprimento de aproximadamente 1 m.

Se for observada instabilidade de funcionamento no transmissor, ou seja, sua frequência “fugir" quando nos aproximarmos de sua antena ou quando movermos o aparelho, podemos fazer uma alteração no acoplamento da antena, conforme mostra a figura 9.

 

Figura 9 – Acoplamento de antena
Figura 9 – Acoplamento de antena

 

 

Este acoplamento é feito por uma segunda bobina de aproximadamente 2 ou 3 espiras colocada paralelamente à bobina osciladora. Com este recurso evita-se a instabilidade de funcionamento que pode ser notada com o uso de uma antena muito longa.

Para os casos em que o aparelho deva funcionar em distâncias pequenas (até 20 m) a utilização de uma antena mais curta pode ser usada.

 

Q1 - BF494 ou equivalente

Q2, Q3 - BC548 ou equivalente

R1 – 15 k x 1/8 W- resistor (marrom, verde, laranja)

R2 – 82 k x 1/8 W - resistor (cinza, vermelho, laranja)

R3 - 3,9 k x 1/8 W - resistor (laranja, branco, vermelho)

R4. R6 – 47 k x 1/8 W- resistor (amarelo, violeta, laranja)

R5 – 22 k x 1/8 W - resistor (vermelho, vermelho, laranja)

C1 - 1,5 nF - capacitor de cerâmica ou poliéster

C2 - trimmer

C3, C4 - 15 nF - capacitor de cerâmica ou poliéster

C5 - 2,2 uF x 12 V - capacitor eletrolítico

C6 - 10 pF - capacitor de cerâmica ou poliéster

L1 - bobina osciladora (ver 'texto)

Diversos: interruptor de pressão, conector para bateria, caixa para montagem, antena telescópica, placa de circuito impresso ou ponte de terminais, parafusos, porcas, fios, etc.

 

 


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