Desenvolvimento de um Veículo Aéreo Não-Tripulado - LARA ...

servos, gera os sinais para os servos, e faz o chaveamento de emergência entre o controle via rádio
ou pelo módulo principal. Esse módulo está ilustrado na Figura 3.24.
Antes de realizar o projeto desse circuito, é importante entender qual o padrão da indústria
para gerar os sinais de controle de servos. Tipicamente, o sinal de controle é um sinal PWM com
frequência de 50 Hz, ou seja, período de 20 milissegundos, com níveis lógicos seguindo o padrão
TTL, ou seja, 0 a 5 V. Esses sinais são a referência dos servo-motores das superfícies de atuação
da aeronave ou da potência do motor.
A posição do servo (ou potência do motor) é controlada pelo tempo que o sinal fica em nível
lógico 1, ou seja, pelo ciclo de trabalho do sinal PWM. O valor mínimo da posição é obtido com
o ciclo de trabalho de 2%, ou seja, com um pulso de 1 milissegundo. Já o valor máximo é obtido
com um ciclo de trabalho de 4%, ou seja, 2 milissegundos.
Dentro dessa faixa de operação, o valor de posição “padrão” (neutro da superfície de atuação)
é de 3%, ou seja, 1500 milissegundos.
O rádio Spektrum DX-7 fornece 7 saídas PWM, projetadas para serem diretamente conectadas
ao servos. Essas saídas são disponibilizadas por cabos contendo o sinal PWM, terra e alimentação
de 5 V. A alimentação do rádio e dos servos é feita através do ESC, que tem um regulador de 5
V interno. A funcionalidade de cada uma dessas 7 saídas é configurável no controle.
Além dos sinais PWM, o módulo Spektrum também transmite os dados de forma serial, utilizando
um protocolo e padrão físico não documentados pelo fabricante. Com um pouco de
engenharia reversa, descobriu-se que esse sinal é serial, com níveis lógicos do tipo LVTTL.
O projeto a nível de sistema do módulo de rádios está na Figura 3.25.
3.7.2.1 Controle dos Rádios
Dessa forma, pode ser feito o projeto do módulo de controle dos rádios. De um ponto de
vista de sistema, essa parte do módulo deve extrair a informação do ciclo de trabalho do sinal
PWM fornecido pelo rádio, gerar o sinal PWM para atuação a partir dos comandos do processador
principal, e selecionar a saída entre um desses sinais (chave de emergência).
A primeira decisão de projeto foi utilizar dois microcontroladores AVR para gerenciar os PWMs
- um para realizar a leitura e outro para realizar a geração de sinais. A decisão de utilizar dois
dispositivos diferentes foi a quantidade de timers disponíveis em cada dispositivo, e a topologia
de software utilizada.
Com isso em mente, a interface com os rádios foi projetada. A fim de manter um alto grau de
confiabilidade, o chaveamento entre o comando do rádio e do AVR deveria ser feito pelo dispositivo
mais simples possível - um MUX. O sinal de controle do MUX seria controlado pelo AVR que
realiza a leitura dos rádios.
O MUX deve realizar a conversão de nível lógico entre o sinal do AVR, que é LVTTL (3,3 V),
e o sinal TTL esperado pelo servo. Para tal, basta selecionar um MUX que identifique 3,3 V como
nível lógico 1.
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