Коммутируемое устройство для снятия показаний с датчиков на болиде

Бикбулатов Рашид Илдарович; Федоров Сергей Владимирович

КОММУТИРУЕМОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНЯТИЯ

ПОКАЗАНИЙ С ДАТЧИКОВ НА БОЛИДЕ

1 2 Бикбулатов Р.И. , Федоров С.В.

1Бикбулатов Рашид Илдарович - студент; 2Федоров Сергей Владимирович - доцент, кафедра информационных систем и телекоммуникаций, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана,

г. Москва

Аннотация: в статье рассматривается реализация коммутируемого устройства для снятия показаний с датчиков на болиде, представлена принципиальная схема устройства, подобраны электронные компоненты с учетом диапазона измерений. Ключевые слова: SAE, аналого-цифровой преобразователь, интерфейс CAN, термопара, расширитель.

Формула SAE, более известная в Европе как Формула Студент - это студенческие инженерные соревнования, изначально организованные Сообществом Автомобильных Инженеров (Society of Automotive Engineers, SAE) и входящие в Серию Студенческих Инженерных соревнований (Collegiate Design Series) SAE. По замыслу соревнований команда студентов университета является инженерной компанией, которая должна разработать, построить, испытать прототип автомобиля формульного класса для рынка непрофессиональных гоночных автомобилей [1, с. 1].

Коммутируемое устройство для датчиков необходим для отслеживания температуры и уровня жидкостей в двигателе, а также любых других элементов, которые требуют сохранять температурный диапазон, поэтому необходимо спроектировать расширитель с как можно большим количеством каналов для измерения всех устройств болида.

Блок-схема принципа работы представлена на рисунке 1.

ПК - Персональный компьютер;

АЦП - Аналого-цифровой преобразователь;

Р.йМ _ митдпгЬлйг ппа попапаии г

Рис. 1. Блок-схема

С термопар, которые подключены к деталям болида вырабатываются на выходе термоЭДС в диапазоне от микровольт до милливольт, чтобы увеличить это напряжение и уменьшить ошибку дальнейшего преобразования необходимо

I 6 |

стабильное усиление для последующей обработки, поэтому далее сигнал поступает на усилители, после чего во встроенный АЦП микроконтроллера. Датчики давления, также поступают во встроенный АЦП. Сигналы, полученные АЦП преобразуют напряжение в цифровой формат, после чего преобразованный сигнал передается по CAN шине к блоку управление МоТеС М400, откуда можно будет вывести данные на приборную панель болида, либо просматривать их с компьютера.

На данном этапе проектирования расширителя заключается в разработке принципиальной схемы устройства с подбором элементов подходящих для измерения с датчиков на гоночном болиде.

Измерения температур тормозных колодок будет производиться через термопары, т.к. они выдерживают высокие температуры. Для термопар необходимо использовать специальные разъемы PCC-SMP-K, (см. рисунок 2). Конденсаторы C1-C6 равные 10 нФ предназначены для фильтрации от шума на линиях термопары.

В качестве драйвера CAN выбран MCP2551, который является высокоскоростным приемопередатчиком CAN, стойким к ошибкам устройством (см. рисунок 2).

В качестве процессора будет использоваться STM32F303K8 на базе ядра Cortex®-M4, который будет преобразовывать полученные значения с АЦП в необходимую единицу измерения и отправлять эти данные через CAN шину в блок управления.

Рис. 2. Принципиальная схема Список литературы

1. Википедия - свободная энциклопедия, статья "Formula SAE". [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Formula_SAE./ (дата обращения: 29.06.2018).

I 7 |

Текст научной работы на тему «Коммутируемое устройство для снятия показаний с датчиков на болиде»