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Rádio Controle para Motor de Corrente Contínua (MEC160)

Este controle remoto é especialmente projetado para operar com caixas de redução e motores de corrente contínua em projetos de robótica, mecatrônica e automação. Com eles, via rádio podemos fazer o acionamento de dois motores ou mais a uma distância de várias dezenas de metros.

A vantagem do controle por rádio-frequência que descrevemos, em relação aos controles que utilizam infravermelhos, é que não precisamos ter a linha direta entre o transmissor e o receptor.

Para os sinais de rádio, obstáculos como paredes e muros podem ser superados sem problemas.

O circuito, por outro lado tem a desvantagem de estar sujeitos a interferência e ruídos operando bem apenas em ambientes em que eles não estejam presentes.

Na versão básica podemos ligar ou desligar dois motores e com alterações também fazer inversões do sentido de rotação.

O transmissor opera com modulação por tom e utiliza três transistores.

O receptor utiliza circuitos integrados e transistores e é alimentado por 4 pilhas (6 V).

Analisemos o princípio de funcionamento dos dois.

 

Como Funciona

Na figura 1 temos o diagrama de blocos do transmissor que opera entre 60 e 90 MHz, dependendo da bobina e do ajuste.

 

   Figura 1 – Diagrama de blocos do transmissor
Figura 1 – Diagrama de blocos do transmissor

 

O transmissor possui um multivibrador estável formado por Q1 e Q2, responsável pela produção de um sinal de áudio para modulação da alta frequência.

Este sinal de áudio tem sua frequência determinada pelos capacitores C1 e C2.

O sinal gerado por este circuito modula a alta frequência gerada por Q3, que consiste num oscilador cujo ponto de operação é determinado pela bobina e pelo ajuste de CV.

Temos então a emissão dos sinais modulados através de uma antena, chegando a uma distância de algumas dezenas de metros em condições normais de propagação.

A posição da antena em sua conexão a bobina pode ser alterada, conforme mostra a figura 2, para se obter maior estabilidade de funcionamento.

 

Figura 2 – Conexão da antena
Figura 2 – Conexão da antena

 

O receptor tem seu diagrama de bloco mostrado na figura 3.

 

Figura 3 – Diagrama de blocos do receptor
Figura 3 – Diagrama de blocos do receptor

 

O bloco de entrada, por onde chegam os sinais captados pela antena é um detector super-regenerativo com um transistor.

A frequência, determinada por L1 e CV deve ser ajustada para coincidir coma frequência do transmissor.

O sinal de áudio obtido nesta etapa é o sinal de modulação do transmissor, consistindo em pulsos que são produzidos quando se pressiona o interruptor do transmissor, conforme mostra a figura 4.

 

Figura 4 – Os sinais no receptor
Figura 4 – Os sinais no receptor

 

Estes sinais são aplicados a um monoestável que produz pulsos para um contador com o 4017.

Este contador tem um conjunto de diodos que faz a decodificação dos pulsos aplicados conforme o seu número, acionando então o último bloco.

Assim, conforme mostra a figura 5, quando a primeira saída é acionada (1 pulso no transmissor, o primeiro relé é acionado.

 

Figura 5 – Acionamento decodificado
Figura 5 – Acionamento decodificado

 

Quando a segunda saída é acionada temos o acionamento do segundo relé (dois pulsos no transmissor).

Quando produzimos três pulsos no transmissor, a saída 3 do 4017 é acionada e com isso, temos dois diodos no circuito, com o acionamento de dois relés.

Podemos usar as outras saídas para acionar, por exemplo, um relé que inverte a rotação dos motores, conforme mostra a figura 6.

 

Figura 6 – Outras saídas do 4017
Figura 6 – Outras saídas do 4017

 

Em outras palavras, o controle é obtido pelo número de pulsos que produzimos no transmissor.

A operação deste circuito exige, portanto, habilidade não sendo recomendado seu uso com veículos rápidos como aeromodelos, drones ou outros.

 

Montagem

Na figura 7 temos o circuito completo do transmissor.

 

Figura 7 – O circuito do transmissor
Figura 7 – O circuito do transmissor

 

A placa de circuito impresso para o transmissor é mostrada na figura 8.

 

Figura 8 – Placa para o transmissor
Figura 8 – Placa para o transmissor

 

Na montagem, observe que a maioria dos capacitores deve ser de cerâmica de boa qualidade.

As posições dos transistores devem ser observadas e os resistores são de 1/8 W com qualquer tolerância.

A bobina consta de 4 espiras de fio telefônico comum sólido ou esmaltado 26 ou 28 com 1 cm de diâmetro sem núcleo.

O trimmer pode ser do tipo antigo de porcelana, ou moderno de plástico tubular, caso em que a placa deve ser alterada para o formato deste componente.

O valor pode ficar entre 20 e 40 pF de capacitância máxima.

A antena pode ser telescópica ou um fio rígido de 20 a 40 cm de comprimento.

Para o receptor temos o diagrama completo na figura 9.

 

Figura 9 – Diagrama do receptor
Figura 9 – Diagrama do receptor

 

A montagem pode ser feita numa matriz de contactos ou ainda numa placa universal com o mesmo padrão, conforme mostra a figura 10.

 

Figura 10 – Placa para o receptor
Figura 10 – Placa para o receptor

 

A bobina e o trimmer são iguais ao do transmissor, e a antena pode ser um pedaço de fio rígido ou telescópica de 30 a 60 cm de comprimento.

Na montagem, observe as posições dos circuitos integrados e transistores, assim como a polaridade de diodos e capacitores eletrolíticos.

Os resistores são de 1/8 W com qualquer tolerância e os capacitores eletrolíticos para 6 V ou mais.

XRF pode ser elaborado enrolando-se 40 a 50 espiras de fio bem fino (32) num palito de dentes ou resistor de 1 M x ½ W.

Os relés são do tipo sensível com base DIL e no diagrama original temos a função de acionamento e reversão, mas podem ser feitas alterações.

Para ajustar o circuito utilize um fone ou amplificador para detectar o sinal de áudio de modulação, conforme mostra a figura 11.

 

Figura 11 – Arranjo para o ajuste
Figura 11 – Arranjo para o ajuste

 

Inicialmente ajuste CV do receptor e P1 para não captar nenhum sinal de estação, apenas o chiado do canal livre.

Depois, atuando sobre o transmissor, atue sobre CV para captar o tom mais forte.

Conseguido o tom mais forte, ajuste P1 para que a cada vez que você pressionar o interruptor do transmissor haja a comutação dos relés.

 

Transmissor

Q1, Q – BC548 – transistores NPN de uso geral

Q3 – BF494- transistor NPN de RF

L1 – bobina – ver texto

CV – trimmer – ver texto

A – antena – ver texto

S1 – Interruptor de pressão NA

B1 – 6 V – 4 pilhas AAA ou AA

C1, C2 – 22 nF – capacitores cerâmicos ou poliéster

C3 – 1n5 – capacitor cerâmico

C4 – 10 pF – capacitor cerâmico

C5 – 100 nF – capacitor cerâmico

R1 – 4k7 Ω – resistor – amarelo, violeta, vermelho

R2, R3 R4 – 22 k Ω – resistores – vermelho, vermelho, laranja

R5 – 82 k Ω – resistor – vermelho, vermelho, laranja

R6 – 100 Ω – resistor – marrom, preto, marrom

Diversos:

Placa de circuito impresso, suporte de pilhas, caixa para montagem, fios, solda, etc.

 

Receptor

CI-1 – 555 – circuito integrado

CI-2 – 4017 – circuito integrado

Q1- BF494 – transistor NPN de RF

Q2 a Q5 – BC548 – transistores NPN de uso geral

D1 a D4 – 1N34 – diodos de germânio

D5, D6 – 1N4148 – diodos de uso geral de silício

LED – LED comum de qualquer cor

K1, K2 – Relés DIL de 6 V até 100 mA

S1 – Interruptor simples

B1 – 6 V – 4 pilhas pequenas

B2 – 6 V – 4 pilhas grandes ou bateria

L1 – Bobina – ver texto

CV – Trimmer – ver texto

P1, P2 – 10 k Ω – trimmers

XRF – 100 µH – micro choque

R1, R8, R9 – 47k Ω – resistores – amarelo, violeta, laranja

R2 – 10 k Ω – resistor – marrom, preto, laranja

R3 – 4k7 Ω – resistor – amarelo, violeta, vermelho

R4, R11, R12 – 2k2 Ω – resistores – vermelho, vermelho, vermelho

R5 – 22 k Ω – resistor – vermelho, vermelho, laranja

R6 – 3M3 – resistor – laranja, laranja, verde

R7 – 330 k Ω – resistor – laranja, laranja, amarelo

R10 – 1 k Ω – resistor – marrom, preto, vermelho

C1- 22 µF – capacitor eletrolítico

C2 – 1n2 – capacitor cerâmico

C3 – 4p7 – capacitor cerâmico

C4 – 2n2 – capacitor cerâmico

C5 – 22 nF – capacitor cerâmico ou poliéster

C6 – 100 nF – capacitor cerâmico ou poliéster

C7 – 4,7 µF – capacitor eletrolítico

C8 – 2,2 µF – capacitor eletrolítico

C9 – 220 µF – capacitor eletrolítico

C10 – 1 000 µF – capacitor eletrolítico

M – motor ou caixa de redução

Diversos:

Matriz de contatos ou placa de circuito impresso, suportes de pilhas, caixa para montagem, fios, solda, etc.

 

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