Power Management PCB dla VUB Racing - zarządzanie zasilaniem w bolidzie Formula Student

VUB Racing to studencki zespół wyścigowy z Brukseli, budujący bolidy Formula Student z naciskiem na zrównoważone materiały, takie jak włókna lniane czy tworzywa sztuczne nadające się do recyklingu. Zespół zaprezentował jedno ze swoich najnowszych rozwiązań elektronicznych – płytkę zarządzania zasilaniem, która stanowi istotny element architektury elektrycznej samochodu.

Dodaj do ulubionych źródeł w Google
Posłuchaj
00:00

Kontekst startowy i rola elektroniki

Latem poprzedniego roku zespół po raz pierwszy z powodzeniem ukończył sesje dynamiczne podczas zawodów Formula Student UK, gdzie bolid Aion potwierdził swoją sprawność w realnych warunkach torowych. Było to pierwsze w historii zespołu dotarcie do tej fazy rywalizacji. W bieżącym sezonie VUB Racing planuje udział w zawodach Formula Student Switzerland oraz Formula Student Germany, z ambicją dalszego rozwijania osiągów i zaawansowania technicznego konstrukcji.

Solidna architektura elektroniczna jest jednym z warunków niezawodności bolidu wyścigowego. W jej budowie zespół współpracuje z firmą Eurocircuits, która dostarcza płytki PCB i umożliwia szybką iterację projektową dzięki krótkim czasom produkcji oraz dostawy. W projekcie studenckim, w którym konstrukcja stale się rozwija, możliwość szybkiego wprowadzania zmian ma duże znaczenie.

Budowa i działanie płytki zarządzania zasilaniem

Płytka zarządzania zasilaniem, czyli Power Management PCB, jest umieszczona wewnątrz obudowy TS-box i pełni funkcję centralnego węzła monitorowania oraz dystrybucji energii do wszystkich niskonapięciowych komponentów pojazdu. Układ stale mierzy natężenie prądu, poziomy napięcia oraz pobór mocy przez poszczególne podzespoły, co pozwala na bieżąco wykrywać nieprawidłowości i wspiera bezpieczną pracę całego systemu.

Płytka monitoruje również stan każdego bezpiecznika poprzez pomiar napięcia na jego zaciskach. Jeśli zmierzone napięcie spadnie poniżej zdefiniowanego progu, system rozpoznaje przepalenie bezpiecznika, a odpowiednia dioda LED sygnalizuje, który element jest uszkodzony. Rozwiązanie to przyspiesza diagnostykę podczas testów i zawodów.

Układ scalony INA219BIDR i komunikacja I²C

Sercem systemu pomiarowego jest układ scalony INA219BIDR, łączący w jednej obudowie wzmacniacz do pomiaru prądu po stronie wysokiego potencjału, czyli high-side, z 12-bitowym przetwornikiem analogowo-cyfrowym. Układ dostarcza mikrokontrolerowi danych w czasie rzeczywistym: natężenia prądu, napięcia magistrali oraz obliczonego poboru mocy.

Pomiar prądu odbywa się za pośrednictwem precyzyjnego rezystora bocznikowego włączonego szeregowo z obciążeniem. Na podstawie spadku napięcia na tym rezystorze INA219BIDR wyznacza wartość prądu i oblicza odpowiadający mu pobór mocy.

Komunikacja pomiędzy układem monitorującym a mikrokontrolerem odbywa się przez magistralę I²C, która umożliwia podłączenie wielu układów INA219BIDR równolegle na tych samych liniach. Każdy z nich może mieć własny konfigurowalny adres, dzięki czemu możliwe jest efektywne monitorowanie wielu niezależnych kanałów zasilania w instalacji elektrycznej pojazdu.

Diagnostyka i optymalizacja systemu

Dane gromadzone przez płytkę zarządzania zasilaniem stanowią podstawę diagnostyki oraz optymalizacji działania pojazdu. Ciągły nadzór nad parametrami elektrycznymi pozwala wykrywać takie problemy jak nieprawidłowo dobrana bateria, zwarcia, nietypowy pobór mocy czy awarie podzespołów niskonapięciowych.

Według zespołu monitorowanie instalacji elektrycznej pomaga zwiększać niezawodność bolidu, szybciej identyfikować usterki i utrzymywać optymalną pracę samochodu podczas testów oraz zawodów.

Znaczenie szybkiej iteracji projektowej

Płytka zarządzania zasilaniem VUB Racing pokazuje, jak istotne w bolidzie Formula Student jest połączenie precyzyjnego pomiaru, komunikacji cyfrowej i szybkiej diagnostyki w kompaktowym systemie elektronicznym. Współpraca z Eurocircuits w zakresie produkcji płytek PCB umożliwia zespołowi sprawne wdrażanie kolejnych iteracji projektu i utrzymanie wysokiego tempa rozwoju technicznego.

Źródło: Eurocircuits

Więcej na www.eurocircuits.com
Chcesz częściej widzieć nasze artykuły w Google? Dodaj ElektronikaB2B do ulubionych źródeł
Powiązane treści
EUROCIRCUITS wspiera MAD Formula Team - niezawodna elektronika w ekstremalnych warunkach Formula Student
Eurocircuits startuje z konkurencyjną ofertą płytek HDI
Dobry projekt urządzenia już za pierwszym razem
Grubość płytki drukowanej to złożone zagadnienie
Czym jest courtyard i do czego można go użyć w projekcie PCB
Keepouts, czyli zakazy i ograniczenia na PCB
Zobacz więcej w kategorii: Prezentacje firmowe
Zasilanie
Magazyn energii jest tak niezawodny, jak jego najsłabsze połączenie
Produkcja elektroniki
Nowoczesna intralogistyka i urządzenia przeładunkowe w dobie Przemysłu 4.0
Zasilanie
Voltcraft prezentuje na Conrad Sourcing Platform innowacyjną serię zasilaczy CSP
Elektromechanika
Złącza prądowe i systemy konfekcjonowania przewodów dla wymagających aplikacji
Elektromechanika
Innowacyjne rozwiązania Samtec w zakresie połączeń o wysokiej wydajności
Projektowanie i badania
Przedstawiamy MPLAB Code Configurator w VS Code
Zobacz więcej z tagiem: Zasilanie
Prezentacje firmowe
Magazyn energii jest tak niezawodny, jak jego najsłabsze połączenie
Gospodarka
BattSwap wchodzi do Polski z technologią ekspresowej wymiany baterii dla flot dostawczych
Prezentacje firmowe
Voltcraft prezentuje na Conrad Sourcing Platform innowacyjną serię zasilaczy CSP

Kompatybilność elektromagnetyczna

Historia EMC (electromagnetic compatibility) zaczyna się od potrzeby opanowania problemu: co zrobić, gdy jedno urządzenie zaczyna zakłócać pracę drugiego. Miała swój początek wraz z pojawianiem się coraz większej liczby urządzeń elektrycznych wykonujących bardziej złożone zadania. Początkowo problem ten miał charakter niemal przypadkowy, a przybrał rolę istotnego wyzwania technicznego wymagającego systematycznego podejścia. Aktualnie jest to obowiązkowy punkt w produkcji urządzeń elektrycznych oraz elektronicznych.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów