Desenvolvimento de um VeÃculo AÃ©reo NÃ£o-Tripulado - LARA ...

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Não chegou Header 1 Não chegou Header 2 Estado Inicial Chegou Header 1 Aguardando Header 2 Chegou Header 2 Não chegaram todos os dados Aguardando ID Checksum diferente do calculado Calcula Checksum Chegaram todos os dados Armazena dado Aguardando Tamanho (N) Aguardando Checksum Checksum igual ao calculado Processa dados recebidos Figura 4.4: Máquina de estados para decodificação do protocolo de comunicação a uma taxa de 50 pacotes (com cerca de 100 bytes) por segundo. Porém, é importante reconhecer as limitações - não existe forma de corrigir erros a não ser a retransmissão, e o programa está limitado a 256 bytes de dados. O overhead para pequenos pacotes também é significante. Uma possível melhoria seria o uso de uma algoritmo como CRC32 ou uma variante do Reed-Solomon, que permitiria a correção dos erros de comunicação. 4.4 Gerador de PWM O gerador de PWM é um dos dispositivos mais importantes da aeronave - sem ele, os sistemas de controle não conseguem atuar sobre os servos. Como esse dispositivo deve ser extremamente confiável, a idéia foi utilizar o software mais simples possível, evitando a introdução de eventuais bugs no código. Como visto na seção de hardware, esse dispositivo está baseado em um microcontrolador Atmel AVR ATmega328P, ou seja, em uma arquitetura de 8 bits. A vantagem desse tipo de dispositivo (sem sistema operacional) é o acesso direto aos periféricos internos, como timers, e a redução máxima na latência das interrupções. Uma primeira idéia seria utilizar os módulos de PWM embutidos em hardware, porém, essa técnica limitaria o número de canais utilizados ao número de PWMs do dispositivo (nesse caso, 3). Como são gerar 8 sinais PWM (um para cada servo), a abordagem utilizada foi “reaproveitar” o mesmo timer para todos os canais. Essa abordagem foi utilizada em [2]. O timer foi configurado para gerar uma interupção e zerar a cada 1 ms (mudança de canal, “Estado A”), e para gerar uma interupção quando o seu valor fosse igual a um valor de referência (mudança de nível lógico, “Estado B”), entre 0 e 1000 µs. Esse conceito está ilustrado na Figura 4.5. 74
1 ms 20 ms Tamanho variável (0 - 1 ms) Canal 1 Tamanho fixo (1 ms) Estado B t Canal 2 Estado A t Canal 3 t Figura 4.5: Geração dos sinais PWM para os servos A forma mais simples de entender o funcionamento é utilizar um exemplo. Nesse caso, assumese que o canal 2 está sendo estudado. No início do estado A, sabe-se que o canal 1 já está a 1 ms em nível lógico alto. Nesse início, o canal 2 é colocado em nível lógico alto, iniciando o seu ciclo de trabalho. A primeira interrupção ocorre quando o timer detecta que chegou no valor de referência - nesse instante, o sistema muda o nível lógico do canal 1 para zero, sinalizando o final do ciclo de trabalho do canal 1. O programa salva como novo valor de referência o valor do período do canal 2 menos 1 ms. A segunda interrupção ocorre quando o timer chega a 1 ms. Nesse instante, ele zera a contagem, e coloca o canal 3 em nível lógico alto. Quando ele chegar ao valor de referência gravado no canal 2 (período do canal 2 menos 1 ms), ele muda o nível lógico do canal 2, sinalizando o final do ciclo de trabalho do canal 2. Esse procedimento é repetido para todos os 8 canais, e volta a executar a partir do canal 1 a cada 20 ms, garantindo a frequência de 50 Hz. Essa abordagem permitiu que qualquer um dos pinos fosse utilizado como saída PWM, e permitiu a geração de vários canais simultaneamente sem sobrecarregar o processador. No restante do tempo, o microcontrolador aguarda novos dados pela porta SPI, e assim que os recebe, calcula os novos valores de referência para os 8 canais. 4.5 Leitor dos Rádios O sistema mais crítico da aeronave é o leitor do sistema de rádios, pois ele é o responsável pelo controle do sistema de emergência. Basicamente, após feita a leitura, o programa deve decidir se o multiplexador utilizará os dados do rádio ou os dados fornecidos pelo processador principal. Dessa forma, como no gerador de PWMs, esse código deve ser o mais simples possível, a fim de se evitar qualquer bug durante o vôo. Esse programa utiliza a interrupção por mudança de nível lógico do ATMega328P. Basicamente, 75
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Agradecimentos É essa talvez a par
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UART UAV UKF UnB USB VANT WGS WMM X
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O sistema também deve ser integrad
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Magnetômetros Forma de Calibraçã
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Tubo de Pitot Forma de Calibração
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