Formula Racing Miskolc

A Formula Racing Miskolc csapata büszke arra, hogy az Eurocircuits a 2022-es szezonban is a támogatói között szerepel. Az együttműködés során a cég kiváló minőségű nyomtatott áramkörök gyártásával támogatja csapatunk munkáját abban, hogy egy megbízhatóan működő elektromos rendszert készítsünk el és jó eredményeket érjünk el a Formula Student versenysorozatban.

Az Eurocircuits lehetőséget biztosított arra, hogy bemutassuk csapatunkat így élve a lehetőséggel ismertetünk néhány fontosabb információt csapatunkról és a Formula Student versenysorozatról, ami alább olvasható.

Formula Racing Miskolc

A Formula Racing Miskolc egy olyan hallgatói öntevékeny kezdeményezés, mely által a csapat tagjai mélyreható ismeretet és tapasztalatot szerezhetnek a járműipar és autósport különböző ágazataiban. Megtanulhatják az igazi csapatmunka jelentését, valamint kamatoztathatják elméleti tudásukat a gyakorlatban. A projekt lehetőséget biztosít a legfejlettebb technológiák megismerésére és alkalmazására, valamint az ipari cégek irányába való indirekt csatornaként szolgál a benne szereplő hallgatók számára. A régió legjelentősebb felsőoktatási intézményének alap és mesterképzésben részt vevő Gépészmérnöki és Informatikai, Gazdaságtudományi, valamint Anyagtudományi Kar hallgatói az aktív csapat tagjai, valamint számos tanár és doktorandusz hallgató segíti a munkánkat. A Miskolci Egyetem a humánerőforrás biztosítása mellett jelentős szakmai, infrastrukturális, valamint anyagi és kapcsolati tőkéjével biztosítja a Formula Racing Miskolc működését. Csapattagjaink tanulmányokon túlmutató érdeklődési és tevékenységi köre kihat a járműiparra, melyre megannyi diplomamunka, valamint országos és regionális TDK dolgozat a bizonyíték. Természetesen nem elhanyagolható az a tény, hogy a Formula Racing Miskolc tagjai olykor hajlandóak szinte az összes szabadidejüket a projekttel járó kutatásokkal és fejlesztésekkel tölteni, ezzel biztosítva elhivatottságukat és sikerüket a Formula Student mozgalom iránt.

Formula Student

A Formula Student konstruktőri mérnökverseny célja egy olyan formula autó tervezése, kivitelezése és képzeletbeli piacra bocsátása, melyet hallgatói jogviszonnyal rendelkező diákok valósítanak meg és versenyeztetnek nemzetközi színtéren. A mozgalom célja a gyakorlatorientált munkatapasztalat megszerzése mellett egy olyan csatorna kiépítése, mely gördülékeny kommunikációt biztosít a Formula Student-ben résztvevő hallgatók és a törekvést támogató cégek között. Ezen versenyek számos európai országban kerülnek megrendezésre. Egy átlagos Formula Student verseny négy napos, amelyből kettő a technikai és biztonsági szabályoknak megfelelésről szól. Ezek teljesítésével lehet részt venni a következő két napban a gyakorlati értelemben vett versenyen. A versenyszámok két csoportra bonthatók: statikus és dinamikusra: A Statikus megmérettetés részei a prezentációk, amelyek a műszaki terv megvédését, egy üzleti terv bemutatását, valamint egy költségelemzést foglalnak magukban. Ezen versenyszámok az összpontszámok 40%-át teszik ki. A Dinamikus versenyszámok közé tartozik a gyorsulás, az ún. „Skid Pad” amely az autó kanyar dinamikáját teszteli egy 8-ast szimbolizáló pályán, az Autocross, amely egy adott pályaszakaszon mért időket foglalja magába, végül a legjelentősebb erőpróba az úgynevezett „Endurance”, amelyben az autó idejét, valamint a fogyasztását mérik egy 22 km-es zárt körpályán.

Ezúton is szeretnénk megköszönni az Eurocircuits által biztosított számos elektronikai áramkört, melyek üzembiztosan szolgálnak versenyautónkban.

Dashboard PCB

Ezt a PCB-t azért készítettük, hogy a műszerfalunkon található gombokat és kapcsolókat egy rendezettebb módon tudjuk a kötegünk részévé tenni. Ezt úgy értük el, hogy minden egyes gomb egy saját M12-es kör alakú csatlakozót kapott, valamint a vízpumpa és ventilátor kapcsolók egy közös ilyen csatlakozót. Az áramkör ezeket a külön csatlakozókat egy 12 érintkezős DT csatlakozóba vezeti be és így a köteg egy kompaktabb és könnyebben szerelhetőbb kialakítást kap. Továbbá a gombjaink LED visszajelző világításának is el kellett helyezzünk előtét ellenállásokat, mivel azok 3V-os feszültségen működnek. A visszajelző funkcióját ezeknek a LED-eknek arra használtuk fel, hogy a vészleállító áramkörünk állapotát jelezze (ha világít akkor nincs aktiválva a kör, ha nem világít akkor aktiválásra került).  Az áramköri lap alakja azért ilyen, mert a Motec C125-ös kijelzőnk hátlapjára kerül felrögzítésre és az azon található 32 érintkezős SuperSeal 1.0 csatlakozó hozzáférhetőségét biztosítja.

Kialakításra kerültek tesztpontok is, melyekkel ellenőrizhetjük az áramkört forrasztás után és már beszerelt állapotban az ehhez kapcsolódó kiegészítő köteget, valamint a kapcsolókat, gombokat is.

A súlycsökkentés érdekében nem használunk dobozt a NYÁK-hoz, hanem lakkozzuk azt. Mivel egy amúgy is védett helyen van és a csatlakozók vízálló kialakításúak, így nem okoz majd gondot az eféle szigetelés.

PWM meghajtó

Ez a nyomtatott áramkör azzal a céllal lett tervezve, hogy a versenyautónk víz hűtő ventilátorának sebességét szabályozza. Az ötlet akkor merült fel, amikor kiderül túl későn kapcsol a hűtő ventilátorunk. Ekkor döntöttük el, hogy PWM jellel szeretnénk vezérelni a a ventilátor sebességét. Az autó kijelző modulja alkalmas a feladatra, azonban ezzel természetesen egyenesen nem lehet meghajtani a ventilátort.

A tervezett áramkörre rátérve találunk 4 teljesítmény csatlakozót. Ezek közül 2 a 12V bemenetet, kettő pedig a ventilátor kimenetet szolgálja. A kicsi microfit csatlakozó a PWM jel bevezetésére szolgál. Tovább haladva találunk egy ellenállást sorba kapcsolva egy optocsatolóval. Ez a LED bemeneti áramát hivatott beállítani. Az optocsatoló a 3.3V-os és a 12V-os rendszerek egymástól leválasztását valósítja meg. Az optocsatoló kimenetén 2 ellenállást találunk, ezek feszültségosztó kapcsolásban a FET gate feszültségét állítják be. Ezzel a kapcsolattal a FET-et úgy nyitjuk és zárjuk, ahogyan a PWM jel magas, illetve alacsony értéket vesz fel. Ebből következik, hogy a FET egy elektronikus kapcsolóként funkcionál. A dióda párhuzamosan van bekötve a drain és source lábak között, ami így szabadonfutó diódaként funkcionál és véd a ventilátor induktív jellegéből következő fordított feszültség csúcsoktól. Végül de nem utolsó sorban felhelyeztünk egy biztosítékot, ami a ventilátor áramának megfelelő értékű és egy esetleges rövidzár ellen véd meghibásodás esetén. Szeretnénk megköszönni a támogatást a Eurocircuitsnek aki mindig gyorsan és precízen segít minket az áramköreink gyártásában. Nélkülük nem tudnánk azt a minőséget tartani, amire törekszünk.

Telemetria Master

Ez az eszköz a telemetria rendszerünk master része. A slave eszközhöz nagyon hasonló felépítésű, azonban a feladatköre valamelyest bővebb. Az eszköz lelke egy STM32F446. Ez egy valamivel erősebb mikrokontroller több perifériával. A mikrokontroller mérést végez, irányítja a slave eszközt, offline menti az adatokat SD kártyára, későbbi analízis céljából és a vezetéknélküli kommunikációt és vezérli. Ezúttal is a VXO7805-500 DC-DC konvertert használtuk az 5 V előállítására, a 3,3 V-hoz pedig az LD111733 lineáris feszültségstabilizátort. A szélen található csatlakozók a szenzorokkal kötik össze az eszközt, illetve a CAN busszal, valamit a tápforrással. A CAN IC tápellátásánál egy fejlesztett verziót használtunk már. A chip hiány miatt ugyanis nem minden esetben tudjuk beszerezni a kívánt alkatrészeket, így egy forrasz hidat helyeztünk a tápellátás elé, amivel kiválaszthatjuk 3,3 V vagy 5 V tápfeszültséget szeretnénk az IC-re kapcsolni. A CAN120 jelű kapcsolóval kiválaszthatjuk ki vagy beakarjuk kapcsolni a CAN busz lezáróellenállását. A többi kapcsolóval pedig az SPI jeleinek felhúzó ellenállását tudjuk ki-be kapcsolni. Az utolsó eszköz pedig a nagyteljesítményű vezetéknélküli eszköz, egy Xbee Pro.

Telemetria Slave V2

Arra a célra terveztük ezt az áramkört, hogy az autó hátsó felén méréseket hajtson végre. Természetesen az egész telemetriát meglehetett volna tervezni egyetlen NYÁK-on is, viszont ezzel a megoldással lesz egy áramkör az autó hátuljában, egy pedig az elejében, amiket pedig 2 vezetékkel kötünk össze egymással. Így egyszerűsödik a kábelköteg, mivel nem kell minden szenzor vezetékét beletervezni a teljes kötegbe.

Ez már a második verziója ennek az áramkörnek. Tavaly még ugyan nem használtuk aktívan az autón, viszont a tesztelés során így is találtunk felesleges alkatrészeket és fejlődési lehetőséget benne.

Az áramkör lelke egy STM32F103 mikrokontroller. Ezzel hajtjuk végre a mérési és kommunikációs feladatokat. Néhány szenzor számára 5 V szükséges, a mikrokontroller viszont 3,3 V-ról működik. Ezt úgy oldottuk meg, hogy felhelyeztünk egy VXO7805-500 DC-DC konvertert és egy LD111733 lineáris feszültség szabályozót. Mivel az eszköz a motor közelében fog elhelyezkedni, felhelyeztünk egy külső kvarcot a mikrokontrollernek, arra az esetre, ha a meleg miatt a belső RC oszcillátor elkezdene hibákat okozni az időzítésben. A szélen elhelyezett csatlakozók legtöbbje a szenzorokhoz csatlakoztatja a rendszert, illetve egy CAN és egy táp csatlakozó is található. A DIP kapcsoló a CAN protokoll 120 Ohmos lezáró ellenállását hivatott ki-be kapcsolni azért, hogy a busz bármely pontjára beköthető legyen a NYÁK.