# Protótipo integrado ao VANT

Plataforma: **Hexacóptero DIY de 960 mm, 6S Li-ion**, 6 rotores, 960 mm entre motores, hélices de 17". É uma geometria paramétrica de classe, não um modelo de fabricante; os valores com ⚠ estão em `configs/vant.toml`. A escolha da plataforma está em `docs/plataforma_e_mvp.md`.

## Arranjo

- **Carcaça:** pendurada sob a placa central, com o CG no eixo vertical do centro dos rotores e a objetiva no nadir. A fenda fica transversal ao voo (Y) e a dispersão, ao longo dele (X).
- **Berço rígido:** duas travessas de Al 6061 de 6 mm aparafusadas com M4 na face de cima dos trilhos da carcaça e 4 colunas de carbono Ø12 mm até a placa central (182 g). O isolamento fica só nos isoladores da carcaça: um segundo estágio elástico no VANT acoplaria os modos.
- **Placa superior:** bateria Li-ion 6S4P 21700 (389 Wh, 1830 g) no centro; Jetson com a placa de alimentação empilhada atrás; mastro com a antena GNSS da carga à frente; mastro da antena do piloto automático à esquerda.
- **Envelope da carcaça no VANT:** topo a 25 mm sob a placa central, objetiva a 202 mm.

## Orçamento de massa

Margem de 30% sobre a melhor estimativa (JPL D-17868 §2.1A) em tudo, exceto a bateria, cuja massa sai do número de células. A massa do protótipo é a do orçamento do `carcaca`.

| Item | Categoria | CBE (g) | MEV (g) |
|---|---|---|---|
| Motores | VANT | 960 | 1248 |
| Braços | VANT | 480 | 624 |
| Placas, espaçadores e braçadeiras | VANT | 350 | 455 |
| Trem de pouso | VANT | 350 | 455 |
| ESCs | VANT | 240 | 312 |
| Hélices | VANT | 180 | 234 |
| Piloto automático, rádio e telemetria | VANT | 160 | 208 |
| Fiação | VANT | 150 | 195 |
| Antena GNSS do piloto automático | VANT | 40 | 52 |
| **Subtotal: VANT** | | **2910** | **3783** |
| Protótipo, variante: Voo (tudo em Al 6061) | Carga | 1293 | 1681 |
| Berço (travessas de Al e colunas de carbono) | Carga | 182 | 237 |
| Jetson Orin Nano Developer Kit | Carga | 174 | 226 |
| Antena GNSS (u-blox ANN-MB) | Carga | 173 | 225 |
| Chicote externo | Carga | 100 | 130 |
| SSD NVMe | Carga | 30 | 39 |
| Placa de alimentação 4S–6S → 5 V | Carga | 15 | 20 |
| **Subtotal: Carga** | | **1967** | **2557** |
| Bateria Li-ion 6S4P 21700 | Bateria | 1830 | 1830 |
| **Subtotal: Bateria** | | **1830** | **1830** |
| **Peso de decolagem** | | **6707** | **8170** |

## Desempenho

Pairado a 3 m/s (praticamente pairar). Potência para pairar = peso ÷ eficiência ⚠; rotação por T = C_T·ρ·n²·D⁴ ⚠. Potência da carga de `configs/eletronica.toml`: CBE na entrada da bateria, MEV com a margem de potência.

| Grandeza | CBE | MEV |
|---|---|---|
| Peso de decolagem | 6.71 kg | 8.17 kg |
| Empuxo/peso | 2.86 | 2.35 |
| Rotação no pairado | 3044 rpm | 3360 rpm |
| Passagem de pá | 101 Hz | 112 Hz |
| Maior frequência isolada aceita | 34 Hz | 37 Hz |
| Potência para pairar | 671 W | 817 W |
| Potência da carga | 28.9 W | 37.6 W |
| Corrente média | 32 A (1.8 C) | 40 A (2.2 C) |
| Autonomia (80% de 389 Wh) | 27 min | 22 min |

## Verificações de integração

Limiares derivados em `[limits]` de `configs/vant.toml` ⚠; duração do voo de `configs/georreferenciamento.toml`, faixa de entrada de `configs/pcb_potencia.toml`, isoladores e folga de balanço de `configs/carcaca.toml`.

| Verificação | Valor | Limite | Margem | Atende |
|---|---|---|---|---|
| Empuxo/peso (MEV) | 2.35 | >= 2.00 | +17% | ✅ |
| Autonomia com 80% da energia (MEV) | 21.8 min | >= 20.0 min | +9% | ✅ |
| Isoladores da carcaça × rotação no pairado (menor limite entre CBE e MEV) | 18.0 Hz | <= 33.8 Hz | +47% | ✅ |
| Bateria descarregada × entrada mínima da placa de alimentação | 18.0 V | >= 12.0 V | +50% | ✅ |
| Bateria cheia × entrada máxima da placa de alimentação | 25.2 V | <= 25.2 V | +0% | ✅ |
| Folga entre pontas de hélices vizinhas | 48 mm | >= 25 mm | +93% | ✅ |
| Folga radial entre hélices e carga pendurada | 133 mm | >= 50 mm | +165% | ✅ |
| Topo da carcaça até a placa central | 25 mm | >= 20 mm | +25% | ✅ |
| Altura livre sob a objetiva, pousado | 128 mm | >= 50 mm | +156% | ✅ |
| Carcaça × pernas e esquis do trem de pouso | 29 mm | >= 25 mm | +15% | ✅ |
| Campo de visada transversal livre do trem de pouso | 218 mm | >= 0 mm | — | ✅ |
| Desvio horizontal do CG ao centro dos rotores (MEV) | 2.3 mm | <= 10.0 mm | +77% | ✅ |
| Céu tapado para o sensor de irradiância (disco da placa central) | 97% | <= 5% | -1846% | ❌ |

## Achados

- **Céu tapado para o sensor de irradiância (disco da placa central):** Sensor de irradiância da carcaça fica sob a placa central e perde quase todo o céu. Levar a cabeça de irradiância (C12880MA com difusor de cosseno) para um mastro acima do plano das hélices, ligada por cabo ou fibra, e registrar a atitude para corrigir a inclinação.

## Renders

- `render/vant_agricultura.png`
- `render/vant_agricultura_alto.png`
- `render/vant_agricultura_campo.png`
- `render/vant_apresentacao.png`
- `render/vant_apresentacao_faixa.png`
- `render/vant_fixacao.png`
- `render/vant_frontal.png`
- `render/vant_lateral.png`
- `render/vant_solo.png`
- `render/vant_topo.png`
- `render/vant_voo.png`
- `render/vant.glb`

Vistas de voo com o VANT a 1.5 m do solo; o leque laranja é o campo transversal (±7.4°), cortado no solo.

Cena de agricultura: talhão de `configs/cena_sintetica.toml` (linhas, espaçamentos, folhas e manchas de estresse) cercado pelo plantio de referência; cor das folhas e do solo pela reflectância média nas faixas R, G e B do PROSPECT/PROSAIL e Sol do cenário de iluminação de `configs/cenarios_vegetacao.toml`. VANT a 3 m do solo, só para a imagem: o voo real é a 100 m, e o leque desenhado cobre só o que cabe nessa altura.

Apresentação: VANT com a objetiva a 8 m sobre soja em fileiras (geometria de fileira só para a imagem, LAI e cores do cenário). A faixa já voada é o produto simulado pelo sensor nessa altitude: GSD de 0.8 cm, faixa de 2.07 m, 2035 × 256 amostras, exposição de 4.9 ms, SNR mediano de 83 em 705 nm, 99 em 784 nm. Cor: CIre = ρ(783 nm)/ρ(705 nm) − 1, reflectância medida pelo sensor, escala plasma entre os percentis 2 e 98 (0.11 a 2.25); cobertura vegetal média de 62%. Cada pixel é a mistura linear de folha PROSPECT e solo PROSAIL, sem sombra. Céu, horizonte e luz da imagem: HDRI `flower_road`; solo: `dry_mud_field_001` (CC0, Poly Haven).

## Premissas e limitações

- Massas, empuxo, eficiência e C_T do VANT são estimativas de classe (⚠): trocar pela balança e pela tabela de ensaio do motor escolhido.
- Céu tapado conta só o disco da placa central (limite inferior): braços, hélices e bateria tapam mais.
- Campo de visada: só o leque transversal; o campo ao longo do voo (largura da fenda) é desprezível.
- Sem esteira das hélices, PSD de vibração medido, EMI dos ESCs nem rota do chicote externo.
- Folgas a partir das caixas envolventes das peças da carcaça (conservador).