Projeto de Monitoramento e Telemetria de um Sistema BAJA utilizando LoRa e RTOS

dc.contributor.advisor1De Francisco, Carlos Alberto
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/1246572405382250
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-6472-5957
dc.contributor.authorMarmirolli, Guilherme
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/8397038859893862
dc.date.accessioned2026-07-06T18:00:38Z
dc.date.issued2026-06-12
dc.description.abstractBAJA SAE vehicles operate in adverse off-road environments, subject to vibrations, impacts, and large distances from reference stations, which makes real-time monitoring challenging with conventional wireless communication technologies that impose significant range and robustness limitations. In this context, this work presents the development and experimental validation of an embedded monitoring and telemetry system for BAJA SAE vehicles, based on LoRa communication and Real-Time Operating System (RTOS) task management. The proposed system consists of a custom printed circuit board designed for the acquisition of engine rotational speed, vehicle speed, continuously variable transmission (CVT) temperature, and triaxial acceleration data, using Hall-effect sensors (A3144), a Type-K thermocouple with MAX6675 interface, and an MPU6050 accelerometer. Data processing is performed by an ESP32 microcontroller running FreeRTOS, with task distribution across its dual-core architecture to ensure efficient real-time operation. Wireless data transmission is carried out through the E220-900T22D LoRa module operating at 915 MHz, while local data logging is implemented through an SD card interface. Experimental validation demonstrated temperature measurement error within the manufacturerspecified tolerance of approximately 2 °C, coherent sensor responses for rotational speed and vehicle speed with minor delay and damping effects, and proper accelerometer operation for gravitational acceleration detection. Field tests of the LoRa communication link confirmed compliance with the 500 m range requirement imposed by BAJA competition conditions. Sending 18 bytes, it achieved packet loss rates below 5% and -85 dBm received signal strength at this distance using omnidirectional 6 dBi antennas. The results validate the proposed architecture and demonstrate its technical feasibility for real-time telemetry applications in BAJA SAE competitions.eng
dc.description.resumoVeículos BAJA SAE operam em ambientes off-road adversos, sujeitos a vibrações, impactos e grandes distâncias em relação às estações de referência, o que torna o monitoramento em tempo real desafiador com tecnologias convencionais de comunicação sem fio, que impõem restrições de alcance e robustez. Nesse contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento e a validação experimental de um sistema embarcado de monitoramento e telemetria para veículos BAJA SAE, estruturado sobre comunicação LoRa e gerenciamento de tarefas por Sistema Operacional de Tempo Real (RTOS). O sistema é composto por uma placa de circuito impresso projetada para aquisição de dados de rotação do motor, velocidade, temperatura da CVT e aceleração triaxial, utilizando os sensores Hall A3144, termopar Tipo K com interface MAX6675 e acelerômetro MPU6050. O processamento é realizado por um microcontrolador ESP32 com sistema operacional FreeRTOS, com tarefas distribuídas entre os dois núcleos disponíveis. A transmissão dos dados é feita pelo módulo LoRa E220-900T22D, operando na faixa de 915 MHz, com armazenamento local em cartão SD como registro de dados. A validação experimental demonstrou erro de temperatura dentro da tolerância de aproximadamente 2 °C especificada pelo fabricante, resposta coerente dos sensores Hall para RPM e velocidade, porém com leve atraso e resposta amortecida, e funcionamento adequado do acelerômetro na detecção da aceleração da gravidade. O teste em campo do LoRa validou os requisitos de 500m impostos pela distância da competição, enviando 18 bytes, com taxa de perda de pacotes inferior a 5% e RSSI de -85 dBm nessa distância, utilizando antena omnidirecional de 6 dBi. Os resultados encontrados validam a arquitetura proposta e demonstram sua viabilidade para aplicações de telemetria em tempo real em competições BAJA SAE.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationMARMIROLLI, Guilherme. Projeto de Monitoramento e Telemetria de um Sistema BAJA utilizando LoRa e RTOS. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24308.*
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24308
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET
dc.publisher.courseEngenharia Elétrica - EE
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectEmbedded systemseng
dc.subjectVehicle telemetryeng
dc.subjectLoRaeng
dc.subjectFreeRTOSeng
dc.subjectBaja SAEeng
dc.subjectEsp32eng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS; INSTRUMENTACAO
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleProjeto de Monitoramento e Telemetria de um Sistema BAJA utilizando LoRa e RTOSpor
dc.title.alternativeMonitoring and Telemetry Project for a BAJA System using LoRa and RTOSeng
dc.typeTCC

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