Controle de Trim Tab para FlightGear com Arduino Nano: Roda Analógica Compacta

Componentes e Materiais

Componente	Quantidade	Observações
Arduino Nano R3 (ou compatível)	1
Potenciômetro rotativo (10kΩ recomendado)	1	Eixo para knob de trim
Capacitor 100µF	1	Filtro de ruído no potenciômetro
Display OLED SSD1306 0.96" I2C (128x64)	1	Feedback visual da posição
Fios jumpers	1 conjunto

Software Necessário

• Arduino IDE
• Python 3 com bibliotecas: pyserial, socket, sys (instale via conda install -c anaconda pyserial ou pip install pyserial)
• FlightGear (simulador de voo open-source)
• Biblioteca Arduino: U8glib (para display OLED)

Sobre o Projeto

Este projeto cria uma roda de trim (trim wheel) analógica física para controlar o trim do elevador no simulador FlightGear. O Arduino lê o potenciômetro e envia dados via Serial; um script Python converte para pacotes UDP que o FlightGear entende via protocolo genérico.

O que é Trim Tab?

O trim tab é uma pequena superfície de controle na borda do estabilizador horizontal (elevador) que permite manter o avião em atitude de voo nivelada sem pressão constante no manche. A roda de trim no cockpit ajusta essa superfície.

Arquitetura do Sistema

[Potenciômetro] → [Arduino Nano (Serial USB)] → [Python Script (UDP)] → [FlightGear (Generic Protocol)]

Três arquivos de código:

1. arduinoElevatorTrimOLED.ino – Sketch do Arduino (carregar na placa)
2. arduinoElevatorTrim.py – Script Python (executar junto com FlightGear)
3. arduinoElevatorTrim.xml – Protocolo genérico do FlightGear (copiar para <FlightGearRoot>/data/protocol/)

Código do Arduino (arduinoElevatorTrimOLED.ino)

#include <U8glib.h>

// Ajuste linha 2 para seu display:
U8GLIB_SSD1306_128X64 u8g(U8G_I2C_OPT_NONE | U8G_I2C_OPT_DEV_0); // I2C/TWI

int xmax = 128, ymax = 64;
int xcenter = xmax/2, ycenter = ymax/2 + 10;
int arc = ymax/2;
int angle = 0;
char* label = "TRIM";
int labelXpos = 53;
int p, w, m;
u8g_uint_t xx = 0;
const int potPin = A6;
float potVal;

void gauge(uint8_t angle) {
  // Desenha borda do medidor (arco superior)
  u8g.drawCircle(xcenter, ycenter, arc+6, U8G_DRAW_UPPER_RIGHT);
  u8g.drawCircle(xcenter, ycenter, arc+4, U8G_DRAW_UPPER_RIGHT);
  u8g.drawCircle(xcenter, ycenter, arc+6, U8G_DRAW_UPPER_LEFT);
  u8g.drawCircle(xcenter, ycenter, arc+4, U8G_DRAW_UPPER_LEFT);
  
  // Desenha agulha
  float x1 = sin(2*angle*2*3.14/360);
  float y1 = cos(2*angle*2*3.14/360);
  u8g.drawLine(xcenter, ycenter, xcenter+arc*x1, ycenter-arc*y1);
  u8g.drawDisc(xcenter, ycenter, 5, U8G_DRAW_UPPER_LEFT);
  u8g.drawDisc(xcenter, ycenter, 5, U8G_DRAW_UPPER_RIGHT);
  
  // Labels da escala
  u8g.setFont(u8g_font_chikita);
  u8g.drawStr(1, 42, "DOWN");
  u8g.drawStr(52, 17, "NEUT");
  u8g.drawStr(105, 42, "UP");
  
  // Label "TRIM"
  u8g.setPrintPos(labelXpos, 32);
  u8g.print(label);
  
  // Valor digital alinhado
  u8g.setFont(u8g_font_profont22);
  if (w >= 99)        u8g.setPrintPos(47, 60);
  else if (w >= 10)   u8g.setPrintPos(54, 60);
  else if (w >= 0)    u8g.setPrintPos(60, 60);
  else if (w >= -9)   u8g.setPrintPos(48, 60);
  else if (w >= -99)  u8g.setPrintPos(42, 60);
  else                u8g.setPrintPos(35, 60);
  u8g.print(w);
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  u8g.setFont(u8g_font_chikita);
  u8g.setColorIndex(1);
  // Configuração de cor para diferentes modos de display
  if (u8g.getMode() == U8G_MODE_R3G3B2) u8g.setColorIndex(255);
  else if (u8g.getMode() == U8G_MODE_GRAY2BIT) u8g.setColorIndex(3);
  else if (u8g.getMode() == U8G_MODE_BW) u8g.setColorIndex(1);
  else if (u8g.getMode() == U8G_MODE_HICOLOR) u8g.setHiColorByRGB(255,255,255);
}

void loop() {
  potVal = analogRead(potPin);
  potVal = (potVal - 512.0) / 512.0; // Normaliza -1.0 a +1.0
  Serial.print(potVal);
  Serial.print("\n");
  
  p = analogRead(potPin);           // 0-1023
  w = map(p, 0, 1023, 100, -100);   // Valor exibido: +100 (UP) a -100 (DOWN)
  m = map(p, 0, 1023, 90, 0);       // Ângulo da agulha: 0 a 90 graus
  
  // Ajuste para desenho da agulha (offset visual)
  xx = m;
  if (xx < 45) xx = xx + 135;
  else xx = xx - 45;
  
  // Loop de desenho do display
  u8g.firstPage();
  do {
    gauge(xx);
  } while (u8g.nextPage());
  
  delay(10);
}

Nota: Se a direção da rotação estiver invertida, troque os últimos dois argumentos no map():

w = map(p, 0, 1023, -100, 100); // Inverte sinal
m = map(p, 0, 1023, 0, 90);     // Inverte agulha

Script Python (arduinoElevatorTrim.py)

#!/usr/bin/python
import sys
import serial
from socket import *

host = "localhost"
port = 21567
addr = (host, port)
UDPSock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

# AJUSTE: Porta serial do Arduino (Windows: COMx, Linux: /dev/ttyUSBx)
tty = "COM4"
print("tty is", tty)

try:
    ser = serial.Serial(tty, 9600)
except:
    print("Error connecting to", tty)
    sys.exit(1)

prevline = ""
while True:
    line = ser.readline().decode('utf-8').strip()
    if line != prevline and line:
        print(line)
        UDPSock.sendto(line.encode('utf-8'), addr)
        prevline = line

Importante: Se você abriu o Serial Monitor do Arduino IDE, feche-o e reconecte a placa antes de rodar o script Python.

Protocolo FlightGear (arduinoElevatorTrim.xml)

Copie este arquivo para <FlightGearRoot>/data/protocol/:

<?xml version="1.0"?>
<PropertyList>
  <generic>
    <input>
      <line_separator>\n</line_separator>
      <var_separator>,</var_separator>
      <chunk>
        <name>Elevator trim</name>
        <node>/controls/flight/elevator-trim</node>
        <type>float</type>
      </chunk>
    </input>
  </generic>
</PropertyList>

Como Executar

1. Carregue o sketch no Arduino Nano
2. Inicie o FlightGear com o parâmetro:
   --generic=socket,in,30,localhost,21567,udp,arduinoElevatorTrim
   (Sem espaços! Significa: input, 30Hz, localhost, porta 21567, UDP, protocolo arduinoElevatorTrim)
3. Execute o script Python: python arduinoElevatorTrim.py
4. Gire o potenciômetro – o trim do elevador no FlightGear responderá em tempo real

Recursos Adicionais

• Repositório GitHub: dciliberti/arduinoElevatorTrimOLED
• Esquemático Fritzing incluso (fios do display podem passar sob o Nano)