AutonomoRC

Projeto de controle embarcado para veículo RC autônomo/manual, utilizando Arduino, sensores e comunicação CAN.

Funcionalidades

• Controle de motor (ESC) e direção (servo) via RC ou comandos CAN.
• Leitura de sensores:
  • Encoder óptico (TCRT5000) para velocidade da roda.
  • Sensor ultrassônico (HC-SR04) para detecção de obstáculos.
  • Fototransistor para detecção de linha/luz.
  • Mock de velocidade do veículo (MPU9250).
• Controle de tração (opcional, ativado por canal RC).
• Parada automática ao detectar obstáculos.
• Comunicação CAN com Raspberry Pi:
  • Recebe comandos de navegação (PWM/ângulo).
  • Envia dados de navegação (velocidade, pulsos, slip).
  • Heartbeat CAN para monitoramento.
• Diagnóstico de sensores (alerta por LED).

Arquivos principais

• arduino/controlerecu.ino: Código principal do Arduino para controle do veículo.
• README.md: Este arquivo.

Instalação

1. Instale as bibliotecas necessárias no Arduino IDE:

   • Servo
   • Wire
   • SPI
   • MCP_CAN_lib

2. Faça upload do arquivo controlerecu.ino para o Arduino.

3. Conecte os sensores e atuadores conforme os pinos definidos no código.

Pinos e Conexões

Função	Pino Arduino	Pino MCP2515	Pino Raspberry Pi (SPI)
TCRT5000 (encoder)	3
ESC (motor)	9
Servo direção	10
HC-SR04 Trigger	6
HC-SR04 Echo	7
Fototransistor	2
LED	12
RC CH1 (direção)	3
RC CH2 (aceleração)	2
RC CH3 (trac. ctrl)	4
RC CH4 (modo)	5
CAN CS	8	CS	GPIO (ex: 8)
CAN SO (MISO)		SO	MISO (GPIO 9)
CAN SI (MOSI)		SI	MOSI (GPIO 10)
CAN SCK		SCK	SCK (GPIO 11)
CAN INT		INT	GPIO (ex: 25)
CAN VCC/GND		VCC/GND	3.3V/5V e GND

Atenção: Ajuste os pinos e parâmetros conforme seu hardware.

Ligação do MCP2515 ao Raspberry Pi (SPI)

Conecte o módulo MCP2515 ao Raspberry Pi usando a interface SPI. Exemplo de ligação:

MCP2515	Raspberry Pi GPIO	Função
VCC	3.3V ou 5V	Alimentação
GND	GND	Terra
SCK	GPIO 11 (SCLK)	SPI Clock
SI	GPIO 10 (MOSI)	SPI MOSI
SO	GPIO 9 (MISO)	SPI MISO
CS	GPIO 8 (CE0)	SPI Chip Select
INT	GPIO 25 (ou outro disponível)	Interrupção

Nota: O MCP2515 pode ser alimentado com 5V, mas o Raspberry Pi trabalha com 3.3V nos pinos GPIO. Certifique-se de que o módulo MCP2515 possui conversores de nível lógico para comunicação segura.

Ligação do MCP2515 ao Arduino

Para conectar o MCP2515 ao Arduino, você deve ligar os seguintes pinos:

MCP2515	Arduino	Função
VCC	5V	Alimentação
GND	GND	Terra
SCK	13	SPI Clock
SI	11	SPI MOSI
SO	12	SPI MISO
CS	8 (exemplo)	SPI Chip Select (CAN_CS_PIN no código)
INT	(opcional, ex: 2)	Interrupção (pode não ser usado)

• CAN CS é o pino de seleção do chip (CS), definido no código como CAN_CS_PIN.
• Os pinos SCK, MOSI (SI), MISO (SO) são os pinos padrão SPI do Arduino UNO (13, 11, 12).
• INT pode ser usado para interrupção, mas não é obrigatório para funcionamento básico.

Importante: Todos os pinos de comunicação SPI devem ser conectados, não apenas o CS.

Alimentação do Arduino via BEC do ESC

Você pode alimentar o Arduino usando o BEC do ESC, conectando o fio vermelho (5V) e preto (GND) do conector do ESC à entrada de alimentação do Arduino (pino VIN ou 5V, dependendo do modelo). Certifique-se de:

• O BEC fornece tensão estável de 5V.
• Não alimente o Arduino simultaneamente por USB e pelo BEC para evitar conflitos.
• O MCP2515 deve ser alimentado pelo mesmo 5V e GND do Arduino.

Atenção: Se usar fontes diferentes para Arduino e MCP2515, conecte os GNDs para referência comum.

Alimentação dos módulos MCP2515 (Arduino e Raspberry Pi)

Você pode alimentar cada módulo MCP2515 (o conectado ao Arduino e o conectado ao Raspberry Pi) com fontes diferentes, desde que cada um receba a tensão adequada ao seu lado (5V para Arduino, 3.3V ou 5V para Raspberry Pi, conforme o módulo). O ponto mais importante é que todos os dispositivos conectados ao barramento CAN (incluindo ambos MCP2515, Arduino e Raspberry Pi) devem ter seus GNDs interligados para garantir referência comum de sinal e comunicação confiável.

• O MCP2515 do Arduino normalmente é alimentado com 5V.
• O MCP2515 do Raspberry Pi pode ser alimentado com 3.3V ou 5V, dependendo do módulo e do circuito de interface de nível lógico.
• Sempre conecte os GNDs de todos os módulos e dispositivos CAN entre si.

Nunca conecte diretamente sinais de 5V aos pinos GPIO do Raspberry Pi. Use módulos MCP2515 com conversores de nível lógico para proteger o Raspberry Pi.

Por que não conectar sinais de 5V diretamente aos GPIO do Raspberry Pi?

Os pinos GPIO do Raspberry Pi operam em 3.3V e não são tolerantes a 5V. Se você conectar sinais de 5V diretamente a esses pinos, pode danificar permanentemente o processador do Raspberry Pi. Isso vale tanto para sinais de dados (como SPI, I2C, UART) quanto para sinais de controle.

Como proteger o Raspberry Pi?

• Use módulos MCP2515 com conversores de nível lógico integrados: Muitos módulos MCP2515 já vêm com circuitos de conversão de nível para adaptar sinais de 5V para 3.3V. Verifique a documentação do seu módulo.
• Adicione conversores de nível lógico externos: Se o seu módulo MCP2515 não possui conversão de nível, utilize circuitos de conversão (por exemplo, usando transistores MOSFET ou CI dedicados) entre o MCP2515 e o Raspberry Pi.
• Nunca alimente o MCP2515 com 5V se ele estiver conectado diretamente ao Raspberry Pi sem conversão de nível. Prefira alimentar o MCP2515 com 3.3V nesses casos.

Exemplos de conversão de nível

• Conversor de nível lógico bidirecional: Pequenos módulos com MOSFETs, facilmente encontrados em lojas de eletrônica, permitem adaptar sinais SPI/I2C entre 5V e 3.3V.
• Divisor resistivo: Para sinais unidirecionais (ex: MISO), um simples divisor de tensão com resistores pode ser usado, mas não é recomendado para sinais de alta velocidade como SPI.

Resumo: Sempre confira se o seu módulo MCP2515 é compatível com 3.3V nos sinais SPI antes de conectar ao Raspberry Pi. Se não for, adicione conversores de nível lógico para evitar danos ao hardware.

Modos de Operação

• Manual: Sinais do rádio controlam motor e direção.
• Autônomo: Comandos CAN controlam motor e direção.
• Controle de tração: Ativado pelo canal RC CH3.
• Parada por obstáculo: Motor é bloqueado se obstáculo detectado a menos de 20cm.

Comunicação CAN

• Comandos recebidos:
  • ID 0x100: [ESC PWM, Servo Ângulo]
• Dados enviados:
  • ID 0x200: [Velocidade roda, Pulsos, Slip]
  • ID 0x300: [Obstáculo detectado]
  • ID 0x400: Heartbeat

Observações

• O código inclui mocks para sensores não implementados (ex: MPU9250).
• Ajuste os valores de PWM, ângulos e limites conforme seu veículo.
• O LED pode indicar falha de sensores.

Licença

MIT