Como funcionam os brinquedos controlados por rádio

Autor: 
Jeff Tyson
­brinquedos controlados por rádio

­Você provavelmente já viu anúncios na televisão proclamando as incríveis habilidades de alguns brinquedos controlado por rádio (RC). E pode ter visto pessoas no parque fazendo voar um avião de modelo ou dirigível, ou controlando um barco em miniatura navegando serenamente em um lago.

Neste artigo, você vai aprender tudo sobre controle por rádio. Descobrirá quais são as freqüências usadas para os brinquedos rádio-controlados, o que são os diferentes componentes e como eles funcionam em conjunto. Você também aprenderá qual é a diferença entre controle por rádio e controle remoto quando falamos sobre brinquedos ou modelos.


Uma picape de controle remoto

 

Tipos de brinquedos rádio-controlados
Há vários modelos de brinquedos controlados por rádio, como:


Um dirigível controlado por rádio

Enquanto a mecânica de cada um deles é diferente, o princípio básico é o mesmo para todos. Brinquedos controlados por rádio possuem quatro componentes principais:

  • transmissor - você segura o transmissor em suas mãos para controlar o brinquedo. Ele envia ondas de rádio para o receptor;
  • receptor - uma antena e uma placa de circuito no interior do brinquedo recebem os sinais provenientes do transmissor e ativam motores elétricos no interior do brinquedo de acordo com os comandos recebidos do transmissor;
  • motor(es) elétrico(s) - os motores podem girar as rodas, esterçar o veículo, acionar as hélices;
  • fonte de energia - como uma bateria.

O transmissor envia um sinal de controle para o receptor usando ondas de rádio que acionam um motor, provocando uma ação específica. O motor em um carro pode fazer com que as rodas girem, enquanto que um aeromodelo pode ajudar os flaps. A fonte de energia é, geralmente, uma bateria recarregável, o mesmo, em alguns casos, em pilhas normais. Em alguns brinquedos que usam controle remoto, o motor rádio-controlado controla a direção, enquanto que outra fonte de energia possibilita a locomoção, como, por exemplo:

  • um aeromodelo tem um motor a gasolina para girar a hélice - o motor rádio-controlado controla os falps;
  • um veleiro usa o vento para propulsão - o motor rádio-controlado controla o leme;
  • um dirigível utiliza gás hélio ou ar quente para subir - o motor rádio-controlado controla pequenas hélices.

Agora veremos como o transmissor e o receptor se comunicam.

O transmissor
Os brinquedos controlados por rádio geralmente possuem um pequeno dispositivo portátil que inclui alguns tipos de controles e o rádio-transmissor. O transmissor envia um sinal em determinada freqüência para o receptor no brinquedo. O transmissor possui uma fonte de energia, normalmente uma bateria de 9 volts, que fornece a energia para os controles e a transmissão do sinal. A diferença fundamental entre os brinquedos rádio-controlados e os de controle remoto é que os brinquedos de controle remoto possuem um fio que conecta o controlador e o brinquedo, enquanto o rádio-controle é sempre sem fio.


Um transmissor de carro RC comum

A maioria dos brinquedos rádio-controlados opera em 27 MHz ou 49 MHz. Este par de freqüências foi reservado pela FCC, agência americana que controla as emissões de rádio, para itens básicos de consumidores, como dispositivos de abertura de portão de garagem, walkie-talkies e brinquedos. Modelos avançados, como os aeromodelos rádio-controlados mais sofisticados, usam as freqüências de 72 MHz ou 75 MHz.

A maioria dos brinquedos controlados por rádio possui uma etiqueta com a faixa de freqüência em que operam. Por exemplo, a picape RC abaixo possui uma etiqueta designando-a como um modelo de 27 MHz.


Esta picape opera em 27 MHz

A maioria dos fabricantes de brinquedos RC faz versões de cada modelo para ambas as faixas de freqüência (27 MHz e 49 MHz). Desse modo, você pode operar dois brinquedos do mesmo modelo simultaneamente, para apostar uma corrida ou brincar em conjunto, sem ter de lidar com a interferência entre os dois transmissores. Alguns fabricantes também fornecem informações mais específicas sobre a porção exata da banda de freqüência na qual o brinquedo opera. Um bom exemplo é a Nikko of América que oferece a opção de criar conjuntos para corridas, com até seis carrinhos, cada um sintonizado em uma faixa diferente, em torno de 27MHz.

Os transmissores abrangem desde controladores de função única até controladores de função completa, com uma ampla gama de opções. Um exemplo de controlador de função única é aquele que faz o brinquedo ir para frente quando o gatilho é pressionado e para trás quando é liberado. Para parar o brinquedo, você precisa realmente desligá-lo.

A maioria dos controladores de função completa possui seis controles:

  • frente
  • frente e esquerda
  • frente e direita
  • ré e esquerda
  • ré e direita

Na maioria dos controladores de função completa, não pressionar nem girar qualquer botão faz com que o brinquedo pare e aguarde novos comandos. Os controladores de sistemas rádio-controladores mais avançados normalmente usam joysticks duplos, com vários níveis de resposta para um controle preciso.

Rádio-controle
Vamos dar uma olhada com mais detalhes na picape rádio-controlada que vimos acima. Vamos supor que a freqüência exata usada seja de 27,9 MHz. Eis a seqüência de eventos que ocorre quando você usa o transmissor rádio-controlado:

  1. você pressiona o gatilho para fazer a picape ir para frente;

     

  2. o gatilho faz com que um par de contatos elétricos se encostem, fechando um circuito conectado a um pino específico de um circuito integrado (CI);

     

  3. o circuito completo faz com que o transmissor envie uma seqüência de pulsos elétricos (veja Como funciona o rádio para detalhes).

    Cada seqüência contém um pequeno grupo de pulsos de sincronização, seguidos pela seqüência de pulsos. Para nossa picape, o segmento de sincronização, que alerta o receptor para a informação recebida, é constituído de quatro pulsos de 2,1 milissegundos (milésimos de segundo) de duração, com intervalos de 700 microssegundos (milionésimos de segundo). O segmento de pulso, que informa à antena o que é a nova informação, usa pulsos de 700 microssegundos com intervalos de 700 microssegundos.


Um sinal de transmissão rádio-controlado típico

 

    Aqui estão as seqüências de pulsos usadas no segmento de pulso:

     

    • frente: 16 pulsos
    • ré: 40 pulsos
    • frente/esquerda: 28 pulsos
    • frente/direita: 34 pulsos
    • ré/esquerda: 52 pulsos
    • ré/direita: 46 pulsos

 

  1. o transmissor envia rajadas de ondas de rádio que oscilam com uma freqüência de 27.900.000 ciclos por segundo (27,9 MHz). Se você leu Como funciona o rádio, reconhecerá isto como uma modulação de pulsos;

     

  2. a picape monitora constantemente a freqüência designada (27,9 MHz) à procura de um sinal. Quando o receptor recebe as rajadas de rádio do transmissor, ele envia o sinal para um filtro, que bloqueia quaisquer outros sinais captados pela antena que estejam fora da freqüência de 27,9 MHz. O sinal remanescente é convertido novamente em uma seqüência de pulsos elétricos;

     

  3. a seqüência de pulsos é enviada para o CI na picape, que decodifica a seqüência e faz funcionar o motor elétrico apropriado. Para nosso exemplo, a seqüência de pulsos é de 16 pulsos (para frente), o que significa que o CI envia corrente positiva ao motor que aciona as rodas. Se a próxima seqüência de pulsos fosse de 40 pulsos (ré), o CI inverteria a corrente enviada ao mesmo motor para fazê-lo girar na direção oposta;

     

  4. o eixo do motor na verdade possui uma engrenagem em sua extremidade, em vez de se conectar diretamente ao eixo. Isto diminui a rotação do motor, mas aumenta o torque, o que proporciona à picape a potência adequada por meio do uso de um pequeno motor elétrico;

     

  5. a picape se move para frente.

Por dentro da picape

Se você olhar o interior da picape RC, verá que é muito simples: há dois motores elétricos, uma antena, uma antena a bateria e uma placa de circuito.


O interior da picape

Um motor vira as rodas dianteiras para a direita ou esquerda, enquanto o outro motor gira as rodas traseiras para frente ou para trás. A placa de circuito contém o chip circuito integrado, o amplificador e o receptor de rádio. Umas poucas engrenagens simples conectam os motores às rodas. É realmente incrível a versatilidade de movimentos obtida com tão poucos componentes.

 

  • A carroceria do carro consiste de um chassi, que contém todos os componentes mecânicos e eletrônicos, e uma carcaça que se encaixa na parte superior do chassi. A carcaça é responsável pelo estilo característico do carro.

     

  • No interior do carro, você encontrará uma placa de circuito com diversos capacitores, resistores e diodos, assim como o CI que controla os motores elétricos. O receptor de rádio consiste em um cristal que oscila em uma freqüência específica, indutores e uma antena.

     

  • Os motores elétricos recebem energia das baterias. O fluxo da energia é regulado pelo CI.

Para mais informações, verifique os links na próxima página.