Desenvolvimento de um controlador de voo para aeromodelo com aquisição de dados e análise dinâmica
| dc.contributor.advisor | Hermano Rezende Rosa, Arthur | |
| dc.contributor.author | Ruthelli Costa, Eslan | |
| dc.contributor.referee | Ribeiro de Sa, Professor, Helbert | |
| dc.contributor.referee | Paulo Silva de Abreu, Marcus | |
| dc.date.accessioned | 2026-07-30T15:13:41Z | |
| dc.date.created | 2026-07-01 | |
| dc.description | Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um controlador de voo para aeromodelo baseado no microcontrolador STM32F103CBT6, escolhido por sua alta capacidade de processamento e baixo custo, integrando o sensor inercial MPU-6050 para leitura de ângulos de atitude e um módulo de gravação em cartão SD para aquisição de dados em voo. Propõe-se uma arquitetura embarcada capaz de realizar a leitura de sinais PWM provenientes do receptor de rádio controle, a geração de saídas PWM para atuadores (roll e pitch) e a fusão sensorial por meio de filtro complementar não linear, obtendo estimativas em tempo real dos ângulos de pitch e roll com baixa latência. A implementação foi conduzida seguindo boas práticas de configuração de periféricos, temporizadores, barramentos I2C e SPI, bem como integração da pilha FATFS, o que permitiu uma abordagem estruturada e eficiente na programação do microcontrolador. O sistema registra, em formato CSV, as entradas e saídas do aeromodelo para posterior aplicação de técnicas de identificação de sistemas, visando à obtenção da função de transferência que representa a dinâmica da aeronave. O método proposto contempla testes de bancada para validação eletrônica e funcional, ensaios de excitação controlada e voos de avaliação, seguindo procedimentos de análise de sistemas dinâmicos. Resultados preliminares indicam que o protótipo apresenta leitura estável de múltiplos canais PWM, estimativa consistente de atitude e registro adequado dos dados, apontando para uma base promissora na sintonia de controladores e análise dinâmica do aeromodelo. Ensaios adicionais em voo serão realizados para confirmar a viabilidade técnica, o baixo custo e a reprodutibilidade do fluxo de aquisição, processamento e análise, visando à sua aplicação em outras plataformas de voo não tripuladas. | |
| dc.description.abstract | This work presents the development of a flight controller for a model aircraft based on the STM32F103CBT6 microcontroller, chosen for its high processing capability and low cost, integrating the MPU-6050 inertial sensor for attitude angle measurement and an SD card logging module for in-flight data acquisition. The proposed embedded architecture is capable of reading PWM signals from the radio control receiver, generating PWM outputs for actuators (roll and pitch), and performing sensor fusion through a nonlinear complementary filter, providing realtime estimates of pitch and roll angles with low latency. The STM32 implementation followed best practices for configuring peripherals, timers, I2C and SPI buses, as well as FATFS integration, enabling a structured and efficient approach to microcontroller programming. The system records the aircraft’s inputs and outputs in CSV format for later application of system identification techniques, aiming to obtain the transfer function representing the aircraft dynamics. The proposed method includes bench testing for electronic and functional validation, controlled excitation tests, and flight evaluations, following established procedures for dynamic system analysis. Preliminary results indicate that the prototype shows stable reading of multiple PWM channels, consistent attitude estimation, and reliable data logging, providing a promising basis for controller tuning and dynamic analysis of the model aircraft. Additional flight tests will be carried out to confirm the technical feasibility, low cost, and reproducibility of the acquisition–processing–analysis workflow, aiming at its application to other unmanned aerial platforms. | |
| dc.identifier.advisorOrcid | 0000 | |
| dc.identifier.authorOrcid | 0000 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/20.500.14387/3351 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher.campi | Betim | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.institution | Instituto Federal de Minas Gerais | |
| dc.publisher.program | Bacharelado em Engenharia de Controle e Automação | |
| dc.rights | Acesso aberto | |
| dc.subject.cnpq | Engenharias | |
| dc.subject.keywords | STM32F103; MPU-6050; flight controller; PWM; system identification; transfer function; | |
| dc.title | Desenvolvimento de um controlador de voo para aeromodelo com aquisição de dados e análise dinâmica | |
| dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso |
