Faça seu próprio Rádio Controle

Introdução

 

O rádio controle é amplamente utilizado em hobbies e é muito conhecido por todos nós.

Sabe aquele carrinho de controle que você teve ou aquele drone que você viu voando? Ambos são controlados por um rádio controle e tem o princípio de funcionamento idêntico, apesar das diferenças de tecnologia. Vejamos abaixo algumas características:

– Canais:

Os canais são, a grosso modo, os comandos ou funções que o rádio nos permite ter. São usados para controlar a direção, velocidade e funções extras que o dispositivo controlado necessita em sua operação. A maioria dos rádio controles que temos hoje em dia tem pelo menos 6 canais, sendo 4 principais e 2 destinados a funções extras.

– Transmissor

O dispositivo recebe esse nome por funcionar através de radiofrequência, onde a comunicação entre transmissor e receptor é feita atualmente na casa dos 2.4 GHz. Essa tecnologia chegou para substituir os tradicionais rádios de 72 MHz que sofriam com interferências de outros dispositivos atuando na mesma frequência. Quem nunca teve um carrinho de controle e sofreu interferência quando um colega estava brincando com outro carrinho nas proximidades, não é? Essa mudança de tecnologia fez com que os rádios de hoje sejam muito mais confiáveis e tenham um alcance considerável, sendo possível chegar na a vários quilômetros dependendo do local e da qualidade do transmissor.

– Receptor

O receptor é o responsável por receber e repassar os comandos que o usuário quer aplicar a um determinado dispositivo. Esses comandos são enviados através de pulsos, normalmente PWM, que são destinados a controlar o ângulo de um servo motor ou a velocidade de um motor, estando este conectado a um ESC.

Agora, melhor que somente entender os detalhes e características de um equipamento tão sofisticado e relativamente caro é poder construir e adaptar um de acordo com sua necessidade e com um custo bem reduzido. Pensando nisso, vamos te ensinar como montar o seu próprio rádio controle baseado no Arduino. Veja só:

 

Lista de Materiais

 

 

Para o transmissor:

1x Arduino Pro Mini

1x Módulo NRF24L01+PA+LNA

1x MPU6050

1x placa perfurada 10x15cm

1x bateria 9V

1x plug p/ bateria 9V

1x micro interruptor

1x regulador de tensão AM1117 3,3V

1x capacitor 100uF

1x capacitor 100nF

2x Módulo Joystick

2x Chave Alavanca

2x Potenciômetro 1K

4x push buttons

 

Para o receptor:

1x Arduino Pro Mini

1x Módulo NRF24L01+PA+LNA

1x regulador de tensão AM1117 3,3V1x Capacitor 0,1uF

1x placa perfurada 7×5

1x capacitor 100uF

 

Adicionais:

– 2x Barras de pinos macho 180°

Cabos coloridos

Estanho

 

Resumo dos Componentes

 

Antes de prosseguirmos, vamos apresentar alguns componentes novos de forma bem resumida:

NRF24L01:

O NRF24L01 é um transceptor, ou seja, é um componente que pode funcionar como transmissor e receptor. Essa configuração nos permite dois tipos de comunicação: a unidirecional, onde temos um transmissor e um receptor fixos, e a bidirecional, onde ambos os lados podem transmitir e receber dados. Suas características incluem a tecnologia 2.4 GHz, baixo consumo de energia, potência do sinal considerável e velocidade de transmissão na casa dos 250Kbps. O módulo que utilizaremos é o NRF24L01+PA+LNA, que possui um amplificador de sinal e uma antena de 2dBi, que nos permite alcançar, segundo o fabricante, distâncias de até 1Km em locais abertos e livres de obstáculos que possam vir a bloquear o sinal.

MPU6050

O módulo MPU6050 é um sensor que possui um acelerômetro e um giroscópio em seu integrado. Cada um desses sensores retorna valores em ângulos nos eixos X, Y e Z correspondentes à movimentação e inclinação de objetos tridimensionais. No nosso projeto, ele será utilizado visando projetos futuros baseados em controle por gestos.

Arduino Pro Mini

É basicamente um Arduino Uno em miniatura. Possui o mesmo microcontrolador e especificações bem semelhantes. Para saber mais, visite o guia completo sobre ele clicando aqui.

 

Montagem e programação

 

A montagem, apesar de ter muitas conexões, é bem simples e fácil de entender, basta acompanhar os diagramas e não terá dificuldades. Veja só:

Transmissor:

Passo 1 – Soldagem dos terminais

Para a montagem do transmissor, vamos começar preparando os componentes. É necessário soldar pinos em todos eles para facilitar a montagem. Também precisamos trocar os pinos em 90° do módulo Joystick pelos de 180°, para facilitar o encaixe na placa perfurada.

IMPORTANTE: Alguns joysticks não possuem ilhas de solda na parte superior, o que requer um pouco mais de cuidado e atenção na hora de realizar o processo. Será necessário utilizar um suporte para segurar o módulo e a barra de pinos, para que a soldagem seja realizada por baixo, conforme a foto:

Também recomendamos que remova a parte plástica que envolve os pinos após a solda, ficando dessa forma:

Passo 2 – Organização dos componentes na placa

Após essa etapa, vamos posicionar os componentes de forma que fiquem confortáveis nas nossas mãos. Tiramos por base a posição dos sticks e chaves de um rádio controle profissional, já que as chaves auxiliares e potenciômetros estão numa posição de fácil acesso sem que seja necessário soltar os sticks.

Passo 3 – Soldagem dos componentes

Depois de posicionar os componentes, podemos dar início ao processo de soldagem dos mesmos, atentando sempre para não exagerar na solda e unir dois terminais

Passo 4 – Conexões e trilhas

Com os componentes já soldados na placa, vamos iniciar as ligações de alimentação e dados. Para isso, você deve seguir fielmente as conexões apresentadas no diagrama abaixo e estude a melhor posição para se fazer as trilhas.

Créditos: howtomechatronics.com

Recomendamos que façam as trilhas de alimentação primeiro, respeitando sempre as tensões e polaridades. Isso garantirá que você não vai esquecer de alimentar nada no circuito!

Note também que soldamos o regulador de tensão bem próximo ao módulo NRF24L01edr4, pois somente ele usará a tensão de 3,3V em todo o projeto. Lembre-se também de soldar respectivos os capacitores conforme indicado no diagrama.

Após isso, basta consultar o esquemático e fazer todas as conexões com os pinos digitais e analógicos do Arduino.

Passo 5 – Teste

Esse passo é extremamente importante para que você possa verificar erros de conexão que possam ter passado despercebido e evite uma dor de cabeça maior ainda no decorrer da montagem. Para isso, pegue um multímetro e posicione na escala de continuidade. Faça os testes de ponto em ponto, verificando se existe conexão e nenhum terminal está em curto. Para os pontos em comum (GND e VCC), escolha um único ponto e verifique se existe conexão entre ele e os demais de mesma polaridade, assim você garante que tudo está alimentado corretamente.

Passo 6 – Programação

Com todos os testes de continuidade feitos, vamos passar para a programação. Como o Arduino Pro Mini não possui interface USB, vamos precisar de um Arduino Uno ou um conversor USB serial. Se você não sabe como programar esse arduino, sugerimos que acesse nosso post sobre o mesmo clicando aqui.

O código

O código que vamos utilizar foi desenvolvido por Dejan Nedelkovsk e faz uso da biblioteca RF24, você pode acessar o Github dela e fazer o download clicando nesse link.

Créditos: Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com

 

O funcionamento do código está descrito nos comentários ao longo do mesmo e também nas referências do post.

Para carregar o código, selecione a opção “Arduino Pro or Pro Mini”, selecione a porta COM e faça o envio.

Feito isso, você já pode cuidar da montagem do receptor. Veja só:

Montagem do receptor

O receptor, como descrito acima, é a peça que distribui os comandos enviados pelo transmissor, sem ele nada pode ser controlado e por isso também vamos montar um para o nosso transmissor. Ele possuirá 9 canais que podem ser programados de acordo com a sua necessidade.

Passo 1 – Soldagem

Como primeiro passo, você deve soldar todos os pinos do Arduino, preparando-o para o próximo passo.

Passo 2 – Organização dos componentes na placa

Nessa parte, vamos precisar de:

– 3 barras com 8 pinos;
– 2 barras com 3 pinos;
– 1 barra com 6 pinos.
– 1 barra com 3 pinos
– 1 barra com 2 pinos

São elas que permitirão todas as conexões de sinal e alimentação com o receptor.
Para a organização na plaquinha, sugerimos que siga o padrão abaixo:

Créditos: howtomechatronics.com

Passo 3- Soldagem dos componentes:

O processo aqui será o mesmo do transmissor, mantendo as recomendações referentes às trilhas de alimentação e ao regulador de tensão do módulo RF, lembrando sempre de seguir o diagrama abaixo:

Créditos: howtomechatronics.com

IMPORTANTE: Coloque jumpers entre os contatos dos canais 7 e 8, pois são ligados aos pinos TX e RX do Arduino, o que pode causar alguma falha na hora da programação caso estejam conectados.

Passo 4 – Trilhas e Conexões:

Aqui novamente você deve seguir o diagrama esquemático do receptor, para que não haja ligações erradas e seu dispositivo apresente um mal funcionamento.

Passo 5 – Teste

Novamente recomendamos que você faça os testes de continuidade já feitos no transmissor. Você deve garantir que não exista nenhum curto circuito entre os pinos e que isso venha causar algum dano ao receptor ou aos componentes conectados a ele.

Passo 6 – Programação

O processo de programação do receptor é o mesmo que foi descrito para o transmissor, basta carregar no Arduino e não terá problemas. As explicações você também encontra ao longo do código e nas referências do post.

Créditos: Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com

 

Finalizando a montagem e testando

 

Se você chegou aqui, seu rádio controle já está pronto para funcionar. Sugerimos que passe uma fita isolante sobre as conexões para garantir que nenhuma se solte e posicione a bateria do transmissor em um local fixo, usando fita dupla-face. Feito isso, está tudo pronto para iniciar os testes e aplicações.

Para testar, conectamos o receptor a um automodelo elétrico, sendo a direção no canal 1 e o ESC no canal 9 do receptor.

Veja só um vídeo do funcionamento do nosso rádio controle:

 

Conclusão


Com esse sistema montado vamos iniciar uma série de projetos rádio controlados, visando entreter, conhecer e desenvolver novos projetos relacionados ao fascinante mundo da programação e eletrônica proporcionados pelo Arduino. Você também pode alterar o projeto e os códigos de acordo com a necessidade. Sua imaginação é o limite!!

 

Referências:

https://howtomechatronics.com/projects/diy-arduino-rc-transmitter/

https://howtomechatronics.com/projects/diy-arduino-rc-receiver/

https://howtomechatronics.com/projects/arduino-rc-airplane-diy/

 


 

Gostou do projeto e também construiu o seu? Fez adaptações e conseguiu resultados melhores ainda? Tire uma foto e nos marque no Instagram @eletrogate.

 

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Samuel Martins
Samuel Martins
Cursando Eletroeletrônica no SENAI CETEL. Fanático por eletrônica, automação, impressão 3D e afins, dedico meu tempo livre a pesquisas e projetos ligados às principais áreas de interesse, pratico aeromodelismo e sou curioso por astrofotografia.
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