Desenvolvimento de um sistema de controle autônomo de enxame de drones: concepção, otimização estrutural e validação experimental de plataforma aérea de alta eficiência.

Abstract

A robótica aérea tem crescido rapidamente com aplicações em várias áreas, mas os enxames de drones esbarram em dois grandes problemas: o custo alto de plataformas comerciais, que variam de R$ 5.000 a R$ 50.000 por unidade e inviabilizam a pesquisa acadêmica, e a autonomia limitada das baterias LiPo tradicionais, que dão apenas 5 a 8 minutos de voo.

Para resolver isso, desenvolvemos uma plataforma barata e de autonomia estendida. O projeto focou em escolher componentes com bom custo-benefício, como os motores EMAX RS2205, a controladora STM32F405 e o receptor ELRS. Também fabricamos manualmente uma bateria Li-Ion 4S1P com células EVE 50E, atingindo 243 Wh/kg (cerca de 40% a mais que as baterias LiPo). Na parte mecânica, evoluímos do protótipo V1 em PETG (860 g) para o V2 em PETG-CF (600 g), cortando 30% do peso e subindo a eficiência em 40%.

Nos testes práticos com telemetria, o V2 cravou entre 25 e 26 minutos de voo em *hover*. O cálculo teórico apontava 35 minutos, o que dá uma diferença de cerca de 30% em relação à prática, uma margem perfeitamente normal e aceitável em engenharia. O custo fechou em R$ 1.070 por drone (sem o rádio), ficando muito mais barato que as opções comerciais e viabilizando a montagem de um enxame para laboratório.

A plataforma está pronta e operacional para receber os próximos passos, como a implementação de algoritmos de controle distribuído via ROS 2.