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quinta-feira, 4 de abril de 2019

Dicas e Truques - Aquecedor de velas na caixa de partida


Veja como fazer um circuito para usar a bateria da Caixa de Partida no Ni-Starter.


Já aconteceu com você de algumas vezes a bateria do aquecedor de velas descarregar e você ficar sem dar partida no Automodelo bem na primeira hora da diversão? E depois você perde um tempão para recarregar o aquecedor, seja na bateria do carro ou na tomada…

Pois bem, a ideia é montar um circuito que alimente o aquecedor de velas, sem queima-la, e que transforme os 7,4v das baterias das caixas de partida ou os 12v da bateria do seu carro ou quando você usa uma bateria de LiPo com 3 ou 4 células, em algo parecido com os 1,2V da bateria do aquecedor de velas (Ni-Starter ou Glow) ou dos 1,5v de pilhas comuns que também podem ser usadas. 

No mercado de modelismo já existem muitos produtos com esta função, e alguns já vêm com a caixa (ou mesa) de partida, porém, são caros e o Hobbysta iniciante acaba sem ter opção. Mas a ideia aqui é fornecer uma sugestão de baixo custo, de boa qualidade, de fácil montagem e que pode ser adaptado ao aquecedor que você já usa, desde que seja aquele onde se permite substituir a bateria facilmente. 


O circuito é simples, mas a montagem da placa exige um certo conhecimento de eletrônica. Mas se for complicado demais para você, peça para alguém com um pouco mais de conhecimento sobre eletrônica como seu primo, irmão, tio, vizinho, amigo, ou quem quer que seja.


Vale lembrar que o autor desse projeto, criou este circuito pensando no uso em Aeromodelos. Normalmente este circuito é montado em uma caixa de campo que possua um amperímetro, desta forma, ele adotou os resistores “RM” a fim de adaptar a corrente para a caixa de partida. No caso do Automodelismo não se costuma medir esta corrente, portanto, não há necessidade destes componentes.
Este circuito tem um projeto seguro, robusto e foi montado e testado por pessoa experiente que comprova que realmente funciona. Além disso, o circuito utiliza componentes comuns, é compacto e ajustável.
Existem muitos outros circuitos para este fim na Internet, basta você procurar por “glow plug driver”, mas muitos deles são mais complexos, alguns chegam a utilizar micros controladores programáveis o que eleva o custo e a complexidade da montagem, o que não é o intuito dessa matéria, e sim mostrar aos Hobbystas que é possível montar um circuito com essa finalidade, com pouco dinheiro e pouco conhecimento e com um retorno muito grande. Assim irá acabar com aquela história de perder um tempão no fim-de-semana com seu modelo por causa de bateria fraca do Glow. 

A Montagem
Existem diversas maneiras de se montar o circuito. O processo descrito aqui é apenas um exemplo de como pode ser feito.

A Placa de Circuito Impresso
Afim de facilitar a montagem, foi utilizada uma placa de circuito impresso padrão, também conhecida como placa universal, que já vem perfurada e com trilhas de cobre pré-definidas. Outra opção é confeccionar a placa, vai dar mais trabalho, mas o resultado é bem melhor.

Tanto a fabricação da placa de circuito como a montagem em si, a identificação dos componentes, a pinagem, etc., exigem um certo conhecimento de eletrônica, e este é o momento certo para pedir ajuda aos “universitários” citados na introdução.

Vamos utilizar um outro exemplo de placa fabricada, onde as trilhas se conectam diretamente com os componentes, cada um em seu devido lugar. O circuito pode ser considerado como um módulo (uma caixa preta) de onde saem as seguintes conexões:

2 fios para a bateria – alimentação (+) positiva e (-) negativa
2 fios para aquecedor de vela (+) positivo para o pino da vela e (-) negativo para o corpo da vela.



Montagem na Caixa de Partida (ou mesa)

Foi necessário fazer os furos na lateral da caixa de partida para os BORNES de Conexão dos Pinos Banana (positivo e negativo) e mais um furo para fixação do Potenciômetro. Uma pequena chapa de alumínio foi colocada para reforçar o trabalho. A placa de circuito pode ser fixada com Cola Quente ou com parafusos, desde que os furos não afetem as trilhas.



Vista lateral externa da caixa com o potenciômetro e os bornes já instalados.



Vista interna da caixa de partida com a chapa de alumínio instalada como reforço.


Montagem do Aquecedor de Vela

O grande desafio era substituir a bateria do aquecedor de vela. A solução encontrada foi usar uma rolha como suporte e duas arruelas de 15mm como polos da bateria.
Depois de ter escolhido a melhor rolha para o serviço, faça um ligeiro lixamento nas extremidades para que as pontas fiquem retas, assim a colocação dos fios e das arruelas ficará mais fácil e com melhor acabamento. 

 
  
Os materiais indicados para o projeto são fáceis de serem encontrados e possuem baixíssimo custo, além de serem os melhores para a finalidade pretendida. Vamos utilizar um metro e meio de Fio Paralelo Bicolor para facilitar a identificação dos polos Positivo e Negativo. Separe também duas arruelas de 15mm de diâmetro, que são ligeiramente menores que o diâmetro da rolha, e dois parafusos de rosca sem fim de 15mm.

 
       
A Rolha Plástica Emborrachada facilita a colocação dos parafusos, mas é bom ter cuidado para que não aperte demasiadamente danificando assim o aperto.

Para que a fiação seja melhor acomodada dentro do Glow e não cause muita pressão na hora de ser instalada a rolha, faça um chanfro no topo e na lateral da rolha a uma profundidade suficiente para que o fio seja bem acomodado.



Faça um furo na lateral do corpo do aquecedor, atentando-se para que o furo fique próximo ao eixo de contato com a vela e não muito próximo de sua extremidade. 





Antes de montar a rolha, atente-se para que o fio seja passado pelo buraco lateral do aquecedor antes de montar as extremidades dos fios. 



  
Com essa etapa pronta, descasque as extremidades dos fios e faça pequenas argolas, como mostra a imagem. Depois disso, estanhe as argolas para que fiquem rígidas e não se desfaçam com o manuseio dos fios, assim ficará mais fácil prende-los na rolha.




 Nesta etapa vamos prender os fios na rolha. Coloque o parafuso na arruela e a argola do fio embaixo da arruela, assim a arruela fará pressão no fio e se dará o contato elétrico, sendo o parafuso o ponto mais alto e assim fazendo o contato no polo interno do Glow. Para que a fixação dos fios fique firme e não se solte, pingue três gotas de cola de CIANOCRILATO (Super Bonder) na rosca do parafuso e aperte rapidamente no centro da rolha.

 


Instale a rolha no seu GLOW e pronto, essa etapa está terminada.

  
Pronto, agora é só partir para a construção da Placa de Circuito Impresso (PCI)

A Placa de Circuito

Este esquema eletrônico foi desenvolvido pelo Hobbysta Tony van Room. Ele levantou todos os componentes e fez vários testes, uns falharam e outros foram aprimorados. Aqui vamos apresentar o último esquema que deu certo do Tony, de 2004, e logo abaixo uma versão atualizada da placa com algumas coisas corrigidas de 2009.
Esse é o esquema de 2004.




Placa de Circuito com os Componentes Instalados



Lista de peças:
  
Todos os resistores, exceto RM, (metal-film recomendado) são de 1/8 watt (1/4 watt de carbono) e nada menos que 5% de tolerância.


C1 = 100uF/16V eletrolítico R1 = 100 Ohm, 1/2 watt 1 jack vermelho

C2 = 10nF, cerâmica R2 = 1K 1 jack preto

C3, C4 = 10nF, mica R3 = 1K 1 amperímetro, 1 a 6 - amp (dc)

Q1 = TIP42C R4 = 4K 7 1 botão para potenciômetro

Q2 = NTE123AP R5 = 750K 1 coolrib para Q1

D2 = 1N5401 RM =.2 ohm/10W

D1, D3 = 1N4002 P1 = 100K

D4 = 1N4148F aqui vai uma sugestão para um completo Painel de energia

IC1 = LM555


Algumas possíveis substituições, use sob sua conta e risco, não há garantias:

Para Q1 = TIP32C, TIP42, TIP42A (ou B), NTE332, ECG332.

Para Q2 = 2N3904, BC547, (ou A ou B), BC550, TUN Europeu.

Para D1, 3 = NTE116, ECG116, tente outros.

Para D2 = NTE5801, tente outros.

Para D4 = NTE519, ECG519, além de outros tipos de 1N4148x trabalharam.

Para IC1 = NE555 TLC555, MC1455, HC555, NTE955M, ECG955, etc.

O NTE123A não parece funcionar e não é exatamente o mesmo que o tipo de 'AP'.

O 2N2222(A) não funciona no protótipo, cria um curto circuito.
Os ECG e NTE/ECG substitutos são feitos por Sylvania (Philips).

Conexões dos Pinos



Placa de Circuito Impresso da Versão aprimorada de 2009         
  


 Para todos os componentes, os substitutos estão funcionando bem. D1 e D3 são diodos 1N4002 regular. Você pode substituir com o 1N4001 ou 1N4003. D4 (1N4148F) é um diodo de silício de comutação ultrarrápido com um prv 100V. O 1N4148 é muito comum mas funciona também.
D2 (1N5401) é um diodo de potência 3A/100V prv.

Q1 é um transistor/interruptor PNP com opção de TO-220, 6A, 80/100V, 65 watts. Não tenha medo de experimentar e não esqueça de colocar um dissipador de calor sobre o  TIP42C, isso pode ser necessário. Q2 é um transistor de NPN silício, AF/RF Amp/Driver, para a unidade Q1. Tente combinar os parâmetros de corrente/tensão tão próximo quanto possível e certifique-se de que é capaz de alimentar Q1. Tome cuidado com o transistor que você usar para Q1 ou Q2, certifique-se da orientação do Emissor, Base e Receptor. Os transistores (Q2) são sempre os emissores. Lembre-se, Q2, como mencionado anteriormente, deve ser um alimentador tipo transistor (ou perto disso) em ordem para que possa fornecer a corrente suficiente para Q1.

Todo esse circuito faz com que a corrente seja controlada de forma suficiente para  (através de P1) manter uma vela acesa sob várias condições.
No que diz respeito ao valor de R5 750K, é bom combinar diferentes resistores para obter esse valor. Foram usados dois resistores 1 M 5 em paralelo. Funciona bem! Assim como 680K + 6M 8 (754K).

O temporizador CMOS, MC1455P, pode ser substituído pelo LM ou NE555 e são compatíveis pino a pino. A versão CMOS usa menos energia e sua tensão de funcionamento é de 2-18 volts contra o regular 555 que vai de 4.5-18 volts. Por outro lado, o MC1455P não é tão resistente como o 555. O medidor de amperes não é obrigatório, mas caso queira instalar, vai do seu gosto, mas não é necessário e aqui não vamos utiliza-lo. 

Quando uma vela for conectada ela funcionará como um interruptor LIGA/DESLIGA para o circuito de alimentação, Q2 é ativado e alimenta Q1, que por sua vez fornece energia suficiente para acender a vela que terá sua incandescência ajustada pelo potenciómetro P1. C2, C3, C4 são os capacitores de filtragem enquanto C1 mantém a tensão sobre a vela constante. Diodos D1/D3 são diodos de bloqueio impedindo o sinal de realimentação.


  
Testes
Montagem pronta:

Para testar, basta inserir uma vela no aquecedor e começar a ajustar o potenciômetro. Não é necessário ligar nenhuma chave, já que o circuito se desliga sem a carga da vela.
  
O circuito funciona com tensões de 8 a 16 V, por isso não há problema se for conectado a duas baterias de 7,2V da caixa, que dá 14,4V.
Uma dica para as primeiras tentativas: Para dar partida no automodelo pela primeira vez com esse circuito, deixe o potenciômetro no mínimo, se o motor não pegar na primeira tentativa, aumente a intensidade no potenciômetro até a metade do curso total. Tente novamente. Se ainda não pegar, aumentar a intensidade gradativamente até pegar. Ao funcionar, diminua gradativamente a cada partida até encontrar o ponto ideal. 
Na prática, já aconteceu de o motor não pegar dando a impressão que ele estava afogando, mas foi só aumentar a intensidade no potenciômetro que o motor funcionou.

Para outras caixas e outros aquecedores não deve haver muita diferença, vai de cada um adequar a placa dentro da caixa numa posição que melhor convier, só não esqueça de que existem partes móveis lá dentro como polias, correias, além do interruptor que aciona o motor e que a fiação deve ficar longe destas partes. 
Alguém pode sugerir fixar os fios diretamente dentro do aquecedor sem ter que usar a rolha como suporte, mas a ideia é mantê-lo o mais “original” possível, ou seja, a qualquer momento se retira o cabo e a rolha e coloca-se uma bateria novamente e ele volta a ser como era antes, só ficará o furo, que não influi em nada. 
Com uma variação de 8 a 16v de entrada, com tempo de pulso mínimo de 50uS, repetição do tempo em min = 10mS (100Hz), ciclo = 0,5% e tempo de pulso máximo = 1000uS, 9mS (111Hz), ciclo = 11%, tudo funciona perfeitamente.

A PCI(Placa de Circuito Impresso) não foi feita levando-se em consideração o menor tamanho possível, com 72mm x 50mm ela poderia ser menor do que a apresentada aqui, porém temos bastante espaço nas caixas de partida testadas.  
Foi testado um Power Panel 100 da ROBBE para comparação, e o resultado foi bastante satisfatório: 

Tempo de pulso mínimo = 55uS, tempo de repetição em min = 7mS (142Hz), ciclo = 0.78%
Tempo de pulso máximo = 1200uS,
Repetição de tempo em max = 8mS (125Hz ), Ciclo de dyty = 15% 
A mesma vela foi usada e ajustada à mesma potência, mas o Robbe usa 750mA em 12v assim a eficiência é muito mais baixa, além de ser muito instável que, para diminuir a oscilação, foi instalado um capacitor de 1000uF no polo Positivo da bateria.
Por: Marco Daher

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domingo, 7 de agosto de 2016

Velas - Você sabe qual usar?

Para muita gente as velas são um mistério, principalmente para os novatos no Hobby que encontram muitas dificuldades em saber como cada componente do seu modelo funciona, atrapalhando o seu aprendizado.

Vamos mostrar em breve todos os componentes e como cada um deles funciona. 

Começamos com a VELA ou GLOW PLUG(GLOW = Incandescente), um elemento importante para o desempenho de seu modelo e o uso correto vai manter o motor em bom funcionamento, evitando quebras pelo simples desconhecimento.
São muitas as VELAS ou "GLOW PLUGS" existentes no mercado de modelismo, especificamente essas são velas INCANDESCENTES, como o próprio nome diz(GLOW), diferentes das velas usadas em carros e em motores a gasolina, que são de Eletrodos. As velas ou Glow Plugs possuem inúmeros fabricantes e diversas destinações como Aero, OffRoad, OnRoad, 2 Tempos, 4Tempos, etc.  


Mas, o que é uma vela incandescente? 
A vela incandescente funciona como uma lâmpada antiga. No seu interior existe um filamento que na verdade é uma resistência, então, ao ser aplicada energia elétrica(aquecedor de velas ou GLOW) essa resistência se aquece ao ponto de ficar avermelhada e o resultado é a geração de luz e calor. O combustível que usamos em nossos modelos é muito forte e altamente volátil, sendo capaz de explodir ao menor contato com uma fonte de calor, que neste caso será a vela aquecida.
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Com a explosão do combustível mais calor é gerado e assim a cada giro do motor, a própria explosão do combustível mantém a vela "acesa" sem a necessidade de aplicar mais energia elétrica.


Qual a diferença de uma vela de eletrodo?
A vela de eletrodo não é aquecida ao ser aplicada energia elétrica, ela gera uma fagulha capaz de detonar a gasolina que estiver na câmara de combustão do motor. Essa fagulha é resultado do acúmulo de energia na bobina que, no ponto certo, a ignição eletrônica libera essa energia para a vela formando uma faísca de até 4.000v.

Uma vela pode durar bastante tempo, mas é sempre bom verificar o estado do filamento e do corpo, pois isso afetará diretamente em seu desempenho. 
Fazendo uma leitura da vela, isso mesmo, leitura, você terá noção de como está o funcionamento de seu motor, pois a vela irá mostrar o que deve ser feito para melhorar a carburação de seu modelo. 


Por: Marco Daher
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Veja nas imagens abaixo como isso funciona.


VELA 1. - CARBURAÇÃO MUITO FINA (ou POBRE)
Esta vela veio de um motor que foi ajustado com a carburação muito fina (ou pobre). A carcaça está ligeiramente manchada de óleo, mas o filamento está claramente comprimido dentro do corpo da vela, então sabemos que ficou muito quente e quase foi derretido pelo calor da combustão. Se o motor tivesse continuado a funcionar nesta condição, o filamento teria derretido e caído para a câmara de combustão. Nesse ponto, você ficaria muito feliz se ele tivesse saído do motor através da porta de exaustão; caso contrário, poderia facilmente causar algum tipo de dano bastante sério ao motor.


VELA 2. - CARBURAÇÃO NORMAL
Esta é como deve ficar uma vela com a carburação bem acertada, tendo o filamento quase que intacto e razoavelmente limpo, resultado de um motor bem afinado. A carcaça também está relativamente limpa, então, é muito difícil estragar. O filamento da vela está brilhante e ainda não foi deformado por temperaturas de combustão excessivas ou travamento hidráulico causado pelo excesso de combustível.

VELA 3. - CARBURAÇÃO MUITO GORDA (ou RICA)
Esta Vela foi tirada de um motor que tinha sido carburado com uma mistura de combustível excessivamente gorda (ou rica). Os depósitos carbonizados no corpo da vela e no filamento formaram-se porque a vela não conseguia queimar todo o combustível recebido em excesso; certamente seria difícil dar partida e acelerar ao máximo.

VELA 4. - VELA VELHA E DESGASTADA
Esta vela está mais perto do ideal, mas é antiga e pode falhar em breve. Os lubrificantes no combustível e a temperatura gerada durante a combustão provocam descoloração no corpo da vela. Observe que o filamento está relativamente limpo e com uma cor branca fosca. Isto indica uma mistura de combustível um pouco magra. Um motor com esta regulagem gera uma boa potência, mas por ser relativamente magra, se houver uma ligeira mudança no clima (temperatura ambiente) o motor irá sentir a falta de combustível e perderá a potência.


As Velas (Glow Plugs) para Automodelos são fabricadas em dois tipos: STANDARD e TURBO

VELAS STANDARD
A principal diferença é bastante visível. A vela Standard é menor e possui uma arruela de vedação para evitar que a compressão do motor escape. Além disso, a base onde o filamento da resistência está soldado é reto. Outra diferença é a rosca da vela, que neste caso é mais grossa, ou em outras palavras, as ranhuras da rosca são mais afastadas. Cada tipo de vela só encaixa em seus motores específicos, sendo assim, não tente colocar uma vela TURBO em um motor de vela STANDARD e vice-versa.
A Vela STANDARD é usada normalmente em motores de automodelos não profissionais, com baixa rotação, independente da escala, do tipo ou do tamanho do motor.
Suas numerações variam de fabricante para fabricante, mas basicamente todos utilizam uma característica que é a do ambiente então, se você está em um lugar cuja temperatura é de 40°C, a vela recomendada é a n° P3. Conforme a temperatura ambiente vai caindo, sua escolha deverá mudar. Veja as tabelas de alguns fabricantes logo abaixo, com as indicações de cada vela para cada temperatura ambiente.

VELAS TURBO
Apesar do nome, o princípio da vela TURBO é o mesmo da vela STANDARD, porém, a vedação da compressão no cabeçote do motor se dá no formato cônico do pé da vela. Este formato é para que a vela se encaixe perfeitamente na espoleta, fazendo a vedação. Um pouco maior do que a vela STANDARD em seu comprimento, ambas possuem a mesma bitola sextavada de 7mm. Essa possui uma rosca fina, suas ranhuras são mais próximas uma da outra e possuem diferentes tipos para diferentes motores, onroad e offroad.
Especificamente desenvolvidas para motores de alta performance e alta rotação, esse tipo de vela tem que segurar o tranco para trabalhar em condições adversas com o mínimo de variação possível, levando ao modelista o resultado esperado em qualquer tipo de corrida.
No que se diz respeito a numeração das velas, vale o descrito anteriormente no tópico de velas STANDARD. Escolha a vela conforme a temperatura ambiente, e não se esqueça, uma vela "quente" não é necessariamente uma vela que esquenta mais que as outras mas é a adequada para temperaturas ambientes mais quentes, o mesmo se enquadra para velas frias.

DICAS:
- Sempre que um padrão de vela for alterado em seu modelo, de P3 para P5 por exemplo, e mesmo que a temperatura ambiente, umidade do ar e pressão atmosférica sejam as mesmas, uma nova carburação deverá ser feita, afinal você mudou completamente o tipo da vela.
Veja no LINK COMO REGULAR O CARBURADOR DE MOTORES NITRO.

- Verifique com o fabricante de suas velas o gráfico de uso de Temperatura Ambiente. Abaixo temos alguns gráficos dos principais fabricantes.

Por: Marco Daher

Veja na imagem abaixo como ficam as velas instaladas nas espoletas.


Como podemos observar na imagem acima, na espoleta STANDARD uma parte da vela acaba passando para a câmara de combustão, já na espoleta TURBO a vela fica faceada com o limite do orifício de instalação da vela, proporcionando um perfeito fechamento da câmara de combustão.

Outro detalhe importante na carburação e no uso dos vários tipos de velas é que dependendo do clima, a temperatura ambiente e a umidade, influenciam muito na afinação dos motores. Você pode estar com uma carburação perfeita às 15h00 no verão, se às 15h30 o tempo fechar e chuviscar, sua carburação já será alterada e o modelo sente essa mudança imediatamente. Claro que neste caso a mudança de carburação pode ser ajustada na hora abrindo ou fechando a agulha (veremos como isso funciona na próxima postagem).

Por: Marco Daher

Veja abaixo um gráfico mostrando os tipos de vela a serem usados em diversas Temperaturas Ambientes.




 Por: Marco Daher

Veja abaixo alguns LINKS Interessantes:












Por: Marco Daher
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