✈️ Plane Flight Controller

Firmware e eletrônica para um sistema de controle de voo de avião rádio controlado.

Este repositório contém o firmware para um sistema embarcado de controle de voo para um avião. O projeto utiliza PlatformIO para compilação e upload, e implementa o controle de superfícies de voo (ailerons, profundor e leme) através de um joystick, com logging de dados em cartão SD e exibição de status em um display LCD.

⚙️ Visão geral do firmware

Principais módulos incluídos:

• Leitura de Joystick para controle manual.
• Controle de múltiplos servo motores para as superfícies de voo.
• Registro de estados de voo em cartão SD (SDCardLogger).
• Exibição de status em tempo real em um display 16x2 (display).
• Gerenciamento de tarefas concorrentes com FreeRTOS.

Componentes Principais

• Microcontrolador: ESP32 Dev Module
• Controle: Joystick analógico com botão
• Atuadores: Servo motores para Ailerons, Profundor e Leme
• Armazenamento: Cartão SD para logging de dados
• Display: LCD 16x2 com interface I2C

✅ Requisitos

• PlatformIO (versão estável recomendada) instalada como extensão do VS Code ou via CLI.
• Toolchain para a placa ESP32 (o PlatformIO instalará automaticamente).

📌 Pinagem do MCU

GPIO (ESP32)	Sinal / Identificador	Descrição / Conexão
21	DISPLAY_SDA_PIN	I2C SDA para o Display LCD
22	DISPLAY_SCL_PIN	I2C SCL para o Display LCD
34	JOYSTICK_ADC_X_PIN	Eixo X do Joystick (Analógico)
35	JOYSTICK_ADC_Y_PIN	Eixo Y do Joystick (Analógico)
27	JOYSTICK_BUTTON_PIN	Botão do Joystick (Digital com interrupção)
26	AILERON_LEFT_SERVO_PIN	Servo do Aileron Esquerdo
25	AILERON_RIGHT_SERVO_PIN	Servo do Aileron Direito
18	ELEVATOR_LEFT_SERVO_PIN	Servo do Profundor Esquerdo
19	ELEVATOR_RIGHT_SERVO_PIN	Servo do Profundor Direito
5	RUDDER_SERVO_PIN	Servo do Leme
15	SD_CS	Chip Select (CS) do Cartão SD
14	SPI SCK	Clock SPI para Cartão SD
12	SPI MISO	MISO SPI para Cartão SD
13	SPI MOSI	MOSI SPI para Cartão SD

📦 Bibliotecas Utilizadas

• Arduino framework
• FreeRTOS (integrado ao ESP-IDF do Arduino)
• LiquidCrystal_I2C v1.1.4 - Para controle do display LCD.
• Bibliotecas locais (servo.hpp, display.hpp, SDCardLogger.h)

🗂️ Estrutura do Projeto

./
├── firmware/
│   ├── platformio.ini
│   ├── include/
│   │   ├── display.hpp
│   │   ├── README
│   │   ├── SDCardLogger.h
│   │   └── servo.hpp
│   ├── lib/
│   ├── src/
│   │   ├── display.cpp
│   │   ├── main.cpp
│   │   ├── SDCardLogger.cpp
│   │   └── servo.cpp
│   └── test/
└── README.md

• firmware/: Contém todo o código fonte do projeto embarcado.
  • platformio.ini: Arquivo de configuração do PlatformIO, definindo a placa, framework e dependências.
  • include/: Arquivos de cabeçalho (.h, .hpp) para os módulos do projeto.
  • src/: Arquivos de implementação (.cpp) e o main.cpp, que contém a lógica principal e a configuração do sistema.
  • lib/: Diretório para bibliotecas locais ou de terceiros.

✈️ Estados de Voo

O sistema opera com base nos seguintes estados de voo, determinados pela posição do joystick:

• CRUISE: Estado neutro, voo de cruzeiro.
• PITCH_UP: Movimento de arfagem para cima (cabrar).
• PITCH_DOWN: Movimento de arfagem para baixo (picar).
• YAW_RIGHT: Movimento de guinada para a direita.
• YAW_LEFT: Movimento de guinada para a esquerda.
• ROLL_RIGHT: Movimento de rolagem para a direita.
• ROLL_LEFT: Movimento de rolagem para a esquerda.

O botão do joystick alterna o controle do eixo X entre os modos YAW (leme) e ROLL (ailerons).

📊 Taxa de Amostragem

• Leitura do Joystick: A cada 70ms (controlado por um software timer do FreeRTOS).
• Escrita no Display: A cada 100ms.
• Gravação no Cartão SD: A cada 100ms, com um flush para o disco a cada 10 registros.

🏃 Tasks FreeRTOS

O firmware utiliza o FreeRTOS para gerenciar tarefas concorrentes. A seguir, a descrição das tasks principais:

Task	Core	Prio	Descrição
vJoystickReadTask	1 (APP)	1	Lê o joystick a cada 70ms (via timer), determina o estado de voo e envia para as outras tasks.
vControlTask	0 (PRO)	1	Recebe o estado de voo e os valores do joystick para controlar os ângulos dos servos.
vDisplayWriteTask	0 (PRO)	2	Recebe o estado de voo e o exibe no display LCD 16x2.
vSDCardSaveTask	1 (APP)	2	Recebe o estado de voo e o registra em um arquivo CSV no cartão SD com um timestamp.

⚙️ Compilação e Upload

Pré-requisitos

• PlatformIO CLI ou extensão VS Code instalada.
• Placa ESP32 Dev Module.

Para compilar e fazer o upload, utilize os comandos do PlatformIO no seu ambiente de desenvolvimento:

• Build: pio run
• Upload: pio run --target upload
• Monitor Serial: pio device monitor