Testes de Hardware

1. Introdução

Este documento reúne os procedimentos, resultados e evidências dos testes realizados para verificar o funcionamento dos componentes de hardware do projeto. Os registros são organizados por caso de teste para facilitar a consulta, a avaliação dos resultados e a relação com os requisitos documentados na matriz de rastreabilidade.

2. Objetivo geral

Verificar o funcionamento dos componentes e subsistemas de hardware por meio de testes definidos, documentando os resultados obtidos e suas evidências para apoiar a validação do projeto e a integração com os demais subsistemas.

3. Matriz de resultados dos testes

ID	Descrição	Data de início	Data de conclusão	Responsável	Resultados esperados	Resultados obtidos	Aprovação interna (S/N)	Aprovação do orientador (S/N)	Observações
3.1	Acionamento de LED externo pelo GPIO 2	24/10/2026	24/10/2026	Ana Victória e João Vitor	O LED deve alternar entre ligado e desligado em intervalos de um segundo.	O LED externo piscou conforme esperado.	S	N	—
3.2	Armazenamento e recuperação de valor na memória Flash NVS	24/10/2026	24/10/2026	Ana Victória e João Vitor	O valor inteiro 42 deve ser recuperado após desconectar e reconectar a placa.	O Monitor Serial exibiu Valor recuperado: 42 após a reinicialização.	S	N	—
3.3	Scanner I2C do sensor VL53L0X (ELE-09)	25/10/2026	25/10/2026	Marcus e Fábio	O scanner deve identificar o VL53L0X no endereço 0x29 em varreduras consecutivas.	O endereço 0x29 foi encontrado em 10 varreduras seguidas.	S	—	Teste de bancada da Dupla 3; firmware separado da aplicação do robô.
3.4	Média móvel das leituras ToF e acionamento de LED no limiar de 100 mm (ELE-09)	25/10/2026	25/10/2026	Marcus e Fábio	A média móvel das últimas cinco leituras deve suavizar as medições; o LED deve acender abaixo de 100 mm e apagar acima desse limiar.	O LED respondeu ao limiar conforme esperado. O gráfico da Teleplot mostrou as curvas bruta e filtrada; a variação entre leituras seguidas caiu de 2,4 mm (bruta) para 0,75 mm (filtrada).	S	—	Teste de bancada da Dupla 3; limiar de 100 mm (10 cm).
3.5	Telemetria da distância filtrada por Bluetooth a 10 Hz (ELE-09)	25/10/2026	25/10/2026	Marcus e Fábio	O ESP32 deve transmitir as leituras filtradas a cada 100 ms para o celular pareado.	O celular recebeu 33 leituras em 3,2 s, com intervalo médio de 0,10 s (10 Hz); os valores acompanharam a aproximação do obstáculo, de 2000 mm para menos de 100 mm.	S	—	Bluetooth clássico (SPP), dispositivo Ratatuli_ToF; teste feito com Android.
3.6	Regulação de alimentação do microcontrolador (Módulo DC-DC)	24/10/2026	24/10/2026	Juan e Anderson	O módulo regulador deve fornecer saída estável de 5,0 V no pino VIN do ESP32 a partir da tensão da bateria (7,4 V nominal).	O módulo testado em bancada operava exclusivamente como elevador (Step-Up / Boost), inviabilizando o rebaixamento de 7,4 V para 5,0 V. Constatada a necessidade de conversor Step-Down (Buck).	N	N	Dupla 2: circuito soldado e funcional como Boost; requer substituição por módulo Buck ou Buck-Boost.
3.7	Acionamento de motor DC N20 via Ponte H TB6612FNG e PWM	24/10/2026	24/10/2026	Juan e Anderson	O motor N20 deve variar a rotação proporcionalmente à rampa de PWM (0 a 255) gerada pelo ESP32 via TB6612FNG.	O motor operou normalmente em teste direto com fonte CC, porém não acionou via ponte H na protoboard. Falha sob diagnóstico de conexões e sinais lógicos.	N	N	Dupla 2: firmware de teste com rampa PWM implementado; teste com evidência em vídeo gravado; nova iteração agendada.

4. Casos de teste

Teste 3.1 – Acionamento do LED

Objetivo

Verificar o acionamento de um LED externo conectado ao GPIO 2 do ESP32.

Procedimento

1. Configurar a Arduino IDE para a placa DOIT ESP32 DEVKIT V1.
2. Montar o circuito com o LED externo e um resistor de 1 kΩ, conforme o roteiro de testes.
3. Carregar o programa que alterna o GPIO 2 entre os estados ligado e desligado, com intervalo de um segundo.
4. Observar visualmente o funcionamento do LED.

Resultado esperado

O LED deve alternar entre ligado e desligado em intervalos de um segundo durante a execução do programa.

Resultado obtido

O LED externo piscou conforme esperado durante a execução do programa.

Evidências

Fotografia da montagem do circuito

Vídeo do teste

Assistir ao vídeo no YouTube

Teste 3.2 – Persistência na memória NVS

Objetivo

Verificar se o ESP32 consegue armazenar um valor inteiro na memória não volátil NVS e recuperá-lo após a reinicialização da placa.

Procedimento

1. Utilizar a biblioteca Preferences.h.
2. Abrir o namespace teste.
3. Verificar se a chave sensor existe e, caso ainda não exista, gravar o valor inteiro 42.
4. Ler o valor armazenado e exibi-lo no Monitor Serial, configurado para 115200 baud.
5. Desconectar o cabo USB por aproximadamente cinco segundos e reconectar a placa.
6. Verificar o valor recuperado após a reinicialização.

Resultado esperado

O valor inteiro 42 deve permanecer armazenado e ser recuperado após a desconexão e reconexão do ESP32.

Resultado obtido

O Monitor Serial exibiu Valor recuperado: 42 após a reinicialização da placa.

Evidência

A imagem a seguir é uma fotografia do Monitor Serial mostrando o valor recuperado.

Vídeo do teste

Assistir ao vídeo no YouTube

Teste 3.3 – Scanner I2C do VL53L0X

Objetivo

Verificar se o ESP32 detecta o sensor ToF VL53L0X no barramento I2C.

Procedimento

1. Alimentar o VL53L0X em 3,3 V e conectar GND, SDA ao D21 e SCL ao D22 do ESP32.
2. Executar o ambiente ele09_teste1 e abrir o Monitor Serial a 115200 baud.
3. Observar o endereço encontrado em varreduras consecutivas do barramento.

Resultado esperado

O scanner deve encontrar o VL53L0X no endereço I2C 0x29 em todas as varreduras.

Resultado obtido

O endereço 0x29 foi encontrado em 10 varreduras seguidas, confirmando a comunicação entre o ESP32 e o sensor.

Evidências

As capturas do Monitor Serial mostram o endereço 0x29 nas varreduras:

Teste 3.4 – Média móvel e LED no limiar de 100 mm

Objetivo

Verificar a suavização das leituras do VL53L0X por média móvel e o acionamento do LED conectado ao D2 quando a distância filtrada fica abaixo de 100 mm.

Procedimento

1. Manter as ligações do sensor do Teste 3.3 e conectar o LED ao D2 por um resistor de 1 kΩ.
2. Executar o ambiente ele09_teste2 e conectar a Teleplot à porta serial a 115200 baud.
3. Aproximar e afastar um obstáculo do sensor, observando as curvas bruta e filtrada, o limiar de 100 mm e o estado do LED.

Resultado esperado

A média das últimas cinco leituras deve reduzir as oscilações das medições. O LED deve acender quando a distância filtrada for menor que 100 mm e apagar quando for maior ou igual a esse valor.

Resultado obtido

O LED acendeu abaixo de 10 cm e apagou acima do limiar. No gráfico, as curvas bruta e filtrada acompanharam a aproximação do obstáculo, com a curva filtrada mais estável: a variação entre leituras seguidas caiu de 2,4 mm para 0,75 mm.

Evidências

O gráfico da Teleplot apresenta as leituras brutas e filtradas e a referência de 100 mm. As fotografias registram a montagem do sensor e do LED durante o teste.

Teste 3.5 – Telemetria Bluetooth a 10 Hz

Objetivo

Verificar a transmissão da distância filtrada pelo Bluetooth clássico do ESP32 a uma taxa de 10 Hz.

Procedimento

1. Manter as ligações do sensor e do LED usadas no Teste 3.4 e executar o ambiente ele09_teste3.
2. Parear um celular Android com o dispositivo Ratatuli_ToF.
3. Abrir o aplicativo Serial Bluetooth Terminal e observar os valores e seus horários.

Resultado esperado

O celular deve receber a distância filtrada em intervalos de aproximadamente 100 ms, equivalentes a 10 leituras por segundo.

Resultado obtido

O celular recebeu 33 leituras em 3,2 s, com intervalo médio de 0,10 s. Os valores acompanharam a aproximação do obstáculo, desde 2000 mm até menos de 100 mm.

Evidência

Teste 3.6 – Regulação e condicionamento de alimentação (Módulo DC-DC)

Objetivo

Verificar a capacidade de regulação de tensão contínua para alimentar o ESP32 (pino VIN) em nível estável de 5,0 V a partir da tensão fornecida pela bateria do robô (7,4 V nominal de LiPo 2S).

Procedimento

1. Conectar a fonte de bancada ajustável nos terminais de entrada (IN+ e IN-) do módulo conversor DC-DC para simular o patamar de tensão da bateria de 7,4 V, mantendo o ESP32 inicialmente desconectado.
2. Posicionar as pontas de prova do multímetro digital nos terminais de saída (OUT+ e OUT-) na escala de 20 V contínuos.
3. Realizar a soldagem dos conectores e ajustar o trimpot multivotas com chave de fenda buscando calibrar a saída em 5,0 V estáveis.
4. Analisar o comportamento da tensão de saída em função da tensão de entrada.

Resultado esperado

O módulo regulador deve atuar como conversor abaixador/estabilizador (Step-Down / Buck ou Buck-Boost), ajustando a entrada de 7,4 V para uma saída estável de 5,0 V para inserção segura no pino VIN do ESP32.

Resultado obtido

O módulo soldado e testado em bancada demonstrou funcionamento elétrico pleno do seu circuito de regulação e trimpot, porém constatou-se que o componente disponível era puramente elevador de tensão (Step-Up / Boost). Dessa forma, ele apenas permite elevar tensões de entrada para patamares superiores, não sendo capaz de rebaixar a tensão nominal da bateria (7,4 V) para o patamar desejado de 5,0 V.

Análise técnica e ações corretivas

Diante da constatação física do comportamento Boost, o circuito não foi conectado ao pino VIN do ESP32 para evitar sobretensão no microcontrolador. Ficou registrado como encaminhamento técnico a aquisição/substituição do componente por um conversor Step-Down (Buck) ou módulo Buck-Boost compatível com a corrente demandada pelo sistema, assegurando os 5,0 V regulados a partir dos 7,4 V nominais.

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Teste 3.7 – Acionamento de motor N20 via Ponte H TB6612FNG e PWM

Objetivo

Verificar o chaveamento e o controle de velocidade de um motor DC N20 através do driver de ponte H TB6612FNG utilizando sinal de modulação por largura de pulso (PWM) gerado pelo ESP32.

Procedimento

1. Montar a ponte H TB6612FNG na protoboard, alimentando o barramento de potência VMOT a partir da fonte de bancada e o barramento lógico VCC no pino 3V3 do ESP32, interligando todos os GNDs.
2. Ligar os terminais do motor N20 às saídas AO1 e AO2 da ponte H.
3. Conectar as portas de controle do ESP32 aos pinos PWMA (GPIO 18), AIN1 (GPIO 19), AIN2 (GPIO 21) e STBY (GPIO 22).
4. Carregar o firmware de teste (src/testes_hardware/teste_ponte_h_motor.ino), que mantém STBY em nível lógico alto (HIGH), define o sentido de giro e aplica uma rampa progressiva de PWM (0 a 255) com envio serial para acompanhamento.
5. Realizar testes de continuidade e medição com multímetro digital nos terminais de controle e saída.
6. Realizar teste de bancada independente conectando o motor N20 diretamente à alimentação para atestar a integridade do atuador.

Resultado esperado

O motor N20 deve acelerar progressivamente de forma síncrona com a rampa de PWM gerada pelo ESP32 e enviada pela porta serial.

Resultado obtido

No teste independente do motor conectado diretamente à fonte, o atuador funcionou com rotação normal, atestando a integridade física do motor N20. Contudo, ao realizar o acionamento através da ponte H TB6612FNG na protoboard com o firmware em execução, o motor não respondeu ao sinal de saída. As medições com multímetro demonstraram ausência de tensão eficaz nos terminais AO1/AO2.

Análise técnica e ações corretivas

A falha de acionamento pode estar associada a mau contato nos jumpers da protoboard, inadequação na polarização do pino de Standby (STBY) ou avaria interna nos transistores de potência do módulo driver. A bancada foi registrada em vídeo e uma nova rodada de testes foi agendada para a próxima sessão, focando na substituição de jumpers, checagem pino a pino dos níveis lógicos de controle e, se necessário, teste com um segundo módulo TB6612FNG.

Evidências

Vídeo do ensaio de bancada

Assistir ao vídeo no YouTube

5. Considerações finais

Os testes 3.1 e 3.2 foram executados em 24/10/2026 (Ana Victória e João Vitor), os testes 3.6 e 3.7 em 24/10/2026 (Juan e Anderson), e os testes de bancada do ELE-09 (3.3, 3.4 e 3.5) em 25/10/2026 (Marcus e Fábio).

Os testes 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 e 3.5 apresentaram os resultados esperados e receberam aprovação interna. Já os testes 3.6 e 3.7 conduzidos pela Dupla 2 permitiram identificar antecipadamente requisitos de adequação de componentes de bancada (necessidade de conversor Step-Down para a bateria de 7,4 V) e abriram diagnóstico sobre o circuito de chaveamento da ponte H TB6612FNG, com nova rodada de ensaios programada para a semana seguinte.

Os códigos-fonte dos testes de bancada desenvolvidos pelas duplas estão disponibilizados no diretório src/testes_hardware/. Para concluir a rastreabilidade, ainda é necessário associar os testes aos identificadores dos requisitos correspondentes na matriz oficial.