RC Tunning – Motores

Salve, amigos modelistas! Hoje vamos dar uma olhada em mais um componente crítico do RC elétrico, a força motriz do modelo: o motor!

O motor elétrico básico

Muito já se falou em outros posts a respeito de motores, ESC para cada tipo de motor, motores indicados para isso e aquilo… mas não se falou especificamente deste componente crucial ao funcionamento do modelo. E é isso que pretendo corrigir agora.

O motor elétrico é uma invenção antiga. O primeiro foi criado pelo húngaro Ányos Jedlik, em 1.828 (pelo menos ele é um dos que leva crédito pela criação). As aplicações vão desde o hobby que amamos até o nosso dia a dia. Liquidificadores, processadores, máquinas de lavar, secadores de cabelo, ventiladores, furadeiras… todos funcionam com o mesmo princípio.

Eletrodomésticos e ferramentas que usam motores elétricos

Para entender a fundo o funcionamento do motor elétrico, temos que voltar às aulas de física do colégio. O motor elétrico nada mais é do que uma espiral formada por um fio condutor elétrico (bobina), com um eixo central ligado a ímãs. Quando uma corrente circula pela espiral, um campo magnético é formado, atraindo ou repelindo os pólos dos ímãs, girando assim o eixo central. A intensidade da corrente determina a velocidade, medida em revoluções por minuto (RPM), e o sentido da corrente determina o sentido dessas revoluções. Esta é a definição mais detalhada de um motor elétrico. A mais curta e sucinta é a seguinte: um motor elétrico é o aparelho que transforma energia elétrica em mecânica. Fácil, não?

Ainda, outra aplicação do motor elétrico é a própria produção de energia. Em uma usina hidrelétrica, um motor elétrico é posicionado de forma que a força das águas impulsionem o eixo com os ímãs, fazendo com que uma corrente elétrica seja formada pela atração/repulsão dos ímãs e transite pelos fios condutores que formam a bobina. Essa corrente é canalizada, e armazenada em “baterias”, para depois ser distribuída.

Um “pequeno” gerador, mesmo princípio do motor elétrico

Mas chega de teoria. Vamos ao que interessa. No seu automodelo, você vai usar um motor escovado (brushed) ou um não-escovado (brushless). A diferença, na parte estrutural, é que o motor brushed existente há mais tempo no mundo do modelismo, têm escovas, ou carvões, que realizam o contato entre o rotor propriamente dito, e os ímãs. O atrito provoca desgastes e diminui a vida útil do motor, mas também tem a vantagem de ter um torque maior do que um motor sem escova. Falando nele, o motor brushless usa apenas a indução eletromagnética criada pela corrente que circula pelo motor, o que faz com que a vida útil aumente consideravelmente. A manutenção também é facilitada, pois não é necessário trocar escovas, nem limpar o motor (pelo menos não tão seguido quanto o motor brushed).

Diferenças entre os motores brushless e brushed

Esquema de cada tipo de motor

Ainda, se a sua opção for por um motor brushless, você pode optar por usar um motor com sensor ou sem sensor. O sensor faz o papel de “suavizador” se é que existe essa palavra. Para usar um motor com o sensor ativo, você deve procurar um ESC que tenha essa opção. Voltando ao motor, a suavização mencionada anteriormente é a quantidade de “cog”. Cog, no inglês britânico, é o dente de uma engrenagem, e o efeito “cogging” no motor sem sensor assemelha-se à falta de um dente em uma engrenagem. Ocorre quando o ímã do rotor passa exatamente no ponto de maior atração, ou de equilíbrio, entre os pólos do campo eletromagnético gerado pela passagem da corrente. Um motor brushless sem sensor vai ter um cog grande (vai “tremer” bastante) quando estiver em baixa rotação, pois o ESC não sabe quando o ímã está passando pelo ponto de equilíbrio do campo eletromagnético. O sensor avisa ao ESC quando isso vai acontecer, e faz com que o mesmo mande a corrente certa para o motor no exato momento em que o ímã passa no ponto de equilíbrio. Isso faz com que o motor, no início da aceleração, não dê essas tremidas, ou gaguejadas, como alguns dizem. Ele vai ter uma aceleração suave e constante desde o início da aceleração.

Motor brushless Speed Passion, com o detalhe do plug do sensor

Nos motores brushed, não ocorre o cog, a não ser que haja algum problema com os componentes internos. Por isso, no caso dos Rock Crawlers, o motor brushed é o preferido, pois normalmente o modelo vai rodar bem devagar para vencer as pedras no percurso. Já quem vai levar o modelo ao limite do desempenho, desenvolvendo altas velocidades, vai optar pelo brushless, tanto por exigir menos manutenção do que o outro, quanto pela velocidade que pode ser atingida.

Traxxas Titan 12T, brushed

Mais um detalhe que deve ser observado quando se escolhe o motor é o chassi. Cada chassi tem uma limitação de espaço e, normalmente, poucas opções de encaixe e ajuste do motor. Assim, as medidas externas podem ser um fator determinante no momento de escolher o motor. Aliás, um motor enorme não necessariamente quer dizer melhor desempenho, tudo depende do tamanho do modelo (escala) e do que se vai fazer com ele, dentre as várias opções já apresentadas no tópico de estilos de automodelismo.

Traxxas Velineon brushless

E é isso sobre os motores de automodelos RC elétricos. Este tópico, da mesma forma como os que falam sobre ESC’s, servos e receptores, é um complemento do tópico específico de como montar o seu RC elétrico peça por peça. Como eu disse naquele tópico, o ideal para iniciantes é comprar um modelo RTR, mas se você já tem um modelo e quer dar o próximo passo, você definitivamente precisa dessas informações e de outras mais para não dar um pulo errado. O ideal é, depois de ler esses tópicos todos, idealizar um projeto, determinar os componentes que você quer e conversar com outros modelistas, perguntando a opinião deles sobre os seus planos. A experiência sempre é a melhor professora, e um modelista experiente raramente vai lhe dar informações imprecisas ou opiniões que não sejam verdadeiras, de acordo com o que ele já viu.

Então, como sempre, até o próximo artigo, e divirtam-se!

RC Tunning: Como montar os eletrônicos

Salve, amigos modelistas!

Mais um artigo falando sobre configuração de RC’s. Dessa vez, vamos levantar um assunto um pouco mais técnico, analisando a configuração dos eletrônicos no chassi do seu modelo elétrico.

Exemplo de layout básico dos eletrônicos

Basicamente, a única posição fixa em um chassi é a do motor. O máximo que se pode fazer é afastar ou aproximar um pouco para que um pinhão de relação diferente possa ser instalado, e fique devidamente encaixado na coroa. Alterar essa relação influencia diretamente na força transmitida do motor para as rodas, fazendo com que o modelo tenha mais velocidade final ou mais força (pinhão menor / coroa maior = menos final e mais força). Mas claro, existem possibilidades dependendo do chassi que você compra. Existem chassis com diferenciais centrais, chassis específicos para 2WD…

Motor montado na traseira, quase que “externamente”

A questão de montagem dos outros componentes, como bateria, ESC, receptor e servo, têm a ver com outras características, que são:

• O equilíbrio de peso entre um lado e outro do modelo;
• O equilíbrio de peso entre a frente e a traseira do modelo;
• A ventilação de cada componente;
• A força exercida pelo servo;
• O centro de gravidade (CG) do modelo.

Sobre o equilíbrio de peso lateral do modelo, basta saber um pouco de física para perceber que, se um lado está mais pesado que o outro, o atrito dos pneus com a superfície do lado mais pesado será maior do que do lado mais leve. Na prática, o que pode acontecer é que, em modelos com diferenciais travados, um lado vai “agarrar” mais do que o outro. Já em modelos com diferenciais liberados, o lado mais pesado vai ter menos força transmitida para as rodas, e o mais leve vai girar em falso em acelerações bruscas. Como alguns modelos têm motores longitudinais localizados em um dos lados do chassi, a distribuição natural de peso vai ser maior do lado do motor. Para compensar, alguns chassis vêm de fábrica com o ponto de fixação da bateria do lado oposto. Por isso é importante levar em conta o modelo de bateria que se vai usar para maximizar a performance, equilibrando o peso desta com o do motor. Assim, nem sempre é vantagem usar uma bateria 6S, com altas taxas de descarga e amperagem, pois o que se ganha em desempenho e tempo de duração, se perde em estabilidade e equilíbrio.

Diferentes tamanhos de baterias LiPo

O ESC, tradicionalmente, é montado no mesmo lado do motor, entre outros motivos, pela proximidade dos contatos. Contatos mais próximos exigem menor comprimento de cabos de alimentação. Entretanto, o peso deve ser observado, para não desequilibrar o chassi. Outra questão é a conveniência. Não é interessante, por exemplo, em um chassi com correia, que os cabos elétricos passem por cima, por baixo ou por dentro da correia, mesmo que haja grampos para fixação. Os cabos podem se soltar e a correia pode destruir rapidamente o isolamento, podendo provocar curto-circuitos, ou mesmo derreter componentes.

Exemplo de ESC

Os servos também têm um papel importante no equilíbrio. Normalmente, são montados o mais próximos da linha central longitudinal do chassi, para minimizar o desequilíbrio. Há modelos, inclusive, que trazem o servo sobre a linha central longitudinal, sendo o equilíbrio perfeito do peso de um lado e de outro do modelo. Mas essa configuração pode ser um tanto trabalhosa, especialmente em modelos 4WD. A posição do servo pode interferir no cardã ou na correia, aumentando o CG ou mesmo prejudicando o funcionamento desses componentes.

Exemplo de servo

O receptor é um problema mais fácil de se resolver. Principalmente em modelos com eixo cardã, normalmente dotados de uma peça chamada “upper deck”, responsável pela rigidez do chassi. Basta fixar o receptor, o menor e mais leve dos componentes eletrônicos de um automodelo, exatamente nesse upper deck, fazendo com que a distribuição de peso fique equilibrada entre um lado e outro.

Receptor, quase pode ser desconsiderado da relação de equilíbrio de peso

Agora, quando falamos sobre a distribuição de peso entre a dianteira e a traseira do modelo, a questão é o grip (atrito) necessário às rodas traseiras e às dianteiras. Em modelos de arrancada (como o Traxxas Funny Car), a distribuição de peso entre a frente e a traseira do modelo pode definir uma vitória ou uma derrota em uma prova. Se o peso for muito maior atrás do que na frente, o carro vai ter muita tração, mas correções de direção durante o trajeto vão ficar prejudicadas. Já se tiver muito peso na frente, a tração vai ser menor, e o desempenho vai cair. É importante achar o equilíbrio correto, dependendo do que se vai praticar, e do local onde se vai andar. Em modelos off-road para Rock Crawling, o peso na frente influencia na capacidade de um modelo de se “puxar” para cima de algum obstáculo, e o peso atrás vai definir se o modelo consegue vencer o obstáculo definitivamente. Tudo varia de modelo para modelo, de tipo de condução e especialmente de pista / trajeto.

Um Crawler típico, com CG mais elevado

A ventilação dos componentes é importantíssima, ainda mais se você usa eletrônicos de alta capacidade, ou exige demais do modelo. Os ESC’s mais completos, com amperagem mais elevada, normalmente têm um cooler para resfriamento, mas só o cooler não garante que o componente opere na temperatura ideal. Colocar o componente muito próximo ao centro do modelo pode prejudicar a ventilação, especialmente se houver algum tratamento de impermeabilização, o que naturalmente faz com que a temperatura se eleve radicalmente. Dissipadores também podem ajudar, mas o principal é que haja renovação de ar no ponto onde o componente se encontra.

Dissipador de calor para motores

Dissipador com cooler integrado

Falando agora de CG, quanto mais elevado, menos estabilidade em curvas de alta velocidade, mas maiores os obstáculos que se pode transpôr. No caso de off-roads do tipo Crawlers, o CG normalmente é muito alto, pois o chassi fica bem distante do chão. Em modelos on-road, é o contrário. Portanto, quanto mais rápido você deseja ir em um circuito, mais baixo deve ser o CG. Ou seja, mais perto do chassi devem ser montados os eletrônicos.

Aliás, falando em montagem, qual seria a melhor forma de fixar os componentes (fora o motor e a bateria, que têm pontos específicos para isso)? Pois bem. Não sei o melhor método, mas vou contar o meu segredo para vocês. A forma como eu fixo o ESC e o receptor, na minha opinião, funciona muito bem. Primeiro, providencie um pedaço de EVA (Espuma Vinílica Acetinada), aquela espuma que se encontra em qualquer papelaria, vendida em folhas, e uma fita dupla-face. Mas porquê a EVA e não só a dupla-face? A EVA vai amortecer parcialmente a vibração sofrida pelo componente, e pode ser facilmente removida. Marque na EVA com uma caneta o formato exato da superfície a ser fixada (normalmente o fundo do componente). Recorte o pedaço marcado, e, com a fita dupla-face, cubra os dois lados (mas lembre-se de remover apenas um dos lados da fita). Remova a segunda cobertura de um dos lados, e cole no componente. Certifique-se de fixar bem, pois dependendo da dupla-face usada, pode não aderir muito bem na EVA. Feito isso, escolha bem o local no chassi onde vai ser fixado. Limpe bem, remova o restante da cobertura da dupla-face e cole firmemente o componente. Pronto, se a dupla-face for de boa qualidade, vai prender perfeitamente. Isso pode ser feito com o ESC e com o receptor, mas não recomendo fazer o mesmo com o servo, pois a tração exercida pode arrancar a dupla-face ou mesmo rasgar a EVA.

Projeto Heavy Dutty Overkill, realizado pelo djmedic2008, do canal RCSparks, com chassi alongado, 3 eixos com esterço e layout único de eletrônicos

Trocar os eletrônicos também pode influenciar no equilíbrio do modelo

Dois chassis iguais com layouts diferentes

Bom, por hoje é isso. Agora você pode procurar a melhor configuração para o seu modelo, de acordo com o que pretende que ele faça nas suas mãos. Até o próximo artigo!