O Raspberry Pi costuma aparecer em projetos de automação residencial, robótica e pequenos computadores pessoais. Um desenvolvedor da comunidade Arrow Air mostrou uma aplicação bem diferente: utilizar um Raspberry Pi Compute Module 5 como computador de missão de um hexacóptero com peso máximo de decolagem de aproximadamente 200 kg. O projeto faz parte do Project Caribou, iniciativa de hardware aberto voltada ao desenvolvimento de aeronaves para transporte de cargas, pulverização agrícola e outras aplicações profissionais.
Raspberry Pi Flight Computer for a 200 KG Drone
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u/alexdada555 in
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As imagens publicadas pelo desenvolvedor mostram tanto o conjunto eletrônico instalado quanto a estrutura do drone durante a montagem.
O autor explica que participa do desenvolvimento do computador embarcado responsável por reunir informações de diferentes sistemas da aeronave. Segundo ele, o software roda em um Raspberry Pi CM5 e recebe dados do controlador de voo Pixhawk, dos controladores eletrônicos de velocidade (ESCs), dos sistemas de gerenciamento das baterias (BMSs) e também das cargas úteis instaladas na aeronave.
Raspberry Pi n00ão substitui o controlador de voo
Embora o porte do drone chame atenção, o desenvolvedor fez questão de esclarecer um ponto levantado por vários usuários nos comentários.
O Raspberry Pi não controla diretamente a aeronave. Segundo ele, todas as funções críticas permanecem sob responsabilidade de um controlador de voo Pixhawk, equipamento desenvolvido justamente para executar tarefas determinísticas em tempo real.
O Compute Module 5 funciona como um computador complementar, conhecido no setor como companion computer. Sua função é receber telemetria, integrar sensores e equipamentos externos, registrar dados, comunicar-se com servidores remotos e enviar comandos de alto nível quando necessário.
Na prática, comandos como ligar um pulverizador agrícola, iniciar um sistema de dispersão, alterar uma missão previamente planejada ou transmitir informações para um centro de operações passam pelo Raspberry Pi, enquanto o Pixhawk continua responsável por estabilização, navegação e acionamento dos motores.
O próprio desenvolvedor resumiu essa divisão ao responder se seria necessário utilizar um sistema operacional de tempo real (RTOS). Segundo ele, isso só seria obrigatório caso o Raspberry Pi executasse diretamente tarefas como controle dos sensores de estabilização e atualização dos motores em frequências elevadas. Como essas funções permanecem no Pixhawk, o sistema operacional padrão do Raspberry Pi atende às necessidades do projeto.
Integração reúne diversos sistemas da aeronave
De acordo com a descrição publicada, o computador de missão concentra informações provenientes de diferentes barramentos de comunicação.
Entre eles estão:
- telemetria enviada pelo Pixhawk utilizando MAVLink sobre UDP;
- dados dos seis ESCs através do protocolo DroneCAN;
- informações dos seis sistemas de gerenciamento das baterias;
- comunicação com pulverizadores agrícolas;
- dispensadores de herbicidas;
- sensores;
- câmeras multiespectrais;
- sistemas de carga útil conectados por Ethernet ou DroneCAN.
Depois de consolidar essas informações, o Raspberry Pi estabelece comunicação com o Caribou Hub, plataforma de gerenciamento remoto desenvolvida para o projeto.
Essa conexão utiliza um servidor WebSocket acessado por meio de uma VPN da Tailscale sobre rede 4G, permitindo acompanhar a aeronave remotamente.
Drone continua operando mesmo sem o Raspberry Pi
Outro ponto discutido na publicação foi a confiabilidade do sistema.
Questionado sobre redundância, o desenvolvedor afirmou que o Raspberry Pi não faz parte do circuito crítico da aeronave.
Segundo ele, caso o computador de missão apresente uma falha completa, o controlador Pixhawk continua responsável pelo voo, permitindo que a aeronave permaneça estável. Nesse cenário, o drone perderia recursos como integração de sensores, gerenciamento remoto e algumas funções automáticas, mas continuaria utilizando o controlador de voo para executar as operações essenciais.
Por que usar seis baterias independentes?
Outro tema debatido nos comentários foi a opção por utilizar uma bateria em cada braço do hexacóptero, em vez de um único conjunto centralizado. O autor do projeto destacou que existem vantagens e desvantagens em cada abordagem.
Uma bateria única costuma reduzir peso e custo por célula, além de facilitar o posicionamento próximo ao centro de gravidade.
Por outro lado, utilizar módulos independentes facilita a manutenção em campo. Caso apenas uma bateria apresente defeito, ela pode ser substituída individualmente, sem necessidade de trocar um conjunto inteiro que poderia pesar entre 30 e 50 kg.
O projeto também utiliza uma alimentação separada para a aviônica, estratégia que ajuda a isolar eletricamente os sistemas responsáveis pelo controle da aeronave.
Projeto é voltado ao desenvolvimento aberto
O Project Caribou integra a iniciativa Arrow Air, comunidade internacional dedicada ao desenvolvimento de aeronaves de código aberto e de um ecossistema de manufatura distribuída.
A proposta é disponibilizar documentação, projetos mecânicos, sistemas eletrônicos e software para que diferentes grupos possam desenvolver e adaptar aeronaves voltadas a aplicações como agricultura, logística e transporte de cargas.
Embora o Raspberry Pi seja um dos elementos que mais chamam atenção nas imagens, sua função é semelhante à de computadores de missão já utilizados em diversos drones profissionais: concentrar dados, integrar sistemas externos e ampliar as capacidades da aeronave, deixando o controle crítico de voo sob responsabilidade de um hardware dedicado.
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