Skip to content

Firmware

Agora que seu ambiente está pronto, é hora de colocar a mão no código do drone.

Aqui, você vai aprender a baixar, configurar e compilar o firmware que roda dentro do Crazyflie — deixando tudo pronto para testar seu próprio código no drone real.

Visual Studio Code

Vamos utilizar o Visual Studio Code como IDE (Ambiente de Desenvolvimento Integrado).

  1. Baixe o Visual Studio Code em seu site oficial e instale-o.

Clonando

Antes de começar a programar, precisamos trazer o código do firmware para sua máquina. Vamos fazer isso em duas etapas: primeiro, você cria uma cópia (um fork) do repositório, e depois clona essa cópia para o seu computador.

Fork

  1. Crie um fork do repositório que contém o firmware para a sua conta do GitHub.

Clone

  1. Abra o Visual Studio Code

  2. Clique em Clone Git Repository...

  3. Coloque o endereço do repositório forkado para sua conta do GitHub: 

    https://github.com/username/quadcontrol-firmware.git

    Atenção

    Você deve substituir username pelo seu nome de usuário do GitHub

  4. Pressione Enter e selecione o local onde você quer salvar esse repositório.

  5. Quando ele terminar de clonar e perguntar se você gostaria de abrir o repositório clonado, clique em Open.

  6. Abra uma janela do terminal clicando em Terminal > New Terminal (ou usando o atalho Crtl+Shift+').

    Atenção

    Caso esteja utilizando Windows, ele abre por padrão um terminal do PowerShell, mas você deve alternar para um terminal do WSL (Ubuntu): WSL

  7. Inicialize todos os submódulos1 pelo terminal: 

    git submodule update --init --recursive

Organização

O firmware é composto por 2 pastas e 2 arquivos:

Firmware

Vamos entender cada um deles:

  • crazyflie-firmware - Pasta que contém o firmware do Crazyflie, o qual utilizaremos como submódulo
  • src - Pasta que contém os programas que vamos desenvolver ao longo do curso
  • Kbuild - Arquivo que define o programa que será compilado
  • radio.config - Arquivo que define o canal de rádio utilizado para se comunicar com o Crazyflie

A pasta src possui uma subpasta examples com 2 exemplos de programas: led_blink.c e hello_world.c. Abra esses arquivos para ver alguns exemplos de programa bem simples:

led_blink.c
#include "FreeRTOS.h"      // FreeRTOS core definitions (needed for task handling and timing)
#include "task.h"          // FreeRTOS task functions (e.g., vTaskDelay)
#include "led.h"           // LED functions (e.g., ledSet)

// Main application loop
void appMain(void *param)
{
    // Infinite loop (runs continuously while the quadcopter is powered on)
    while (true)
    {
        // Turn on left green led
        ledSet(LED_GREEN_L, true);
        // Wait for 100 milliseconds (2 Hz loop)
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
        // Turn off left green led
        ledSet(LED_GREEN_L, false);
        // Wait for 100 milliseconds (2 Hz loop)
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
    }
}
hello_world.c
#include "FreeRTOS.h"      // FreeRTOS core definitions (needed for task handling and timing)
#include "task.h"          // FreeRTOS task functions (e.g., vTaskDelay)
#include "debug.h"         // Debug printing functions (e.g., DEBUG_PRINT)

// Main application loop
void appMain(void *param)
{
    // Infinite loop (runs continuously while the quadcopter is powered on)
    while (true)
    {
        // Print message to console
        DEBUG_PRINT("Hello world!\n");
        // Wait for 100 milliseconds (2 Hz loop)
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
    }
}

Definimos qual o programa que vamos compilar através do arquivo Kbuild:

Kbuild
obj-y += src/examples/led_blink.o

Conforme formos desenvolvendo novos programas, não podemos esquecer de atualizar o arquivo Kbuild com o nome do programa que queremos compilar.

Atenção

Note que a extensão do arquivo aqui é .o e não .c. O importante é o nome do programa estar igual.

Configurando

Agora que você já tem o código na sua máquina, vamos ajustar algumas configurações importantes: o canal de rádio que será usado para comunicação e a plataforma de hardware do drone. Esses ajustes garantem que tudo esteja alinhado com o seu Crazyflie antes de compilar o código.

Radio

  1. Abra o arquivo radio.config

  2. Altere o canal do rádio conforme a numeração do seu Crazyflie.

    radio.config
    RADIO_CHANNEL=1

Submódulo

  1. Navegue até a página crazyflie-firmware/src/modules/src e abra o arquivo stabilizer.c.

  2. Comente as linhas 223-226, 326 e 356, conforme abaixo2:

    stabilizer.c
    221
222
223
224
225
226
227
    static void setMotorRatios(const motors_thrust_pwm_t* motorPwm)
{
  // motorsSetRatio(MOTOR_M1, motorPwm->motors.m1);
  // motorsSetRatio(MOTOR_M2, motorPwm->motors.m2);
  // motorsSetRatio(MOTOR_M3, motorPwm->motors.m3);
  // motorsSetRatio(MOTOR_M4, motorPwm->motors.m4);
}
    stabilizer.c
    326
          //stateEstimator(&state, stabilizerStep);
    stabilizer.c
    355
356
357
          } else {
        // motorsStop();
      }

Plataforma

  1. Configure o firmware para a plataforma do Crazyflie 2.1 Brushless rodando o seguinte código no terminal: 
    make cf21bl_defconfig

Compilando

Com o código ajustado, é hora de transformar ele em algo que o drone entenda. Vamos compilar o firmware e enviá-lo para o Crazyflie. Esse processo será repetido sempre que você quiser testar uma nova versão do seu programa.

Build

  1. Compile o firmware: 
    make

Flash

  1. Programe o firmware no Crazyflie: 

    make cload

    Atenção

    • O Crazyflie 2.1 Brushless precisa estar ligado
    • O Crazyradio PA precisa estar conectado na porta USB

Testando

Tudo pronto! Agora vamos conectar no drone com o Crazyflie Client e verificar se ele está rodando o seu código corretamente. Se tudo estiver certo, você verá as mensagens aparecendo no console — e o seu drone estará oficialmente sob seu controle.

  1. Abra o Crazyflie Client 
    cfclient

  2. Clique no botão Scan

  3. Selecione o Crazyflie correspondente

  4. Clique no botão Connect

  5. Verifique se o quadricoptero está respondendo (tensão da bateria, estado dos sensores, etc.)

  6. Clique em View > Toolboxes > Console

  7. Verifique se aparecem as mensagens do seu código ("Hello world!")

Caso não apareça, muito provavelmente é por que você está rodando o programa led_blink.c e não hello_world.c. Modifique seu arquivo Kbuild para o programa correto e, em seguida, compile e envie o programa para o quadricoptero.

  1. Submódulos do Git são como "repositórios dentro de repositórios". Esse comando garante que você tenha o código do firmware oficial (crazyflie-firmware) que está referenciado como submódulo. ↩

  2. Fazemos isso para contornar o algoritmo proprietário do controlador do Crazyflie (ele vai continuar rodando em segundo plano, mas vamos ignorar seus comandos para podermos usar os nossos). ↩