Sistema de telemetría y representación de datos para un monoplaza de competición

Abstract

En el presente documento se detallará la realización de un proyecto en el que se pretende dotar al coche de combustión del equipo ARUS Andalucía Racing Team de un sistema capaz de enviar los datos más relevantes de forma remota para tener control sobre la pista. Dicho vehículo participará en la competición fórmula SAE (Society of Automotive Engineers), donde cada equipo formado por estudiantes de universidades de todo el mundo debe diseñar, fabricar y validar un prototipo de vehículo capaz de cumplir las numerosas normas de seguridad y restricciones de la competición, todas expuestas en la normativa. Con la participación en estas pruebas se pretende que los estudiantes tengan una oportunidad para adquirir conocimientos y prácticas más allá de los enseñados en la universidad. El sistema a implementar tiene la función principal de comunicarse con los diferentes subsistemas del vehículo y tras interpretar los datos, será capaz de enviar las mediciones de los distintos sensores por radiofrecuencia. El receptor, con ayuda de un programa en LabVIEW, será capaz de visualizarlo o incluso grabarlo para su posterior análisis. La implementación está integrada en la placa de circuito impreso que forma el salpicadero del vehículo. Aquí se encuentra un microcontrolador de la familia MSP430 de Texas Instruments que, con ayuda de un controlador de CAN bus (MCP2515), estará comunicado con todas las placas que componen la electrónica. Los datos se obtienen tanto de la ECU (Engine Control Unit) como de la tarjeta de adquisición de datos diseñada por un miembro del equipo ARUS. Una vez interpretados los datos de interés, se enviarán a través de un módulo de radiofrecuencia a 433MHz muy usado en aeromodelismo. En el receptor se encuentra otro módulo habilitado para conectar directamente a un ordenador por USB, de forma que se trabajará como un puerto serie (COM). En el apartado software se ha utilizado el compilador Code Composer Studio disponible en la página web de Texas Instruments. Con él se ha programado en lenguaje C el código necesario para que el microcontrolador pueda interpretar y enviar los datos. En la parte receptora del sistema, se ha programado un código en LabVIEW que incluye una interfaz visual donde se podrá interaccionar con los resultados obtenidos. Como anexo, se ha realizado un pequeño script en Matlab que permite representar gráficamente los datos obtenidos.

This document details the realization of a project which is intended to equip the combustion car of the ARUS Andalucía Racing Team with a system capable of sending the most relevant data remotely to have control over the race. This vehicle will participate in the Formula SAE (Society of Automotive Engineers) competition, where each team made up of students from universities all over the world must design, build, and validate a vehicle prototype able to pass safety regulations and restrictions of the competition. Students who participate in these tests have an opportunity to acquire knowledge and practices beyond those taught in the University. The system to be implemented has the main function of communicating with other subsystems of the vehicle and after interpreting the data, it will be able to send the measurements of sensors by radiofrequency. The receiver will be able to visualize this information or even record it for later analysis with the help of a LabVIEW program. The implementation is integrated in a printed circuit board that forms the dashboard of the vehicle. Here there is a microcontroller from the MSP430 family of Texas Instruments that works with a CAN bus controller (MCP2515) to connect dashboard to all PCB which make up the whole electronics. Data is obtained from both the ECU (Engine Control Unit) and the data acquisition card designed by a member of the ARUS team. Once data of interest is interpreted properly, it will be sent through a 433MHz radiofrequency module, commonly used in aeromodelling. The receiver has another module able to connect directly to a computer via USB, so that it will work as a serial port (COM). For software, it is used the Code Composer Studio compiler, that it is available from Texas Instrument website. Necessary code for microcontroller to read and send data is programmed in C language with this tool. In the receiving part of the system, a code has been programmed in LabVIEW that includes a visual interface where it can interact with obtained results. As an attachment, it was made a small script in Matlab that allows graphing the data.