Desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados de baixo custo aplicado a um veículo do tipo formula

Abstract

Resumo : Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados de baixo custo, destinado à aplicação em um veículo tipo Fórmula, utilizado pela equipe UFPR Fórmula. A proposta foi motivada pela ausência de uma solução capaz de coletar e transmitir informações críticas do veículo em tempo real, especialmente durante testes dinâmicos e provas da competição Fórmula SAE. Para isso, foi projetado e implementado um sistema baseado no microcontrolador ESP32, integrando módulos GPS, IMU, barramento CAN e comunicação sem fio utilizando a tecnologia LoRa. O projeto envolveu a construção do hardware, incluindo o desenvolvimento dos esquemáticos e da PCB, bem como a programação do firmware em ambiente PlatformIO com suporte ao FreeRTOS. O sistema embarcado foi dividido em duas unidades: DTU (Data Transmission Unit), embarcada no veículo, e DRU (Data Receiving Unit), responsável pela recepção remota dos dados. Foram realizados testes estáticos para validação elétrica, testes de funcionalidade dos módulos e simulações de estabilidade das fontes de alimentação. No entanto, devido a limitações operacionais da equipe durante o processo de shake down do carro, os testes dinâmicos integrados ao veículo não puderam ser finalizados. Além disso, a comunicação LoRa, embora parcialmente validada, não foi completamente integrada ao sistema. Como resultados, verificou-se que o sistema é funcional e promissor, com potencial para contribuir significativamente para o monitoramento e análise de desempenho veicular em futuras versões

Abstract : This work presents the development of a low-cost data acquisition system designed for a Formula-style vehicle used by the UFPR Fórmula team. The project was motivated by the lack of a solution capable of collecting and transmitting critical vehicle data in real time, especially during track tests and dynamic events of the Formula SAE competition. The proposed system is based on the ESP32 microcontroller and integrates GPS, IMU, CAN bus, and wireless communication via LoRa technology. The project included the design and implementation of hardware (schematics and PCB layout) and firmware development using PlatformIO and FreeRTOS. The embedded software was organized into two units: DTU (Data Transmission Unit), embedded in the car, and DRU (Data Receiving Unit), responsible for remote data reception. Several tests were conducted, including electrical validation, module functionality, and power supply stability simulations. However, due to technical issues during the team’s "shake down" phase, the system could not be fully tested in dynamic conditions. Additionally, the LoRa communication, although partially validated, was not fully integrated. The developed system proved to be functional and has strong potential to support future mechanical development and telemetry analysis