Atuadores magnéticos: faça o seu!
Logo que divulguei o projeto Ferrari recebi muitos emails perguntando sobre o atuador magnético, o que é, como funciona, como fazer um. Pois bem, aqui descreverei sucintamente aquele que foi usado no Ferrari, de modo a responder estas perguntas.
A função de um atuador magnético é a mesma de um servo comum: acionar as superfícies de comando do aeromodelo. Só que o princípio de funcionamento é bem diferente.
O servo recebe um tipo de sinal específico do receptor, decodifica este sinal e de acordo com ele aciona um motor; este, através de engrenagens move a alavanca de comando para uma posição específica, de forma exata.
O princípio de funcionamento do atuador magnético é o eletroimã: fazendo passar uma determinada corrente através de uma bobina esta gera um campo magnético cuja direção e intensidade depende diretamente dessa corrente. Este campo irá atrair ou repelir um imã natural que estará fixo na superfície que se deseja controlar, gerando o movimento desejado.
Parece complicado? Na prática é bem simples.
Observe:
Fazendo um atuador:
 Para fazer as bobinas uso fio esmaltado de cobre número 42 ou 43. Como a quantidade usada é pequena, uma forma fácil de obter este fio é desmontando relés eletromagnétigos pequenos, como os da foto. |
 A bobina deve ser ligeiramente maior que o imã que será usado como núcleo. O imã que eu uso tem 5 mm de diâmetro; Por isso um tubo de caneta tem a melhor medida que encontrei para enrolar a bobina. |
 Um pequeno pedaço de plástico isola a bobina do tubo de caneta. Deixe sobrar uma ponta de uns 10 cm pelo menos e comece o enrolamento. Quanto mais compacta ficar a bobina, maior será sua eficiência. Use super bonder para fixar as espiras a cada número de voltas, conforme julgar necessário. Pronta, minha bobina ficou com um diâmetro externo de 10mm e interno de 7 mm, e com 4 mm de espessura. |
 Não contei o número exato de espiras, pois baseei-me na resistência (impedância) que me forneceria o melhor rendimento (para uso com o rádio da Ferrari, cerca de 20 ohms). Por isso é necessário medir a resistência da bobina de vez em quando durante o enrolamento. Qualquer multímetro faz essa medição; não se esqueça de raspar o esmalte do fio nos pontos em que for encostar as pontas de prova do multímetro. |
 Depois que alcançar aproximadamente os 20 omhs, deixe mais uma ponta de 10 cm e enrole com a primeira. Tire a bobina do tubo de caneta e dispense o plástico isolador. Use super bonder para fazer a fixação final, espalhando a cola cuidadosamente por toda a bobina, para evitar que as espiras de dentro se soltem. |
 O imã é um fator determinante para que um atuador funcione bem. Imãs de terras raras como neódimio ou cobalto são os melhores, bastante fortes, embora não sejam muito fáceis de encontrar. Imãs de ferrite não fornecem torque suficiente para mover uma superfície de comando. |
 Mas mesmo com estes imãs a força de um atuador é bastante restrita. Por isso este tipo de controle só deve ser usado em modelos pequenos, com pequenas superfícies de comando. Repare na foto acima como o imã foi fixo no leme, com um pequeno ressalto de madeira balsa. Repare também nas dobradiças de borracha. |
 E aqui está o estabilizador vertical do avião, com a bobina do atuador já instalada. Quando fixar o leme ao conjunto certifique-se que as dobradiças de borracha permitem movimento livre do mesmo, sem nenhum esforço. Veja também se o imã não encosta na bobina ou na deriva. |
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Neste tipo de controle pode ser necessário usar "limitadores de curso" para o leme, a fim de evitar comando excessivo. Há vários modos de se fazer isso e no Ferrari simplesmente colei no estabilizador dois palitos que definem um limite para o movimento do leme. |
Sofisticando...
Uma vez dominada a técnica da construção de atuadores, várias implementações podem ser feitas para melhorar seu funcionemento ou para adapta-los a determinados usos.
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Nos Estados Unidos e na Europa onde o vôo com micro-modelos já é bastante popular, o conceito de atuador magnético ganhou muitos outros contornos e existem empresas especializadas em sua produção e venda. O modelo da foto ao lado, por exempo, é vendido pela BSD ( http://users.joplin.com/~bselman/ ). É um atuador remoto, ou seja, não precisa ficar instalado diretamente na superfície de comando; pode ficar dentro da fuselagem e usar links como se fosse um servo convencional. Isso colabora com a estética de modelos escala e ainda ajuda no balanceamento do avião, já que nos modelos muito pequenos o peso adicional do atuador na cauda pode ser um problema. |
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Fora isso, existem receptores proporcionais próprios para atuadores magnéticos, como o RFFS100, na foto ao lado. Este receptor tem 3 canais, 2 para os atuadores e um terceiro que controla um speed control embutido. Com tudo isso ele pesa apenas 2 gramas (!). O sitema completo pesa 3,5 gramas, se você optar por usar os atuadores do mesmo fabricante ( http://www.slowfly.com ). Infelizmente o preço é bem salgado: 129 dólares pelo receptor e dois atuadores. |
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Obviamente o uso dos atuadores, sobretudo os de controle proporcional se restringe a micro modelos cujo peso raramente excede 50 gramas. Mas não pense que esta limitação de peso condiciona o uso dos atuadores somente a modelos "stick", sem criatividade. Basta dar uma olhada nestes três modelos, verdadeiras obras de arte do construtor americano Chris O'Riley. Todos eles usam atuadores magnéticos controlados pelo sistema RFFS100 e pesam menos de 25 gramas, prontos para voar. Tamanho realmente não é documento!!! |
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O aeromodelismo elétrico vem conquistando cada vez mais espaço em nosso território tupiniquim e os atuadores são o futuro deste segmento. Eles são menores, mais leves e mais baratos que os servos convencionais e podem ser facilmente construídos por qualquer entusiasta paciente.
Com o tempo teremos acessível por aqui a tecnologia que nos permitirá controlar proporcionalmente estes atuadores. Neste dia o céu (ou o teto do ginásio em que voarmos indoor :-) ) será o limite quando decolarmos com nossas máquinas de apenas poucas gramas.
Bons Pousos!!!
