SparkAltBatteryBoard

Uma placa de interface de bateria e telemetria personalizada e orientada à pesquisa para a plataforma DJI Spark, construída em torno de uma bateria LiPo 3S padrão em vez da bateria inteligente OEM descontinuada e difícil de encontrar.

Este projeto documenta uma interface de comunicação de bateria inteligente I2C/SMBus com engenharia reversa, originalmente desenvolvida para estudar como o controlador de voo do DJI Spark se comunica com sua bateria. A placa fica entre um pack 3S padrão e o drone, lê as tensões reais das células e a corrente, e reproduz essa interface de comunicação.

Como funciona

1. A bateria inteligente original do DJI Spark foi desmontada e seu tráfego I2C/SMBus com o controlador de voo foi capturado com um Analisador Lógico Saleae.
2. Esse tráfego foi decodificado para recuperar o conjunto de comandos SBS + proprietário da DJI (handshake de autenticação, tensões das células, PEC/CRC-8, etc.) — veja Docs/I2C_BMS_PROTOCOL.md.
3. Uma PCB personalizada replica o formato e o conector da bateria OEM, com divisores resistivos para sensoriamento de tensão por célula e um amplificador de corrente shunt INA199.
4. Um ATmega328P na placa reproduz a interface de comunicação da bateria inteligente via I2C em tempo real — calculando PEC em tempo real e esticando clock quando necessário. Veja Firmware/README.md para a implementação completa do protocolo.

Estrutura do repositório

Hardware

Superior	Inferior	Layout

• MCU: ATmega328P — escolhido especificamente porque seu periférico TWI de hardware suporta clock stretching I2C de forma confiável, o que a sondagem do FC da DJI exige (veja Firmware/README.md para saber por que um ESP32 não funciona aqui).
• Sensoriamento: Rede de divisores resistivos de 3 vias para derivações de tensão por célula, amplificador shunt INA199 para corrente do pack.
• Esquema completo: Docs/SparkAltBatteryBoardV1.pdf
• Saídas de fabricação: BOM · Gerbers
• Suporte da bateria: Mechanical/batterymount.stp

Notas de Design / Fabricação da PCB

A revisão da PCB foi preparada como um projeto KiCad orientado à fabricação, não apenas como um esquema de prova de conceito.

As considerações de design incluem:

• Estrutura de esquema hierárquica
• Blocos separados de MCU, alimentação, sensoriamento e conector
• Interface lógica I2C/SMBus de 3,3 V
• Entradas de sensoriamento de tensão de célula escaladas pelo ADC
• Filtragem RC nas linhas de medição analógicas
• Frontend de detecção de corrente de alta impedância INA199
• Abordagem de medição shunt estilo Kelvin
• Trilho de alimentação do sistema regulado buck de 3,3 V
• Resistores pull-up I2C
• Proteção ESD/TVS nas linhas de comunicação externas
• Conector de programação/depuração AVR ICSP
• Estratégia de roteamento de cobre largo/polígonos para o caminho da corrente da bateria
• Saídas de fabricação preparadas: pacote BOM e Gerber

Firmware

Projeto PlatformIO para o ATmega328P (pinagem Arduino Uno/Nano). Lida com a lógica escrava I2C, leituras ADC, cálculo de CRC-8 PEC e todas as respostas de comandos SBS/DJI.

pio run -e uno
pio run -e uno -t upload

Mapa completo de pinos, tabela de comandos suportados e limitações conhecidas: Firmware/README.md.

Engenharia reversa do protocolo

As capturas brutas do analisador lógico usadas para decodificar o protocolo estão incluídas para referência:

• Docs/sniffedsession2.csv
• Docs/sniffedsession3.csv
• Documentação completa: Docs/I2C_BMS_PROTOCOL.md

Teste de voo do protótipo legado

O vídeo abaixo mostra um protótipo anterior testado há cerca de 4 anos. Ele não representa um teste de voo da revisão redesenhada da PCB neste repositório.

Aviso

Este é um projeto de engenharia reversa amador, compartilhado para fins educacionais. Voar com uma bateria/BMS modificada é por sua conta e risco — verifique você mesmo as tensões das células, limites de corrente e a fiação antes do voo. Não afiliado ou endossado pela DJI.

O protótipo original foi testado em voo no passado. A revisão redesenhada da PCB neste repositório ainda não foi testada em voo porque o drone de teste original foi danificado posteriormente em um acidente.

Licença

Código-fonte disponível para uso pessoal, educacional e de pesquisa. O uso comercial não é permitido sem permissão por escrito. Veja LICENSE (MIT com Commons Clause).