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   "source": [
    "## Integração do Sistema\n",
    "\n",
    "### Requisitos Gerais\n",
    "\n",
    "O sistema de controlo do aeropêndulo deve integrar, de forma coerente e segura, os seguintes elementos:\n",
    "\n",
    "- **Projeto mecânico:** estrutura física do pêndulo, montagem do motor, hélice e sensor no braço rotativo, fixação estável à base.  \n",
    "- **Projeto elétrico:** ligação da fonte de alimentação, motor, driver, sensor e microcontrolador, garantindo compatibilidade de tensões e correntes.  \n",
    "- **Projeto de controlo:** definição do algoritmo de estabilização (Bang-Bang, PID ou LQR) e respetiva implementação em tempo real.  \n",
    "- **Projeto de software:** programação em Arduino IDE (C/C++), com leitura de sensores, execução periódica do controlo e comando ao atuador.  \n",
    "- **Desenvolvimento e testes:** verificação faseada, primeiro em simulação, depois com módulos isolados, e finalmente no sistema integrado.  \n",
    "- **Documentação:** registo dos esquemas, código, parâmetros e resultados experimentais.  \n",
    "\n",
    "---\n",
    "\n",
    "### Componentes Típicos\n",
    "\n",
    "- **Microcontrolador:** Arduino Uno, Nano ou Mega.  \n",
    "- **Sensor de ângulo:** encoder magnético (ex.: AS5600 via I²C).  \n",
    "- **Atuador:** motor DC com hélice, comandado por um driver (ex.: L298N ou TB6612FNG).  \n",
    "- **Fonte de alimentação:** adequada às especificações do motor e do controlador (tipicamente 3,3–5 V para lógica e 3–6 V para motor).  \n",
    "- **Materiais auxiliares:** cabos, resistências, breadboard ou PCB, e elementos de fixação mecânica.  \n",
    "\n",
    "---\n",
    "\n",
    "### Passos de Integração\n",
    "\n",
    "1. **Validação individual de módulos**  \n",
    "   - Testar o sensor: confirmar leituras coerentes de ângulo ao rodar manualmente o pêndulo.  \n",
    "   - Testar o driver: verificar resposta do motor a sinais PWM simples.  \n",
    "   - Testar a fonte: confirmar tensões e correntes fornecidas.  \n",
    "\n",
    "2. **Integração elétrica**  \n",
    "   - Garantir massa comum entre todos os módulos.  \n",
    "   - Confirmar tensões de alimentação (3,3 V/5 V para lógica, tensão adequada ao motor no driver).  \n",
    "   - Usar cabos curtos e ligações firmes para evitar ruído.  \n",
    "\n",
    "3. **Integração de software**  \n",
    "   - Programar aquisição periódica de dados do sensor (I²C).  \n",
    "   - Implementar ciclo de controlo no `loop()` com temporização via `millis()` ou `timer` (tipicamente 100 Hz).  \n",
    "   - Comandar o driver via `analogWrite()` (PWM) para regular a velocidade da hélice.  \n",
    "\n",
    "4. **Integração mecânica**  \n",
    "   - Montar o motor e o sensor no braço do pêndulo de forma rígida, evitando folgas.  \n",
    "   - Proteger a hélice para segurança durante os ensaios.  \n",
    "\n",
    "5. **Testes de sistema**  \n",
    "   - Ensaiar primeiro com ganhos baixos no controlador, aumentando progressivamente.  \n",
    "   - Registar leituras de ângulo, sinais de controlo e resposta do pêndulo.  \n",
    "   - Ajustar parâmetros do controlador até alcançar estabilização.  \n",
    "\n",
    "---\n",
    "\n",
    "### Cuidados a Ter\n",
    "\n",
    "- **Compatibilidade elétrica:** nunca alimentar o sensor com tensão superior à recomendada (ex.: AS5600 funciona apenas a 3,3 V).  \n",
    "- **Corrente do motor:** evitar correntes de arranque ou bloqueio elevadas que possam danificar o driver.  \n",
    "- **Atrasos no ciclo de controlo:** manter a frequência de execução constante; não usar `delay()` no `loop()`.  \n",
    "- **Segurança física:** trabalhar sempre com proteções na hélice e desligar a fonte de alimentação antes de alterar a montagem.  \n",
    "\n",
    "---\n",
    "\n",
    "### Da Simulação à Implementação\n",
    "\n",
    "Antes da integração, o comportamento do pêndulo deve ser explorado em **simulação**, ajustando e comparando diferentes controladores.  \n",
    "Posteriormente, a lógica de controlo validada é **portada para Arduino**:\n",
    "\n",
    "1. Isolar a função de controlo no código Python (entrada = ângulo, saída = comando motor).  \n",
    "2. Reescrever em C/C++ para Arduino, respeitando limites de tempo de execução e memória.  \n",
    "3. Substituir as interfaces simuladas por leituras reais do sensor e comandos reais para o driver.  \n",
    "4. Garantir execução periódica estável com `millis()` ou interrupções de temporizador.  \n",
    "5. Voltar a ajustar os ganhos com base no comportamento físico real.  \n",
    "\n",
    "---\n",
    "\n"
   ]
  },
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  "language_info": {
   "name": "python"
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