Artigo escrito por Mano, Mano-RC   

*Foto meramenta Ilustrativa.

            O equipamento de radiocontrole (R/C) utilizado para comandar os aeromodelos continua sendo, para a maioria dos aeromodelistas, uma "caixa preta". Isso acontece porque para que se possa efetivamente entender o seu funcionamento, é necessário ter alguns conhecimentos básico de eletrônica e telecomunicações.

Tentaremos nesse texto, fornecer ao colegas algumas informações com a finalidade de esclarecer um pouco o que há dentro dessa "caixa preta", com palavras simples e sem abusar muito dos termos técnicos.

O funcionamento de um R/C deve ser bem simples, quando movimentamos a alavanca do stick do transmissor esperamos que o servo correspondente se movimente proporcionalmente controlando o modelo. O movimento do stick gera um sinal elétrico que precisa chegar até o receptor para movimentar o servo. A forma de fazer chegar ao receptor o sinal produzido pelo movimento do stick é "juntá-lo " a uma onda de rádio.

Esse processo é bem conhecido de todos nós. Quando escutamos um jogo de futebol num rádio acontece a mesma coisa, a única diferença é que nesse caso é um microfone que está gerando o sinal elétrico que chega até o nosso receptor. Da mesma forma quando assistimos a televisão, o sinal elétrico que estamos recebendo foi produzido por uma câmara de vídeo no estúdio da emissora.

A "mistura" do sinal elétrico do nosso R/C com a onda de rádio recebe o nome técnico de modulação. Se a modulação alterar a amplitude da onda de rádio, teremos um sistema AM ( Amplitude Modulada ). Por outro lado, se a modulação alterar a freqüência da onda de rádio, teremos um sistema FM ( Freqüência Modulada).
O sinal elétrico que vai modular a onda de rádio pode ser de dois tipos:

              PPM ( Pulse Position Modulation ) ou modulação por posicionamento de pulso;
              PCM ( Pulse Code Modulation ) ou modulação por código de pulso.

Resumindo isso tudo o que você precisa saber é o seguinte:

AM e FM são tipos de modulação da onda de rádio.
PPM e PCM são formas de codificar o sinal elétrico que vem reproduz o movimento do stick.

Podemos então ter um rádio FM que seja tanto PPM como PCM , ( mais comum ) ou ainda um rádio AM que também seja PPM ou PCM , ( menos comum ).

A pergunta é:

Porque não temos rádios AM codificados em PCM ?

Tecnicamente isso é viável, tanto que os primeiros rádios FUTABA codificados em PCM eram AM.

Porque ? Simplesmente porque não existiam R/C FM ainda !

Hoje todos os rádios PCM são FM porque a transmissão em FM tem uma série de vantagens em relação a transmissão em AM, por isso não se fabricam mais rádios AM.

Vantagens e desvantagens dos sistemas de R/C

RÁDIOS AM

Os rádios AM que ainda são muito usados aqui no Brasil devido ao seu baixo preço e ao fato de muitos colegas ainda possuírem aquele primeiro rádio adquirido quando ingressou no aeromodelismo. Esses equipamentos quando bem conservados funcionam perfeitamente, dentro das suas limitações técnicas. As principais limitações de um rádio AM são:

- Baixa imunidade a interferências produzidas por ruídos elétricos, pois os ruídos, devido a sua característica elétrica, localizam-se nos picos da onda de rádio, justamente no local em que um rádio AM transporta os sinais elétricos de controle.

- Baixa capacidade de rejeitar sinais interferentes de outros canais dentro da faixa de operação. Isso ocorre porque os receptor utilizados nos rádios AM são de conversão simples. A conversão de freqüência, faz parte do processo que o receptor utiliza para receber os sinais enviados pelo transmissor. Enquanto num receptor de AM esse processo acontece uma só vez, nos receptores de FM ele ocorre duas vezes, tornando o receptor mais "seletivo". Esses receptores podem ser identificados pela tarja vermelha onde está escrito [ DUAL CONVERSION ].

Se você utilizar seu rádio AM em zonas onde não existem muitos colegas voando juntos e que não possuam muitas fontes geradoras de ruído como industrias, estações de radio difusão etc, certamente você voará sem problema algum no rádio.

RADIOS FM - PPM

Os rádios FM, que trabalham com a codificação dos sinais em PPM também são chamados de rádios analógicos , não apresentam as limitações do rádio AM e, portanto, só tem vantagens em relação a este. São mais imunes aos ruídos elétricos pois a modulação é feita pela variação da freqüência da onda de rádio e não da amplitude como no AM. O receptor de FM trabalha no sistema de dupla conversão e por isso não sofre a interferência de outros canais.

RADIOS FM - PCM

Os rádios FM, que codificam os sinais dos sticks em PCM são conhecidos também como rádios digitais. Fora essa particularidade, seu funcionamento é idêntico ao de uma rádio FM PPM. A grande vantagem desse tipo de rádio é que o seu receptor só identifica os sinais codificados pelo transmissor, sendo portanto imune a qualquer outro tipo de ruído ou interferência.

As variações do sinal elétrico produzida pelo stick são enviadas a um microprocessador que as codifica em uma seqüência binária ( 1 e 0 ), também chamada de "palavra digital" , que é enviada pelo transmissor até o receptor como nos processos analógicos.

Ao chegar no receptor, outro microprocessador "identifica " o código e aciona o servo correspondente. O número 1024 que vem impresso na caixa do rádio PCM, indica que o rádio pode codificar até 1024 posições diferentes do stick! Ou seja, para cada uma das 1024 posições que o stick for colocado, o rádio gerará uma "palavra digital" que será enviada ao receptor.

As Interferências

                        Pessoal, vez por outra recebo um rádio para consertar, cujo dono alega que estava voando normalmente e de súbito perdeu o controle do modelo. Já sei que depois de submeter o rádio a todos os testes com o equipamento não vou encontrar defeito algum. Mas o colega não é maluco, se ele perdeu o controle do modelo, alguma coisa houve.

                        Descartando-se os casos em que a chave liga/desliga tinha mau contato, que os fios e/ou conectores da bateria estavam oxidados ou frouxos, qua a própria bateria já estava velhinha e esgotou a carga antes tempo e que não tenha havido erro de pilotagem, certamente a causa da queda foi devido a uma INTERFERÊNCIA.
                        

Mas afinal o que é INTERFERÊNCIA? Deixando de lado a interferência que algumas pessoas fazem nos assuntos dos outros, vamos nos restringir a interferência que acontece nos sistemas de radiocomunicação onde um radio transmissor envia sinais através do ar que serão captados por outro rádio receptor distante.
                        

O sistema mais conhecido de radiocomunicação por todos são as emissoras de radio comerciais de AM e FM. Nesse sistema, potentes transmissores com vários KW ( quilowatts ) transmitem seus sinais em todas as direções (omnidirecionais), abrangendo uma região que pode ser de algumas dezenas de quilômetros no caso das transmissões em FM, até centenas de quilômetros nas transmissões de AM.
                       

 Um receptor de rádio quando sintonizado exatamente na frequência ( CANAL )de uma dessas emissoras irá receber os seus sinais na forma de musica ou voz. Intuitivamente também sabemos que quanto maior for a POTÊNCIA da emissora, mais longe serão captados os seus sinais. Por outro lado quanto maior for a SENSIBILIDADE do receptor, melhor ele captará emissoras distantes.
                         

O receptor porém deve apresentar uma outra caracteristica além da SENSIBILIDADE, caracteristica essa, não tão importante quando se trata de escutar musica ou notícias, mas primordial quando queremos receber sinais de telecomando como é o caso do nosso radiocontrole, é a SELETIVIDADE.
                         

Enquanto a SENSIBILIDADE é responsável por fazer com que o receptor receba sinais fracos, a SELETIVIDADE faz com que ele receba sómente o sinal de uma determinada estação, na qual ele está SINTONIZADO, REJEITANDO todos os outros sinais que estão presentes na sua ANTENA.
                         

Sem entrar em muitos detalhes técnicos, vamos apenas dizer que o circuitos responsáveis pela SELETIVIDADE num receptor são os FILTROS.
                         

FILTROS são conjuntos de componentes eletrônicos projetados para deixarem passar só uma frequência rejeitando as outras. Imagine a ANTENA do receptor como uma peneira na qual você coloca certa quantidade de areia e imagine que o diâmetro da tela da peneira é o FILTRO do receptor. Assim como na peneira você vai ter grãos de areia de todos os tamanhos, também na ANTENA do receptor voce terá várias frequências
( CANAIS ) presentes. Como na peneira só vão passar grãos de determinado tamanho, também o receptor só irá receber o CANAL para o qual o FILTRO foi SINTONIZADO.
                         

Até aqui tudo bem mas o que vai acontecer se ao invés de colocarmos um punhado de areia na peneira colocarmos uma pá bem cheia? Certamente parte da areia irá derramar pelas bordas da peneira causando INTERFERÊNCIA na nossa areia peneirada! Ou seja, o FILTRO do receptor é projetado para bloquear os sinais indesejáveis DENTRO DE UM DETERMINADO LIMITE! O que eu quero dizer com isso é que se próximo ao receptor existir um outro transmissor com potência bem maior que o nosso rádio, MESMO QUE ELE NÃO ESTEJA EXAMENTE NA NOSSA FREQUÊNCIA IRÁ CAUSAR INTERFERÊNCIA NO NOSSO RECEPTOR.

Além da potência, existe outro fenômeno que causa INTERFERÊNCIA em sistemas de rádio. São as chamadas frequências ( ondas ) harmônicas . Esse é um assunto que envolve um pouco de física e matemática, por isso basta que saibamos que quando uma onda elétrica é produzida no transmissor, junto com ela, chamada de FUNDAMENTAL ( onda cuja frequência corresponde exatamente ao CANAL que estamos utilizando), também são geradas várias outras ondas cujas frequências são múltiplos da frequência original. Essas ondas são chamadas de frequências IMAGENS da onda principal. A principal catacteristica dessas ondas é que a medida que aumenta o múltiplo diminui a potência das mesmas. Só para ilustar podemos imaginar que se temos um transmissor de 10 watts de potência na frequência FUNDAMENTAL, a primeira harmônica 2IM ( 2 vezes a frequência fundamental ) possui sómente 3 watts e a segunda harmônica 3IM ( 3 vezes a frequência fundamental) apenas 0,1 watt. Os valores são ficticios pois a relação entre a potência das harmônicas é dada por uma fórmula matemática.
                       

Voltemos ao nosso R/C. A potência de um transmissor de R/C varia entre 0,4 - 0,7 watts ( 400 a 700 miliWatts). O filtro do nosso receptor é projetado para bloquear frequências indesejáveis QUE TENHAM POTÊNCIA DENTRO DESSA FAIXA. Só para exemplificar, se tivermos uma estação de rádio operando nas proximidades da nossa pista e em uma frequência que gere ondas harmônicas exatamente na frequência do CANAL que estamos operando, se que essas ondas tiverem potência suficientemente elevada para suplantar o FILTRO do nosso receptor - VAMOS SOFRER INTERFERÊNCIA!
                        

 Para finalizar vamos ver como se caracteriza na prática essa tipo de INTERFERÊNCIA.

                         Você nota que o avião voa bem exeto em uma determinada área da pista, geralmente na aproximação final, quando o modelo parece que perde o controle - as vezes perde mesmo e cai. Você logo desconfia do rádio porque o resto do pessoal que está voando sem problemas . Provavelmente essa interferência só acontece no seu canal.
                          Tente verficar com o pessoal que está voando se notaram alguma interferência na mesma região da pista, em caso positivo qual o canal eles estão utilizando.
                          Se a INTERFERÊNCIA é continua, ou seja ao voar em determinada área da pista o avião fica "maluco", pode ser indicação de que a a INTERFERÊNCIA esteja sendo gerada por uma estação comercial de AM ou FM nas proximidades.
                          Se a INTERFERÊNCIA é aleatória - acontece de vez em quando, podemos suspeitar de um transmissor de radioamador, faixa do cidadão ou de outro serviço privado de telecomunicações.
                          Troque o canal do rádio ( troque os cristais por outros de frequência diferente e faça um teste novamente ). Se o problema desaparecer fica claro que era um INTERFERÊNCIA específica no canal que você estava utilizando.
                          Transmissões do sistema de Rádio Chamada ( BIPS ) também podem interferir no R/C uma vez que as frequências utilizadas nesse serviço fica localizada exatamente dentro da faixa destinada aos R/C utilizando os canais ímpares. Por exemplo entre o canal 20 ( 72.190MHz ) e o canal 21 ( 72.210MHz ) está operando uma frequência de BIP de 72 200MHz !
                          Estações de rádio mal ajustadas, antenas transmissoras mal acopladas, "butinas" que multiplicam varias vezes a potência de uma estação de PX, geralmente mal construídas, são alguma fontes de INTERFERÊNCIA nos R/C. Lembremo-nos que existem milhares de sinais de todas as frequências e com varios niveis de potência presente no ar que nos rodeia sem que saibamos nem de onde são gerados. Resta para nós o elo mais fraco dessa corrente, matermos nossos equipamentos bem ajustadas e em boas condições operacionais, pois só assim não seremos surpreendidos com a famigerada INTERFERÊNCIA.

Antena

            Na edição de Outubro/2001 da RC Modeler, o consultor técnico de R/C da revista, George Stainer, publicou um pequeno artigo sobre a influência do tamanho da antena do receptor no funcionamento do equipamento de R/C. Em seu relato, ele cita que muitos colegas que gostam de voar modelos muito pequenos tem problemas com o tamanho da antena do receptor, pois além de causar arrasto no modelo se ficar abanando na cauda, um movimento mais brusco pode fazer com que o fio seja apanhado pela hélice causando a queda do modelo. Os testes foram feitos de maneira empírica, ou seja, no campo porém com a utilização de aparelhagem específica para determinar as alterações na intensidade do sinal recebida pelos receptores. Foram utilizados equipamentos de R/C de todas as marcas porém sempre na faixa de 72 MHz.
            Dobrando uma antena normal de 39" ( 1 metro aproximadamente ) de maneira que ela fique na forma de um "U" sendo que a parte maior fique com um comprimento de 20" (50 cm aprox.) e o resto do fio colocado paralelamente com um separação de 4" ( 10 cm), A recepção apresenta uma perda de 4% do sinal recebido.

            Cortando um pedaço de 3" ( 7,5 cm ) dessa mesma antena porém utilizando a mesma esticada normalmente a recepção não é afetada! Portanto se a antena do seu receptor tiver um pequeno pedaço cortado, não se preocupe o rádio vai continuar funcionando normal.

            Agora cortando novamente o fio da antena e deixando ele sómente com 21" ( 53 cm ) a perda de sinal é de 16%. Isso pode representar um problema quando se utiliza micro receptores, uma vez que tendo esses equipamentos a banda mais larga, alguns deles simplesmente deixam de funcionar se um pedaço da antena for cortado. Não esqueça que os dados obtidos nessa experiência dependem muito do ambiente em que esta instalada a antena

            Finalmente se cortarmos um pedaço de uma antena normal de 39" reduzindo o comprimento do fio a 18"( 45 cm ) o receptor simplesmente deixa de funcionar.

           Por outro lado se enrolarmos uma antena normal ( 39") em um cartão de visita deixando sómente 18" de fio para ser esticado na fuselagem do modelo, teremos uma perda de sinal da ordem de 17%.

           Por fim foram feitos ensaios com antenas encurtadas através de uma bobina de carga na sua base. Essas antenas são rígidas e tem o comprimento de 10" ( 25 cm ) sendo muito utilizadas em helicópteros. A perda de sinal na recepção é de 17%. Mesmo assim funcionam satisfatóriamente pois como se sabe a área de vôo de um helicóptero é bem menor que a área de uma aeromodelo.

          Convém notar que os teste acima foram feitos com a distância de 30 metros entre o transmissor e o receptor, ou seja, em condições normais que um aeromodelista deve testar o alcance do seu rádio. Salienta também o técnico, que os valores apresentados na redução do sinal recebido representam uma média de várias medidas com vários receptores e transmissores, o que significa que em condições especiais de instalação esses valores podem mudar tanto para melhor quanto para pior.