Protótipo de veículo agrícola remotamente controlado

Abstract

O Estudo descreve o desenvolvimento de um protótipo de veículo agrícola remotamente controlado, concebido para atuar como um cortador de grama robusto e capaz de operar em diferentes condições de terreno. A pesquisa parte do diagnóstico de que a demanda global por alimentos cresce em ritmo acelerado, ao mesmo tempo em que a expansão de áreas de cultivo se torna inviável por razões ambientais e econômicas. Diante desse cenário, tecnologias de automação, mecanização inteligente e robótica emergem como alternativas estratégicas para aumentar a produtividade e reduzir a dependência por mão de obra humana. O protótipo foi construído em estrutura metálica, movimenta-se sobre esteiras impulsionado por dois motores de 750W reduzidos na relação de 20:1. A parte eletrônica é gerida pelo microcontrolador ESP32, operando com controle remoto via Bluetooth utilizando um joystick Dual Shock 4. Drivers de 200 A alimentam os motores principais, garantindo segurança e estabilidade elétrica. O sistema incorpora sensores para monitoramento em tempo real: conta-giros infravermelho (36 pulsos/volta) para medir rotação e velocidade, GPS GY-GPS6MV1 para localização, e MPU-6050 para análise de aceleração e inclinação. Cada componente é gerenciado por Tasks do FreeRTOS, o que permite paralelismo, organização modular e resposta mais rápida às variações de operação. A montagem integra mecânica, eletrônica e software, culminando em testes práticos em campo. Os resultados demonstram que o protótipo é funcional, capaz de realizar o corte de vegetação de baixa a média densidade, superar inclinações moderadas e operar com fluidez em trechos retos. Ao mesmo tempo, limitações foram observadas: vibrações excessivas, baixa suavidade nas curvas, ruído mecânico elevado, desgaste de componentes e resposta reduzida na inversão de direção. O trabalho conclui que o protótipo atende aos objetivos propostos e demonstra a viabilidade da construção de um veículo agrícola teleoperado utilizando componentes acessíveis e tecnologias amplamente disponíveis no mercado nacional. Além disso, destaca o potencial do projeto para evolução futura, incluindo: implementação de sistema de suspensão, placa eletrônica dedicada, alternador para recarga de baterias, integração completa com o sistema ROS e avanço para níveis mais altos de autonomia operacional.

This study describes the development of a prototype remotely controlled agricultural vehicle, designed to act as a robust lawnmower capable of operating in different terrain conditions. The research stems from the diagnosis that global demand for food is growing at an accelerated pace, while the expansion of cultivated areas becomes unfeasible for environmental and economic reasons. Faced with this scenario, automation, intelligent mechanization, and robotics technologies emerge as strategic alternatives to increase productivity and reduce dependence on human labor. The prototype was built with a metal frame, moves on tracks propelled by two 750W motors reduced in a 20:1 ratio. The electronics are managed by an ESP32 microcontroller, operating with remote control via Bluetooth using a DualShock 4 joystick. 200A drivers power the main motors, ensuring safety and electrical stability. The system incorporates sensors for real-time monitoring: an infrared tachometer (36 pulses/revolution) to measure rotation and speed, a GY-GPS6MV1 GPS for location, and an MPU-6050 for acceleration and inclination analysis. Each component is managed by FreeRTOS tasks, allowing for parallelism, modular organization, and faster response to operational variations. The assembly integrates mechanics, electronics, and software, culminating in practical field tests. The results demonstrate that the prototype is functional, capable of cutting low to medium density vegetation, overcoming moderate inclines, and operating smoothly on straight stretches. At the same time, limitations were observed: excessive vibrations, poor smoothness in curves, high mechanical noise, component wear, and reduced response in direction reversal. The work concludes that the prototype meets the proposed objectives and demonstrates the feasibility of building a teleoperated agricultural vehicle using accessible components and technologies widely available in the national market. Furthermore, it highlights the project's potential for future evolution, including implementation of a suspension system, dedicated electronic board, alternator for battery recharging, full integration with the ROS system, and advancement to higher levels of operational autonomy.