Telemetría para fórmula student. Equipo emisor.

Abstract

Este Trabajo de Fin de Grado presenta el diseño e implementación de un sistema de telemetría para un vehículo de competición Formula Student. El objetivo es superar las limitaciones de un sistema previo basado en LoRa, incrementando la tasa de transmisión de datos para obtener más información del comportamiento dinámico del vehículo durante las pruebas.

Se describe la arquitectura del sistema, compuesta por una unidad emisora que recoge y procesa datos de múltiples sensores, incluyendo suspensiones, frenos, corriente, IMU y GPS. Tras evaluar diferentes protocolos inalámbricos, se selecciona nRF24 operando a 2.4GHz por su equilibrio entre tasa de datos (2Mbps) y alcance (1km).

El hardware del emisor consta de un microcontrolador Teensy 4.1 que gestiona la lectura, procesamiento y transmisión de datos mediante el módulo nRF24L01. El software empaqueta los datos de forma sincronizada.

El sistema fue probado con éxito en competición, monitorizando variables críticas como revoluciones del motor, temperaturas, corrientes, etc. Esto permitió la toma de decisiones en tiempo real para garantizar el funcionamiento y seguridad del vehículo.

Los datos sincronizados recopilados facilitarán el análisis del comportamiento dinámico del vehículo y la correlación con simulaciones para futuras versiones del prototipo.

En conclusión, el sistema de telemetría desarrollado cumple los objetivos planteados inicialmente, incrementando sustancialmente la información disponible sobre el vehículo durante las pruebas dinámicas y mejorando su rendimiento y seguridad.

This Final Degree Project presents the design and implementation of a telemetry system for a Formula Student racing vehicle. The aim is to overcome the limitations of a previous LoRa-based system by increasing the data transmission rate to obtain more information about the vehicle's dynamic behavior during testing.

The system architecture is described, consisting of a transmitter unit that gathers and processes data from multiple sensors, including suspensions, brakes, current, IMU, and GPS. After evaluating different wireless protocols, nRF24 operating at 2.4GHz is selected due to its balance between data rate (2Mbps) and range (1km).

The transmitter hardware comprises a Teensy 4.1 microcontroller that handles reading, processing, and transmitting data through the nRF24L01 module. The software packages the data in a synchronized fashion.

The system was successfully tested in competition, monitoring critical variables like engine speed, temperatures, currents, etc. This enabled real-time decision-making to ensure the vehicle's operation and safety.

The synchronized data collected will facilitate analyzing the vehicle's dynamic behavior and correlating with simulations for future prototype versions.

In conclusion, the developed telemetry system fulfills the initial stated objectives, substantially increasing the information available about the vehicle during dynamic testing and enhancing its performance and safety.